變頻供水
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變頻供水范文第1篇
中圖分類號： TV674 文獻標識碼： A 文章編號：
1、無負壓變頻恒壓供水的定義及基本原理
隨著我國社會主義現代化建設事業的持續發展，給排水設備也在不斷提高，從過去老式的水泵加屋頂水箱到現在的變頻供水。近年來又一新型的供水設備出現———無負壓變頻恒壓供水，它是在變頻恒壓供水設備上發展起來的，主要由無負壓調節罐、水泵、氣壓罐、智能控制系統等組成。這種裝置的主要工作原理是，把小區供水系統的開式進水水池，變成容積較小的閉式進水箱，并在蓄水罐上安裝一個真空消除器V.E，消除高峰負荷時罐內的負壓，從而造成對市政自來水管網的直接抽吸作用，以滿足自來水管網安全運行的要求，如圖1所示。真空消除器其實就是一個壓力窗口器，保持罐內的壓力P0跟隨自來水管網供水壓力變化，即在0～市政自來水管網正常壓力之間變化。罐內壓力低于下限，真空消除器打開，使空氣進入罐內；罐內壓力高于上限，真空消除器打開，放掉罐內的一些空氣。即只有罐內壓力低于下限、高于上限時，真空閥才打開，以便進氣或排氣。如果罐內壓力在下限、上限之間時，真空閥是關閉的。由于市政自來水管網20mH2 O左右的壓頭P0在進入小區進水灌時沒有節流損失掉，因此小區供水系統的變頻水泵P1在小區供水時就可以減少20mH2 O左右的揚程，從而達到節能供水的目的。
2、無負壓變頻恒壓供水的特點
無負壓變頻恒壓供水系統是在傳統恒壓供水系統的基礎上發展起來的一種新型供水方式，其主要特征是取消了泵前的水池或水箱，水泵直接從市政供水管網上吸水，通過先進的自動控制系統對泵前和泵后壓力進行調節。無負壓供水系統具有以下優點：
1) 清潔衛生。由于取消了泵前的水池或水箱，實現了全封閉供水，根本上杜絕了自來水在水池或水箱中滯留時與空氣接觸而產生的水質污染。
2) 節能高效，操作簡便。設備根據用水情況對水泵進行變頻調速運行，加上市政管網原有的壓力疊加，經測試可節能30％～45％，作為變頻(恒壓)變流量給水設備的更新換代產品，采用觸摸屏監控，設備的運行情況一目了然，操作簡便。
3) 投資少、占地少、安裝簡便。免去建設水池的投資，減少了水池的占地面積，整套設備工廠化制作，便于安裝。
但也存在以下不足：它的供水可靠性不高。由于它缺少蓄水池,市政供水一有故障,整個設備癱瘓,將處于停水狀態。
3、無負壓變頻供水設備技術要求
無負壓變頻供水設備必須滿足下列技術要求：
1、無負壓供水設備必須滿足市政管網的約束條件
①、任何情況下均不允許超量取水現象。無負壓管網直供水設備應保證在城市供水管網限定的流量下運轉，任何時候都不會超限量取水，根本不會在負壓下強行抽水，維護供水管網的運行安全和相鄰用戶的用水穩定。
②、不產生管路負壓、積氣和回流現象。無負壓管網直供水設備應具有防止負壓、壓力振蕩、回流的有效功能。
2、必須安全、穩定的向用戶恒壓供水
①、無負壓管網直供水設備應采用水泵出水端壓力恒定控制或供水管路最不利點恒壓控制的方式。壓力值可以在現場試水時設定和調整，以達到用戶用水壓力滿意為準。 ②、恒壓控制穩態精度要求：設定壓力與實際壓力差不得超過±0.01MPa。 ③、控制系統動態性能要求：必須平滑、穩定的進行調節，不產生調節震蕩，并且響應速度合理。避免水流喘振、斷流和水擊現象出現。 ④、無負壓管網直供水設備應具備的控制功能要求：必須具有兩臺泵定時切換功能。故障報警停泵功能。進水壓力控制設定上限壓力，開泵時水泵能根據設定壓力值自動升降轉速調節出水壓力，達到下限壓力時停泵。必須設有手動開關泵按鈕，當自動功能出現故障時必須手動開關水泵，不至于影響用戶用水和市政管網運行的安全。
3、對無負壓管網直供水設備制作與安裝要求 ①、變頻控制柜內電器元件必須采用如下國外知名品牌產品：施耐德、ABB或西門子，水泵變頻器必須采用采用以下水泵專用變頻器品牌： Danfoss、Omon、ABB、Allenbradley，不得采用通用變頻器，控制柜外殼應噴塑?？刂乒衩姘迳细鞣N指示燈及儀器齊全，指示牌指示準確清晰，距離2米可辨清指示牌內容。變頻柜需要BA系統集成，并提供對江森、霍尼偉爾、西門子樓控系統開放的通信接口。無負壓變頻供水設備須具備但不限于以下BA功能：各泵運行狀態、各泵的故障狀態、給水管網壓力。 ②、設備進水壓力控制應用壓力傳感器控制或遠傳壓力表，不能使用電接點壓力表。出水壓力可選用壓力傳感或是遠傳壓力表，進水最好使用壓力傳感器。 ③、水泵必須采用以下國外知名品牌：格蘭富（CR系列）、ITT（SV系列）或威樂不銹鋼水泵，設備進水口所用水泵、水罐、管材、閥門、管件等所有涉水機械、器材應符合國家《生活飲用水衛生監督管理辦法》的規定，設備中的不銹鋼材料均采用SUS304食品級不銹鋼制作，不得使用工業用產品。水泵進出口必須采用不銹鋼波紋管連接。④.對無負壓變頻供水設備配置要求為：兩臺水泵，一用一備 ，即一臺水泵可以零流量連續調節為最大流量，滿足24小時全時段的用水高峰及低谷的變化需要，另一臺作為備用泵，工作泵與備用泵定時平滑切換一次，以避免泵用泵中死水時間長而影響水質。⑤、保證設備絕對與大氣隔絕,全封閉運行,徹底杜絕二次污染,保證在自來水管網的限定性條件下連接運轉,不會產生負壓管路沖擊等影響管網供水安全的隱患,具有相關的資質證明。4、對無負壓變頻供水設備穩流補償器的要求為：材質必須采用SUS304食品級不銹鋼制作,厚度不得小于4mm。
5、具有國家省級以上質量監督部門的檢驗合格報告。
6、具備無負壓設備的專利證書。
7、取得當地衛生部門頒發的生活飲用水供水設備及用品衛生許可證件。
8、自動化設計,全自動運行,無人職守.無水停機,來水自動開機,停電后復電在啟動變頻故障自動復位和再啟動,工作水泵發生故障時,備用水泵自動投入運行,并定時自動切換。
9、設備制造、安裝均應執行國家、行業或企業的技術標準。
4、無負壓變頻恒壓供水的應用
無負壓變頻恒壓供水本身是一種供水設備，一般可以應用如下：1) 適用于任何自來水壓力不足地區的加壓給水。2) 新建改建擴建的住宅小區、寫字樓、綜合樓生活用水。3) 自來水廠的給水中間加壓泵站。4) 工礦企業的生活、生產用水等。5) 各種循環水系統。然而，由于該設備的技術特點，應用上也存在局限性。當用戶最大用水量大于自來水管網最小進水量時，既有可能出現求大于供的情況時就不允許采用無負壓供水設備，還有可能對市政管網造成污染時不能應用該設備。具體體現在以下場所：1) 城市給水管網經常性停水的區域；2) 城市給水管網可資利用水頭過低的區域；3) 城市給水管網供水Q , H 波動過大的區域；4) 使用管網(無負壓) 給水設備后，對周邊現有(或規劃) 用戶用水會造成嚴重影響的區域；5) 供水保證率要求高,不允許停水的用戶；6) 凡可能對市政管網造成回流污染危害的相關行業,如醫院、化工等。
根據無負壓供水設備的特點,在應用該設備時應注意如下幾個問題：1) 在具體工程項目中，無負壓給水設備直接從市政供水管網上抽水，設置前必須征得地方自來水公司的同意；2) 作為設計單位應該核算無負壓給水設備引水管的管徑和抽取水量,以避免因引水管通過水量經常性小于用戶設計水量而帶來的設備故障的產生；3) 房地產開發公司等使用單位檢查產品制造商的產品應由銅、不銹鋼或者耐腐蝕的塑料及復合材質組成， 并取得地方衛生行政部門頒發的衛生許可證。
參考文獻：
［1］郭文濤，談城市水資源的可持續利用［J］。山西建筑，2005，31（4）：105—106。
［2］李曉燕，淺析工業節水途徑［J］。山西建筑，2005，21（8）：121—122
［3］湖南無負壓變頻恒壓供水系統性能分析
變頻供水范文第2篇
【關鍵詞】變頻恒壓供水 工作原理 主泵、輔泵和氣壓水罐
1.變頻恒壓供水的工作原理：
變頻恒壓供水控制設備是將可編程技術、交流變頻技術與電機泵組相結合的新型機電一體化供水設備。變頻恒壓供水設備主要由水泵機組、測壓穩壓罐、壓力傳感器、變頻控制柜等組成。系統正常運行時，通過用戶供水管網上的壓力傳感器對管網水壓進行實時數據采集，并將壓力信號轉換為電信號，傳輸至PID調節器，然后與用戶設定的壓力值進行比較和運算，并將比較和運算的結果轉換為頻率調節信號和水泵啟動臺數信號分別送至變頻器和可編程控制器。變頻器根據PID調節器傳輸過來的信號調節水泵電機的運行頻率來調整水泵的轉速，使得水泵始終保持在高效節能的最佳運行狀態；可編程控制器根據PID調節器傳輸過來的信號來控制水泵的啟停和啟動臺數，這樣通過對泵組的啟停臺數和其中一臺變頻泵的轉速調節就可將用戶管網中的水壓恒穩于預先設定的壓力值，即實現管網供水量與不斷變化的用水量保持一致，達到“變頻恒壓供水”的目的。
2.變頻恒壓供水的設計要點：
2.1 選擇主泵
根據《建筑給水排水設計規范》GB 50015-2003（2009年版）3.6節計算供水系統的設計流量Qg（m3/h），對不同的建筑類別和居住小區的大小選擇不同的公式計算確定供水系統設計流量Qg（m3/h）。并確定所需主泵揚程H主泵 （MPa）： H計算=Ho+H+∑h，式中：Ho―用水點要求的正常水壓（MPa），H―水池最低水位至系統供水管網最不利點的幾何高差（MPa），∑h―管網沿程阻力與局部阻力之和（MPa）。
