? ? ? 一、變頻調速的特點(diǎn)及分析 用戶(hù)用水量一般是動(dòng)態(tài)的，因此供水不足或供水過(guò)剩的情況時(shí)有發(fā)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(shí)供水也多，用水少時(shí)供水也少，從而提高 了供水的質(zhì)量。 恒壓供水系統對于用戶(hù)是非常重要的。在生產(chǎn)生活供水時(shí)，若自來(lái)水供水因故壓力不足或短時(shí)斷水 ，可能影響生活質(zhì)量，嚴重時(shí)會(huì )影響生存安全，如發(fā)生火災時(shí)，若供水壓力不足或無(wú)水供應，不能 迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟損失和人員傷亡。所以，用水區域采用正藝恒壓供水系統，能產(chǎn)生較 大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。 隨著(zhù)電力技術(shù)的發(fā)展，變頻調速技術(shù)的日臻完善，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，起動(dòng)平穩，起動(dòng)電流可限制在額定電流以?xún)?，從而避免了起?dòng)時(shí) 對電網(wǎng)的沖擊；由于泵的平均轉速降低了，從而可延長(cháng)泵和閥門(mén)等東西的使用壽命；可以消除起動(dòng) 和停機時(shí)的水錘效應。其穩定安全的運行性能、簡(jiǎn)單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使 供水實(shí)現節水、節電、節省人力，最終達到高效率的運行目的。

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? ? ?二、恒壓供水設備的變頻應用方式 通常在同一路供水系統中，設置多臺常用泵，供水量大時(shí)多臺泵全開(kāi)，供水量小時(shí)開(kāi)一臺或兩臺。 在采用變頻調速進(jìn)行恒壓供水時(shí)，就用兩種方式，其一是所有水泵配用一臺變頻器；其二是每臺水 泵配用一臺變頻器。后種方法根據壓力反饋信號，通過(guò)PID運算自動(dòng)調整變頻器輸出頻率，改變電 動(dòng)機轉速，最終達到管網(wǎng)恒壓的目的，就一個(gè)閉環(huán)回路，較簡(jiǎn)單，但成本高。前種方法成本低，性 能不比后種差，但控制程序較復雜，是未來(lái)的發(fā)展方向，比如上海正藝信息科技的恒壓供水控制系 統就可實(shí)現一變頻器控制任意數馬達的功能。下面講到的原理都是一變頻器拖動(dòng)多馬達的系統。

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? ? ?三、PID控制原理 根據反饋原理：要想維持一個(gè)物理量不變或基本不變，就應該引這個(gè)物理量與恒值比較，形成閉環(huán) 系統。我們要想保持水壓的恒定，因此就必須引入水壓反饋值與給定值比較，從而形成閉環(huán)系統。 但被控制的系統特點(diǎn)是非線(xiàn)性、大慣性的系統，現在控制和PID相結合的方法，在壓力波動(dòng)較大時(shí) 使用模糊控制，以加快響應速度；在壓力范圍較小時(shí)采用PID來(lái)保持靜態(tài)精度。這通過(guò)PLC加智能儀 表可時(shí)現該算法，同時(shí)對PLC的編程來(lái)實(shí)現泵的工頻與變頻之間的切換。實(shí)踐證明，使用這種方法 是可行的，而且造價(jià)也不高。 要想維持供水網(wǎng)的壓力不變，根據反饋定理在管網(wǎng)系統的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件， 由于供水系統管道長(cháng)、管徑大，管網(wǎng)的充壓都較慢，故系統是一個(gè)大滯后系統，不易直接采用PID 調節器進(jìn)行控制，而采用PLC參與控制的方式來(lái)實(shí)現對控制系統調節作用。

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? ? ?四、變頻控制原理 用變頻調速來(lái)實(shí)現恒壓供水，與用調節閥門(mén)來(lái)實(shí)現恒壓供水相比，節能效果十分顯著(zhù)（可根據具體 情況計算出來(lái)）。其優(yōu)點(diǎn)是：

? ? ?1、 起動(dòng)平衡，起動(dòng)電流可限制在額定電流以?xún)?，從而避免了起?dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊；

