【導(dǎo)讀】適用于控制精度低，抗干擾能力差的系統(tǒng)，成本低。壞和整個(gè)控制系統(tǒng)過(guò)程的準(zhǔn)確性；★★1、傳遞函數(shù)的定義、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、在經(jīng)典控制理論中的重要地位。自動(dòng)控制系統(tǒng)，特別是線性定常系統(tǒng)，所以傳遞函數(shù)是經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ)。這就是利用實(shí)驗(yàn)方法求取系統(tǒng)或環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的過(guò)程。出與輸入電壓間的傳遞函數(shù)。勢(shì)；主要實(shí)例有測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓與輸入角度間的傳遞函數(shù)；規(guī)定了一些具有特殊形式的試驗(yàn)信號(hào)作為系統(tǒng)的輸入信號(hào)，這些典型的輸。之間誤差的快慢程度。大小，它又稱為穩(wěn)態(tài)精度。值；對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)，被控量始終跟蹤參據(jù)量的變化。②指標(biāo)間的相互關(guān)系：對(duì)一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)總是希望能夠做到余差小，最大偏差小，

　　

【正文】 （對(duì)水泵的開(kāi)停雙位控制、對(duì)水泵工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)控制） （ 1）對(duì)水泵的開(kāi)停雙位控制：按照工藝參數(shù)要求，改變水泵的開(kāi)停狀態(tài)。如果有多臺(tái)水泵，則改變水泵開(kāi)啟臺(tái)數(shù)。 （ 2）對(duì)水泵工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)控制： 1）改變管路阻力特性 改變管 路阻力特性最常用的方法是閥門調(diào)節(jié)。該方法將部分能量消耗于閥門的阻力上，使水泵效率下降，電耗增加。雖然是簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)方法，但不經(jīng)濟(jì)。 2）改變泵流量揚(yáng)程特性 改變水泵轉(zhuǎn)速，使泵的流量揚(yáng)程特性曲線升高或降低，從而使泵的工況點(diǎn)穩(wěn)定在高效區(qū)，使泵的流量揚(yáng)程隨之改變，這就是變頻調(diào)速的工作原理。 管路控制系統(tǒng)的分類 ：城市給水系統(tǒng)、建筑給水系統(tǒng)、建筑排水系統(tǒng)、城市排水系統(tǒng)。 能看懂簡(jiǎn)單的控制線路圖，說(shuō)明其控制過(guò)程。 3． 3 水泵調(diào)速的重要性 ★★ ◆ 節(jié)能：水泵運(yùn)行電耗費(fèi)用占給水系統(tǒng)運(yùn)行電耗費(fèi)用的 70%，而電耗是給水系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的主要組成部分。因此，在滿足供水要求的前提下，合理的調(diào)節(jié)水泵的運(yùn)行狀態(tài)，將有效的較低能耗。 ◆ 性能：合理的調(diào)節(jié)水泵的運(yùn)行狀態(tài)，將確保管網(wǎng)水壓不會(huì)偏高或者偏低，提高供水質(zhì)量。 離心泵的調(diào)節(jié)方法 （ 1）變速調(diào)節(jié)。改變水泵轉(zhuǎn)速，使泵的流量揚(yáng)程特性曲線升高或降低，從而使泵的工況點(diǎn)穩(wěn)定在高效區(qū)，使泵的流量揚(yáng)程隨之改變。變速調(diào)節(jié)改變水泵的特性曲線。 （ 2）閥門調(diào)節(jié)。該方法將部分能量消耗于閥門的阻力上，使水泵效率下降，電耗增加。雖然是簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)方法，但不經(jīng)濟(jì)。閥門調(diào)節(jié)改變管線特性曲線。 水 泵調(diào)節(jié)的類型 、壓力控制點(diǎn)的選擇方案 ★★ ◆ 類型：恒壓調(diào)速、恒流調(diào)速 ◆ 恒壓調(diào)速 這屬于二泵站的情況。水泵向城市管網(wǎng)供水，要求保證用戶的自由水壓不低于某個(gè)規(guī)定值。 常規(guī)的調(diào)節(jié)方法是分級(jí)供水，將二泵站的工作制度定為二級(jí)或三級(jí)，在每一級(jí)內(nèi)根據(jù)用水情況選用不同規(guī)格、不同臺(tái)數(shù)的水泵。 