摘要：濟三煤礦生產、生活中的用水量隨時間而變化，季節、晝夜相差很大。用水和供水的不平衡集中體現在水壓上，用水多而供水少則水壓低，用水少而供水多時則水壓高。本文通過介紹聯合泵房目前供水狀況、恒壓供水系統簡介及組成與作用，以及系統基本運行過程，從而實現聯合泵房恒壓供水。
　　關鍵詞：PLC 變頻器 壓力傳感器 恒壓供水
　　中圖分類號：TV2文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（c）-0079-01
　　濟三煤礦生產、生活中的用水量隨時間而變化，季節、晝夜相差很大。用水和供水的不平衡集中體現在水壓上，用水多而供水少則水壓低，用水少而供水多時則水壓高。恒壓供水系統節能效果明顯，管路壓力平穩，避免了在控制壓力臨界點電機的頻繁啟停，延長了電機的使用壽命，降低了各項維修費用。
　　1 聯合泵房目前供水狀況
　　濟三煤礦的生產、消防及生活等用水均由地面聯合泵房供給，由于各臺水泵的壓力很難控制在工藝范圍之內，造成系統壓力與流量脈動大，工作不穩定，并且每天數次開泵、停泵，各泵始終處于工頻—停止—工頻運行狀態，不僅啟動頻繁，而且能耗大，夜間低峰時壓力更難控制。
　　2 恒壓供水系統簡介
　　恒壓供水控制系統的基本控制原理：采用電動機調速裝置與可編程（PLC）控制系統，進行優化控制泵的調速運行，并自動調整泵的運行臺數，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能降耗的目的。系統控制目標是總管的出水壓力，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CPU運算處理后，發出控制指令，控制泵的投運臺數和運行電機的轉速，從而實現給水總管壓力穩定在設定的壓力值上。
　　系統具有控制水泵出口總管壓力恒定、變流量供水功能，系統通過安裝在出水總管上的壓力傳感器，實時將壓力、流量非電量信號轉換為電信號，輸入至可編程控制器（PLC）輸入模塊，信號經CPU運算處理后于設定的信號進行比較運算，得出最佳的運行工況參數，由系統的輸出模塊輸出邏輯控制指令和變頻器的頻率設定值，控制泵的運行臺數及工況，并實現對每臺泵的調節控制。
　　3 系統組成及作用
　　恒壓供水系統由PLC控制系統、壓力變送器、低壓電器控制柜和水泵等組成。通過變頻器和繼電器、接觸器控制水泵機組運行狀態，實現管網的恒壓變流量供水要求。設備運行時，壓力變送器不斷將管網水壓信號換成電信號送入PLC，經PLC運算處理后，獲得最佳控制參數，通過變頻器和繼電控制元件自動調整水泵機組高效運行。
　　3.1 PLC集中控制系統
　　在該系統中，變頻器的作用是為電動機提供可變頻率的電源，實現電動機的無級調速，從而使管路水壓可控；傳感器的任務是檢測管路水壓；壓力設定單元為系統提供滿足需要的水壓期望值；壓力設定信號和壓力反饋信號輸入可編程控制器后，經可編程控制器內部PID控制程序的計算，輸給變頻器一個轉速控制信號。
　　3.2 PID的功能
　　將壓力傳感器反饋的水壓信號送入PID調節器，調節器將模擬量輸出給變頻器進行變頻調節。PID控制器根據壓力設定值與實際測定值進行PID運算，并給出信號直接控制變頻器的轉速以使管網的壓力穩定。
　　3.3 壓力變送器
　　在生活、生產用水的管道出口處安裝變送器各一臺，通過壓力變送器將管路壓力信號傳輸到PLC，通過PLC控制PID調節控制供水壓力。
　　4 系統運行基本過程
　　聯合泵房整個系統是由壓力傳感器、變頻器、電控設備、電動機和泵等組成的。啟動設備以后，上位機控制變頻器從輸出端輸出逐漸上升的頻率和電壓，對1#泵進行軟啟動。當頻率上升達到電動機的額定轉速而壓力仍然不能滿足要求的時候，則上位機控制1#泵脫開變頻器轉入工頻運行；此時，上位機控制2#泵進行軟啟動，并根據管路的壓力調速運行來控制管路的壓力，壓力過高時上位機發出指令，1#泵停止工作；當壓力再次降低時（低于設定值），2#泵變頻升速到電動機的額定轉速，直至轉入工頻運行，1#泵變頻軟啟動。
　　供水管路的供水量和供水壓力是隨用戶的用水要求全日瞬時變化的，水泵機組如果按照額定流量和額定壓力工頻運行，則能耗大，壓力隨流量的變化而波動。通過出口壓力傳感器將實際運行中的壓力信號變換成標準電信號，輸入給上位機，經過運算放大處理后，再根據偏差的大小來自動地整定P、I、D控制參數，控制變頻器和水泵機組，按照實際的用水量和壓力要求來變頻運行，以達到高效節能和改善供水品質的目的。
　　5 結語
　　聯合泵房24h供水，平均日供水量1.2萬m3/d，該泵房安裝水泵3臺（其中1臺備用，配套電機75kW），原供水方式為工頻直供，閥門控制水壓，改為恒壓供水系統，恒壓工作壓力0.52MPa。采用ABB510變頻器，據統計，在供水量不變的前提下，安裝變頻器后每日節約電能190～250kw·h。用電無功功率因數由0.80提高至0.88。安裝變頻器后，由于日平均轉速明顯下降，軸上的平均扭矩和磨損減小，水泵、電機的壽命大為提高。同時由于對水泵實行軟啟動，管網破壞明顯減小。據估計，恒壓供水后，每年節約水泵、管網維修費用約5萬元。
　　參考文獻
　　[1]文君，汪引紅，鄭濤.變頻恒壓供水控制技術在泵站供水系統中的應用[J].工業安全與環保，2006，6.
　　[2]倪敬，姜曉勇，施江肖，等.變頻器在節能恒壓供水系統中的應用[J].機電工程，2001，5.
　　[3]鄧巍.PLC及變頻器在多臺泵自動恒壓供水系統中的應用[J].新疆石油學院學報，2001，2.
　　[4]黃鵬.住宅小區變頻調速恒壓供水系統節能設計分析與應用[J].中外建筑，2010，1.
　　[5]鄧巍.PLC及變頻器在多臺泵自動恒壓供水系統中的應用[J].新疆石油學院學報，2001，