一般主泵采用的組合有：三泵組合（其中一臺備用）、四泵組合（其中一臺備用）等，用于泵組組合的各單泵的流量、揚程一般均相同，有利于單泵間具有互換性。另外因為泵組的水泵在最大設計流量下不可能讓水泵全部工頻運行，所以單泵的流量應選大些，具體選泵如下：
三泵組合（其中一臺備用）時：2Q主泵≥1.1Qg；H主泵≥H計算
四泵組合（其中一臺備用）時：3 Q主泵≥1.2Qg；H主泵≥H計算
設計時可根據需要進行組合選配單泵的數量，單泵的流量也可不同，計算方法同上。選擇主泵時看水泵的Q～H特性曲線，應是隨流量的增大，揚程逐漸下降的曲線，且主泵在額定轉速時的工作點，應位于水泵高效區的末端。
2.2 選擇輔泵
輔泵的設計流量Q輔泵通常可按照單臺主泵設計流量Q主泵的1/3～1/2直接選??；輔泵的揚程需根據選擇的輔泵類型確定不同計算方法：第一種情況，所選輔泵也有變頻器變頻供水時，管網不設置氣壓水罐。在用水量小流量時，當泵組最后一臺主泵運行頻率降至其小流量工作頻率時自動停泵同時開啟輔泵，輔泵則擔當起變頻供水的角色，模式與主泵變頻供水相同。故筆者認為，在這種情況下，輔泵滿頻供水時對應于出流量Q輔泵時的揚程可與主泵滿頻供水時對應于出流量Q主泵時的揚程相等，即等于管網壓力設定值；第二種情況，所選輔泵變頻供水時，管網設置氣壓水罐。在用水量小流量時，當泵組最后一臺主泵運行頻率降至其小流量工作頻率時自動停泵同時開啟輔泵，供水模式由主泵恒壓變頻供水轉變為由輔泵和氣壓水罐變頻氣壓給水；當用水量持續減小到輔泵的最低工作頻率時，輔泵退出工作，輔泵停泵前會加速運轉以提高其供水揚程，當揚程高于輔泵恒壓變頻設定值0.03～0.05 MPa時，停泵由氣壓水罐供水。為保持管網壓力恒定，筆者認為，在這種情況下，輔泵滿頻供水時對應于出流量Q輔泵時的揚程應等于主泵滿頻供水時對應于出流量Q主泵時的揚程相等，即等于管網壓力設定值。第三種情況，所選輔泵工頻供水時，管網設置氣壓水罐。在用水量小流量時，供水模式由恒壓變頻給水變為由輔泵和氣壓水罐差壓式氣壓供水。當泵組最后一臺主泵在降至其小流量工作頻率時自動停泵，由氣壓罐配合輔泵供水，輔泵啟泵壓力即氣壓水罐內最小壓力P1，取P1= Ho′+H+∑h′，式中：Ho′―用水點要求的最小水壓（MPa），H―水池最低水位至系統供水管網最不利點的幾何高差（MPa），∑h′―在輔泵的額定流量下管網沿程阻力與局部阻力之和（MPa）， 輔泵停泵壓力即氣壓水罐內最大壓力P2，P2若取得太大，容易引起管網和用戶端超壓，取得太小則氣壓水罐調節容積小，輔泵啟動頻繁，通常取P2=P1+（0.05～0.15）MPa。為了充分利用小氣壓水罐的調節容積，使輔泵運行時氣壓水罐內壓力能達到最大壓力設定值P2，筆者認為，在這種情況下，輔泵對應于額定流量Q輔泵時的揚程應等于P2。計算出流量和揚程，就可以根據具體工程所需選擇合適的輔泵。
2.3 選擇氣壓水罐
氣壓水罐在變頻調速供水中的主要作用是：用于調節損失瞬時用水量變化，穩定主泵、輔泵切換過程的壓力波動，實現小流量節能供水，消除停泵水錘，在建筑物投入使用初期，入住率較低的情況下，配合輔泵或主泵供水，避免輔泵、主泵頻繁啟動。以上功能均通過氣壓水罐的調節容積來實現。
在無輔泵的變頻恒壓供水設備中，氣壓水罐調節容積應滿足單臺工作主泵工頻運行90秒的供水量；而在有輔泵時，氣壓水罐調節容積除應滿足與輔泵配合工作（按1小時內輔泵啟動次數來確定）外，還不應小于主泵切換時所需穩壓流量，即單臺工作主泵工頻運行90秒的供水量。
計算出氣壓水罐的調節容積和總容積，就可以根據具體工程所需選擇合適的氣壓水罐。
結語
1.變頻恒壓供水系統中，主泵不能在零流量至設計秒流量間高效供水。
2.根據供水規模，應優先選用配置輔泵及氣壓水罐的多臺主泵并聯工作的變頻恒壓供水系統。
3.應校核氣壓水罐內的最高工作壓力，不得使系統最大供水壓力處配水點的靜水壓力超過0.55MPa。
4.變頻恒壓供水系統中，輔泵的流量、揚程，氣壓水罐的容積與所選水泵的特性曲線、管網設定壓力值、水泵的運行控制方式等密切相關，應根據具體工程需要進行選用。
參考文獻
[1]CJ/T 352-2010微機控制變頻調速給水設備[S]
[2]GB 50015-2003 建筑給水排水設計規范 （2009年版）[S]
變頻供水范文第3篇
關鍵詞：變頻柜簡化操作
0 引言