這種控制方式的結(jié)果是，在某一級(jí)運(yùn)行范圍內(nèi)，隨著用水的波動(dòng)，導(dǎo)致水泵工況點(diǎn)仍有較大幅度的變化，就有可能： （ 1） 水泵長(zhǎng)期工作在低效率點(diǎn) ； （ 2） 再用水較多時(shí)用戶水壓難以保證，或在用水較少時(shí)水壓過(guò)高造成浪費(fèi)。 恒壓調(diào)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，壓力控制 點(diǎn)的選擇十分重要，在工程上可以考慮以下的方案： 17 1） 當(dāng)整個(gè)管網(wǎng)由一個(gè)水源供水時(shí)，可以考慮由管網(wǎng)中典型點(diǎn)的壓力來(lái)控制送水泵機(jī)組的開(kāi)停或者調(diào)速。 2） 預(yù)測(cè)供水曲線，以其流量平均值為基礎(chǔ)控制送水泵機(jī)組的運(yùn)行，再以管網(wǎng)典型點(diǎn)的壓力做反饋控制。該方式可以避免因需水量的變化而使送水泵頻繁啟動(dòng)。 3） 小城鎮(zhèn)給水可以按高水位水池水位來(lái)控制送水泵機(jī)組的開(kāi)停。 4） 當(dāng)城市由多水源供水時(shí)，應(yīng)根據(jù)管網(wǎng)平差，通過(guò)微機(jī)運(yùn)算獲得最優(yōu)運(yùn)行方案，分別控制各個(gè)水廠送水泵的運(yùn)行。 ◆ 恒流調(diào)速 這是一泵站的情況。一泵站往往按恒定取水水位設(shè)計(jì)，以水源最低水位為設(shè)計(jì)依 據(jù)。 一泵站水泵也會(huì)長(zhǎng)時(shí)期運(yùn)行在多耗能、低效率的工況下。為了避免這種水源水位變化產(chǎn)生的能量浪費(fèi)，也有必要進(jìn)行水泵工況調(diào)節(jié)，這是以水量恒定為目的的水泵調(diào)速。水源水位變化幅度越大，這種調(diào)節(jié)就越為必要。 恒流調(diào)節(jié)可以有效地節(jié)約能耗，可達(dá) 25%。 恒流調(diào)速壓力控制點(diǎn)的選擇 ： （ 1） 壓力控制點(diǎn)選在水泵出口處：出口處恒壓與出口處變壓 出口處恒壓：出口處壓力一般按最大流量最不利點(diǎn)考慮，用水降低時(shí)，水泵特性曲線變頻下移，最不利點(diǎn)水壓會(huì)上升，用戶水壓有波動(dòng)。用戶水量越小，水頭浪費(fèi)越嚴(yán)重。 此方式管理方便，但技術(shù)經(jīng)濟(jì)不十分理想。 出 口處變壓：保證用戶水壓不變，水泵出口處壓力沿管路特性曲線變化。 （ 2） 壓力控制點(diǎn)選在用戶最不利點(diǎn)： 用戶壓力始終恒定，沒(méi)有能量浪費(fèi)，最大限度節(jié)能，控制準(zhǔn)確，但壓力控制點(diǎn)較遠(yuǎn)，公程和管理上較麻煩。 水泵調(diào)速的方法 1） 電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，通過(guò)附加裝置改變水泵的轉(zhuǎn)速，如液力耦合器調(diào)速、電磁離合器、變速箱調(diào)速等。 直接改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，如串級(jí)調(diào)速、變頻調(diào)速等。 泵站 較 多采用第二種。 變頻調(diào)速技術(shù)具體特點(diǎn)。 原理：通過(guò)改變水泵工作電源頻率的方式改變水泵的轉(zhuǎn)速。 （ 1）具有很高的調(diào)節(jié)精度； （ 2）可以實(shí)現(xiàn)水泵的“軟啟動(dòng)”。 水泵從低頻電源開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，即由低速下逐漸升速，直至達(dá)到預(yù)定工況，而不是按照常規(guī)一啟動(dòng)就迅速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)電網(wǎng)的干擾小，無(wú)沖擊電流，也適合于在幾臺(tái)水泵之間進(jìn)行頻繁的切換操作。 3． 4 恒壓給水控制技術(shù)的分類。 雙位控制系統(tǒng)、定值控制給水系統(tǒng) 變頻恒壓給水技術(shù)技術(shù)特點(diǎn)。 ★★ A高效節(jié)能：設(shè)備能自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)瞬時(shí)水壓，據(jù)此調(diào)節(jié)供水量，節(jié)約供水能耗。設(shè)備電機(jī)在交流變頻調(diào)速器的控制下軟啟動(dòng)，無(wú)大啟動(dòng)電流，機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理。 B恒壓供水：無(wú)論系統(tǒng)用水量有任何變化，均能使供水管網(wǎng)的服務(wù)壓力恒 定，大大提高了供 18 水品質(zhì)。 