1.概述

      恒壓供水控製係統的基本控製策略是：采用電動機調速裝置與可編程控製器（PLC）gouchengkongzhixitong，jinxingyouhuakongzhibengzudetiaosuyunxing，bingzidongtiaozhengbengzudeyunxingtaishu，wanchenggongshuiyalidebihuankongzhi，zaiguanwangliuliangbianhuashidadaowendinggongshuiyalihejieyuediannengdemude。xitongdekongzhimubiaoshibengzhanzongguandechushuiyali
，xitongshedingdegeishuiyalizhiyufankuidezongguanyalishijizhijinxingbijiao，qichazhishuruCPU運算處理後
，發出控製指令

，控製泵電動機的投運台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。

      隨著電力電子技術的發展
，電力電子器件的理論研究和製造工藝水平的不斷提高，電力電子器件在容量
、耐壓、特性和類型等方麵得到了很大的發展。進入90年代電力電子器件向著大容量、高頻率
、響應快、低(di)損(sun)耗(hao)的(de)方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan)。作(zuo)為(wei)應(ying)用(yong)現(xian)代(dai)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)與(yu)微(wei)計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)有(you)機(ji)結(jie)合(he)的(de)交(jiao)流(liu)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)裝(zhuang)置(zhi)
，隨(sui)著(zhe)產(chan)品(pin)的(de)開(kai)發(fa)創(chuang)新(xin)和(he)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)
，使(shi)得(de)交(jiao)流(liu)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)調(tiao)速(su)領(ling)域(yu)發(fa)生(sheng)一(yi)場(chang)巨(ju)大(da)的(de)技(ji)術(shu)革(ge)命(ming)。目(mu)前(qian)自(zi)動(dong)恒(heng)壓(ya)供(gong)水(shui)係(xi)統(tong)應(ying)用(yong)的(de)電(dian)動(dong)機(ji)調(tiao)速(su)裝(zhuang)置(zhi)均(jun)采(cai)用(yong)交(jiao)流(liu)變(bian)頻(pin)技(ji)術(shu)，而(er)係(xi)統(tong)的(de)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)置(zhi)采(cai)用(yong)PLC控製器，因PLC不僅可實現泵組
、閥門的邏輯控製，並可完成係統的數字PID調節功能
，可對係統中的各種運行參數、控製點的實時監控，並完成係統運行工況的CRT畫麵顯示

、guzhangbaojingjidayinbaobiaodenggongneng。zidonghengyagongshuixitongjuyoubiaozhundetongxunjiekou，keyuchengshigongshuixitongdeshangweijilianwang，shixianchengqugongshuixitongdeyouhuakongzhi，weichengshigongshuixitongtigonglexiandaihuadetiaodu、管理
、監控及經濟運行的手段。

      2.控製方案

      在zai住zhu宅zhai小xiao區qu水shui廠chang的de管guan網wang係xi統tong中zhong，由you於yu管guan網wang是shi封feng閉bi的de，泵beng站zhan供gong水shui的de流liu量liang是shi由you用yong戶hu用yong水shui量liang決jue定ding的de，泵beng站zhan供gong水shui的de壓ya力li以yi滿man足zu管guan網wang中zhong壓ya力li最zui不bu利li點dian的de壓ya力li損sun失shiΔP和流量Q之間存在著如下關係：

      ΔP=KQ2
；
     式中K—為係數 

    設PL為壓力最不利點所需的最低壓力，則泵站出口總管壓力P應按下式關係供水
，則可滿足用戶用水的要求壓力值，又有最佳的節能效果。

     P=PL+ΔP=PL+ KQ2；

     yincigongshuixitongdeshedingyaliyinggaigenjuliuliangdebianhuaerbuduanxiuzhengshedingzhi
，zhezhonghengyagongshuijishuchengweibianlianghengyagongshui，jigongshuixitongzuibulidiandegongshuiyaliweihengzhierbengzhanchukouzongguanyalilianxuketiao。

      典型的自動恒壓供水係統的結構框圖如圖1所示；係統具有控製水泵出口總管壓力恒定

、變流量供水功能

，係統通過安裝在出水總管上的壓力傳感器、流量傳感器
，實時將壓力、流量非電量信號轉換為電信號，輸入至可編程控製器（PLC）的輸入模塊，信號經CPU運yun算suan處chu理li後hou與yu設she定ding的de信xin號hao進jin行xing比bi較jiao運yun算suan，得de出chu最zui佳jia的de運yun行xing工gong況kuang參can數shu，由you係xi統tong的de輸shu出chu模mo塊kuai輸shu出chu邏luo輯ji控kong製zhi指zhi令ling和he變bian頻pin器qi的de頻pin率lv設she定ding值zhi，控kong製zhi泵beng站zhan投tou運yun水shui泵beng的de台tai數shu及ji變bian量liang泵beng的de運yun行xing工gong況kuang
，並bing實shi現xian對dui每mei台tai水shui泵beng根gen據juCPU指令實施軟啟動、軟切換及變頻運行。係統可根據用戶用水量的變化，自動確定泵組的水泵的循環運行，以提高係統的穩定性及供水的質量。

      3.係統功能

      該係統選用FR-500日本三菱變頻器。該係統中具有功能：

      3.1自動切換變頻/工頻運行功能

      變頻器提供三種不同的工作方式供用戶選擇：

      方式0：基本工作方式。變頻器始終固定驅動一台泵並實時根據其輸出頻率：控製其他輔助泵啟停。即當變頻器的輸出頻率達到最大頻率時啟動一台輔助泵工頻運行、當變頻器的輸出頻率達到最小頻率時則停止最後啟動的輔助泵。由此控製增減工頻運行泵的台數。 

