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變頻供水設(shè)備范文第1篇

關(guān)鍵詞：變頻供水設(shè)備；應(yīng)用；控制；節(jié)能

近年來(lái)，隨著各類技術(shù)的快速發(fā)展，變頻調(diào)速系統(tǒng)作為一種先進(jìn)的技術(shù)手段得以發(fā)展起來(lái)，有效的滿足了人們?cè)谡{(diào)速方面的需求。在當(dāng)前的供水系統(tǒng)中，變頻技術(shù)也得以廣泛的應(yīng)用，有效的實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)的自動(dòng)化，而且變頻技術(shù)在供水設(shè)備上進(jìn)行應(yīng)用，不僅具有較好的經(jīng)濟(jì)性，而且有效的提升了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。由于變頻器越來(lái)越趨向于小型化，所以在供水設(shè)備上應(yīng)用不需要占有多大的面積，而且在操控過(guò)程中能夠有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)電的目標(biāo)，由于其諸多的優(yōu)點(diǎn)，所以在當(dāng)前供水設(shè)備中得以廣泛的應(yīng)用。

1 普通的變頻供水設(shè)備

在當(dāng)前供水系統(tǒng)中，應(yīng)用最為廣泛的應(yīng)屬循環(huán)軟啟動(dòng)類型的變頻供水設(shè)備，其組成較為簡(jiǎn)單，由水泵、儀表、變頻柜及各種管路構(gòu)成，在這種供水系統(tǒng)中，其水泵數(shù)量不宜超過(guò)四臺(tái)，以三臺(tái)為最佳。當(dāng)利用三臺(tái)水泵進(jìn)行日常供水時(shí)，則首先由一臺(tái)水泵進(jìn)行供水，當(dāng)其無(wú)法滿足供水要求時(shí)，則變頻柜則會(huì)將運(yùn)行的水泵轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，然后開啟第二臺(tái)水泵，而當(dāng)二臺(tái)水泵運(yùn)行仍無(wú)法供水量要求時(shí)，則會(huì)啟動(dòng)第三臺(tái)水泵，而當(dāng)用水量減小時(shí)，則會(huì)依照啟動(dòng)的順序，依次將水泵停止，當(dāng)只有一臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)，則會(huì)使其恢復(fù)恒壓。而在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，為了避免水泵出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行的情況，往往會(huì)對(duì)水泵運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，而這個(gè)時(shí)間并不具有確定性，會(huì)根據(jù)實(shí)際的需求來(lái)進(jìn)行調(diào)整，從而確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，而且有效的避免水泵超負(fù)荷運(yùn)行情況的發(fā)生，確保了設(shè)備使用壽命的延長(zhǎng)。另外利用變頻器在供水設(shè)備上應(yīng)用，還可以有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，而在變頻器實(shí)現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵部位則取決于雙恒壓的接口，這是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的特殊結(jié)構(gòu)，所以可以說(shuō)雙恒壓供水功能是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，通常應(yīng)用于用水流量變換不大的區(qū)域，在林區(qū)具有較好的適用性，而且通常會(huì)采用循環(huán)水系統(tǒng)。

2 帶小流量泵的循環(huán)軟啟動(dòng)變頻供水設(shè)備

當(dāng)變頻供水系統(tǒng)在小流量或零流量的情況下，比如在夜間用水低谷時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的用水量很小，此時(shí)水泵在低流量下運(yùn)行，會(huì)造成水泵效率大大降低，不能達(dá)到節(jié)能的目的，水泵功率越大用電越多。這就涉及供水系統(tǒng)在小流量或零流量時(shí)的節(jié)電問題，一般可以采取四種方案：（1）變頻主泵+工頻輔泵；（2）變頻主泵+工頻輔泵+氣壓罐；（3）變頻主泵+氣壓罐；（4）變頻主泵+變頻輔泵+氣壓罐。

從節(jié)能、投資角度看第4種方案更為適宜，該方案即在原變頻主泵基礎(chǔ)上，再配備1-2臺(tái)小泵專用在夜間或平時(shí)小流量時(shí)變頻供水，一般選擇小泵流量為3-6m3/h，居民區(qū)戶數(shù)越多，流量可適當(dāng)選擇大些。小泵功率一般為1.5-3kW，小泵的揚(yáng)程按主泵揚(yáng)程或略低于主泵揚(yáng)程即可。變頻柜采用PLC控制，程序采用模塊化設(shè)計(jì)。平時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行于主泵循環(huán)軟啟動(dòng)變頻供水模式，系統(tǒng)用水量減小時(shí)，主泵頻率逐漸降低，當(dāng)頻率低于小流量頻率時(shí)，PID調(diào)節(jié)器發(fā)出低頻切換信號(hào)，延時(shí)后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入小泵變頻供水模式。當(dāng)用水量增大，小泵流量不能滿足系統(tǒng)需要時(shí)，PID調(diào)節(jié)器發(fā)出滿頻信號(hào)，延時(shí)后，系統(tǒng)自動(dòng)返回主泵循環(huán)軟啟動(dòng)變頻供水模式。為達(dá)到更好的節(jié)能效果，系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)雙恒壓供水功能。

3 全流量高效變頻供水設(shè)備

對(duì)比較大的林區(qū)用水，若單配主泵機(jī)組和小流量泵，因小泵流量QL和主泵流量QM差別較大，當(dāng)流量調(diào)節(jié)范圍在QL-1/3Qm時(shí)，水泵的運(yùn)行效率仍很低，導(dǎo)致水泵運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，浪費(fèi)電能。并且流量在大于或接近QL時(shí)還會(huì)出現(xiàn)頻繁的換泵操作。

為實(shí)現(xiàn)在全流量范圍內(nèi)水泵始終能高效率運(yùn)行，這就有必要再增加一種中流量水泵。特殊情況下還可增加2種中流量水泵。這樣整體水泵流量選擇呈階梯狀，從而使得設(shè)備在任何流量段運(yùn)行時(shí)均處于水泵的高效率段，更加節(jié)能。