C安全衛(wèi)生 D自動(dòng)運(yùn)行、管理簡(jiǎn)便 E延長(zhǎng)設(shè)備壽命、保護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定 : 采用微機(jī)控制技術(shù)，對(duì)多臺(tái)泵組可實(shí)現(xiàn)循環(huán)啟動(dòng)工作，損耗均衡。特別是軟啟動(dòng)，大大延遲設(shè)備的電氣、機(jī)械壽命。 F占地少、投資回收期短 G功能齊全。由于以微機(jī)作中央處理機(jī)，可以設(shè)置各種附加功能。 多泵并聯(lián)變頻恒壓變量供水的工作模式 1）變頻泵固定方式 2）變頻循環(huán)軟啟動(dòng)工作方式 為保證供水可靠性，不主張采用自動(dòng)輪換和變頻循環(huán)軟啟動(dòng)的工作模式 ◆工作原理： 變頻調(diào)速技術(shù)在給水泵站上應(yīng)用，成功的解決了能耗和污染的兩大難題 。 變頻調(diào)速給水的供水壓力可調(diào)，可以方便的滿足各種供水壓力的需要。在設(shè)計(jì)階段可以降低對(duì)供水壓力計(jì)算準(zhǔn)確度的要求，因?yàn)殡S時(shí)可以方便的改變供水壓力。 ◆ 變頻恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成 變頻恒壓供水控制系統(tǒng)通過(guò)測(cè)到的管網(wǎng)壓力，經(jīng)變頻器的內(nèi)置 PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算后，調(diào)節(jié)輸出頻率，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。變頻器的頻率超限信號(hào)（一般可作為管網(wǎng)壓力極限信號(hào)）可適時(shí)通知 PLC進(jìn)行變頻泵邏輯切換。為防止水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生，泵的啟停將聯(lián)動(dòng)其出口閥門。 ◆多泵并聯(lián)恒壓變頻供水系統(tǒng) 多泵并聯(lián)恒壓供水，只要其中一臺(tái)泵是變頻泵，其余全是工頻泵，可以實(shí)現(xiàn)恒 壓變量供水。 在變頻恒壓變量供水當(dāng)中，變頻泵的流量是變化的，當(dāng)變頻泵是各并聯(lián)泵中最大，即可保證恒壓供水。 多泵并聯(lián)恒壓供水，在設(shè)計(jì)上可做到在恒壓條件下各工頻泵的效率不變（因工況不變），并使之處于高效率區(qū)工作，變頻泵的流量是變化的，其工作效率歲流量而變化。因?yàn)椴捎枚啾貌⒙?lián)恒壓供水，變頻泵的功率降低，從而可以降低多泵并聯(lián)變頻恒壓供水系統(tǒng)的能耗，改善節(jié)能狀況。 恒壓給水系統(tǒng)壓力控制點(diǎn)的設(shè)置位置，兩種設(shè)置位置的性能對(duì)比。 ★★ （ 1）將控制點(diǎn)設(shè)在最不利點(diǎn)處，直接按最不利點(diǎn)水壓進(jìn)行工況調(diào)節(jié)； （ 2）將控制點(diǎn)設(shè) 于泵站出口，按該點(diǎn)的水壓進(jìn)行工況調(diào)節(jié)，間接地保證最不利點(diǎn)的水壓穩(wěn)定，現(xiàn)今氣壓給水和變頻調(diào)速給水系統(tǒng)就是如此。 第二種設(shè)置管理方便，但技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能不十分理想。事實(shí)上，水泵出口的恒壓即意味著用戶最不利點(diǎn)處是變壓，這影響了其先進(jìn)性能的充分發(fā)揮。將壓力控制點(diǎn)設(shè)在最不利點(diǎn)更合理，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能更佳，而且技術(shù)上不難實(shí)現(xiàn)。 氣壓給水系統(tǒng)的控制問(wèn)題。 氣壓給水系統(tǒng)由水泵、氣壓罐、壓力檢測(cè)與控制裝置等組成，依氣壓罐的壓力變化、按規(guī)定的壓力上下限決定水泵的開(kāi)停，屬于雙位控制系統(tǒng)。 （ 1）控制點(diǎn)的位置選擇： a）將控制點(diǎn)設(shè)在 最不利點(diǎn)處，直接按最不利點(diǎn)水壓進(jìn)行工況調(diào)節(jié)； b）將控制點(diǎn)設(shè)于泵站出口，按該點(diǎn)的水壓進(jìn)行工況調(diào)節(jié)，間接地保證最不利點(diǎn)的水壓穩(wěn)定 19 （ 2）水泵的高效工作區(qū)域：將壓力控制點(diǎn)設(shè)于最不利點(diǎn)，水泵的工況點(diǎn)變動(dòng)范圍較小，無(wú)疑將更易于實(shí)現(xiàn)水泵在高效區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)。 補(bǔ)充內(nèi)容： 檢測(cè)儀表的選擇。 