二次供水是隨著城市的建設發展而發展，它是一次供水水壓及流量不能滿足用戶需求后的一次供水的延伸和發展?，F在二次供水設施已經是城市供水不可缺少的重要組成部分。變頻器在二次供水行業廣泛應用很長時間，但由于變頻器的廠家眾多，功能又有不同的差異，以變頻器為基礎的變頻柜的生產廠家的水平高低不同，導致變頻供水控制柜有各種各樣控制形式，但大多數變頻供水控制柜是通過變頻器和其上位機程序設定和相互的通信完成控制，如果出現問題時只有變頻柜廠家的技術人員能將故障判定清楚，一般操作人員是說不清楚什么樣的故障，如果故障是由廠家的產品造成的，用戶是不用支付相關檢測費用，如果是由用戶原因造成，用戶要支付相關的費用，即使不支付費用，也會有一些糾紛在里面，至少要費一番唇舌。
1 主要工程目標
2008開始，長春市政府為了解決居民吃水難的問題，連續三年出資，由水務集團出面，對全市二次供水設施進行接收管理。當時參與二次泵站管理的工作人員不到一百人，而要接收泵站達到1160座，而能將變頻柜的故障判斷清楚的并不多，泵站管理必須實現無人值守化管理，但二次供水泵站必須24小時向用戶提供供水，一但出現問題必須馬上解決，及時處理故障，保證安全、穩定、可靠的運行，由此可見將來運行管理難度之大是可想而知的，在這種情況下，我們一方面加強工作人員的培訓，另外一方面根據以前的經驗，提出變頻供水控制柜操作的簡單化、故障判斷清晰化的觀點，當時我們的想法是讓變頻的操作就使用“傻瓜”照相機一樣簡單容易，人人都能操作。
2 具體解決方案
經過研究分析，把控制柜經常發生的故障和外界因素造成控制柜不能運行問題提出來，并把這些因素功能化，并以適當的形式放在變頻控制柜的面板上，包括：實測壓力和設定壓力、無水、過載、斷相、變頻器控制盤、單臺機組維修開關。
2.1 實測壓力和設定壓力，通過在柜面板上觀察實測壓力與設定壓力來了解送水情況，在處理用戶反應水壓不足和無水時幫助很大，只要有人進到泵房，看到這個對比值就可以判定泵站內的水泵機組是否工作正常，如果數據正常，就說明是泵站出水管網出現故障，給指揮調度部門一個準確的信息，調度部門指揮管網管理人員進行巡線等工作查找管線故障。
2.2 無水提示，過載提示，斷相提示，三個功能在處理水泵機組停機，判斷停機原因效果非常直接、準確。這三個提示均采用聲光信號報警。
無水提示是泵站蓄水設施（包括水池和水箱）內沒有水可供用戶使用，為了防止水泵空轉造成設備損壞的一種保護和提示，在沒有這個提示時，水箱是在泵站內，工作人員有時可能會去看看水箱，可水池在室外，工作人員不一定會想起去看一下水池里是否有水，這個功能非常直觀，進門一看無水報警了，向調度匯報，調度就可以安排管網管理人員去查下進水管道是不是哪里有了問題。
過載提示，水泵機組在運行中有時會發生超過水泵額定工作能力而過載，這個報警產生后，非常醒目，工作人員不用去看水箱（池）的水位，直接檢查水泵是什么原因導致過載就可以了，原因查明后可以進行維修。
斷相提示，二次供水泵站分布在市區的每個角落里，供電情況也是千差萬別，如果發生缺相，變頻器停止運行，過去得由專業人員通過調故障代碼才能知道，現在一般的工作人員就能知道是發生電源發生缺相故障了，我們的工作人員就可以聯系供電部門進行搶修，也能讓調度部門準確知道該泵站出了什么狀況。
以上三個是我們長期對變頻柜維修和調試過程中總結出來，也是多發的，將其報警信號放在柜的面板上，即提高故障處理效率也降低工作人員的勞動強度，受到一線工作人員的好評。
2.3 變頻器控制盤，過去有的生產廠家有的為了降低成本，在變頻柜上根本不裝控制盤；有的裝了，控制盤也是在柜內。如果不是專業人員，根本沒人會去開柜看一下什么是控制盤，現在它就柜的面板上，現場工作人員只需讀出面板上的文字，我們的技術人員就可以知道是出了什么問題，是讓哪類的工作人員進行搶修。
2.4 單臺機組維修開關設置有兩個好處，一個是前面提到的水泵過載而又不能馬上排除的故障時，可以將該機組維修開關打開，備用機組自然進入工作狀態。另一個是水泵機組要定期輪換工作，防止主機組“過勞”損壞，而備用機組長期停用，銹蝕而導致泵軸抱死。過去只能通過調整上位機的程序設定參數來完成，過于專業，非常麻煩?，F在通過維修開關的開閉就可以完成。
變頻供水范文第4篇
關鍵詞：變頻調速；內置PID調節；恒壓供水；PFC控制模式
中圖分類號： O434 文獻標識碼： A
引言
隨著變頻調速技術的發展和人們對生活飲用水品質要求的不斷提高，變頻恒壓供水系統已逐漸取代原有的水塔供水系統，廣泛應用于多層住宅小區生活消防供水系統。由于安全生產和供水質量的特殊需要，對恒壓供水壓力有著嚴格的要求，因而變頻調速技術得到了更加深入的應用。目前變頻恒壓供水系統追求高度智能化、系列化、標準化，是未來供水設備適應城鎮建設中成片開發、智能樓宇、網絡供水調度和整體規劃要求的必然趨勢。
