【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 技術(shù) 的 發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù) 的日益 完善，以變頻調(diào)速為核心 的 智能供水控制系統(tǒng)取代了 以往 高位水箱和壓力罐等供水設(shè)備，起動(dòng)平穩(wěn)，起動(dòng)電流可限制 在 額定電流以內(nèi)， 從而 避免了起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng) 的 沖擊； 由于 泵 的 平均轉(zhuǎn)速降低了， 從而 可延長(zhǎng)泵和閥門(mén)等東西 的 使用壽命。其穩(wěn)定安全 的 運(yùn)行性能、簡(jiǎn)單方便的 操作方式、以及齊全周到 的 功能，將使供水實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力，最終達(dá)到高效率 的 運(yùn)行目 的 。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 相對(duì)與傳統(tǒng)的加壓供水方式，變頻恒壓供水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)突出的體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 變頻恒壓供水系統(tǒng)的最顯著優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)約電能，節(jié)能量通常在 1040%。從單臺(tái)水泵的節(jié)能來(lái)看，流量越小，節(jié)能量越大。 變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)供 水壓力穩(wěn)定而流量可在大范圍內(nèi)連續(xù)變化，從而可以保證用戶任何時(shí)候的用水壓力，不會(huì)出現(xiàn)在用水高峰期熱水器不能正常使用的情況。 系統(tǒng)實(shí)行閉環(huán)供水后，用戶的水全部由管道直接供給，取消了水塔、天面水PLC 在小區(qū)恒壓供水中的應(yīng)用 池、氣壓罐等設(shè)施，避免了用水的“二次污染”，取消了水池定期清理的工作。 、管理簡(jiǎn)便 新型的小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)具備了過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、欠相、短路保護(hù)、瞬時(shí)停電保護(hù)、過(guò)載、失速保護(hù)、低液位保護(hù)、主泵定時(shí)輪換控制、密碼設(shè)定等功能，功能完善，全自動(dòng)控制，自動(dòng)運(yùn)行，泵房不設(shè)崗位，只需派人定期檢查、保養(yǎng)。 、保護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定 使用變頻器后，機(jī)泵的轉(zhuǎn)速不再是長(zhǎng)期維持額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，減少了機(jī)械磨損，降低了機(jī)泵故障率，而且主泵定時(shí)輪換控制功能自動(dòng)定時(shí)輪換主泵運(yùn)行，保證各泵磨損均勻且不銹死，延長(zhǎng)了機(jī)泵使用壽命。變頻器的無(wú)級(jí)調(diào)速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了機(jī)泵軟啟動(dòng)，避免了電機(jī)開(kāi)停時(shí)的大電流沖擊，消除了水泵的水錘效應(yīng)。 、投資回收期短 新型的小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)采用水池上直接安裝立式泵，控制間只要安放一到兩個(gè)控制柜，體積很小，整個(gè)系統(tǒng)占地就非常小，可以節(jié)省投資。