【正文】 同時也感謝所有關(guān)心和幫助過我的老師和同學(xué)們。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)的這些優(yōu)越性，引起國內(nèi)幾乎所有供水設(shè)備廠家的高度重視，并不斷投入開發(fā)、生產(chǎn)這一高新技術(shù)產(chǎn)品。PID調(diào)節(jié)器以及簡易可編程控制器的功能都綜合進(jìn)變頻器內(nèi)，形成了帶有各種應(yīng)用宏的新型變頻器。在短短的幾年內(nèi)，調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)經(jīng)歷了一個逐步完善的發(fā)展過程，早期的單泵調(diào)速恒壓系統(tǒng)逐漸為多泵系統(tǒng)所代替。5 結(jié)論近年來國內(nèi)高層建筑不斷興建，它的特點是高度高、層數(shù)多、體量大。 P軸= ，二臺泵的軸功率為153KW。 當(dāng)設(shè)置二臺變頻器時，則二臺泵同時進(jìn)行變頻運(yùn)行。 η水=20% 恒壓變頻控制壓力整定為H=45m，、 、 、。二臺變頻QH454545454545454545η79%81%82%83%83%83%82%82%82%P二臺泵P軸(KW)161二臺變頻較一臺變頻對比節(jié)能（KW）經(jīng)濟(jì)比較每天運(yùn)行10小時計消耗電能（KWh）64623311911488486516（萬元）一臺變頻控制裝置設(shè)備價格（萬元）202020202020202020預(yù)計收回成本年限136681411113343　　　　　　表一系統(tǒng)各流量下水泵所需軸功率進(jìn)行了計算，見表。為了避免報警器長時間報警，系統(tǒng)提供了報警消除按鈕，按下該按鈕后，可以消除報警器發(fā)聲，但報警燈仍處于報警狀態(tài)，直至故障信號徹底消除為止。1號至4號泵中，有任意一臺電動機(jī)過載，輸出水泵故障信號（）。注：當(dāng)1號或2號泵處于手動或出現(xiàn)故障時，3號泵應(yīng)替代1號或2號泵運(yùn)行。2號泵作為第二臺工頻泵必須在1號泵工頻工作正常下有效，根據(jù)上限頻率和下限頻率來實施加泵和摘泵操作。4號泵處于變頻狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)下列任意信號時，4號泵退出變頻運(yùn)行。當(dāng)4號泵處于手動或出現(xiàn)故障時，1號泵應(yīng)替代4號泵運(yùn)行。4號泵作為第一臺工頻泵必須在3號泵變頻工作正常下有效，根據(jù)上限頻率和下限頻率來實施加泵和摘泵操作。注：當(dāng)3號或4號泵處于手動或出現(xiàn)故障時，1號泵應(yīng)替代3號或4號泵運(yùn)行。4號泵作為第二臺工頻泵必須在3號泵工頻工作正常下有效，根據(jù)上限頻率和下限頻率來實施加泵和摘泵操作。2號泵處于變頻狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)下列任意信號時，2號泵退出變頻運(yùn)行。當(dāng)2號泵處于手動或出現(xiàn)故障時，3號泵應(yīng)替代2號泵運(yùn)行。2號泵作為第一臺工頻泵必須在1號泵變頻工作正常下有效，根據(jù)上限頻率和下限頻率來實施加泵和摘泵操作。下段程序是完成工頻泵在摘泵時的聯(lián)鎖控制，即在出現(xiàn)摘泵條件時，應(yīng)在規(guī)定的延時時限下方可操作，避免在信號出現(xiàn)時連續(xù)摘泵現(xiàn)象的出現(xiàn)。設(shè)定工頻加泵頻率的區(qū)間和摘泵的區(qū)間。PLC第一次運(yùn)行或變頻運(yùn)行標(biāo)志超界時，設(shè)定第一臺泵為變頻泵。KA1RF1ka1gKA2RF2Ka2g001001011011101101110110分別取ka1g———，分別將上升沿信號與變頻器控制信號進(jìn)行與操作，即在供水泵處于變頻工作時，改變頻泵換到手動控制或電機(jī)過載，則視為變頻泵故障，該信號在后面用來關(guān)閉變頻器的運(yùn)行。手動或電機(jī)過載的信號處理程序： 當(dāng)1號泵手動/自動轉(zhuǎn)換信號在手動位置或1號泵電機(jī)過載時，輸出一個手動或故障標(biāo)志。處理003CH通道中的數(shù)值，利用常ON指令，將003CH的內(nèi)容與數(shù)值FF00進(jìn)行邏輯與操作，目的是屏蔽低八位，保留高八位。并將結(jié)果傳送到數(shù)據(jù)區(qū)DM220（P2當(dāng)前值）中。