【正文】 的依據(jù)，因此在設(shè)計控制系統(tǒng)及程序之前必須確定具體的控制要求。時變性：在變頻調(diào)速恒壓給水系統(tǒng)中，由于有定量泵的加入控制，而定量泵的控制(包括定量泵的停止和運行)是時時發(fā)生的，同時定量泵的運行狀態(tài)直接影響給水系統(tǒng)的模型參數(shù)，使其不確定性地發(fā)生變化，因此可以認(rèn)為，變頻調(diào)速恒壓給水系統(tǒng)的控制對象是時變的。此時水泵輸出功率用圖形表示為(,Q2 ,D ,H0)圍成的矩形面積，其值為： （）可見，改用調(diào)速控制，節(jié)能量為(H0,D ,F ,H1)圍成的矩形面積，其值為： （）所以，當(dāng)用閥門控制流量時，有功率被浪費掉。其實質(zhì)是通過改變水路中的阻力大小來改變流量，因此，管阻將隨著閥門開度的改變而改變，但其揚程特性不變。這種調(diào)速方式需要專用的變頻裝置，即變頻器。這種調(diào)速方式只適用于專門的變極電機，而且是有極調(diào)速，級差大，不適用于給水系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速的連續(xù)調(diào)節(jié)。實質(zhì)是通過改變水泵的給水能力來適應(yīng)用戶對流量的需求。這說明，通過恒壓給水就能保證給水能力和用水流量處于平衡狀態(tài)，恰到好處地滿足了用戶所需的用水流量。所以，流量是給水系統(tǒng)的基本控制對象。而管阻特性是以水泵的轉(zhuǎn)速不變?yōu)榍疤?，表明閥門在某一開度下，揚程H與流量Q之間的關(guān)系H=f(Qv)。這章主要分析給水系統(tǒng)的一些基本概念和特性。最后列舉變頻調(diào)速恒壓給水系統(tǒng)的主要特點。目前市面占主流地位的變頻器均增設(shè)了PID控制功能，采用該類變頻器加上一只小型PLC，就可以構(gòu)成一套最簡的變頻恒壓給水控制核心。近年來隨著電機變頻調(diào)速技術(shù)的成熟、普及和應(yīng)用，其產(chǎn)品己用來更新改造傳統(tǒng)給水系統(tǒng)，使我國的給水行業(yè)技術(shù)的裝備水平經(jīng)歷了一次飛躍。隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，城市內(nèi)的次高層和高層建筑的比例不斷增加。應(yīng)用范圍包含常規(guī)多泵變頻恒壓給水系統(tǒng)，無負(fù)壓變頻恒壓給水系統(tǒng)，以及高穩(wěn)定度的多泵變頻恒壓系統(tǒng)。無負(fù)壓變頻恒壓給水系統(tǒng)，以及高穩(wěn)定度的多泵變頻器恒壓系統(tǒng)將另文介紹。高位水塔和高位水箱給水由水箱、水塔直接向用戶給水，即為重力給水。 二次加壓給水系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢為了滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對恒壓生活給水的相關(guān)要求，二次加壓給水系統(tǒng)的類型除了由高位水箱給水或氣壓給水發(fā)展到變頻恒壓給水以外，還從帶儲水箱的變頻恒壓給水泵組加壓系統(tǒng)發(fā)展到無負(fù)壓變頻變頻恒壓給水系統(tǒng)?？刂坪诵牟捎脦M量輸出輸入的高性能PLC與常規(guī)變頻器構(gòu)成的系統(tǒng)，變頻恒壓的PID控制由PLC實現(xiàn)，可擴展液晶顯示單元將運行數(shù)據(jù)傳送到液晶顯示屏上顯示，或通過顯示屏方便的修改控制參數(shù)。最后還提出了保障系統(tǒng)可靠性的一些措施。這種聯(lián)系和變化規(guī)律可用給水系統(tǒng)的特性曲線[3]直觀地反映，主要有揚程特性曲線和管阻特性曲線。由于閥門開度的改變，實際上是改變了在某一揚程下，給水系統(tǒng)向用戶的給水能力。若：給水能力Qg用水需求Qv，則壓力P上升。常用的調(diào)節(jié)方式有閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法兩種。