? ? ? 一、變頻調速的特點及分析 用戶用水量一般是動態的，因此供水不足或供水過剩的情況時有發生。而用水和供水之間的不平衡 集中反映在供水的壓力上，即用水多而供水少，則壓力低；用水少而供水多，則壓力大。保持供水 壓力的恒定，可使供水和用水之間保持平衡，即用水多時供水也多，用水少時供水也少，從而提高 了供水的質量。 恒壓供水系統對于用戶是非常重要的。在生產生活供水時，若自來水供水因故壓力不足或短時斷水 ，可能影響生活質量，嚴重時會影響生存安全，如發生火災時，若供水壓力不足或無水供應，不能 迅速滅火，可能引起重大經濟損失和人員傷亡。所以，用水區域采用正藝恒壓供水系統，能產生較 大的經濟效益和社會效益。 隨著電力技術的發展，變頻調速技術的日臻完善，以變頻調速為核心的智能供水控制系統取代了以 往高位水箱和壓力罐等供水設備，起動平穩，起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時 對電網的沖擊；由于泵的平均轉速降低了，從而可延長泵和閥門等東西的使用壽命；可以消除起動 和停機時的水錘效應。其穩定安全的運行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使 供水實現節水、節電、節省人力，最終達到高效率的運行目的。

?

? ? ?二、恒壓供水設備的變頻應用方式 通常在同一路供水系統中，設置多臺常用泵，供水量大時多臺泵全開，供水量小時開一臺或兩臺。 在采用變頻調速進行恒壓供水時，就用兩種方式，其一是所有水泵配用一臺變頻器；其二是每臺水 泵配用一臺變頻器。后種方法根據壓力反饋信號，通過PID運算自動調整變頻器輸出頻率，改變電 動機轉速，最終達到管網恒壓的目的，就一個閉環回路，較簡單，但成本高。前種方法成本低，性 能不比后種差，但控制程序較復雜，是未來的發展方向，比如上海正藝信息科技的恒壓供水控制系 統就可實現一變頻器控制任意數馬達的功能。下面講到的原理都是一變頻器拖動多馬達的系統。

?

? ? ?三、PID控制原理 根據反饋原理：要想維持一個物理量不變或基本不變，就應該引這個物理量與恒值比較，形成閉環 系統。我們要想保持水壓的恒定，因此就必須引入水壓反饋值與給定值比較，從而形成閉環系統。 但被控制的系統特點是非線性、大慣性的系統，現在控制和PID相結合的方法，在壓力波動較大時 使用模糊控制，以加快響應速度；在壓力范圍較小時采用PID來保持靜態精度。這通過PLC加智能儀 表可時現該算法，同時對PLC的編程來實現泵的工頻與變頻之間的切換。實踐證明，使用這種方法 是可行的，而且造價也不高。 要想維持供水網的壓力不變，根據反饋定理在管網系統的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件， 由于供水系統管道長、管徑大，管網的充壓都較慢，故系統是一個大滯后系統，不易直接采用PID 調節器進行控制，而采用PLC參與控制的方式來實現對控制系統調節作用。

?

? ? ?四、變頻控制原理 用變頻調速來實現恒壓供水，與用調節閥門來實現恒壓供水相比，節能效果十分顯著（可根據具體 情況計算出來）。其優點是：

? ? ?1、 起動平衡，起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時對電網的沖擊；

? ? ?2、 由于泵的平均轉速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命；

? ? ?3、 可以消除起動和停機時的水錘效應； 一般地說，當由一臺變頻器控制一臺電動機時，只需使變頻器的配用電動機容量與實際電動機容量 相符即可。當一臺變頻器同時控制兩臺電動機時，原則上變頻器的配用電動機容量應等于兩臺電動 機的容量之和。但如在高峰負載時的用水量比兩臺水泵全速供水量相差很多時，可考慮適當減小變 頻器的容量，但應注意留有足夠的容量。 雖然水泵在低速運行時，電動機的工作電流較小。但是，當用戶的用水量變化頻繁時，電動機將處 于頻繁的升、降速狀態，而升、降速的電流可略超過電動機的額定電流，導致電動機過熱。因此， 電動機的熱保護是必需的。對于這種由于頻繁地升、降速而積累起來的溫升，變頻器內的電子熱保 護功能是難以起到保護作用的，所以應采用熱繼電器來進行電動機的熱保護。 在主要功能預置方面，最高頻率應以電動機的額定頻率為變頻器的最高工作頻率。升、降速時間在 采用PID調節器的情況下，升、降速時間應盡量設定得短一些，以免影響由PID調節器決定的動態響 應過程。如變頻器本身具有PID調節功能時，只要在預置時設定PID功能有效，則所設定的升速和降 速時間將自動失效。

?

? ? ?五、恒壓供水系統特點

? ? ?1、 節電：優化的節能控制軟件，使水泵實現最大限度地節能運行；

? ? ? 2、 節水：根據實際用水情況設定管網壓力，自動控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現象；

? ? ?3、 運行可靠：由變頻器實現泵的軟起動，使水泵實現由工頻到變頻的無沖擊切換，防止管網沖擊 、避免管網壓力超限，管道破裂。

? ? ?4、 聯網功能：采用全中文工控組態軟件，實時監控各個站點，如電機的電壓、電流、工作頻率、 管網壓力及流量等。并且能夠累積每個站點的用電量，累積每臺泵的出水量，同時提供各種形式的 打印報表，以便分析統計。

? ? ?5、 控制靈活：分段供水，定時供水，手動選擇工作方式。

? ? ?6、 自我保護功能完善：如某臺泵出現故障，主動向上位機發出報警信息，同時啟動備用泵，以維 持供水平衡。萬一自控系統出現故障，用戶可以直接操作手動系統，以保護供水。

?

? ? ?六、系統應用范圍

? ? ?1、 自來水廠、加壓泵房

? ? ?2、 居民生活區、賓館及其它建筑

? ? ?3、 企業生產用水

? ? ?4、 鍋爐循環水系統

? ? ?5、 農田灌溉系統?

?

? ? ?同其它供水方式相比較，中聯泵業變頻恒壓供水系統，除了具有顯著的節能效果外，還有以下顯而易見 的優勢：

? ? ?1、恒壓供水技術因采用變頻器改變電動機電源頻率，而達到調節水泵轉速改變水泵出口壓力，比 靠調節閥門的控制水泵出口壓力的方式，具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。

? ? ?2、由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量，泵轉速降低，減少了軸承的磨損和 發熱，延長泵和電動機的機械使用壽命。

? ? ?3、水泵電動機采用軟啟動方式，按設定的加速時間加速，避免電動機啟動時的電流沖擊，對電網 電壓造成波動的影響，同時也避免了電動機突然加速造成泵系統的喘振。徹底消除水錘現象。

? ? ?4、實現恒壓自動控制，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。