檢測(cè)儀表的選擇，主要應(yīng)根據(jù)以下內(nèi)容進(jìn)行： （ 1）檢測(cè)的目的：根據(jù)檢測(cè)目的選擇儀表的類別、型號(hào)； （ 2）檢測(cè)的環(huán)境條件：結(jié)合檢測(cè)對(duì)象所處的環(huán)境條件，選擇與之相適應(yīng)的儀表設(shè)備； （ 3）檢測(cè)精度、重顯性與響應(yīng)性：應(yīng)滿足上述指標(biāo)要求，但并不是說(shuō) 指標(biāo)越高越好； （ 4）維護(hù)管理性：儀表型號(hào)盡可能統(tǒng)一、具有互換性； （ 5）應(yīng)考慮檢測(cè)對(duì)象的某些特殊性； （ 6）信號(hào)特征：根據(jù)信號(hào)的傳輸距離、干擾大小等因素確定采用的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn) （ 7）檢測(cè)范圍：根據(jù)系統(tǒng)不同階段檢測(cè)量的變化范圍確定儀表的檢測(cè)范圍。 （ 8）在設(shè)計(jì)與安裝檢測(cè)儀表時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用規(guī)格、說(shuō)明書、操作方法明確的且易于維護(hù)管理的產(chǎn)品。 自來(lái)水生產(chǎn)工藝的主要特點(diǎn) ， SCADA（監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)） 系統(tǒng) 特點(diǎn) 自來(lái)水生產(chǎn)工藝的主要特點(diǎn) ： 1）各生產(chǎn)工藝段相對(duì)獨(dú)立，單體設(shè)備多。 2）采集的數(shù)據(jù)量大，整個(gè)系統(tǒng)共有 數(shù)字量輸入、輸出超過(guò) 3000 路，模擬量輸入、輸出超過(guò)1000 路，且工藝參數(shù)種類多，包括壓力、流量、溫度、差壓、液位、電流、電壓、功率等，但上下游相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)參數(shù)少。 3）自來(lái)水生產(chǎn)具有連續(xù)性、不可替代性和不間斷性。 4）各工藝段距離遠(yuǎn)，設(shè)備分散，組網(wǎng)相對(duì)復(fù)雜。 供水企業(yè)監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)： l)組網(wǎng)范圍大，通訊方式靈活?？梢詫?shí)現(xiàn)一個(gè)城市或地區(qū)那樣較大地理分布的監(jiān)測(cè)和控制。 2)系統(tǒng)分為主控機(jī) (MTU)和遠(yuǎn)程終端機(jī) (RTU)兩部分， RTU 的控制較固定，處理能力較小。 3)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性較低，對(duì)大規(guī)模和 復(fù)雜的控制實(shí)現(xiàn)較為困難。 4 ) MTU 或 RTU 通過(guò)通訊接口進(jìn)行協(xié)議變換后可與其它網(wǎng)絡(luò)鏈接，可以組成較大、較復(fù)雜的通訊網(wǎng)絡(luò)。 水廠生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)的 3 層結(jié)構(gòu) 1）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層 連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 ,完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制及設(shè)備間連鎖控制 . 完成對(duì)各控制站范圍內(nèi)的儀表、設(shè)備的監(jiān)視與控制 ,并與 IPC 進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。 2）監(jiān)控層 有操作員工作站及打印設(shè)備 , 主要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)控、設(shè)備故障報(bào)警及維護(hù)等。 3）管理層 通過(guò)在中央控制室設(shè)置兩臺(tái)互為熱備的監(jiān)控計(jì)算機(jī)和廠長(zhǎng)室監(jiān)視計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)工廠管理層 , 中央控制計(jì)算機(jī)通 過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總 線 接收各現(xiàn)場(chǎng) IPC 站傳送來(lái)的設(shè)備運(yùn)行及儀表檢測(cè)參數(shù) , 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理和調(diào)度 , 并定期打印數(shù)據(jù)報(bào)表 .