摘要： 以往的變頻調速恒壓供水設備，往往采用帶有模入/模出的可編程控製器或PID調節器，PID算法編程難度大，設備成本高，調試困難。隨著電力電子技術的發展，采用帶有內置PID功能的變頻器生產出的恒壓供水設備
，降低了設備成本

，提高了生產效率
，節省了安裝調試時間

　　關鍵詞： 變頻調速 恒壓供水設備 PID 降低成本 效率

　　一
、引言

　　自從通用變頻器問世以來
，變頻調速技術在各個領域得到了廣泛的應用。變頻調速恒壓供水設備以其節能
、安全、高gao品pin質zhi的de供gong水shui質zhi量liang等deng優you點dian，在zai實shi際ji應ying用yong中zhong得de到dao了le很hen大da的de發fa展zhan。隨sui著zhe電dian力li電dian子zi技ji術shu的de飛fei速su發fa展zhan
，變bian頻pin器qi的de功gong能neng也ye越yue來lai越yue強qiang。充chong分fen利li用yong變bian頻pin器qi內nei置zhi的de各ge種zhong功gong能neng，對dui合he理li設she計ji變bian頻pin調tiao速su恒heng壓ya供gong水shui設she備bei，降jiang低di成cheng本ben
，保bao證zheng產chan品pin質zhi量liang等deng方fang麵mian有you著zhe非fei常chang重zhong要yao的de意yi義yi。

　　二
、傳統的變頻調速恒壓供水設備設計方案

　　傳統的變頻調速恒壓供水設備往往采用圖1所示的設計方案。

　　中zhong變bian頻pin器qi的de作zuo用yong是shi為wei電dian機ji提ti供gong可ke變bian頻pin率lv的de電dian源yuan，實shi現xian電dian機ji的de無wu級ji調tiao速su
，從cong而er使shi管guan網wang水shui壓ya連lian續xu變bian化hua。傳chuan感gan器qi的de任ren務wu是shi檢jian測ce管guan網wang水shui壓ya

，壓ya力li設she定ding單dan元yuan為wei係xi統tong提ti供gong滿man足zu用yong戶hu需xu要yao的de水shui壓ya期qi望wang值zhi。壓ya力li設she定ding信xin號hao和he壓ya力li反fan饋kui信xin號hao在zai輸shu入ru可ke編bian程cheng控kong製zhi器qi後hou，經jing可ke編bian程cheng控kong製zhi器qi內nei部buPID控製程序的計算，輸出給變頻器一個轉速控製信號。還有一種辦法是將壓力設定信號和壓力反饋信號送入PID回路調節器
，由PID回路調節器在調節器內部進行運算後，輸出給變頻器一個轉速調節信號
，如圖1中虛線所示。一般的供水設備控製1~3台水泵，1~2台工作，1台(tai)備(bei)用(yong)。在(zai)這(zhe)些(xie)水(shui)泵(beng)中(zhong)
，一(yi)般(ban)隻(zhi)有(you)一(yi)台(tai)變(bian)頻(pin)泵(beng)。當(dang)供(gong)水(shui)設(she)備(bei)供(gong)電(dian)開(kai)始(shi)工(gong)作(zuo)時(shi)，先(xian)起(qi)動(dong)變(bian)頻(pin)泵(beng)
，管(guan)網(wang)水(shui)壓(ya)達(da)到(dao)設(she)定(ding)值(zhi)時(shi)，變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv)則(ze)穩(wen)定(ding)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)數(shu)值(zhi)上(shang)。而(er)當(dang)用(yong)水(shui)量(liang)增(zeng)加(jia)
，水(shui)壓(ya)降(jiang)低(di)時(shi)
，傳(chuan)感(gan)器(qi)將(jiang)這(zhe)一(yi)信(xin)號(hao)送(song)入(ru)可(ke)編(bian)程(cheng)控(kong)製(zhi)器(qi)或(huo)PID回路調節器
，可編程控製器或PIDhuilutiaojieqizesongchuyigejiaoyongshuiliangzengjiaqiandadexinhao，shibianpinqideshuchupinlvshangsheng，shuibengdezhuansutigao，shuiyashangsheng。ruguoyongshuiliangzengjiahenduo，shibianpinqideshuchupinlvdadaozuidazhi，rengbunengshiguanwangshuiyadadaoshedingzhishi，kebianchengkongzhiqihuoPID回hui路lu調tiao節jie器qi就jiu發fa出chu控kong製zhi信xin號hao，起qi動dong一yi台tai工gong頻pin泵beng，其qi他ta泵beng依yi次ci類lei推tui。反fan之zhi，當dang用yong水shui量liang減jian少shao，變bian頻pin器qi的de輸shu出chu頻pin率lv達da到dao最zui小xiao值zhi時shi
，則ze發fa出chu減jian少shao一yi台tai工gong頻pin電dian機ji的de命ming令ling。圖tu1中M1~M3為電機，P1~P3為水泵，JC1~JC6為電機起
、停、互相切換的交流接觸器。