一、國內外發展現狀
變頻恒壓供水是在變頻調速技術的發展之后逐漸發展起來的。在變頻器發展的初期，由于國外生產的變頻器的功能主要限定在頻率的控制，升降速控制，正反轉控制，起動控制以及制動控制，以及各種保護功能。應用在變頻恒壓供水系統中，變頻器僅作為執行機構，為了滿足供水量大小需求不同時，保證管網壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器，對壓力進行閉環控制。隨著變頻技術的發展和變頻恒壓供水系統的穩定性，可靠性以及自動化程度高等方面的優點以及顯著的節能效果的發現，國外許多生產變頻器的廠家開始自行研究并推出具有恒壓供水功能的變頻器，一些生產變頻器的廠家就推出了適合于恒壓供水系統的應用模式，它具有變頻泵固定方式，變頻泵循環方式等，將PID調節器和PLC簡易可編程控制器等硬件集成在變頻器內。只要搭載配套的恒壓供水單元，便可直接控制多個內置的電磁接觸器工作，可構成最多七臺電機(泵)的供水系統。這類設備微化了電路結構，降低了設備成本。但是也存在著一定的缺點，有些技術指標還不能達到用戶的要求。
二、系統控制要求
以往的恒壓供水設備往往采用諸如利用電接點壓力表等來控制泵的起停，把壓力控制在一定的范圍之內亦或是采用帶有模入/模出的可編程控制器或PID調節器與變頻器配合使用來實現恒壓供水，前者為機械式的聯鎖,運行中存在較大的壓力波動而后者設備成本高，PID算法編程難度大，調試困難。
隨著電力電子技術的發展，變頻器的功能也越來越強，充分利用變頻器內置的各種功能，合理采用帶有內置PID調節器和簡易PLC功能的變頻器和壓力傳感設備來實現恒壓供水，既做到了無級調速下穩定的、高品質的供水質量，又降低了設備成本，提高了生產效率，節省了安裝調試的時間。
水壓由壓力傳感器的信號4-20mA送入變頻器內部的PID模塊，與用戶設定的壓力值進行比較，并通過變頻器內置PID運算將結果轉換為頻率調節信號，以調整水泵電機的電源頻率，從而實現控制水泵轉速。由于變頻器內部自帶的PID調節器采用了優化算法，所以使水壓的調節十分平滑，穩定。同時，為了保證水壓反饋信號值的準確、不失值，可對該信號設置濾波時間常數，同時還可對反饋信號進行換算，使系統的調試更為簡單、方便。
本系統用在辦公大樓的生活用水，根據辦公大樓的用水特點選用ACS510系列的變頻器為主件的供水系統。ACS510系列變頻器有很多種的運行模式可以選擇，根據本次設計使用的特點而選用了PFC控制模式，這是一種交替式水泵控制模式。如圖3.1所示，整個系統由三臺水泵，一臺內置PID調節器的變頻器，一個壓力傳感器及若干輔助部件構成。三臺水泵中每臺泵的出水管均裝有手動閥，以供維修和調節水量之用，三臺泵協調工作以滿足供水需要；變頻供水系統中檢測管路壓力的壓力傳感器，一般采用電阻式傳感器(反饋0～5V電壓信號)或壓力變送器(反饋4～20mA電流)；本系統采用壓力變送器(反饋4～20mA電流)。
本變頻調速恒壓供水系統由執行機構、信號檢測、控制系統、人機界面、以及報警裝置等部分組成。
(1)執行機構
執行機構是由一組水泵組成，它們用于將水供入用戶管網，圖3-3中的3個水泵分為二種類型:
調速泵:是由變頻調速器控制、可以進行變頻調整的水泵，用以根據用水量的變化改變電機的轉速，以維持管網的水壓恒定。
恒速泵:水泵運行只在工頻狀態，速度恒定。它們用于在用水量增大而調速泵的最大供水能力不足時，對供水量進行定量的補充。
(2)信號檢測
在系統控制過程中，需要檢測的信號包括自來水出水水壓信號和報警信號:
水壓信號:它反映的是用戶管網的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號。報警信號:它反映系統是否正常運行，水泵電機是否過載、變頻器是否有異常。該信號為開關量信號。
(3)控制系統
本系統安裝在供水控制柜中，包括變頻器和電控設備兩個部分。
變頻器: 變頻器是供水系統的核心，通過改變電機的頻率實現電機的無極調速、無波動穩壓的效果和各項功能。它是對水泵進行轉速控制的單元。變頻器跟蹤供水控制器送來的控制信號改變調速泵的運行頻率，完成對調速泵的轉速控制。它是整個變頻恒壓供水控制系統的核心。
電控設備:它是由一組接觸器、保護繼電器、轉換開關等電氣元件組成。用于在供水控制器的控制下完成對水泵的切換、手/自動切換等。
(4)控制面板