4 深水井變頻供水設(shè)備

目前在深水井供水設(shè)備上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)來(lái)進(jìn)行控制也較為普遍，在深水井潛水泵上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，有效的節(jié)約了成本，不需要建水塔就可以滿足供水的要求，設(shè)備不需要占有多大的土地，建設(shè)周期較短，水質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生二次污染，水泵在啟動(dòng)和停車時(shí)都采用軟啟動(dòng)和軟停車，有效的降低了故障發(fā)生率，確保了設(shè)備使用壽命的延長(zhǎng)。但在深水井潛水泵上應(yīng)用變頻供水設(shè)備對(duì)于需要夜間供水的系統(tǒng)還會(huì)存在小流量費(fèi)電的問題。深水井潛水泵通常情況下功率都較大，這樣在夜間運(yùn)行時(shí)，水泵處于低效率運(yùn)行狀態(tài)，耗電量增加，這樣日積月累下來(lái)，電能存在著嚴(yán)重的浪費(fèi)情況。

5 生活消防合用變頻供水設(shè)備

在目前建筑設(shè)計(jì)時(shí)，為了確保消防安全的需求，則規(guī)定多層建設(shè)消防紛呈可以與生產(chǎn)和生活給水管道合用，但對(duì)于高層，則需要將室內(nèi)消防給水管道與生產(chǎn)和生活用水管道分開，分別獨(dú)立進(jìn)行管道的設(shè)置。目前在高層建筑中，一些小高層建筑也越來(lái)越多，對(duì)于12層以下的小高層，其供水壓力不大，所以對(duì)于這類小高層可以在規(guī)定上適當(dāng)放寬，在確保選擇合適管材的基礎(chǔ)上，同時(shí)還要采取科學(xué)有效的水防管路防倒流措施，利用變頻技術(shù)，也可以將消防用水管道與生產(chǎn)和生活用水管道進(jìn)行合用。

生活消防合用變頻供水設(shè)備有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）當(dāng)生活和消防供水設(shè)備合用時(shí)，水泵可以處于輪換運(yùn)行狀態(tài)下，有效的避免了消防水泵長(zhǎng)期不用而出現(xiàn)銹死的情況，有效的提升了供水設(shè)備的利用率。

（2）而且生活消防供水設(shè)備合用時(shí)，只需要設(shè)置一套供水設(shè)備即可，有效的降低了成本，而且易于實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的管理和維護(hù)。

（3）在合用的情況下，有效的提升供水設(shè)備的自動(dòng)化水平，確保了供水設(shè)備運(yùn)行的可靠性，而且不會(huì)發(fā)生水質(zhì)二次污染的情況。

（4）水泵軟啟動(dòng)軟停車，無(wú)沖擊和超壓危害。系統(tǒng)可按循環(huán)軟啟動(dòng)變頻設(shè)備或帶小流量泵的循環(huán)軟啟動(dòng)變頻供水設(shè)備選型，主泵流量按生活、消防兩者最大的來(lái)選擇，并留有1臺(tái)備用泵，揚(yáng)程一般按消防設(shè)計(jì)壓力選擇。

6 結(jié)束語(yǔ)

變頻技術(shù)在供水設(shè)備上的應(yīng)用，有效的提高了供水設(shè)備自動(dòng)化的水平，使水質(zhì)得到改善，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目標(biāo)。但在實(shí)際供水設(shè)備方案確定時(shí)，還需要綜合多方面的因素進(jìn)行綜合考慮，在確保供水可靠性的基礎(chǔ)上，使變頻技術(shù)的節(jié)能潛力得到更好的發(fā)揮出來(lái)。

參考文獻(xiàn)

[1]蒙聯(lián)光.變頻調(diào)速“無(wú)負(fù)壓”供水技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息，2010（14）.

變頻供水設(shè)備范文第2篇

【關(guān)鍵詞】變頻器；變頻技術(shù)；自動(dòng)化水廠；水廠供水；應(yīng)用

日常生活中常提到的實(shí)時(shí)供水量，其實(shí)就是指水資源的實(shí)際使用量，它會(huì)隨著外部使用環(huán)境的變化而變化。有時(shí)候，當(dāng)人們需要大量的水資源來(lái)輔助生產(chǎn)或進(jìn)行其他操作時(shí)，實(shí)時(shí)供水量在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的巨大變化，會(huì)打破供水水壓原先所保持的穩(wěn)定狀態(tài)。在這個(gè)時(shí)候，如果水廠的供水管理工作出現(xiàn)的問題，那么就極有可能發(fā)生供水故障，對(duì)人們的生產(chǎn)、生活用水產(chǎn)生影響。為了避免類似于這樣的供水故障發(fā)生，相關(guān)研究人員研發(fā)探究出了變頻技術(shù)，并在其技術(shù)之上制作生產(chǎn)出能夠有效提高供水效率和質(zhì)量的電力控制裝置，即變頻器。

1.變頻器

1.1變頻器的概念

變頻器，指一種電力設(shè)備控制裝置，它的定義是：一種可以對(duì)電源電壓進(jìn)行調(diào)整，對(duì)電流頻率進(jìn)行改變的電氣設(shè)備。變頻器是科學(xué)發(fā)展下，變頻技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)物。過(guò)去的變頻器在使用時(shí)多被包含在電動(dòng)發(fā)電機(jī)等電氣設(shè)備中，并不能獨(dú)立進(jìn)行作業(yè)，而伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及半導(dǎo)體電子設(shè)備的出現(xiàn)，今天的變頻器在使用時(shí)已經(jīng)可以完全脫離各種電氣設(shè)備，單獨(dú)進(jìn)行使用。目前，變頻器被廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備和家用電氣設(shè)備中。

1.2變頻器的應(yīng)用特點(diǎn)

變頻器的應(yīng)用范圍比較廣泛，當(dāng)其應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備或電氣設(shè)備中時(shí)，可以起到良好的節(jié)電節(jié)能作用。供水行業(yè)使用變頻器的目的是為了避免和解決供水故障，從而達(dá)到提高水廠供水質(zhì)量水平的目的?？偟膩?lái)說(shuō)，變頻器的應(yīng)用特點(diǎn)主要有：其對(duì)電能的耗損率極低，且還可以將某些因用量變化而浪費(fèi)的電能儲(chǔ)存與節(jié)約下來(lái)，在節(jié)約電能的同時(shí)，也提高了電能的利用率；由于其具有調(diào)整電源電壓，改變電流頻率方式的功能，因此在應(yīng)用時(shí)它可以有效提高水廠的供水效率，并且可以根據(jù)用水季節(jié)的不同而自動(dòng)調(diào)整電流頻率，實(shí)現(xiàn)平衡管網(wǎng)供水水壓的功能；此外，變頻器的使用還可在一定程度上降低供水系統(tǒng)中設(shè)備的損耗率，減少機(jī)械運(yùn)作期間的噪音，在滿足了水廠生產(chǎn)工藝要求的基礎(chǔ)上，還可有效改善生產(chǎn)車間的勞動(dòng)環(huán)境。

