自來水廠變頻恒壓供水自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用研究

王繼

摘 要：隨著當今社會科技快速發(fā)展進步，變頻調(diào)控恒壓供水設(shè)備在自來水廠得到非常廣泛應(yīng)用，具有節(jié)能、安全和高質(zhì)量供水等特點，是我國供水行業(yè)技術(shù)裝備一次巨大飛躍。變頻恒壓供水自動化控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對于自來水廠水泵無級調(diào)速作用，根據(jù)用水量變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行參數(shù)，在水量發(fā)生變化時候可以根據(jù)設(shè)定壓力值保持用水足壓滿足，變頻調(diào)速供水系統(tǒng)是非常合理和高效的節(jié)能型供水系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中有很大發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：自來水供應(yīng)；變頻恒壓供水；自動化控制；系統(tǒng)研究；

隨著社會發(fā)展需求加大，供水系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展進步也逐步得到合理完善，自來水控制管理過程中需要不斷應(yīng)用變頻恒壓供水技術(shù)，及時降低能耗，有效控制自來水自動化系統(tǒng)控制管理，實現(xiàn)我國供水行業(yè)高效有力推動。

一、我國自來水廠變頻恒壓供水自動化可控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

1、由于受到地理分布、經(jīng)濟和專業(yè)技術(shù)水平影響，我國自來水廠自動化發(fā)展水平參差不齊，很多發(fā)達地區(qū)城市大型供水水廠自動化程度水平比較高，很多小地方鎮(zhèn)鄉(xiāng)級小型水廠自動化水平不是很高。為了實現(xiàn)自來水自動化水平均衡發(fā)展，需要運用自動化系統(tǒng)、制水工藝和變配電系統(tǒng)等進行優(yōu)化配置自來水廠設(shè)施建設(shè)，不斷更新傳統(tǒng)自來水發(fā)展理念，最大效率的發(fā)揮自來水廠自動化控制水平。如：有些縣級水廠就沒有實施自動化系統(tǒng)就沒有恒壓變頻供水技術(shù)來支持運行，有的僅僅設(shè)置半自動化控制，裝置水平較低，運行一段時間后就經(jīng)常發(fā)生故障導(dǎo)致供水運行癱瘓，造成自動化系統(tǒng)和設(shè)備嚴重浪費問題。

2、國內(nèi)很多水廠自動化控制方法設(shè)施都是新建工程，大型水廠建設(shè)一般都引進全套技術(shù)設(shè)備，水廠工藝水平比較很高，但需要對設(shè)備系統(tǒng)的投入資金就比較大；中型水廠自動化水平和工程水平不是很高，最關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備仍然是需要外國進口產(chǎn)品，維護成本較高，因此，在設(shè)備選擇和工程服務(wù)中采用國內(nèi)和國外技術(shù)相互結(jié)合方法，這可以極大降低水廠自動控制系統(tǒng)投資，實現(xiàn)工程本地化轉(zhuǎn)換便利，保障長遠穩(wěn)定使用要求。

3、我國自來水廠發(fā)展自動化控制系統(tǒng)經(jīng)歷有三個階段，第一，分散控制階段，分別運用自動化控制，獨立系統(tǒng)設(shè)置水廠控制管理；第二階段就是水廠綜合自動化控制階段，在這個階段對于水廠進行綜合系統(tǒng)管理，在整個系統(tǒng)工作中要做好水廠綜合整理，具有一定可靠性，目前我國大部分水廠都是處理綜合控制階段；第三個階段就是供水系統(tǒng)綜合自動化階段，要求每個水廠區(qū)域供水企業(yè)要能夠共享各種信息資源，實現(xiàn)對于每個城市供水系統(tǒng)自我控制管理，近年來已經(jīng)出現(xiàn)“智慧水務(wù)”的全新理念。這個階段目前我國許多水廠正在逐步推廣實施。國外很多水廠都是全自動化水廠管理模式，同時對于水廠進行分質(zhì)供水模式，分開了生活用水和引用水，滿足不同用戶需求，這是我國水廠管理值得參考借鑒的一種全新供水模式。

二、變頻恒壓供水自動化控制系統(tǒng)在水廠中應(yīng)用重要意義

1、在供水行業(yè)中存在用水量超大的問題，隨著季節(jié)和時段不同，用戶用水需求量存在很大差距，存在有高峰用水和低峰用水情況出現(xiàn)，所以對于供水處理系統(tǒng)要應(yīng)用變頻處理模式，當出現(xiàn)用水低峰，水泵機組需要按照高峰時期用水量運行時候及時做好對于閥門調(diào)節(jié)，降低供水量損耗，使用變頻調(diào)速器可以達到很好的節(jié)能效果，還可以根據(jù)用水量需求做好自動控制水泵機組管理，發(fā)揮及時高效節(jié)能作用，提高供水廠自動化生產(chǎn)目標。

2、變頻供水是一項有效節(jié)能降耗技術(shù)，同時節(jié)電效率非常理想，能夠設(shè)計將多余用水量、浪費電能轉(zhuǎn)化節(jié)省。變頻供水控制技術(shù)主要指的就是變頻調(diào)速中既要保證供水可靠性，又要根據(jù)供水系統(tǒng)用水量變化，自動調(diào)整水泵供水，運用可靠技術(shù)提高供水系統(tǒng)能耗和效率，提高科學(xué)供水技術(shù)和調(diào)節(jié)水泵方式，提高供水調(diào)速精度和功率，提高供水產(chǎn)品質(zhì)量和降低物料浪費問題，同時減少機械磨損，合理改善供水系統(tǒng)車間勞動條件，滿足供水生產(chǎn)工藝要求。