另外不用水塔或天面水池、控制間不設(shè)專(zhuān)人管理、設(shè)備故障率 極低等方面都實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步減少投資，運(yùn)行管理費(fèi)低的特點(diǎn)，再加上變頻供水的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，都決定了小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)的投資回收期短，一般約 2年。 變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備的主要應(yīng)用場(chǎng)合 ，城鄉(xiāng)居民小區(qū)，企事業(yè)等生活用水。 ，冷卻水循環(huán)，熱力網(wǎng)水循環(huán)，鍋爐補(bǔ)水等。 。 。 ，污水處理，人造噴泉。 。 PLC 在小區(qū)恒壓供水中的應(yīng)用 第二章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 氣壓罐部分設(shè)計(jì) 在許 多變頻恒壓供水系統(tǒng)中，吸收了氣壓罐方式供水的優(yōu)點(diǎn) :利用氣壓罐蓄水功能維持低需求量時(shí)的續(xù)流供水。其由水泵、止回閥、氣壓罐組成，如圖 21所示。 圖 21 氣壓罐供水圖 氣壓罐中 橡膠隔膜把水室和氣室完全隔開(kāi)， 水壓把水送入 充入隔膜式氣壓水罐的內(nèi)膽，密封在罐內(nèi)的空氣被壓縮，氣體受到壓縮后體積小，壓力升高儲(chǔ)存能量，壓縮氣體膨脹可以將橡膠隔膜內(nèi)的水壓出罐體 ，以達(dá)到供水的作用。 截止 閥的作用是只允許介質(zhì)向一個(gè)方向流動(dòng)，而且阻止方向流動(dòng)。通常這種閥門(mén)是自動(dòng)工作的，在一個(gè)方向流動(dòng)的流體壓力作用下，閥瓣打開(kāi)；流體反方向流動(dòng) 時(shí)，由流體壓力和閥瓣的自重合閥瓣作用于閥座，從而切斷流動(dòng)。 壓力變送器將水管的壓力信號(hào)傳給 PLC，當(dāng)水管壓強(qiáng)低于設(shè)定值時(shí)， PLC啟動(dòng)水泵的啟動(dòng)，利用氣壓罐對(duì)小區(qū)小流量進(jìn)行供水；當(dāng)水管壓強(qiáng)大于設(shè)定值時(shí)， PLC 停止水泵工作。就這樣反復(fù)運(yùn)行，能夠提供小區(qū)小流量用水。 其能夠達(dá)到大水泵和變頻器休息作用，啟動(dòng)小功率水泵還能夠節(jié)約電能。 變頻供水部分設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)為一個(gè)有 7 棟樓，每棟有 6 層，每層 4 戶人的小區(qū)而設(shè)計(jì)的，共 158戶人。 選取 3 臺(tái) 流量為 5L/S、 功率為 11KW的水泵，其同時(shí)工作時(shí)，有 15L/SPLC 在小區(qū)恒壓供水中的應(yīng)用 的流量， 經(jīng)過(guò)調(diào)查大多數(shù)小區(qū)每戶人用水量為 ，同時(shí)使用系數(shù)為 ，就能夠至少滿足 180 戶人的小區(qū)供水。 壓力傳感器將信號(hào)傳給 PLC，在 PLC 中做 PID 運(yùn)算。水壓大于設(shè)定值時(shí)通過(guò)閉合交流接觸器停止一臺(tái)水泵；水壓小于設(shè)定值時(shí)，通過(guò)斷開(kāi)交流接觸器啟動(dòng)一臺(tái)水泵。 第一種方案：如圖 22 Q 0 . 1變 頻 器L 1 L 2 L 3M 3 M 2 M 1水 管壓 力 變 送 器Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4圖 22 當(dāng)氣壓罐不能滿足供水需求時(shí)，采用兩臺(tái)工頻，一臺(tái)變頻，即 M1 變頻，M M3 工頻。工作流程為變頻供水時(shí)，首先 閉合，變頻啟動(dòng) M1，當(dāng)水壓不能滿足時(shí)工頻運(yùn)行 M2，水壓還 不夠時(shí)，工頻運(yùn)行 M3，水壓。 第二中方案：如圖 （ 5） PLC 在小區(qū)恒壓供水中的應(yīng)用 Q 0 . 1變 頻 器L 1 L 2 L 3Q 0 . 3M 3 M 2 M 1水 管壓 力 變 送 器Q 0 . 2Q 0 . 5Q 0 . 4Q 0 . 