变频恒压供水系统解析

现代社会随着节能降耗观念和变频调速技术的日益成熟，越来越多的场所供水系统都采用了变频恒压供水，其显著的节能效果和可靠稳定的控制方式，在供水系统中得到广泛的应用。变频恒压供水系统对水泵电机实行无级调速，依据用水量及水压变化通过微机检测、运算，自动改变水泵转速保持水压恒定以满足用水要求，是目前最先进，合理的节能供水系统。与传统的水塔、高位水箱、气压罐等供水方式比较，不论是投资、运行的经济性、还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有优势，下面是：变频恒压供水系统主电路和控制线路图：

主电路结构为变频一拖二形式，控制原理简述如下：系统由变频器、PLC和两台水泵构成。利用了变频器控制电路的PID等相关功能，和PLC配合实施变频一拖二自动恒压力供水。具有自动/手动切换功能。变频故障时，可切换到手动控制水泵运行。控制过程：水路管网压力低时，变频器启动1#泵，至全速运行一段时间后，由远传压力表来的压力信号仍未到达设定值时，PLC控制1#泵由变频切换到工运行，然后变频启动2#泵运行，据管网压力情况随机调整2#泵的转速，来达到恒压供水的目的。当用水量变小，管网压力变高时，2#泵降为零速时，管网压力仍高，则PLC控制停掉1#工频泵，由2#泵实施恒压供水。至管网压力又低时，将2#泵由变频切为工频运行，变频器启动1#泵，调整1#泵的转速，维修恒压供水。如此循环不已。

需要说明一下的是：变频器必须设置好PID运行的相关参数，和配合PLC控制的相关工作状态触点输出。在本例中，须大致调整以下几个参数。1、设置变频器启/停控制为外部端子运行；2、设置为自由停车方式，以避免变频/工频切换时造成对变频器输出端的冲击；3、设置PID运行方式，压力设定值由AUX端子进入。反馈信号由VIN端子进入；4、对变频器控制端子——输出端子的设置。设定RA、RC为变频故障时，触点动作输出；设定R2A、R2C为变频零速时，触点动作输出；设定DO1、DOG为变频器全速（频率到达）时，触点动作输出。

上图为PLC控制接线图。水泵和变频器的故障信号未经PLC处理，而是汇总给继电器KA2。其手动/自动的切换控制继电器KA1来切换。变频/工频的运行由接触器触点来互锁，以提高运行安全性。可以看出，R2A和DO1是PLC的两个关键输入信号。在PLC的控制动作输出中，从变频到工频的切换是通过DO1（变频器零速信号）来进行的；从工频到变频的切换是通过R2A（变频器频率到达信号）来进行的。随着技术的进步，变频器的功能日益强大，很多变频器本身已具备一拖三，甚至于一拖六的功能，从配置上来说，用一块自动化仪表承担PID功能，变频器只是“被动地干活”，也是一个好的方案；其实恒压供水是有多种方案的，并不局限于本文中的结构。

恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率，而达到调节水泵转速改变水泵出口压力，具有降低管道阻力，大大减少截流损失的效能。由于变量泵工作在变频工况，在其出口流量小于额定流量时，泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长泵和电动机的机械使用寿命。因实现恒压自动控制，不需要操作人员频繁操作，降低了人员的劳动强度，节省了人力。水泵电动机采用软启动方式，按设定的加速时间加速，避免电动机启动时的电流冲击，对电网电压造成波动的影响，同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。 由于变量泵工作在变频工作状态，在其运行过程中其转速是由外供水量决定的，故系统在运行过程中可节约可观的电能(平均30%以上)，系统具有收回投资快而长期受益，其产生的社会效益也是非常巨大的。