其中，C2F3是對模擬量參數(shù)進(jìn)行規(guī)定后的代碼。分(0815)P_OnBOOL常通標(biāo)志P_OffBOOL常斷標(biāo)志P_NBOOL負(fù)數(shù)(N)標(biāo)志P_Month_YearUINT_BCDAR20月(0007) amp。接線情況見下圖在模擬量控制中，模擬量模塊是由四路輸入和一路輸出組成，四路輸入分別連接為P1小區(qū)供水管網(wǎng)壓力（002CH中的低八位）、P2市供水管網(wǎng)壓力（002CH中的高八位）、F變頻器的當(dāng)前頻率（003CH中的低八位）。四臺水泵沒有嚴(yán)格規(guī)定哪一臺是專門用于變頻，而是采用了循環(huán)換泵運(yùn)行的特點，所以，其手動控制也是由四套完全獨立的控制電路組成。4臺泵手動控制系統(tǒng)當(dāng)需要進(jìn)行手動控制時（此時，只可以在工頻下運(yùn)行），由于電動機(jī)的功率較大，所以應(yīng)對其進(jìn)行降壓啟動。當(dāng)供水管網(wǎng)壓力高于設(shè)定值時（外界用水量減少），系統(tǒng)完成變頻泵頻率的下調(diào)，當(dāng)頻率到達(dá)10Hz時，管網(wǎng)壓力仍高則摘除一臺工頻泵（由PLC控制）。同時，再將變頻器輸出的頻率信號接入PLC，作為頻率的檢測和控制緣。加泵、減泵時均需考慮30秒的延時，以免電機(jī)產(chǎn)生震蕩由于變頻器采用的是一拖四的多頻控制系統(tǒng)，四臺泵都有可能處于變頻的狀態(tài)?，F(xiàn)場監(jiān)控站內(nèi)的控制器按預(yù)先編制的軟件程序來滿足自動控制的要求，即根據(jù)水箱和水池的高/低水位信號來控制水泵的啟/停及進(jìn)水控制閥的開關(guān)，并且進(jìn)行溢水和枯水的預(yù)警等。 系統(tǒng)控制流程設(shè)計 系統(tǒng)組成及作用恒壓變頻供水設(shè)備由變頻器、傳感器、低壓電氣控制柜和水泵等組成。 ： 結(jié)構(gòu)原理本儀表由一個彈簧管壓力表和一個滑線電阻式發(fā)送器等所組成。因為在儀表內(nèi)部設(shè)置一滑線電阻式發(fā)送器，故可把被測值以電量值傳至遠(yuǎn)離測量點的二次儀表上，以實現(xiàn)集中檢測和遠(yuǎn)距離控制。變頻器的無級調(diào)速運(yùn)行，實現(xiàn)了機(jī)泵軟啟動，避免了電機(jī)開停時的大電流對電機(jī)線圈和電網(wǎng)的沖擊，消除了水泵的水錘效應(yīng)。變頻恒壓供水系統(tǒng)實現(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候的用水壓力，不會出現(xiàn)在用水高峰期熱水器不能正常使用的情況。所以現(xiàn)場使用時要根據(jù)所驅(qū)動的負(fù)載性質(zhì)不同，測試出負(fù)載的允許最短加減速時間，進(jìn)行設(shè)定。而泵出口壓力恒壓控制時，則Ha不變，用水量由QMAX減少到Q1與Ha交于B點，用水管路特性曲線A上移并通過B點，管網(wǎng)最不利點壓力變?yōu)镠b，HbH0的揚(yáng)程差即為能量浪費(fèi)，所以選擇管網(wǎng)最不利點的最小水頭為壓力控制參數(shù)，形成閉環(huán)壓力自控系統(tǒng)，使得水泵的轉(zhuǎn)速與PID調(diào)節(jié)器設(shè)定壓力相匹配，可以達(dá)到最大節(jié)能效果，而且實現(xiàn)了恒壓供水的目的。工作流程是利用設(shè)置在管網(wǎng)上的壓力傳感器將管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)因用水量的變化引起的水壓變化，及時將信號（420mA或010V）反饋PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器對比設(shè)定控制壓力進(jìn)行運(yùn)算后給出相應(yīng)的變頻指令，改變水泵的運(yùn)行或轉(zhuǎn)速，使得管網(wǎng)的水壓與控制壓力一致。流量％1009080706050節(jié)電量％0由此可見從理論計算結(jié)果可以看到節(jié)能效果非常顯著，而且在實際運(yùn)行中小區(qū)變頻恒壓供水技術(shù)比傳統(tǒng)的加壓供水系統(tǒng)還有自動控制恒壓、無污染等明顯優(yōu)勢。 變頻節(jié)能理論：：交流電機(jī)轉(zhuǎn)速特性：n=60f(1s)/p，其中n為電機(jī)轉(zhuǎn)速，f為交流電頻率，s為轉(zhuǎn)差率，p為極對數(shù)。 