2.水廠供水變頻調(diào)速系統(tǒng)的原理

水廠供水變頻調(diào)速系統(tǒng)主要通過(guò)為水泵電動(dòng)機(jī)提供頻率可變的供電電源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水泵電動(dòng)機(jī)的無(wú)極調(diào)速，最終依照預(yù)先設(shè)定的參數(shù)實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓自動(dòng)化地連續(xù)變化。該系統(tǒng)裝配有管網(wǎng)水壓傳感設(shè)備，水廠工作人員能夠根據(jù)實(shí)際需求情況，利用PLC（可編程邏輯控制器）對(duì)壓力值進(jìn)行預(yù)先設(shè)定；同時(shí)，管網(wǎng)水壓力傳感器可以將壓力值反饋信號(hào)傳輸至PLC，PLC借助于PID控制程序計(jì)算之后發(fā)出轉(zhuǎn)速控制信號(hào)指令傳輸給變頻器。PLC通過(guò)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)控制水泵轉(zhuǎn)速，因而PLC是整個(gè)水廠供水變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制中樞。

縱觀我國(guó)目前的自動(dòng)化水廠生產(chǎn)情況，通常情況下，為了維持供水的可靠性和提高供水服務(wù)質(zhì)量，自動(dòng)化水廠都會(huì)在生產(chǎn)車間設(shè)置兩臺(tái)水泵，這兩臺(tái)水泵均由變頻恒壓設(shè)備控制，并在兩臺(tái)水泵中分別配置一臺(tái)變頻器或變頻設(shè)備，兩臺(tái)水泵中，其中一臺(tái)水泵用于工作，另一臺(tái)則用作備用。當(dāng)水廠需要為用戶提供水源時(shí)，用于工作的，且配裝有變頻設(shè)備的那臺(tái)水泵便會(huì)首先運(yùn)作起來(lái)，當(dāng)其工作到一定時(shí)間后，如果管網(wǎng)中的供水水壓持續(xù)上升，且達(dá)到了預(yù)定值時(shí)，PLC將會(huì)對(duì)水泵中的變頻設(shè)備發(fā)出指令，使其利用自身功能降低電源的輸出頻率，從而達(dá)到讓水泵保持低速運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。如果水廠的供水量持續(xù)減少，那么PLC將下達(dá)關(guān)閉備用水泵的指令；另外一種情況，如果管網(wǎng)的供水水壓持續(xù)降低，降至了規(guī)定的最低壓力時(shí)，PLC將對(duì)變頻器下達(dá)提高電源輸出頻率的指令，從而使水泵處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，這時(shí)候，如果供水量持續(xù)增加，將會(huì)開啟備用水泵，以滿足水廠的供水需求。

3.變頻技術(shù)與變頻器在水廠供水中的應(yīng)用

交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)尤其是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的成熟使得PLC和變頻調(diào)速結(jié)合得更加緊密，能夠?yàn)樗畯S發(fā)揮的積極作用更加明顯。水廠供水變頻調(diào)速系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、高可靠性、高抗干擾性、供水壓力恒定以及節(jié)能高效的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)，借助于對(duì)該系統(tǒng)的更深入應(yīng)用，水廠可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守；另外，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)水泵的軟啟動(dòng)以及軟停車，將傳統(tǒng)操作方式容易導(dǎo)致的管網(wǎng)水錘效應(yīng)降到最低；借助于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水泵機(jī)房的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)維護(hù)和遠(yuǎn)程控制，拓展變頻器的操作靈活性并提高其工作可靠性。

3.1 PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)化與改善

供水變頻調(diào)速系統(tǒng)主要包括現(xiàn)場(chǎng)控制層、控制主干層以及管理層三個(gè)部分。若系統(tǒng)采用DCS（分布式控制系統(tǒng)）結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)難度比較低。DCS的控制模式采用“分散控制、集中管理”的多級(jí)控制模式，功能雖然分散，但是系統(tǒng)的可靠性得到了提高，水廠的控制主干層通訊利用以太網(wǎng)進(jìn)行。另外，現(xiàn)代化管理的發(fā)展趨勢(shì)也應(yīng)該是水廠當(dāng)前需要考慮的重要問題：水廠的管理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該包括中心控制室的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，另外，為了能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享，水廠采集的各種數(shù)據(jù)都被輸入到管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的服務(wù)器當(dāng)中；生產(chǎn)數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)均被存放于同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，并能夠?qū)λ畯S的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視；另外服務(wù)器采用雙硬盤配置，提高了數(shù)據(jù)安全性；客戶端和服務(wù)器采用100Mb網(wǎng)卡，提高信息的傳輸速度。

3.2變頻技術(shù)與變頻器可在水廠供水中的應(yīng)用

變頻技術(shù)與變頻器具有非常高的節(jié)電率，其節(jié)能降耗效果顯著，不僅能夠節(jié)省水廠冗余設(shè)計(jì)所導(dǎo)致的資源浪費(fèi)，而且還因?yàn)楣β室驍?shù)和調(diào)速精度高等獲得更加良好的運(yùn)行效益。變頻技術(shù)可在減低設(shè)備與物料的損耗、降低機(jī)械噪聲和損耗的同時(shí)，也能夠有效提高供水的質(zhì)量與數(shù)量，滿足生產(chǎn)工藝的動(dòng)態(tài)要求。

4.結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市人口的聚集密度逐漸增大，其生活用水與生產(chǎn)用水的需求量也隨之不斷增大，這便對(duì)城市供水提出的新要求和新挑戰(zhàn)。在這樣的宏觀背景之下，如果自動(dòng)化水廠的供水設(shè)備與生產(chǎn)工藝還停留在原先的水平之上，那么必然會(huì)造成能源的大量浪費(fèi)，不利用我國(guó)節(jié)能減排工作的開展。因此，為了滿足水廠的生產(chǎn)工藝要求，勢(shì)必要采用和推廣變頻調(diào)速技術(shù)，利用變頻器的節(jié)能功能推動(dòng)我國(guó)供水技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]汪光燾.城市供水行業(yè)2000 年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃，1993.

[2]宛如意.大功率水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)廵用技術(shù)分析.城鎮(zhèn)供水，1997，（4）.