6 圖 （ 5） 系統(tǒng)原理圖 當(dāng)氣壓罐不能滿足供水需求時(shí)，三臺(tái)水泵都會(huì)變頻工作，其原理如下： 首先將水泵 M1投入到變頻運(yùn)行；若不能保證管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定時(shí)把原來(lái)變頻狀態(tài)下的水泵 M1投入到工頻， M2變頻運(yùn)行，以保證管網(wǎng)的供水量穩(wěn)定；兩臺(tái)水泵還不能滿足管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定，備用泵 M3投入變頻工作 M M2工頻運(yùn)行。 當(dāng)水量減小時(shí)，變頻器的頻率下限信號(hào)出現(xiàn)，停止現(xiàn)在的變頻泵，同時(shí)將上一臺(tái)變?yōu)樽冾l運(yùn)行。若上述兩個(gè)信號(hào)仍 然存在時(shí)， PLC再重復(fù)以上工作。 如果采用第一種方案，水泵都是直接啟動(dòng)和停止，沒(méi)有平滑的曲線對(duì)電機(jī)有很大的傷害；而 第二中方案，電機(jī)的啟動(dòng)都是由變頻器來(lái)控制，這樣達(dá)到了軟啟動(dòng)的作用，對(duì)電機(jī)的壽命有了延長(zhǎng)作用，而且使水壓更穩(wěn)定。 所以，選擇第二中方案。 硬件總設(shè)計(jì) 參照以上圖格式 PLC 在小區(qū)恒壓供水中的應(yīng)用 Q 0 . 1變 頻 器L 1 L 2 L 3Q 0 . 3壓力罐M 4 M 3 M 2M 1水 管壓 力 變 送 器Q 0 . 2Q 0 . 5Q 0 . 4Q 0 . 6Q 0 . 7Q 0 . 0 圖 （ 6） 系統(tǒng)原理圖 當(dāng)用水量較小時(shí)， ，小功率水泵 M4運(yùn)行， ，閥門(mén)打開(kāi)，利用氣壓罐供水； 當(dāng)用水量增大到氣壓罐不能保證管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定時(shí)， PLC自動(dòng)將其停止，同時(shí) ，啟動(dòng)變頻器， ，把大功率水泵M1投入到變頻運(yùn)行； 若還不能保證管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定時(shí)， ， ，把原來(lái)變頻狀態(tài)下的水泵 M1投入到工頻，同時(shí) M2變頻運(yùn)行，以保證管網(wǎng)的供水量穩(wěn)定。 兩臺(tái)水泵還不能滿足管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定， ，備用泵 M3投入變頻工作，同時(shí) 、 ， M M2工頻運(yùn)行。 當(dāng)水量減小時(shí)，變頻器的頻率下限信號(hào)和管網(wǎng)的壓力上限信號(hào)時(shí)，停止現(xiàn)在的變頻泵，同時(shí)將上一臺(tái)變?yōu)樽冾l運(yùn)行。若上 述兩個(gè)信號(hào)仍然存在時(shí)， PLC再重復(fù)以PLC 在小區(qū)恒壓供水中的應(yīng)用 上工作。 當(dāng)?shù)竭_(dá)變頻器的頻率下限信號(hào)和管網(wǎng)上限信號(hào)時(shí)，停止正在運(yùn)行的變頻器和大功率水泵，把小功率的水泵 M4投入運(yùn)行，利用氣壓罐供水，以節(jié)約用電和休息變頻器。 用水量計(jì)算及水泵的選型 設(shè)計(jì)流量的大小直接關(guān)系到水泵的選型、管網(wǎng)的口徑及給水的安全保證性。 目前，一般住宅小區(qū)的設(shè)計(jì)流量主要包括以：居民生活用水、公共建筑用水、消防用水、綠化用水、澆灑道路用水、未預(yù)見(jiàn)水量及管網(wǎng)漏失水量。其中，公共建筑用水、消防用水、綠化用水、澆灑道路用水量為 7（ m3/h） ，未預(yù)見(jiàn)水量及管網(wǎng)漏失水量為 3（ m3/h）。 小區(qū)居民生活用水 ,本小區(qū) 600 戶居民，按每戶 人計(jì)算，則總用水人數(shù)2100，按照城市住宅標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“住宅每人最高日生活用水定額不應(yīng)小于 230L”，可取 300L/（人 d）。又根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GBJ1588）第 中的方法，有以下的公式： Qh = KhQd/T 式中 Qh最大小時(shí)生活用水量（ m3/h）； Qd最高日用水量（ m3/d）； T每日（或最大班）使用時(shí)間（ h/d）； Kh小時(shí)