水泵通過聯(lián)軸器由三相異步電動機來拖動，因此水泵轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，實質(zhì)就是異步電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)[9][10]。電動機工作在額定狀態(tài)時，轉(zhuǎn)差率很小，相應(yīng)的轉(zhuǎn)子銅損耗小，電機效率高。變頻調(diào)速方式時，電動機的機械特性表達(dá)式[9]： （）式中：m1為電機相數(shù)；r1為定子電阻；X1為定子漏電抗；x2’為轉(zhuǎn)子漏電抗折算值。因此，揚程特性將隨水泵轉(zhuǎn)速的改變而改變，但管阻的特性不變。由公式()可以看出，功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，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給水功率要小得多，節(jié)能效果顯著。 小結(jié)本章分析了給水系統(tǒng)的基本特性。控制系統(tǒng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過壓力傳感器對用戶管網(wǎng)壓力進(jìn)行實時采樣，并與設(shè)定壓力值比較，根據(jù)壓力偏差來控制變頻泵的速度及定量泵的啟、停，實現(xiàn)恒壓、變量的供水，以達(dá)到節(jié)能、恒壓的目的。設(shè)備還可以通過時控器控制水泵的強行切換。第四章PLC程序控制流程及相應(yīng)的梯型圖控制程序確定了系統(tǒng)控制電路、PLC的輸出輸入端子、以及相應(yīng)的控制功能要求后，必須對PLC程序控制流程加以確定。如果1泵變頻運行，2泵停機，3泵4泵工頻運行，設(shè)1泵工頻運行，2泵變頻運行，3泵、4泵工頻運行。如果4泵變頻運行、1泵2泵3泵均停機，設(shè)4泵工頻運行，1泵變頻運行，2泵、3泵均停機。如果2泵變頻運行，3泵停機，1泵、4泵工頻運行，則停止4泵運行。PLC輸出繼電器對應(yīng)的內(nèi)部寄存單元本程序設(shè)置為：→；→；→；→；→；→；→；→。： ，PLC的輸出就會被切斷，達(dá)到缺水保護(hù)的目的。另外西門子設(shè)計了一款價格較低的給水專用的變頻器430，最好不用。該值加大,水壓下降。P2269值減小,水壓上升。 展望本控制系統(tǒng)采用一臺變頻器軟啟動多臺水泵實現(xiàn)變頻恒壓給水，具有水泵均衡工作及節(jié)省投資的優(yōu)點。由于有兩臺水泵變頻運行，變頻調(diào)節(jié)范圍較大，切換時的壓力波動小，系統(tǒng)將不會出現(xiàn)臨界狀態(tài)，可以始終保持在恒壓給水狀態(tài)。參考文獻(xiàn)[1] , 1998[2] , 2001[3] , [4] Eker, and control of a water supply system, ISA Transactions,July,2003,(3)P461473[5] Zou, A. p. .Energysaving Design for Frequency Control and Constant Pressure Water Supply System in ResidentialA WATER AND WASTEWATER,2003,(8) P7678[6] 崔福義, 2001[7] 金傳偉, 2000年第9期: 3839[8] , 2002: 244251[9] , 1996: 173174[10] , [11] 陳伯時, 1998[12] 吳忠智, 2000[13] , 2000[14] belkacemi,ALachhab,MLimouri,. AdaPtive Control of a water supply system[J].Control Engiueering ,9(3):343349[15] , 2004年第10期: 8992[16] , 2004年第9期: 5657[17] YAN of variable Frequency constant Pressure Water Supply Equipmentin Lagescale Pumping Station,Drainage and Irrigation Machinery,2004, 2(4)P2325 29