變頻供水設(shè)備范文第3篇

關(guān)鍵詞： 變頻供水 節(jié)能消防變頻

1 前言

近幾年來(lái)，隨著微機(jī)應(yīng)用技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展，變頻調(diào)速恒壓供水裝置在一些大型的賓館、寫字樓、綜合樓等建筑中開始應(yīng)用。這種裝置，有著突出的節(jié)能特點(diǎn)，與同容量的普通水泵相比，日常運(yùn)行的電費(fèi)要少得多，且運(yùn)行可靠，設(shè)備簡(jiǎn)單，占地少。這些優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于小區(qū)給水來(lái)說(shuō)也是頗有吸引力的。以下結(jié)合我們多年來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)幾種變頻供水設(shè)備的應(yīng)用及其控制方法進(jìn)行介紹，并分析探討變頻供水設(shè)備的優(yōu)化完善，供同行及用戶在設(shè)計(jì)，改造，選型時(shí)參考。

2普通循環(huán)軟啟動(dòng)變頻供水設(shè)備

該類型設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中較多，系統(tǒng)由水泵機(jī)組，循環(huán)軟啟動(dòng)變頻柜、壓力儀表、管路系統(tǒng)等構(gòu)成。變頻柜由變頻調(diào)速器，PLC，多功能PCS-PID調(diào)節(jié)儀，低壓電器等構(gòu)成。系統(tǒng)一般選擇同型號(hào)水泵2~3臺(tái)，以3臺(tái)泵為例，系統(tǒng)的工作情況如下：

平時(shí)1臺(tái)泵變頻供水，當(dāng)1臺(tái)泵供水不足時(shí)，先開的泵倒為工頻運(yùn)行，變頻柜再軟啟動(dòng)第2臺(tái)泵，若流量還不夠，第2臺(tái)泵倒為工頻運(yùn)行，變頻柜再軟啟動(dòng)第3臺(tái)泵。若用水量減少，按啟泵順序依次停止工頻泵，直到最后1臺(tái)泵變頻恒壓供水。

另外系統(tǒng)具有定時(shí)換泵功能，若某臺(tái)泵連續(xù)運(yùn)行超過(guò)24h變頻柜可自動(dòng)停止該泵切換到下一臺(tái)泵繼續(xù)變頻運(yùn)行。換泵時(shí)間由程序設(shè)定，可按要求隨時(shí)調(diào)整。這樣可均衡各泵的運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)整體泵組的壽命。為達(dá)到更好的節(jié)能目的，多功能PCS-PID調(diào)節(jié)儀設(shè)有雙恒壓接口，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)雙恒壓供水功能。

該系統(tǒng)一般適用于規(guī)模較小的多層住宅小區(qū)(如300戶以內(nèi))或其它小規(guī)模用水系統(tǒng)，水泵功率一般不超過(guò)7．5 kW。另外也適用于小流量用水時(shí)間很短或用水量變化不大的其它場(chǎng)合．如循環(huán)水系統(tǒng)。

3 帶小流量泵的循環(huán)軟啟動(dòng)變頻供水設(shè)備

當(dāng)變頻供水系統(tǒng)在小流量或零流量的情況下，比如在夜間用水低谷時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的用水量很小，此時(shí)水泵在低流量下運(yùn)行，會(huì)造成水泵效率大大降低，不能達(dá)到節(jié)能的目的，水泵功率越大用電越多。例如對(duì)300～1 000戶的多層住宅小區(qū)或600戶左右的小高層住宅樓群(12層以內(nèi))的生活用水系統(tǒng)，生活主泵功率一般在15 kW 左右，系統(tǒng)的零流量頻率一般25～35 Hz，故在夜間小流量時(shí)，采用主泵變頻供水效率較低。這就涉及供水系統(tǒng)在小流量或零流量時(shí)的節(jié)電問題，一般可以采取4種方案：①變頻主泵+工頻輔泵；②變頻主泵+工頻輔泵+氣壓罐；③ 變頻主泵+氣壓罐；④變頻主泵+變頻輔泵。從節(jié)能、投資角度看第4種方案更為適宜，該方案即在原變頻主泵基礎(chǔ)上，再配備1～2臺(tái)小泵專用在夜間或平時(shí)小流量時(shí)變頻供水，一般選擇小泵流量為3～6 m3／h，居民區(qū)戶數(shù)越多，流量可適當(dāng)選擇大些。小泵功率一般為1．5～3 kW。小泵的揚(yáng)程按主泵揚(yáng)程或略低于主泵揚(yáng)程即可。

變頻柜采用PLC控制，程序采用模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)控制流程見圖1.平時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行于主泵循環(huán)軟啟動(dòng)變頻供水模式，系統(tǒng)用水量減小時(shí)，主泵頻率逐漸降低，當(dāng)頻率低于小流量頻率時(shí)，PCS-PID調(diào)節(jié)器發(fā)出低頻切換信號(hào)，延時(shí)2min，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入小泵變頻供水模式。當(dāng)用水量增大，小泵流量不能滿足系統(tǒng)需要時(shí)，PCS-PID調(diào)節(jié)器發(fā)出滿頻信號(hào)，延時(shí)5min，系統(tǒng)自動(dòng)返回主泵循環(huán)軟啟動(dòng)變頻供水模式。為達(dá)到更好的節(jié)能效果，系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)雙恒壓供水功能。

以某單位住宅小區(qū)變頻供水系統(tǒng)為例，生活主泵配QDG30-20×3立式多級(jí)泵2臺(tái)，單臺(tái)Q=30m3/h，H=60m，N=11kW，小泵配QDL4.8-8×6立式多級(jí)泵1臺(tái)，Q=4.8m3/h，H=48m，N=1.5kW。在用水非高峰時(shí)，主泵運(yùn)行小流量頻率平均為30Hz，電流為6.5A，采用小泵時(shí)小流量頻率平均為35Hz，電流為2.5A，按每天小流量運(yùn)行時(shí)間15h計(jì)算，每年可節(jié)電3800kW?hc

4全流量高效變頻供水設(shè)備

對(duì)比較大的生活小區(qū)和高層建筑的生活用水，若單配主泵機(jī)組和小流量泵，因小泵流量QL和主泵流量QM差別較大，當(dāng)流量調(diào)節(jié)范圍在QL～1/3QM時(shí)，水泵的運(yùn)行效率仍很低，導(dǎo)致水泵運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，浪費(fèi)電能。并且流量在大于或接近QL時(shí)還會(huì)出現(xiàn)頻繁的換泵操作。為實(shí)現(xiàn)在全流量范圍內(nèi)水泵始終能高效率運(yùn)行，這就有必要再增加一種中流量水泵，流量可選為1/3QM～1/2QM.特殊情況下還增加2種中流量水泵。這樣整體水泵流量選擇呈階梯狀，從而使得設(shè)備在任何流量段運(yùn)行時(shí)均處于水泵的高效率段，更加節(jié)能。