控制面板是人與機器進行信息交流的途徑。通過控制面板使用者可以更改設定壓力，修改一些系統設定以滿足不同工藝的需求，同時使用者也可以從控制面板上得知系統的一些運行情況及設備的工作狀態。控制面板還可以對系統的運行過程進行監示，對報警進行顯示。
(5)通訊接口
通訊接口是本系統的一個重要組成部分，通過該接口，系統可以和組態軟件以及其他的工業監控系統進行數據交換，同時通過通訊接口，還可以將現代先進的網絡技術應用到本系統中來，例如可以對系統進行遠程的診斷和維護等。
(6)報警裝置
當出現缺相、變頻器故障、液位下限、超壓、差壓等情況時，系統皆能發出聲響報警信號；特別是當出現缺相、變頻器故障、液位下限、超壓時，系統還會自動停機，并發出聲響報警信號，通知維修人員前來維修。此外，變頻器故障時，系統自動停機，此時可切換至手動方式保證系統不間斷供水。
三、適用于恒壓供水系統的應用
應用宏的使用使變頻器的應用更加簡單，調試更加方便，用于水泵的應用宏主要有PID、PFC、SPFC這三種方式。
PID應用宏適用于一臺變頻器拖動一臺水泵的應用，可以做恒壓，恒流量，恒溫等的控制。
PFC應用宏通常用于一臺變頻器拖動多臺水泵的情形。分為兩種功能：一種是無定時切換的PFC，另一種是有定時切換的PFC。選擇無定時切換狀態時，如果增加繼電器的擴展，結果能最多控制七臺電機。一臺電機變頻調速運行，其他的電機恒速運行作為壓力補充。選擇有定時切換狀態時，最多可控制6臺電機。一臺電機變頻調速運行，其他的電機備用恒速運行，并且變頻調速運行可在多臺電機之間互相切換。
SPFC應用宏也稱為帶循環軟啟功能的PFC,該功能可以使變頻器變成一臺軟啟動器加一臺變頻器聯合工作，并且一臺變頻器可拖動六臺電機。但是在這種模式下沒有定時切換功能。循環軟啟動功能工作過程是這樣：當1號電機的工作頻率達到電網的工頻時，電機同傳動單元脫離經過延時后直接接入電網運行，這時2號電機接入傳動單元，2號電機根據變頻器內部PID的預算結果逐漸增加頻率，直到滿足實際的工作壓力。如果有3--6號電機則按照上述的步驟進行啟動。停止時按照標準的PFC運行方式停車。
另外，變頻器內置模塊中還具有火災模式，通常用于緊急情況下的變頻器運行，在消防水系統中可利用這種模式。它可以通過DI口激活，如果此功能被激活變頻器就會忽略絕大多數故障，忽略任何外部命令和給定值，忽略所有的通訊指令，但是可以通過密碼保護。變頻器在緊急情況下會盡可能的延長運行時間，直至自身損毀?；馂哪Ｊ较?，變頻器即可以正反轉運行，又可以在PID模式下運行，也可以在恒速下運行。
總之，應用宏的選擇將使變頻器的應用更加簡單，調試更加方便。而且用戶只需設計好所需的應用宏，相關的參數就設置完成了。并且全部邏輯數據都來自變頻器的內部，無需在使用外部PLC控制，節省了外部設備的連接數。使設備的使用更貼近普通用戶。
四、供水系統變頻改造后的運行分析
本變頻恒壓供水系統原理，主要是由內置PID調節器及簡單可編程控制器的變頻器（ABB ACS510）、壓力變送器、液位傳感器、電控設備以及3臺水泵等組成。用戶通過控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉換開關來了解和控制系統的運行。
通過安裝在出水管網上的壓力變送器，把出口壓力信號變成4-20mA的標準信號送入變頻器內置PID調節器，調節器將實際壓力與給定壓力進行比較，并經過PID運算，得出調節參數，送給變頻器，由變頻器控制水泵的轉速，調節系統供水量，使供水系統管網中的壓力保持在給定壓力范圍內；當用水量很少時（如深夜），系統壓力長時間無變化，變頻器便進入休眠狀態，水泵停止運行；用水量增加時，系統壓力降到一定值后，變頻器被自動喚醒開始工作，這樣既節約了能源，又減少了設備磨損。
以往的變頻恒壓供水系統在水壓高時，通常是采用停變頻泵，再將變頻器以工頻運行方式切換到正在以工頻運行的泵上進行調節。這種切換的方式理論上要比直接切工頻的方式先進，但其容易引起泵組的頻繁啟停，從而減少設備的使用壽命。而在本系統中，直接停工頻泵，同時由變頻器迅速調節，只要參數設置合適，即可實現泵組的無沖擊切換，使水壓過渡平穩，有效的防止了水壓的大范圍波動及水壓太低時的短時缺水現象，提高了供水品質。
結束語