? ? ?2、 由于泵的平均轉速降低了，從而可延長(cháng)泵和閥門(mén)等的使用壽命；

? ? ?3、 可以消除起動(dòng)和停機時(shí)的水錘效應； 一般地說(shuō)，當由一臺變頻器控制一臺電動(dòng)機時(shí)，只需使變頻器的配用電動(dòng)機容量與實(shí)際電動(dòng)機容量 相符即可。當一臺變頻器同時(shí)控制兩臺電動(dòng)機時(shí)，原則上變頻器的配用電動(dòng)機容量應等于兩臺電動(dòng) 機的容量之和。但如在高峰負載時(shí)的用水量比兩臺水泵全速供水量相差很多時(shí)，可考慮適當減小變 頻器的容量，但應注意留有足夠的容量。 雖然水泵在低速運行時(shí)，電動(dòng)機的工作電流較小。但是，當用戶(hù)的用水量變化頻繁時(shí)，電動(dòng)機將處 于頻繁的升、降速狀態(tài)，而升、降速的電流可略超過(guò)電動(dòng)機的額定電流，導致電動(dòng)機過(guò)熱。因此， 電動(dòng)機的熱保護是必需的。對于這種由于頻繁地升、降速而積累起來(lái)的溫升，變頻器內的電子熱保 護功能是難以起到保護作用的，所以應采用熱繼電器來(lái)進(jìn)行電動(dòng)機的熱保護。 在主要功能預置方面，最高頻率應以電動(dòng)機的額定頻率為變頻器的最高工作頻率。升、降速時(shí)間在 采用PID調節器的情況下，升、降速時(shí)間應盡量設定得短一些，以免影響由PID調節器決定的動(dòng)態(tài)響 應過(guò)程。如變頻器本身具有PID調節功能時(shí)，只要在預置時(shí)設定PID功能有效，則所設定的升速和降 速時(shí)間將自動(dòng)失效。

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? ? ?五、恒壓供水系統特點(diǎn)

? ? ?1、 節電：優(yōu)化的節能控制軟件，使水泵實(shí)現最大限度地節能運行；

? ? ? 2、 節水：根據實(shí)際用水情況設定管網(wǎng)壓力，自動(dòng)控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現象；

? ? ?3、 運行可靠：由變頻器實(shí)現泵的軟起動(dòng)，使水泵實(shí)現由工頻到變頻的無(wú)沖擊切換，防止管網(wǎng)沖擊 、避免管網(wǎng)壓力超限，管道破裂。

? ? ?4、 聯(lián)網(wǎng)功能：采用全中文工控組態(tài)軟件，實(shí)時(shí)監控各個(gè)站點(diǎn)，如電機的電壓、電流、工作頻率、 管網(wǎng)壓力及流量等。并且能夠累積每個(gè)站點(diǎn)的用電量，累積每臺泵的出水量，同時(shí)提供各種形式的 打印報表，以便分析統計。

? ? ?5、 控制靈活：分段供水，定時(shí)供水，手動(dòng)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(dòng)向上位機發(fā)出報警信息，同時(shí)啟動(dòng)備用泵，以維 持供水平衡。萬(wàn)一自控系統出現故障，用戶(hù)可以直接操作手動(dòng)系統，以保護供水。

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? ? ?六、系統應用范圍

? ? ?1、 自來(lái)水廠(chǎng)、加壓泵房

? ? ?2、 居民生活區、賓館及其它建筑

? ? ?3、 企業(yè)生產(chǎn)用水

? ? ?4、 鍋爐循環(huán)水系統

? ? ?5、 農田灌溉系統?

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? ? ?同其它供水方式相比較，中聯(lián)泵業(yè)變頻恒壓供水系統，除了具有顯著(zhù)的節能效果外，還有以下顯而易見(jiàn) 的優(yōu)勢：

? ? ?1、恒壓供水技術(shù)因采用變頻器改變電動(dòng)機電源頻率，而達到調節水泵轉速改變水泵出口壓力，比 靠調節閥門(mén)的控制水泵出口壓力的方式，具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。

? ? ?2、由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量，泵轉速降低，減少了軸承的磨損和 發(fā)熱，延長(cháng)泵和電動(dòng)機的機械使用壽命。

? ? ?3、水泵電動(dòng)機采用軟啟動(dòng)方式，按設定的加速時(shí)間加速，避免電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊，對電網(wǎng) 電壓造成波動(dòng)的影響，同時(shí)也避免了電動(dòng)機突然加速造成泵系統的喘振。徹底消除水錘現象。

? ? ?4、實(shí)現恒壓自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動(dòng)強度，節省了人力。