淺析變頻調(diào)速壓供水控制系統(tǒng)

摘要：在生產(chǎn)和生活中水是不可缺少的重要組成部分，節(jié)水節(jié)能已經(jīng)成為這個時代顯著的特征。在現(xiàn)實的條件下，傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)，如：定速泵供水系統(tǒng)，供水系統(tǒng)和水塔高位水箱，氣壓罐供水給水系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足當今社會發(fā)展的需要。在變頻調(diào)速技術的日臻完善的今天，智能變頻供水控制系統(tǒng)，將取代前期高水箱和壓力罐等設備的核心。高品質(zhì)，靈活性，電機起動制動光滑，水錘效應，占地面積小，設備投資少，噪音低，恒壓供水系統(tǒng)具有的優(yōu)勢，同時也提高供水系統(tǒng)的水系統(tǒng)阻力，穩(wěn)定的水和可靠性。節(jié)能，節(jié)能效果是顯著的，其應用前景和良好的社會效益和經(jīng)濟效益的各種水系統(tǒng)相比以前的，都要廣闊的多。

關鍵字：變頻調(diào)速 速壓供水 控制系統(tǒng)

1變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的工作原理

該控制器的主要任務是根據(jù)頻率的管道的壓力變化控制變頻器，調(diào)節(jié)泵的轉速，使泵出口壓力保持恒定，同時，在水泵啟動時，管道流量不能滿足要求時，逆變器驅動的水泵切換到商用電源和逆變器起動另一臺泵。這時，可以根據(jù)水量的大小來確定泵的個數(shù)。

2變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的組成

變頻調(diào)速速恒壓供水系統(tǒng)由信號檢測，變頻器，控制器，執(zhí)行器，電子控制裝置和報警裝置組成，其系統(tǒng)結構見圖2：

（1）信號檢測。信號檢測包括了水位信號檢測。水力管網(wǎng)水壓力值的信號檢測反映主要的是供水控制是否恒壓。水泵水位信號檢測：適當?shù)男盘柨刂葡到y(tǒng)有效實施保護，防止損壞電動機和泵空氣抽吸泵。

（2）控制器。供水控制系統(tǒng)是整個控制器的核心。控制器通過對壓力和液位傳感器檢測信號進行分析，再由變頻調(diào)速器和接觸器來控制執(zhí)行器（泵）。

（3）頻率轉換器。頻率轉換器的作用是通過對供水控制系統(tǒng)中根據(jù)控制信號從控制器改變調(diào)速泵操作頻率，完成的速度控制的變速泵。

（4）執(zhí)行機構。執(zhí)行機構是由一組泵，它們是用于水進入管道網(wǎng)絡用戶的中間環(huán)節(jié)。水泵分為兩種類型：泵調(diào)速泵和平衡泵。調(diào)速泵控制變頻調(diào)速器，根據(jù)用水量的變化改變電動機轉速，從而達到維持管網(wǎng)水壓恒定的目的。平衡泵工作電源頻率條件下，速度是常數(shù)，水泵的主要工作在夜間幾例，保持壓力的管道網(wǎng)絡穩(wěn)定。

（5）電氣控制設備。其中，繼電器，開關，接觸器和其他電器元件構成了電子控制設備。在供水系統(tǒng)控制器完成水泵變頻、工頻開關和手動、自動切換等。

（6）報警的設備裝置。在供水的設計當中，設計了上下水位以及壓力報警的設備裝置等等，這是為了能夠對供水系統(tǒng)的正常運行做出基本的保障。

3變頻恒壓供水系統(tǒng)的特點

在目前的情況下，與傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)比較起來，變頻恒壓是有著以下的特點：

（1）節(jié)水。根據(jù)對實際使用的自來水管網(wǎng)的壓力進行檢測，水泵的自動控制，減少水露，漏現(xiàn)象。

（2）節(jié)能。通過變頻器調(diào)速系調(diào)節(jié)，恒壓供水系統(tǒng)節(jié)能效果顯著。同時，裝配的能量優(yōu)化控制軟件，使水泵實現(xiàn)最大限度地節(jié)能。

（3）運行可靠。通過變頻泵軟啟動，啟動電流從零到電機的額定電流。這樣不僅降低了起動電流對電網(wǎng)的沖擊，同時也降低了啟動設備的大慣量的轉動慣量的高速沖擊，延長設備的使用壽命。

（4） 網(wǎng)絡。配置的全中文控制軟件，在遠程和本地上的控制功能和數(shù)據(jù)通過通信接口與控制信號或連接到控制軟件，實時監(jiān)控各個站點，供水中的相關數(shù)據(jù)，以顯示和實時監(jiān)測并打印監(jiān)測報告。

（5）靈活的控制。根據(jù)水的需求量不同分段供水，定時供水，手動選擇工作，靈活多變。

（6）自我保護意識。當泵發(fā)生故障時，會主動報警信息，并停止和啟動備用泵，以維持供水的平衡。如果自控系統(tǒng)自身出現(xiàn)故障，操作者可以通過手動操作，以確保水的供應不受影響。

4變頻恒壓供水系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向

隨著現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術的發(fā)展，計算機技術和速度的智能控制，不僅節(jié)約了能源，而且提高了供水管網(wǎng)的環(huán)境。目前，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的開發(fā)研究已成為城市供水行業(yè)的一個重要課題，其實際情況因地域差異而各有不同。現(xiàn)在國內(nèi)的恒壓供水系統(tǒng)研究已經(jīng)興起，并在該領域的快速發(fā)展。國內(nèi)逆變器體積小，其成本低的優(yōu)勢占據(jù)了相當部分的恒壓供水市場。然而，大容量的逆變電源更能適應現(xiàn)在的實際應用需求，因而國產(chǎn)變頻器需要進一步改進和完善。隨著時代的發(fā)展，變頻技術和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性，自動化程度高的優(yōu)勢和顯著節(jié)約能源的優(yōu)勢得到大家的認可和不斷關注后，國外許多廠家開始生產(chǎn)變頻器，并推出恒壓供水頻率的相關函數(shù)。這種微觀的結構的電路，降低設備成本，但其輸出接口的擴展缺乏靈活性的設備，系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性都不高，與其他監(jiān)控系統(tǒng)（如BA系統(tǒng)）和組態(tài)軟件是困難的數(shù)據(jù)通信，并且有負載能力的限制，因此在實際使用中，將被限制在某固定的要求范圍內(nèi)。

為了更好的應用于生產(chǎn)，生活實踐中，恒壓供水系統(tǒng)應在以下幾個方面發(fā)展：一，結合現(xiàn)代控制技術，壓力閉環(huán)變頻恒壓供水系統(tǒng)的網(wǎng)絡和通信技術的控制；二、數(shù)字PID控制，模糊控制，自動控制技術的系統(tǒng)，從而提高系統(tǒng)的性能和成本控制；三，高頻率供水系統(tǒng)在行業(yè)中的應用研究。只有做到以上幾點，恒壓供述系統(tǒng)才能更好的應用于實際的生產(chǎn)生活要求。以變頻器為核心結合PLC組成的控制系統(tǒng)具有可靠的性能比較高、抗干擾能力的能力比較強、組合相對比較靈活、編程的方法也簡單、維修維護方便和成本比較低等諸多特點，變頻恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術、電氣技術、防雷避雷技術、現(xiàn)代控制、遠程監(jiān)控技術與一體。供水系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，實現(xiàn)集中管理和供水系統(tǒng)的監(jiān)控；同時系統(tǒng)具有良好節(jié)能性，這在能量日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設計該系統(tǒng)，對于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實意義。

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