【正文】 動態(tài)平衡，維持水壓不變。但過大的 對于干擾信號的抑制能力卻將減弱。比例系數(shù)過大將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。系統(tǒng)由擬 PID 控制器和被控對象組成，其控制系統(tǒng)原理框圖如圖 51。當(dāng)變頻器輸出上限頻率，水壓達(dá)到壓力下限時，延時 1 分鐘，PLC 給出控制信號，PLC 的Y16 得電，變頻器的 X1 端子對 CM 短接，變頻器的自由停車指令 BX 生效，切斷變頻器輸出，延時 500ms 后，將主水泵與變頻器斷開，延時 l00ms，將其轉(zhuǎn)為工頻恒速運行，同28時 PLC 的 Y16 失電，BX 指令取消，變頻器以起始頻率啟動一臺新的主水泵。即由狀態(tài) S0 轉(zhuǎn)入 S11 的過程。 水泵運行與狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊（1）輔助泵/主泵的轉(zhuǎn)換主泵轉(zhuǎn)輔助泵運行是指在單臺主泵供水時，變頻器輸出下限頻率，水壓處于壓力上限時，延時 5 分鐘，關(guān)閉變頻器運行，啟動輔助泵的過程。27(5)繼電器線圈在一個程序中不能重復(fù)使用：而繼電器的觸點，編程中可以重復(fù)使用，且使用次數(shù)不受限制。但為了讀圖方便，常用“有電流” “得電”等來形象地描述用戶程序解算中滿足輸出線圈的動作條件，它僅僅是概念上虛擬的“電流” ，而且認(rèn)為它只能由左向右單方向流，層次的改變也只能自上而下。 梯形圖語言編程的一般規(guī)則通常微、小型 PLC 主要采用繼電器梯形圖編程，其編程的一般規(guī)則有 [11]：(1)梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。 PLC 程序設(shè)計 PLC 編程語言PLC 是由繼電器接觸器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的一種新型的工業(yè)自動化控制裝置。設(shè)變頻器輸出頻率達(dá)到極限頻率時的信號為 X1，水壓達(dá)到設(shè)定壓力下限值時的欠壓信號為 X2，水壓達(dá)到設(shè)定壓力上限值時的超壓信號為 X3。將來的供水狀態(tài)就在這些有效狀態(tài)范圍內(nèi)來回循環(huán)。當(dāng)用水量持續(xù)減少，系統(tǒng)繼續(xù)按“先起先?！痹瓌t逐臺關(guān)閉處于工頻運行的水泵。若用水量繼續(xù)增加，變頻器輸出頻率達(dá)到上限頻率時，仍達(dá)不到設(shè)定壓力，延時分鐘，由 PLC 給出控制信號，將 1 號主水泵與變頻器斷開，轉(zhuǎn)為工頻恒速運行，同時變頻器對 2 號主水泵軟啟動。234 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計 水泵工頻/變頻運行狀態(tài)及轉(zhuǎn)換過程分析 供水狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換供水狀態(tài)是指供水時按照用水量的大小設(shè)定投入運行的水泵臺數(shù)及運行狀況?；虬匆?guī)范要求在離變頻器 20m 遠(yuǎn)處預(yù)埋鋼管做專用接地保護(hù)。（5） 電動機(jī)在低速運行時，電機(jī)冷卻效果下降，應(yīng)保證電動機(jī)具有良好的通風(fēng)條件。（3） 外圍設(shè)備信號線、控制信號線和動力線應(yīng)分開敷設(shè)，不能扎在一起，且應(yīng)采用屏蔽線且屏蔽層接地。 系統(tǒng)可靠性措施作為一個完整的系統(tǒng)，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場，還需考慮加強(qiáng)抗干擾措施，保證運行的穩(wěn)定性 [9]。因此，應(yīng)適當(dāng)預(yù)置啟動頻率值，使其在啟動瞬間有一點沖擊力。（3） 變頻器接線及功能設(shè)定見表 32，頻率參數(shù)設(shè)置說明 [8]：（1） 最高頻率：變頻器的最高頻率只能與水泵額定頻率相等。① 主要參數(shù)額定容量：267（kVA ） ；額定輸出電流：386A；過載容量：150%額定輸出電流、1 分鐘；起動轉(zhuǎn)矩：50%以上；適配電機(jī)容量：200kW 。普通功能型 U/f 控制變頻器、具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能型 U/f 控制變頻器、矢量控制高功能型變頻器。cos —電動機(jī)的功率因數(shù)（通常在 以上）—電動機(jī)電壓（V） ；MU—電動機(jī)工頻電源時的電流（A）。壓力變送器及數(shù)顯儀的選型選用普通壓力表 Y100 和 XMT1270 數(shù)顯儀實現(xiàn)壓力的檢測、顯示和變送。電動機(jī)電源的通斷，由中間繼電器 KA1KA7 控制接觸器 KM1KM7 的線圈來實現(xiàn)。