      方式1：交替方式
，變頻器通常固定驅動某台泵
，並實時根據其輸出頻率
，使輔助泵工頻運行
，此方式與方式0不同之處在於若前一次泵啟動的順序是泵1→泵2，當變頻器輸出停止時，下一次啟動順序變為泵2→泵1。

   方式2：zhijiefangshi。dangqixinhaoshurushibianpinqiqidongdiyitaibengdanggaibengdadaozuigaopinlvshi，bianpinqijianggaibengqiehuandaogongpinyunxing
，bianpinqiqidongxiayitaibengbianpinyunxing，xiangfandangbengtingzhitiaojianchenglishi，xiantingzhizuixianqidongdebeng。

      3.2 PID的調節功能

      由壓力傳感器反饋的水壓信號(4-20MA或-5V)直接送入PLC的A/D口(可以通過手持編程器)，設定給定壓力值，PID參數值，並通過PLC計算何以需切換泵的操作完成係統控製，係統參數在實際運行中調整
，使係統控製響應趨於完整。

      3.3“休眠”功能

      係統運行時經常會遇到用戶用水量較小或不用水(如夜晚)情況
，為了節能
，該係統專用設置了可以使水泵暫停工作的“休眠”功能，當變頻器頻率輸出低於其下限時
，變頻器停止工作，2＃、3＃泵不工作
，水泵停止(處於休眠狀態)。當水壓繼續升高時將停止1泵，當水壓下降到一定值時將先啟動變頻器運轉2＃泵或3＃泵，當頻率到達一定值後將啟動1＃泵調節2＃或3＃泵的轉速。

     “休眠值”變頻器輸出的下限頻率PR507設置。

     “休眠確認時間”用參數PR506設置
，當變頻器的輸出頻率低於休眠值的時間如小於休眠時間td時，即td＜tn時變頻器繼續工作，當td＞tn時變頻器將進入休眠狀態。

     “喚醒值”由供水壓力下限啟動，當供水壓力低於下限值時由PLC發出指令喚醒變頻器工作。 

      經測試“休眠值”為10HZ。 “休眠確認時間”td:20s “喚醒值”70%

      3.4通訊功能

      該係統具有計算機的通訊功能，PLC變頻器均提供有RS232或485接口PLC可選用西門子的S7-200計算機可以與一套或多套係統進行通訊，利用計算機同時可以監測：電流、電壓、頻率、轉速、壓力等也可以控製變頻器的各類參數。

      此外該係統還具有手動/自動操作，故障報警，運行狀態，電流，電壓
、頻率狀態顯示缺水保護等功能。

      4.運行特征

      以三台水泵的恒壓供水係統為例，係統在自動運行方式下，可編程控製器控製變頻器軟啟動1#泵，此時1#泵進入變頻運行狀態，其轉速逐漸升高
，當供水量Q<1/3Qmax時（Qmax為三台水泵全部工頻運行時的最大流量）
，可編程控製器CPU根據根據供水量的變化自動調節1#泵的運行轉速，以保證所需的供水壓力。當用水量Q在1/3Qmax
      當外供水量減少至1/3Qmax
      5.係統經濟效益分析及係統優點

      5.1經濟效益分析

      變量泵的功率N1
、供水量Q1與泵轉速n 1三者的關係如下式： N1/Q1=（n 1/n）3 Q1/Q= n 1/n 式中Q—額定流量，Q1
      5.2係統優點

      5.2.1hengyagongshuijishuyincaiyongbianpinqigaibiandiandongjidianyuanpinlv，erdadaotiaojieshuibengzhuansugaibianshuibengchukouyali，bikaotiaojiefamendekongzhishuibengchukouyalidefangshi，juyoujiangdiguandaozulidadajianshaojieliusunshidexiaoneng。

      5.2.2youyubianliangbenggongzuozaibianpingongkuang，zaiqichukouliuliangxiaoyuedingliuliangshi
，bengzhuansujiangdi，jianshaolezhouchengdemosunhefare
，yanchangbenghediandongjidejixieshiyongshouming。

      5.2.3因實現恒壓自動控製，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動強度，節省了人力。

      5.2.4水shui泵beng電dian動dong機ji采cai用yong軟ruan啟qi動dong方fang式shi，按an設she定ding的de加jia速su時shi間jian加jia速su，避bi免mian電dian動dong機ji啟qi動dong時shi的de電dian流liu衝chong擊ji，對dui電dian網wang電dian壓ya造zao成cheng波bo動dong的de影ying響xiang，同tong時shi也ye避bi免mian了le電dian動dong機ji突tu然ran加jia速su造zao成cheng泵beng係xi統tong的de喘chuan振zhen。

      5.2.5由you於yu變bian量liang泵beng工gong作zuo在zai變bian頻pin工gong作zuo狀zhuang態tai，在zai其qi運yun行xing過guo程cheng中zhong其qi轉zhuan速su是shi由you外wai供gong水shui量liang決jue定ding的de，故gu係xi統tong在zai運yun行xing過guo程cheng中zhong可ke節jie約yue可ke觀guan的de電dian能neng，其qi經jing濟ji效xiao益yi是shi十shi分fen明ming顯xian的de。由you於yu其qi節jie電dian效xiao果guo明ming顯xian，所suo以yi係xi統tong具ju有you收shou回hui投tou資zi快kuai，而er長chang期qi受shou益yi，其qi產chan生sheng的de社she會hui效xiao益yi也ye是shi非fei常chang巨ju大da。