在供水系統中采用變頻調速運行方式，系統可根據實際設定水壓自動調節水泵電機的轉速或加減泵，按實際需要隨意設定壓力給定值，根據壓差調整水泵的工作情況，實現恒壓供水，使給水泵始終在高效率下運行，在啟動時壓力波動小。使供水系統管網中的壓力保持在給定值，以求最大限度的節能、節水、節地、節資，并使系統處于可靠運行的狀態，實現恒壓供水；減泵時采用“先啟先停”的切換方式，相對于“先啟后?！狈绞?，更能確保各泵使用平均以延長設備的使用壽命；壓力閉環控制，系統用水量任何變化均能使供水管網的服務壓力保持給定，大大提高了供水品質；變頻器故障后仍能保障不間斷供水，同時實現故障消除后自啟動，具有一定的先進性。目前該系統已投入使用，效果明顯。
參考文獻：
[1] 韓安榮。通用變頻器及其應用。 機械工業出版社。2000
[2] 宗紅星。變頻器內置PID功能在恒壓給水系統中的應用。城鎮供水2006
變頻供水范文第5篇
【關鍵詞】變頻恒壓供水；變頻器；電氣控制
【中圖分類號】G444【文章標識碼】C 【文章編號】1326-3587（2011）11-0046-03
水資源問題已經成為中國21世紀的熱點問題，建設節約型社會，合理開發、節約利用和有效保護水資源是一項艱巨任務。
變頻調速技術是一種新型的、成熟的交流電機無級調速驅動技術，它以其獨特優良的控制性被廣泛應用在速度控制領域。特別是在供水行業中，由于生產安全和供水質量的特殊需要，對恒壓供水壓力有著嚴格要求，變頻調速技術也得到了更加深入的應用。
一、變頻恒壓變流量供水系統概述
用戶用水量一般是動態的，因此供水不足或供水過剩的情況時有發生。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上，即用水多而供水少，則壓力低；用水少而供水多，則壓力大。保持供水壓力的恒定，可使供水和用水之間保持平衡，即用水多時供水也多，用水少時供水也少，從而提高了供水的質量。以變頻調速為核心的智能供水控制系統取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設備，實現水泵電動機無級調速，依據用水量的變化（實際上為供水管網的壓力變化）自動調節系統的運行參數，在用水量發生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求是當今先進、合理的節能型供水系統。
變頻恒壓變流量供水控制系統的基本控制策略是：采用電動機調速裝置與單片機、可編程控制器（PLC）或工業控制計算機（IPC）等控制單元構成控制系統，進行優化控制泵組的調速運行并自動調整泵組的運行臺數，完成供水壓力的閉環控制，在管網流量變化時達到穩定供水壓力和節約電能的目的。
系統的控制目標是泵站總管的出水壓力，系統設定的給水壓力值與反饋的總管壓力實際值進行比較，其差值輸入到控制單元的CPU運算處理后，發出控制指令，控制泵電動機的投運臺數和運行變量泵電動機的轉速，從而達到給水總管壓力穩定在設定的壓力值上。與以往高位水箱或壓力罐等供水設備相比較，變頻恒壓變流量供水系統具有以下優點：
一、變頻恒壓供水技術因采用變頻器改變電機的電源頻率而達到調節水泵轉速從而改變水泵出口壓力，這種方式比靠調節閥門控制水泵出口壓力的方式具有節能效果顯著、降低管道阻力、大大減少截留損失的優點。
由于變量泵工作在變頻運行狀態，當其出口流量小于額定流量時，泵的運行轉速小于額定轉速，這樣就減少了軸承的磨損和發熱，延長了泵和電機的機械使用壽命，大大減少了設備的維護工作量和費用。
系統由于實現了全自動恒壓控制，無需專門的操作人員操作，大大降低了操作人員的勞動強度，節省了人力資源，同時大大提升了系統自動化控制和管理的水平。
每一臺水泵的啟動方式為軟啟動方式，按照變頻器設定的加減速時間進行升降速避免了電機工頻啟動時的電流沖擊而造成的對電網的沖擊，同時也避免了電機突然加速致使泵產生“喘振”現象。
由于變量泵工作在變頻控制狀態，其運行轉速是由供水量所決定的，故系統在運行過程中可節約相當可觀的電能，其經濟效益是非常明顯的。由于全自動恒壓變流量供水控制系統節能效果顯著，因此系統投資回收期短（一般在18個月以下），而系統的長期收益和其帶來的社會效益也是非常可觀的。
1、節能效果明顯：優化的節能控制軟件，使水泵實現最大限度地節能運行；
2、節水特點突出：根據實際用水情況設定管網壓力，自動控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現象；
3、運行安全可靠：由變頻器實現泵的軟起動，使水泵實現由工頻到變頻的無沖擊切換，防止管網沖擊、避免管網壓力超限，管道破裂。
4、具備聯網控制功能：采用全中文工控組態軟件，實時監控各個站點，如電機的電壓、電流、工作頻率、管網壓力及流量等。并且能夠累積每個站點的用電量，累積每臺泵的出水量，同時提供各種形式的打印報表，以便分析統計。