3、變頻供水技術(shù)是供水技術(shù)中最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，直接會影響到整個供水電機轉(zhuǎn)速裝置，是一種先進調(diào)速裝置，變頻調(diào)速范圍比較廣，具有非常高可靠性，需要維護好節(jié)電效果，在對于水處理行業(yè)變頻系統(tǒng)具有非常廣闊發(fā)展前景，研究發(fā)現(xiàn)會直接關(guān)系供水行業(yè)整體發(fā)展，受到國家高度重視。供水變頻節(jié)能技術(shù)需要采用恒壓變量方式實現(xiàn)，變頻供水系統(tǒng)需要通過調(diào)整機組轉(zhuǎn)速，保證供水壓力不會變化，隨著供水系統(tǒng)技術(shù)逐步成熟，變頻系統(tǒng)得到非常廣泛應(yīng)用，變壓變量供水系統(tǒng)需要根據(jù)用戶用水量變化及時調(diào)整變頻器轉(zhuǎn)動和供水水壓，不斷提高對于供水方案設(shè)計，確保當水頭受到損失時可以保證可靠的供水出水量。

三、水廠變頻供水系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)設(shè)計研究

1、邏輯電子電器控制方式需要合理控制電路，實現(xiàn)水泵機組全部軟件啟動和供水流量變頻，采用供水泵固定變頻方式進行均衡供水，及時控制好供水精度、水泵切換水壓波動、工頻泵啟動沖擊和抗干擾能力。單片微機電路控制方式方面，要合理控制邏輯電路，同時應(yīng)付好管網(wǎng)和供水情況調(diào)試，做好功能電路修改靈活性，實現(xiàn)對于電路做好可靠抗干擾能力分析。

2、使用帶PID回路調(diào)節(jié)器和編程控制器PLC方式，對于供水做好變頻電機提供良好電源管理，實現(xiàn)電機無級調(diào)速管理控制，從而實現(xiàn)對于管網(wǎng)水壓連續(xù)性變化控制，傳感器任務(wù)主要是做好檢測管網(wǎng)管理。壓力設(shè)定好單元系統(tǒng)供水處理，對于壓力信號和壓力反饋信號要及時輸入編程中做好控制管理工作，通過可編程控制器程序計算好變頻器控制信號管理，將壓力信號反饋信號進行及時輸送和回路調(diào)節(jié)管理，對于調(diào)節(jié)器做好內(nèi)部管理，以及對于變頻信號做好及時轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

3、運用可編程控制器PID回路調(diào)節(jié)器實現(xiàn)對于變頻器轉(zhuǎn)速控制，同時做好對于可編程控制器管理，模擬量輸入和輸出做好接口管理，帶模擬量接口編程控制時候?qū)τ趦r格做好及時估算，合理降低成本管理。如果采用模擬量輸入和輸出的可編程控制器時候，需要在可編程控制器數(shù)字量輸出口地方做好PWM調(diào)制，將可編程控制器數(shù)字信號轉(zhuǎn)變控制做好及時成本測算和管理，提高整套設(shè)備可靠性管理，如果采用開關(guān)量輸出可編程控制器，需要帶模擬輸出和出入可編程控制器做好合理量化控制，在變頻調(diào)節(jié)供水壓力控制設(shè)備中，提高控制信號產(chǎn)量和供水設(shè)備成本關(guān)鍵環(huán)節(jié)質(zhì)量管理工作。

4、傳統(tǒng)的變頻調(diào)控供水設(shè)備存在很多不足問題，有的廠家不斷推出新型產(chǎn)品，在PID調(diào)節(jié)器和可編程控制器功能綜合使用中，需要及時做好變頻控制，形成新型變頻控制。一般在PID運算變頻控制器內(nèi)部，可以及時省略可編程控制器儲存容量和對于PID算法編程，PID參數(shù)在線的調(diào)試比較容易，這樣不僅可以降低生產(chǎn)成本，還可以極大提高生產(chǎn)效率。由于變頻器內(nèi)部有PID調(diào)節(jié)器算法，需要對于水壓調(diào)節(jié)實現(xiàn)穩(wěn)定和平滑管理，從而保證水壓反饋信息信號準確性，這樣就不會失去計算準確性，及時對于信號設(shè)置過濾常數(shù)計算，調(diào)節(jié)好系統(tǒng)控制。一般情況下變頻器價格比通用變頻器要高，功能性比較強，需要采用內(nèi)置PID功能變頻器產(chǎn)出的供水設(shè)備，降低設(shè)備成本，不斷提高生產(chǎn)效率，節(jié)省對于變頻供水自動系統(tǒng)控制管理，節(jié)省暗轉(zhuǎn)調(diào)試時間，從而不斷滿足變頻工藝水平要求，采用有限控制變頻模式，實現(xiàn)對于自來水變頻控制管理。

結(jié)論：

總之，自來水是國民經(jīng)濟生活中不可或缺的重要“商品”，直接關(guān)系人民群眾生命健康安全。變頻供水方式從運行原理和運行過程看，變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)置簡單，應(yīng)用廣泛。只要將出水口壓力設(shè)定好通過壓力反饋實現(xiàn)閉環(huán)控制，變頻器就可自動調(diào)節(jié)頻率來滿足恒壓供水需求，既可以有效達到節(jié)能節(jié)水目的，又可以通過變頻恒壓控制系統(tǒng)進行實時管理，保證供水系統(tǒng)設(shè)計運行更加合理，提高變頻供水系統(tǒng)可編程控制管理，在設(shè)計中對供水量有效實施最優(yōu)化調(diào)控，極大地降低供水生產(chǎn)成本，提高了供水生產(chǎn)效率，是當今較先進、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)。

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