5 深水并變頻供水設(shè)備

目前深水井潛水泵采用變頻調(diào)速控制的也非常廣泛，主要是因?yàn)椴恍柙俳ㄋ?，設(shè)備占地小，建設(shè)周期短，水質(zhì)無(wú)二次污染，水泵軟啟動(dòng)軟停車。故障率低，大修周期延長(zhǎng)，壽命提高。但對(duì)夜間也要求供水的系統(tǒng)(一般居民生活用水都有要求)，仍存在夜間小流量“費(fèi)電”問題。一般潛水泵功率較大，小流量頻率fL一般在28Hz以上，如30kW的潛水泵，小流量頻率按30Hz計(jì)算，每天夜間近6h內(nèi)約有50kW?h電能“浪費(fèi)”，一年就是18000kW?h！這還未計(jì)入白天小流量時(shí)的用電。

為解決小流量耗電問題，還增配1臺(tái)Φ600～1200的囊式氣壓罐，一般氣壓罐可直接安裝在泵房。根據(jù)氣壓罐的調(diào)節(jié)容量合理設(shè)置小流量頻率fL。變頻柜控制核心仍為PLC和多功能PCS-PID調(diào)節(jié)儀，當(dāng)系統(tǒng)用水量變小，運(yùn)行頻率降至小流量頻率fL時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入小流量變頻穩(wěn)壓狀態(tài)，同時(shí)PLC自動(dòng)計(jì)算潛水泵啟動(dòng)次數(shù)，若小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)D≥12次，系統(tǒng)則回到潛水泵變頻恒壓供水狀態(tài)。

6 生活消防合用變頻供水設(shè)備

對(duì)多層建筑，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范>GBJ16―87第8．1．2條規(guī)定“消防給水宜與生產(chǎn)、生活紿水管道合用”。但對(duì)高層建筑，《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范)GB50045―95第7．4．1條規(guī)定“室內(nèi)消防給水系統(tǒng)應(yīng)與生活、生產(chǎn)給水系統(tǒng)分開獨(dú)立設(shè)置”。而12層以內(nèi)小高層建筑(特別是住宅樓群)，生活消防壓力差別不大．若管材選用適當(dāng)或消防管路采取防倒流措施，在采用變頻設(shè)備及電源可靠條件下，建議高規(guī)適當(dāng)放寬要求應(yīng)允許生活消防合用供水設(shè)備。同時(shí)有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)生活消防泵組定時(shí)輪換運(yùn)行．不會(huì)因消防泵長(zhǎng)期不用或管理不善而使水泵銹死，機(jī)組時(shí)刻處在工作狀態(tài)。

(2)生活泵組和消防泵組合用，基本節(jié)省一套消防泵組，且便于設(shè)備管理和維護(hù)。

(3)設(shè)備自動(dòng)化程度高．供水穩(wěn)定可靠，且水質(zhì)無(wú)二次污染。

(4)水泵軟啟動(dòng)軟停車．無(wú)沖擊和超壓危害。

系統(tǒng)可按循環(huán)軟啟動(dòng)變頻設(shè)備或帶小流量泵的循環(huán)軟啟動(dòng)變頻供水設(shè)備選型，主泵流量按生活、消防兩者最大的來(lái)選擇．并留有1臺(tái)備用泵．揚(yáng)程一般按消防設(shè)計(jì)壓力選擇。另外還應(yīng)注意的有以下幾點(diǎn)：

(1)應(yīng)設(shè)消防接口，如有消防報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)設(shè)24 VDC無(wú)源啟停接口．如為消防按鈕開關(guān)控制，宜留交流200 V有源接口。

(2)直有消防時(shí)確保消防用水的技術(shù)措施，如在生活總管上安裝電磁閥，消防時(shí)關(guān)閉生活用水。

(3)應(yīng)設(shè)水位接口，消防低水位報(bào)警，并關(guān)閉生活用水。

(4)應(yīng)有雙恒壓功能，即平時(shí)低恒壓生活供水，消防時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入高恒壓消防供水。

(5)消防時(shí)應(yīng)限制退泵操作．以防止壓力不穩(wěn)。

7變頻供水設(shè)備的優(yōu)化及探討

7.1計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程管理GPRS無(wú)線抄表系統(tǒng)

變頻供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)配套有計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程抄表功能，設(shè)在泵房現(xiàn)場(chǎng)的采集系統(tǒng)將水箱、水池液位、管網(wǎng)壓力、供水流量及用電量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)終端傳送到監(jiān)控管理中心計(jì)算機(jī)，分別以組態(tài)動(dòng)畫和報(bào)表形式直觀顯示出來(lái)；并自動(dòng)統(tǒng)計(jì)日、月、年累計(jì)供水量、用電量及每噸水耗電量；

7.2計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程管理GPRS無(wú)線水質(zhì)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（PH值、渾濁度）

系統(tǒng)設(shè)計(jì)配套濁度（NTU）在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)水源濁度和PH值數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如因水箱、水池污染或市政水源濁度和PH值預(yù)超出標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)立即報(bào)警。此時(shí)，由計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)遠(yuǎn)程遙控或提醒值班人員在合適的時(shí)間內(nèi)點(diǎn)擊鼠標(biāo)執(zhí)行水箱清洗程序(飲用水濁度值應(yīng)

7.3智能無(wú)線RTU終端柜（服務(wù)器）

7.3.1支持雙頻GSM/GPRS

7.3.2透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換：內(nèi)嵌完整的TCP/IP協(xié)議棧，提供RS-232/485接口，提供透明傳輸；