在自動狀態(tài)時，系統(tǒng)執(zhí)行 PLC 的控制程序，自動控制泵的起停。出于可靠性及檢修方面的考慮，設(shè)計了手動/自動轉(zhuǎn)換控制電路。 圖34主電路 電氣控制電路設(shè)計為了保護(hù) PLC 設(shè)備，PLC 輸出端口并不是直接和交流接觸器連接，而是在 PLC 輸出15端口和交流接觸器之間引入中間繼電器，通過中間繼電器控制接觸器線圈的得電/失電，進(jìn)而控制電機(jī)或者閥門的動作。為了改善變頻器的功率因素，還應(yīng)在變頻器的（Pl、P+）端子之間接入需相應(yīng)的 DC 電抗器。QFQFQF3 、QFQFQF6 分別為主電路、變頻器和各水泵的工頻運行空氣開關(guān)，F(xiàn)RFR FR3 、FR4 為工頻運行時的電機(jī)過載保護(hù)用熱繼電器，變頻運行時由變頻器來實現(xiàn)電機(jī)過載保護(hù)。（4）PLC 控制系統(tǒng)：包括硬件線路和軟件控制程序，完成對恒壓供水系統(tǒng)壓力設(shè)定、順序控制、信號指示報警等。根據(jù)水壓的變化，由變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)恒壓。處于供水低谷小流量或夜間小流量時，為進(jìn)一步減少功耗，采用一臺小流量泵來維持正常的泄漏和水壓。間歇型指一天內(nèi)有多段用水低谷時間，流量很小或為零。(4)減少了起動電流，也就減少了系統(tǒng)對電網(wǎng)的沖擊，提高了自身系統(tǒng)的可靠性。拖動系統(tǒng)中，動態(tài)轉(zhuǎn)矩 =JMLT ：是電動機(jī)的拖動轉(zhuǎn)矩 ：是供水系統(tǒng)的制動轉(zhuǎn)矩MT圖 31 中 b）反映了全壓起動和變頻起動過程中動態(tài)轉(zhuǎn)矩情況。 變頻調(diào)速變頻調(diào)速機(jī)械特性最常用的變頻器采取的是變壓變頻方式的。電動機(jī)工作在額定狀態(tài)時，轉(zhuǎn)差率很小，相應(yīng)的轉(zhuǎn)子銅損耗小，電機(jī)效率高。通過改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率實現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變?？芍{(diào)速方法有：變極調(diào)速、變轉(zhuǎn)差調(diào)速和變頻調(diào)整。83 供水系統(tǒng)恒壓控制與硬件設(shè)計 異步電動機(jī)調(diào)速方法及選型轉(zhuǎn)速控制法實現(xiàn)恒壓供水，供水質(zhì)量好、能耗低、效率高，并可延長設(shè)備的使用壽命，提高系統(tǒng)的安全性。此外，水錘效應(yīng)還可能損壞閥門和固定件。 供水系統(tǒng)中的水錘效應(yīng)及消除方法水錘效應(yīng)在極短時間內(nèi)，因水流量的急劇變化，引起在管道的壓強(qiáng)過高或過低的沖擊，并產(chǎn)生空化現(xiàn)象，使管道受壓產(chǎn)生噪聲，猶如錘子敲擊管子一樣，稱為水錘效應(yīng)。給定參數(shù) 變 頻 器 （PID） 水泵頻率 轉(zhuǎn)速管網(wǎng)實際壓力壓力傳感器反饋參數(shù)7圖 23 變頻恒壓控制原理圖從圖 23 中可以看出，在系統(tǒng)運行過程中，如果實際供水壓力低于設(shè)定壓力，控制系統(tǒng)將得到正的壓力差，這個差值經(jīng)過計算和轉(zhuǎn)換，計算出變頻器輸出頻率的增加值，該值就是為了減小實際供水壓力與設(shè)定壓力的差值，將這個增量和變頻器當(dāng)前的輸出值相加，得出的值即為變頻器當(dāng)前應(yīng)該輸出的頻率。由公式(23)可以看出，功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比 [2]，流量與轉(zhuǎn)速成正比，損耗功率與流量成正比，所以調(diào)速控制方式要比閥門控制方式供水功率要小得多，節(jié)能效果顯著，所以本文供水系統(tǒng)采用變頻調(diào)速恒壓供水方式。此時水泵輸出功率用圖 22 表示為(0，Q 2,D, )圍2n 0H成的矩形面積，可見，改用調(diào)速控制，節(jié)能量為（ ,D,F, ）圍成的矩形面積，其值為：01H （22）0210212()==FDQHP?????所以，當(dāng)用閥門控制流量時，有 功率被浪費掉，并且隨著閥門的不斷102gh（ ）關(guān)小，閥門的摩擦阻力不斷變大，管阻特性曲線上移，運行工況點也隨之上移，于是 E增大，而被浪費的功率要隨之增加。揚程cQ特性曲線和管阻特性曲線的交點，稱為供水系統(tǒng)的工作點，如圖 21 中 A 點。管阻特性反映了水泵的能量用來克服泵系統(tǒng)的水位及壓U力差、液體在管道中流動阻力的變化規(guī)律。由圖 21可以看出，流量 Q 越大，揚程 H 越小。