　　由於變頻器的轉速控製信號是由可編程控製器或PID回路調節器給出的，所以對可編程控製器來講，既要有模擬量輸入接口，又要有模擬量輸出接口。由於帶模擬量輸入/輸出接口的可編程控製器價格很高，這無形中就增加了供水璞傅某殺盡Ｈ舨捎麼心Ｄ飭渴淙?數字量輸出的可編程控製器
，則要在可編程控製器的數字量輸出口另接一塊PWM調(tiao)製(zhi)板(ban)，將(jiang)可(ke)編(bian)程(cheng)控(kong)製(zhi)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)數(shu)字(zi)量(liang)信(xin)號(hao)轉(zhuan)變(bian)為(wei)控(kong)製(zhi)變(bian)頻(pin)器(qi)轉(zhuan)速(su)的(de)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)
，造(zao)成(cheng)可(ke)編(bian)程(cheng)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)成(cheng)本(ben)沒(mei)有(you)降(jiang)低(di)
，還(hai)增(zeng)加(jia)了(le)連(lian)線(xian)和(he)附(fu)加(jia)設(she)備(bei)
，降(jiang)低(di)了(le)整(zheng)套(tao)設(she)備(bei)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。如(ru)果(guo)采(cai)用(yong)一(yi)個(ge)開(kai)關(guan)量(liang)輸(shu)入(ru)/輸出的可編程控製器和一個PID回路調節器
，其成本也和帶模擬量輸入/輸出的可編程控製器差不多。所以
，在變頻調速恒壓給水控製設備中，PID控製信號的產生和輸出就成為降低給水設備成本的一個關鍵環節。

　　三、新型變頻調速供水設備的解決方案

　　針對傳統的變頻調速供水設備的不足之處

，國外不少生產廠家近年來紛紛推出了一係列新型產品，如ABB公司的ACS600、ACS400係列產品
，富士公司的G11S/P11S係列產品,北京菱科LK600P係列。這些產品將PIDtiaojieqiyijijianyikebianchengkongzhiqidegongnengdouzonghejinbianpinqinei，xingchengledaiyougezhongyingyonghongdexinxingbianpinqi。zheleibianpinqidejiagejinbitongyongbianpinqilveweigaoyidian
，dangongnengqueqianghenduo
，suoyiwomenzaishandongwendengquzhouchangxinjiandeshenghuoxiaoquzhongjiucaiyonglezhezhongxinxingdeshejifangan。zaizhetaogeishuishebeizhong，womencaiyongleABB公司的ACS601-0011-3帶內置PID功能的變頻器，可編程控製器選用西門子S7-214-1BC10-0XB0型，具體原理框圖如圖2所以示。圖2中M1~M2為電機，P1~P2為水泵，JC1~JC4為電機起、停、互相切換的交流接觸器。

　　該給水設備采用2taishuibeng，yiyongyibei，youkebianchengkongzhiqidingshiqiehuan。ruoyongshuiliangda，bianpinqiyekeyitongguokebianchengjiekouxiangkebianchengkongzhiqifachuxinhao，youkebianchengkongzhiqikongzhiliangtaibengtongshigongzuo，yitaibianpinyunxing，yitaigongpinyunxing。tu2中傳感器反饋的水壓信號直接送入變頻器自帶的PID調節器輸入口AI2+、AI2-
，而壓力設定既可以使用變頻器的鍵盤以數字量的形式設定
，也可以采用一隻電位器以模擬量的形式送入AI1+、AI1-。這樣通過變頻器的控製麵板，在變頻器的PID選項中選擇合適的PID參數，並經過現場調試校正

，設備就可以正常運行了。

　　由於PID運算在變頻器內部，這就省去了對可編程控製器存貯容量的要求和對PID算法的編程，而且PID參數的在線調試非常容易
，這不僅降低了生產成本
，而且大大提高了生產效率。由於變頻器內部自帶的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
，使係統的調試非常簡單、方便。該設備自1997年10月在該生活小區運行以來
，一直保持良好的運行狀態
，管網水壓非常穩定，受到了小區用戶的一致好評