7.3.3支持?jǐn)?shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)域名或IP地址訪問；

7.3.4數(shù)據(jù)終端支持永遠(yuǎn)在線、空閑下線、空閑掉電三種工作方式；

7.3.5支持短信和打電話喚醒功能；

7.3.6支持?jǐn)嗑€自動(dòng)重連功能；

7.3.7支持本地和遠(yuǎn)程圖形界面配置與維護(hù)；

7.3.8帶有電源、連接狀態(tài)、運(yùn)行情況指示燈；

7.3.9多重軟硬件可靠設(shè)計(jì)，看門狗技術(shù)使設(shè)備安全運(yùn)行；

7.4變頻供水系統(tǒng)GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心

7.4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)配套的GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)管理調(diào)度中心，預(yù)設(shè)在“風(fēng)情港?世紀(jì)廣場(chǎng)”物業(yè)辦公室。實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行全面監(jiān)測(cè)，真正做到機(jī)房無(wú)人值守，便能掌握整個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)，并可進(jìn)行計(jì)算機(jī)操作遠(yuǎn)程維護(hù)；

7.4.2設(shè)有系統(tǒng)監(jiān)控專用計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)報(bào)表打印機(jī)。在計(jì)算機(jī)上以逼真直觀的動(dòng)態(tài)畫面，顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀況，如水質(zhì)數(shù)據(jù)、供水流量 、壓力、水箱液位、泵組啟停狀態(tài)、電壓、電流、電量、變頻頻率、故障報(bào)警等信息。使貴方物業(yè)管理部門能更早、更快的了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，得到及時(shí)維護(hù)保養(yǎng)和維修服務(wù)，更加強(qiáng)調(diào)了飲水安全衛(wèi)生及和設(shè)備運(yùn)行安全穩(wěn)定性。

8 結(jié)語(yǔ)

變頻供水設(shè)備范文第4篇

關(guān)鍵詞：雙變頻；恒壓供水；PLC

中圖分類號(hào)：U664 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前 言：變頻恒壓供水設(shè)備作為一種新型的節(jié)能供水設(shè)備，在城市自來(lái)水管網(wǎng)中得到廣泛的推廣運(yùn)用。本文主要根據(jù)變頻恒壓供水設(shè)備的特點(diǎn)，分析選擇恒壓變頻的供水方案，以及雙變頻恒壓供水在自來(lái)水廠的具體運(yùn)用。

一、變頻恒壓供水設(shè)備的特點(diǎn)

1.不會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓：該設(shè)備與自來(lái)水主管網(wǎng)直接連接取水時(shí)，加壓運(yùn)行不會(huì)造成自來(lái)水主管網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)壓。

2.設(shè)置壓力：通過(guò)調(diào)節(jié)許可壓力控制閥能夠設(shè)置自來(lái)水主管網(wǎng)許可吸水壓力。

3.可借壓：當(dāng)設(shè)備超過(guò)許可吸水壓力和流量時(shí)，可以在主管網(wǎng)的壓力基礎(chǔ)上增壓。

4.變頻恒壓：設(shè)備實(shí)時(shí)通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)出口壓力，再將實(shí)測(cè)值和設(shè)定值進(jìn)行對(duì)照，反饋到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)發(fā)出電機(jī)及水泵投入臺(tái)套數(shù)和變頻器輸出頻率信號(hào)，以追蹤用水曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓。

5.超靜音：考慮到噪聲對(duì)人的危害，采用專用靜音變頻器，運(yùn)用成熟的消音設(shè)計(jì)手段，故系統(tǒng)能超靜音運(yùn)行。

6.停電不停水：當(dāng)供電線路因故障停電時(shí)，控制系統(tǒng)通過(guò)預(yù)設(shè)定的觸發(fā)狀態(tài)等手段能夠?qū)崿F(xiàn)停電不停水，也就是說(shuō)，停電時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換為自來(lái)水壓力供水。

7.自動(dòng)化程度高：系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，具有手動(dòng)或自動(dòng)切換、主泵和副泵定時(shí)輪換、壓力調(diào)節(jié)、高電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、恒壓保護(hù)、漏相保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、缺水保護(hù)、漏水檢測(cè)補(bǔ)償、不用水停車、瞬間跳閘保護(hù)等功能。

二、水廠需求分析

自來(lái)水廠設(shè)計(jì)有4臺(tái)供水泵，分別為55kw（2臺(tái)）、30kw（2臺(tái)），其中配備有30kw及55kw變頻器各一臺(tái)。雖然配備了變頻器，可是在啟用本控制系統(tǒng)之前，原控制基本都是以工頻控制，以及人工控制的，不能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)變頻恒壓供水。尤其是在用水低峰時(shí)，造成電能地浪費(fèi)，并且由于不能降低壓力，也將對(duì)供水管網(wǎng)造成一定的沖擊。為了完善供水系統(tǒng)地供水質(zhì)量，減少系統(tǒng)能量的消耗，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，必須對(duì)原供水的控制方式上進(jìn)行改造，促使供水泵的控制由工頻控制轉(zhuǎn)變?yōu)樽冾l控制。

三、恒壓變頻供水方案選擇

現(xiàn)階段，恒壓變頻供水技術(shù)已發(fā)展得較為成熟，一般恒壓變頻供水系統(tǒng)主要是利用一拖一或者是一拖多地方式進(jìn)行控制，經(jīng)過(guò)對(duì)自來(lái)水廠的現(xiàn)場(chǎng)考察統(tǒng)計(jì)得出：采用傳統(tǒng)地一拖一或者一拖多的控制方式，并不能完全實(shí)現(xiàn)恒壓供水的節(jié)能目的。所以必須根據(jù)自來(lái)水廠的具體情況，選擇一種既能滿足恒壓供水，又能實(shí)現(xiàn)最大節(jié)能地最優(yōu)控制方案。

水廠原有地幾臺(tái)水泵的運(yùn)行具體情況比較：在同等供水流量的需求下，若是只開啟一臺(tái)55kw的水泵，其電流的消耗要比開啟兩臺(tái)30kw水泵的電流消耗總和還大，可是若只開啟一臺(tái)55kw水泵，管網(wǎng)的供水壓力比開啟兩臺(tái)30kw水泵時(shí)要低。在單臺(tái)30kw泵滿足不了供水需要時(shí)，若是只啟用55kw泵實(shí)行變頻控制來(lái)達(dá)到穩(wěn)定管網(wǎng)壓力的需要，此時(shí)經(jīng)實(shí)際監(jiān)測(cè)與對(duì)比，其節(jié)能效果不如啟用一臺(tái)30kw工頻同時(shí)再啟用一臺(tái)30kw變頻時(shí)效果好。根據(jù)以上情況，本文提出了一種基于plc的雙變頻恒壓供水系統(tǒng)，既滿足了恒壓供水的需要，又最大程度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

四、雙變頻恒壓供水具體方案實(shí)現(xiàn)