容錯性 完善的保護(hù)功能當(dāng)出現(xiàn)意外的情況時，系統(tǒng)能根據(jù)泵及變頻器或軟啟動器的狀態(tài)，電網(wǎng)狀況及水源水位，管網(wǎng)壓力等工況自動進(jìn)行投切，保證管網(wǎng)內(nèi)壓力恒定。同時用于水泵轉(zhuǎn)速控制的變頻器也存在一定的滯后效應(yīng)。 (2)高壓變頻系統(tǒng)在供水行業(yè)中的應(yīng)用在過去變頻供水涉及較少的商壓變頻系統(tǒng)，也是發(fā)展的重要方向，高一低—高型的高壓變頻系統(tǒng)、串聯(lián)多電平高壓變頻供水系統(tǒng)目前己在實際應(yīng)用中不斷完善高壓高頻中的諧波等問題也逐步得到解決。如利德福華的一些高壓供水變頻器。(2)國內(nèi)中小型供水廠變頻恒壓供水系統(tǒng)這類變頻供水系統(tǒng)主要用于中小供水廠或大中城市的輔助供水廠．這類變頻器電機(jī)功率在 135kW320kW 之間，電網(wǎng)電壓通常為 200V 或 380V。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起、制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，得到了廣2泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)線路復(fù)雜，操作麻煩，勞動強(qiáng)度大，維護(hù)困難，自動化程度低，應(yīng)用前景不好。實現(xiàn)恒壓供水的自動控制，不需要操作人員頻繁的操作，大大降低了人員的勞動強(qiáng)度，節(jié)省了人力和能源的消耗。把先進(jìn)的自動化技術(shù)、控制技術(shù)、通訊及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應(yīng)用到供水領(lǐng)域，成為對供水系統(tǒng)的新要求。s living standards have improved constantly. The water supply system is demanded more as city water consum ption increasing. The urban construction and economic development and also people’s daily work and life are impacted directly by the reliability, stability and the economical of energy conservation of the water supply autom atic conversion and voltage constant Water Supply and remote monitoring system, which consist of the PLC, the converter, the remote transition pressure gauges, the multipumps unit, the puter and so on. It is of automatic linefrequency /conversion function, remote and local automatic control. In this paper, the mechanism of energy saving, which uses speed governing with invertor to design voltage constant water supply system, peting with traditional valve controlled pressure constant system. Closed loop system is built by presetting the parameter of the PID inside of convertor, and feedback of remote transiton hydraulic meter. Using the step regulation of convertor pump and frequency pump in full rang of flow to apply PID control on the change of water achieves energy saving of voltage constant water supply. This paper discusses the reasonability of water supply scheme with much pump parallel connection, and analyses the conversion condition and the various states of water supply of the much pump way of water supply as well as the switch process and the problem of a generator fro