5、控制靈活方便：分段供水，定時供水，手動選擇工作方式。
6、自我保護功能完善：如某臺泵出現故障，主動向上位機發出報警信息，同時啟動備用泵，以維持供水平衡。萬一自控系統出現故障，用戶可以直接操作手動系統，以保護供水。
供水泵站是水廠供水的主要設備，保證正常供水并達到節能目的是許多廠家關心的問題。根據目前某水廠的供水情況，供水系統分為兩個泵房，每個泵房設有兩臺供水泵，泵房之間存在一定的距離。鑒于現場情況，可采用“一拖二”變頻泵（一用一備）+兩臺工頻泵控制方式，即在同一泵房，采用一臺變頻器循環控制兩臺水泵，而另一泵房的兩臺水泵工作時直接工頻啟動運行，不再經過變頻器啟動。
系統采用變頻模糊控制方式，根據管網供水壓力設定值與實時反饋值之差值大小，判斷當前需啟動（或停止）大功率水泵還是小功率水泵，并控制運行泵的投入量以及自動調節變頻泵的轉速，以改變水泵流量，保證供水管網壓力始終穩定在給定值附近，實現了變頻調速恒壓供水。
系統工作原理如上圖所示。
二、系統配置
控制系統組成：系統主要由一屏變頻控制柜、兩屏水泵電氣控制柜和一只壓力變送器組成。
變頻器控制柜由：一臺變頻調速器、一臺可編程控制器（PLC）、1塊模擬量輸入輸出模塊、1塊文本顯示器以及若干輔助部件等組成。變頻調速器用于調節水泵轉速以調節水的流量（水壓力）；可編程控制器是恒壓供水系統的控制中心，管網壓力經壓力變送器將非電量信號轉換成4~20mA的標準電信號，輸入模擬模塊，經A/D轉換后，由PLC對信號進行數據處理、分析，并輸出相應的控制信號，實現系統的邏輯控制和功能切換；文本顯示器用于顯示變頻泵的運行頻率、系統的工作狀態、控制參數的設置、變頻泵定時輪換周期設置、每天不同時間段的供水壓力設置以及故障報警信息顯示等。
變頻控制電氣柜由：一個空氣開關、四個交流接觸器、兩個熱繼電器以及若干輔助部件等組成?？諝忾_關控制變頻柜的總電源；交流接觸器分為兩組，分別控制兩個水泵的變頻運行和工頻運行，每組中的兩個接觸器之間采用互鎖控制方式，以防止變頻輸出與工頻電源之間引起短路而損壞變頻器及相關設備。熱繼電器是在電機工頻運行時起保護電機作用。
工頻電氣控制柜由：一個空氣開關、六個交流接觸器、兩個熱繼電器以及若干輔助部件等組成。空氣開關控制電氣柜的總電源；交流接觸器分為兩組，采用Y-Δ啟動方式分別控制兩臺水泵的工頻運行；熱繼電器對電機起保護作用。
三、系統功能
1、系統設有手動和自動控制方式，并可實現無擾動切換。當選擇手動方式時，可進行人工任意啟動或停止水泵運行，變頻泵由人工調節運行轉速，以保障自動控制系統出現故障時可通過人工控制方式維持系統運行，保證連續供水。當選擇自動方式時，只需人工按啟動按鍵，系統則自動根據水壓的變化調節變頻器的工作頻率，改變水泵的運行轉速和運行臺數，以到達供水壓力的恒定。輪換控制的設置，可以有效地防止因為某臺泵長期不用而發生的銹死現象，提高設備的綜合利用率，降低維護成本。
2、系統自動根據管網壓力的實時值與設定值之差值大小，選擇切換工頻泵。
3、具有按不同時間段設置不同的供水壓力功能，以達到最大節能效果。
4、具有故障報警功能，當出現某一臺水泵故障跳閘時，系統自動將此泵停止，并發出故障報警，且記憶存儲故障不再使用直至故障清除，同時自動啟動備用泵，以保證供水的壓力穩定性。
5、管網超壓或欠壓報警，以保護管網的安全和供水的正常運行。
6、具有通訊功能，可與上位機通訊，實現管控一體化。
四、系統控制流程（如圖）
五、結束語
通過變頻恒壓變流量供水控制，使供水管網絡的水壓穩定，提高了供水的質量和穩定性；避免了供水管網水壓的一場增高造成的跑水漏水現象，避免水資源的浪費，降低維修成本；另外一方面，節能效果也十分顯著，一年左右即可收回采用變頻恒壓供水系統增加的投資。正是因為可編程控制器（PLC）與變頻器在恒壓供水系統中所擔任的重要角色，豐富了系統的控制功能，提高了系統的可靠性，該系統適合在城鄉居民生活小區，高層建筑生活用水，賓館、飯店的室內外供水系統、各類型的自來水廠、供水站增壓系統、供氣系統、供熱和空調系統中的循環用水系統、傳統供水系統（氣壓、水塔、高位水箱供水）的改造、工業恒壓供水系統、消防用水系統、工業鍋爐補水系統、深井泵恒壓供水系統、農業排灌系統、園林噴灑系統、水井及藝術噴泉系統等多種場合推廣應用。
【參考文獻】
1、阮友德，電氣控制與PLC實訓教程［M］北京：人民郵電出版社
2、曹菁、洪雪峰，基于PLC和變頻器的恒壓供水系統研究［J］ 變頻器世界，2007（9）