1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要設(shè)備選型

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示，系統(tǒng)主要由變頻器、plc及監(jiān)控電腦等組成，55kw變頻器（1臺(tái)）與 1臺(tái)55kw泵相連，30kw變頻器（1臺(tái)）與1臺(tái)30kw泵相連，分別實(shí)現(xiàn)變頻控制；另外一臺(tái)55kw及30kw泵由低壓控制柜直接控制實(shí)現(xiàn)工頻運(yùn)行。plc作為中心控制器，配有數(shù)字量輸入、輸出模塊及模擬量輸入、輸出模塊。低壓控制回路的各按鈕、中間繼電器輔助節(jié)點(diǎn)及交流接觸器相應(yīng)輔助觸點(diǎn)等開關(guān)量信號(hào)接入數(shù)字量輸入模塊，實(shí)現(xiàn)各狀態(tài)信號(hào)的采集；各交流接觸器的線圈及變頻器的輸入控制端子接入數(shù)字量輸出模塊，實(shí)現(xiàn)各泵的啟?？刂?；管網(wǎng)出口壓力變送器、蓄水池水位傳感器、出口流量計(jì)等信號(hào)接入模擬量輸入模塊，實(shí)現(xiàn)各模擬量信號(hào)的實(shí)時(shí)采集?？刂齐娔X作為上位監(jiān)控中心，直接與plc相連。其中變頻器選用三墾系列水泵專用變頻器；plc選用西門子的s7-200系列；控制電腦選用研華工控機(jī)。

2、為了實(shí)現(xiàn)變頻恒壓供水，同時(shí)實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能降耗，本系統(tǒng)控制方案選擇遵循以下原則：

（1）恒壓供水的原則

恒壓供水作為控制設(shè)備的首要原則，系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)在不同時(shí)段不同用水情況下的管網(wǎng)出水口壓力恒定，滿足城市居民生活用水需要。系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出水口壓力并將其壓力反饋給plc控制器，plc根據(jù)用戶設(shè)定壓力，通過(guò)智能pid控制運(yùn)算輸出控制命令控制變頻器及各工頻泵的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒壓供水。

（2）高效節(jié)能的原則

雙變頻恒壓供水系統(tǒng)控制規(guī)劃以高效節(jié)能降耗為重要指導(dǎo)，根據(jù)前面所述水廠具體實(shí)際，采取只要兩臺(tái)30kw小泵能夠滿足供水需求，就不啟用一臺(tái)1#55kw大泵的總體控制思路。

（3）全自動(dòng)化運(yùn)行的原則

系統(tǒng)只要輸入出口壓力設(shè)定值，其余操作全部由系統(tǒng)自動(dòng)來(lái)完成，不需人工操作。

（4）均衡運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命原則

變頻供水設(shè)備范文第5篇

關(guān)鍵詞：疊壓　自動(dòng)控制　供水　PLC　變頻

中圖分類號(hào)：TU7　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1007-3973(2010)011-007-02

1　概述

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，居民住宅中高層建筑所占的比例也越來(lái)越大。受城市供水管網(wǎng)壓力所限，居民供水中采用二次加壓供水的用戶也越來(lái)越多。傳統(tǒng)的二次加壓供水方式是將管網(wǎng)中的自來(lái)水儲(chǔ)存到水池或水箱，然后再通過(guò)加壓設(shè)備把水供給用戶。這種供水方式需定期對(duì)供水設(shè)施進(jìn)行清洗，且需進(jìn)行二次消毒處理。一旦管理不善極易造成水質(zhì)污染，影響安全供水。為克服以上缺點(diǎn)，目前傳統(tǒng)的二次供水方式已逐漸被一種新型的供水方式一疊壓供水(又稱無(wú)負(fù)壓供水)所取代。這種供水方式由一套疊壓供水設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。該設(shè)備由水泵機(jī)組、穩(wěn)流補(bǔ)償器、防倒流裝置、控制柜、閥門、管路等組成，采用全封閉的結(jié)構(gòu)，直接與供水管網(wǎng)連接，充分利用管網(wǎng)余壓，節(jié)能效果顯著，同時(shí)徹底杜絕了生活用水的二次污染問題，因此是一種真正意義的節(jié)能、環(huán)保型設(shè)備，具有極廣泛的應(yīng)用前景。

2　控制方案

疊壓供水從功能上講仍屬變頻恒壓供水。其運(yùn)行方式必須滿足無(wú)人值守、連續(xù)、安全、可靠的要求。為此，一套性能穩(wěn)定、調(diào)節(jié)靈活的自控系統(tǒng)必不可少。目前，針對(duì)恒壓供水的自控方案主要有兩種：(1)采用多功能專用變頻器；(2)PLC+變頻器方式。其中第一種方式集成了變頻器和PLC的功能，具備一拖多、循環(huán)變頻功能。由于它是一體化的控制設(shè)備，所以它還具有安裝方便、投資省、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但它也存在功能不夠靈活、適應(yīng)性不強(qiáng)的缺點(diǎn)。后一種方案以其功能強(qiáng)、適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)仍居變頻自控的主導(dǎo)地位。筆者開發(fā)的這款自控系統(tǒng)即采用此方案。

2.1　主電路

主電路采用一臺(tái)變頻器分別控制2-4臺(tái)水泵(根據(jù)實(shí)際需要可選)，水泵均為雙主回路(變頻、工頻)的驅(qū)動(dòng)方式。由于變頻器的價(jià)格比其它電氣設(shè)備相對(duì)較高，對(duì)于疊壓供水系統(tǒng)一般都配置多臺(tái)水泵。從節(jié)約投資的角度考慮，本案采用“一拖多”的控制方式。

2.2　控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由壓力變送器、PLC、觸摸屏組成。壓力變送器用來(lái)測(cè)量進(jìn)水和出水壓力。PLC根據(jù)供水管壓力、變頻器的輸出頻率來(lái)控制水泵的投入和退出。變頻器的輸出頻率則由PLC經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算后的DA輸出來(lái)控制。

PLC和觸摸屏完成整個(gè)系統(tǒng)邏輯控制和人機(jī)交互。

3　自控系統(tǒng)的硬件配置

控制系統(tǒng)的硬件主要包括PLC、變頻器、觸摸屏、壓力變送器等組成。

3.1　PLC

西門子$7-200系列小型PLC以其緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置、低廉的成本以及功能強(qiáng)大的指令集成為各種小型控制任務(wù)理想的解決方案?？刂葡到y(tǒng)共包括開關(guān)量輸出9個(gè)，開關(guān)量輸入7個(gè)，模擬量輸入2個(gè)，模擬量輸出1個(gè)。

根據(jù)PLC控制系統(tǒng)所需點(diǎn)數(shù)，參照西門子$7-200系列PLC的選型目錄及市場(chǎng)價(jià)格，選用主機(jī)型號(hào)為CPU224 XP，該型號(hào)PLC集成了14路數(shù)字量輸入、lO路數(shù)字量輸出、2路模擬量輸入、1路模擬量輸出。完全滿足本產(chǎn)品的需要。

3.2　變頻器

本系統(tǒng)中的另一關(guān)鍵設(shè)備是變頻器。恒壓供水是使用變頻器的調(diào)速功能通過(guò)調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。為節(jié)省投資，一般只配備一臺(tái)變頻器，其中一臺(tái)泵用變頻器驅(qū)動(dòng)，其它泵仍然用工頻電源驅(qū)動(dòng)。綜合品牌、價(jià)格、質(zhì)量等因素，本系統(tǒng)選用ABB公司的ACS510-01變頻器。ACS510系列變頻器作為高品質(zhì)的變頻調(diào)速設(shè)備廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，特別適合于風(fēng)機(jī)、水泵傳動(dòng)。它內(nèi)置豐富的應(yīng)用宏，典型應(yīng)用就包含了恒壓供水等。

3.3　觸摸屏

為方便調(diào)試及操作控制，本系統(tǒng)的人機(jī)界面(HMI)采用西門子的MP277-8TOUCH型觸摸屏。MP277是一款基于圖形操作界面的終端設(shè)備，利用它可以對(duì)機(jī)器和設(shè)備完成各種控制和監(jiān)視任務(wù)。MP277還具有開發(fā)簡(jiǎn)便、調(diào)試時(shí)間短、存儲(chǔ)空間大、性能高等特點(diǎn)。因此極適合于本系統(tǒng)的控制要求。

4　軟件設(shè)計(jì)及功能

本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括PLC軟件設(shè)計(jì)和觸摸屏軟件設(shè)計(jì)。

4.1　PLC軟件設(shè)計(jì)

(1)開發(fā)平臺(tái)

本系統(tǒng)采用西門子$7-200 PLC，開發(fā)平臺(tái)為STEP 7-Micro／WIN編程軟件。STEP7-Micro／WIN是運(yùn)行于微軟視窗操作系統(tǒng)下的可視化的集成開發(fā)環(huán)境。它為用戶開發(fā)、編輯、和監(jiān)控自己的應(yīng)用程序提供了良好的編程環(huán)境。

(2)軟件功能

PLC的軟件設(shè)計(jì)是本系統(tǒng)的核心，它的功能概括起來(lái)就是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的供水壓力自動(dòng)控制工頻運(yùn)行水泵的臺(tái)數(shù)，并根據(jù)PID算法自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，進(jìn)而通過(guò)調(diào)整變頻運(yùn)行的水泵的轉(zhuǎn)速來(lái)減少壓力偏差，以達(dá)到保持壓力恒定的目的。具體過(guò)程是：1)加泵：系統(tǒng)初始上電，延時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)一臺(tái)泵變頻運(yùn)行。若壓力在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒有達(dá)到給定值，且變頻器的輸出頻率又達(dá)到了上限頻率，則將當(dāng)前變頻泵變?yōu)楣ゎl運(yùn)行，同時(shí)按先停先開的原則，將另一臺(tái)待用泵投入變頻運(yùn)行，以此類推，直到所有泵都投入運(yùn)行。2)減泵：系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，若壓力持續(xù)高于給定壓力一定時(shí)間，且變頻器的輸出頻率低于下限頻率，則自動(dòng)停止一臺(tái)最先運(yùn)行的工頻泵。以此類推，直到只剩下一臺(tái)變頻泵在運(yùn)行。3)換泵：若在一定周期內(nèi)，系統(tǒng)沒有加泵或減泵，為避免某臺(tái)泵長(zhǎng)期運(yùn)行，則自動(dòng)執(zhí)行換泵程序，即先停一臺(tái)最先投入運(yùn)行的泵，再開一臺(tái)待用泵。本系統(tǒng)除完成以上加泵、減泵、換泵功能外，還具有欠壓、過(guò)壓保護(hù)、低水位保護(hù)，變頻器故障保護(hù)及告警等功能。

4.2　觸摸屏軟件設(shè)計(jì)

(1)開發(fā)平臺(tái)

MP277系列觸摸屏是西門子公司人機(jī)界面的升級(jí)換代產(chǎn)品。它采用更加先進(jìn)的內(nèi)部處理器和更大的內(nèi)部存儲(chǔ)器，增加了PROFINET以太網(wǎng)和USB接口，使用WinCC Flexible作為組態(tài)編程軟件。該軟件功能強(qiáng)大、界面更加人性化，顯著提高了編程人員的工作效率。目前的最新版本是WinCCFlexible2008，本系統(tǒng)就是采用該版本開發(fā)的。

(2)軟件功能

依賴于WinCC Flexible組態(tài)軟件的支持，人機(jī)界面軟件的開發(fā)難度己大大降低。WinCC Flexible作為西門子新一代操作面板開發(fā)平臺(tái)，具備了數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)、處理、分析和輸出等基本功能，并為用戶提供了豐富的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式，如動(dòng)畫、曲線、圖表等。在充分了解使用部門的需求后，結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行了軟件開發(fā)工作，并在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)應(yīng)戶的意見，不斷地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更新和維護(hù)，大大提高了該系統(tǒng)的實(shí)用性。具體實(shí)現(xiàn)的功能有：

1)輸入輸出：使用動(dòng)畫和圖表實(shí)時(shí)顯示水泵的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)。通過(guò)圖形化的按鈕、開關(guān)、文本框等實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的各種操作及參數(shù)輸入。

2)動(dòng)態(tài)曲線：實(shí)時(shí)顯示進(jìn)水和出水壓力曲線。方便用戶查看系統(tǒng)的控制性能。

3)故障報(bào)警：對(duì)系統(tǒng)能對(duì)各種故障如低水位、欠壓、超壓、變頻器故障及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并能記錄報(bào)警發(fā)生的種類及時(shí)間，方便用戶查找故障原因。

4)系統(tǒng)管理：高效的口令驗(yàn)證及權(quán)限設(shè)定，使系統(tǒng)具有較高的安全性。