ABB產(chǎn)品信息：，節(jié)約能源，控制準(zhǔn)確,安全可靠,鑄鋁件和塑料件的使用,保證了足夠的加工精度,：230—500V50/60HZ控制電源：115—，不再需要磁場電壓匹配變壓器，磁場進(jìn)線熔斷器和電抗器也已集成在DCS400模塊中。 由于在本系統(tǒng)中，無其他擴(kuò)展單元，我們采用的是30點的PLC，所以我們可以確定MADO2的通道分配是：輸入1是02CH、輸入2是02CH、輸入3是03CH、輸出是12CH。在硬件接線上，用擴(kuò)展模擬單元連接電纜（MADO2自帶）與PLC上的擴(kuò)展連接器連接。 通道分配CPU輸出1輸入4輸入3輸入2輸入130CDR12CH低八位03CH高八位03CH低八位02CH高八位02CH低八位40CDR12CH低八位03CH高八位03CH低八位02CH高八位02CH低八位輸入通道的IR位分配“輸入通道1”1514131211109876543210ddDddddddddddddd輸入2輸入1“輸入通道1”＋11514131211109876543210ddDddddddddddddd輸入4輸入3輸出通道的IR位分配輸出通道1514131211109876543210Sdddddddd不使用（0）輸出1數(shù)據(jù)位 S：符號位 0：正電壓輸出 1：負(fù)電壓輸出注：只有當(dāng)使用177。CompoBus/SI/O鏈接單元：作為一個CompoBus/S從單元提供8點輸入和8點輸出。上升延1ns(通過模擬干擾）抗振抗振：10~57Hz。? 可進(jìn)行分散控制和模擬量控制。? 可方便地與OMRON的PT相連接，為機(jī)器操作提供一個可視化界面。但現(xiàn)在考慮到系統(tǒng)的安裝以及成本問題，故本系統(tǒng)供水泵的自動控制采用的是日本歐姆龍公司的PLC，機(jī)器型號為CPM2A30CDRA和模擬量控制模塊CPM1AMAD02。由于可編程控制器可通過軟件來改變控制過程，并且編程簡單，同時采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，易于擴(kuò)展和拆裝，因而具有體積小，功耗低，可靠性高，組裝維護(hù)方便，控制功能完善和抗干擾能力強(qiáng)等特點，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，成為當(dāng)今自動化電氣控制的主流。（2）變頻器+專業(yè)供水控制器最近，有的廠家專門為變頻恒壓供水研制了能實現(xiàn)上述控制要求的專業(yè)供水控制器，操作簡單，調(diào)試方便，功能齊全，產(chǎn)品價格也與“變頻器+PLC”接近。（6）變頻器或PLC帶有PID調(diào)節(jié)器PID(比例積分微分)調(diào)節(jié)器的積分環(huán)節(jié)I(即積分時間)調(diào)整應(yīng)合理:時間太短，則系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)快，反應(yīng)靈敏，但易產(chǎn)生振蕩，水泵來回切換。為杜絕切換時接觸器主觸點意外熔焊、輔助觸點誤動作而損壞變頻器的事故，最好采用兩臺連體、機(jī)械和電氣雙重聯(lián)鎖的接觸器，如德力西公司的CJX2N型聯(lián)鎖接觸器等。（2）設(shè)置換機(jī)間隙時間當(dāng)水泵電機(jī)由變頻切換至工頻電網(wǎng)運(yùn)行時，必須延時幾秒進(jìn)行定速運(yùn)行后接觸器才能自動合閘，以防止操作過電壓。反之，若變頻器工作頻率已下降至下限值(一般設(shè)定為25~35Hz)而壓力仍高于規(guī)定值時，令1水泵停機(jī)，供水系統(tǒng)又處于“1工1變”的運(yùn)行狀態(tài)?！耙煌螻”方案雖然節(jié)能效果略差，但獨有投資節(jié)省，運(yùn)行效率高的優(yōu)勢。當(dāng)用水量Q在1／3QmaxQ2／3Qmax之間時，1泵已不能滿足用戶所需的用水量，這時可編程控制器發(fā)出指令將1泵轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，并軟啟動2泵，使2泵進(jìn)入變頻運(yùn)行工況，2泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速由用戶用水量決定，以保證供水系統(tǒng)最不利點所需的供水壓力。 控制方案在住宅小區(qū)水廠的管網(wǎng)系統(tǒng)中，由于管網(wǎng)是封閉的，泵站供水的流量是由用戶用水量決定的，泵站供水的壓力以滿足管網(wǎng)中壓力最不利點的壓力損失ΔP和流量Q之間存在著如下關(guān)系：ΔP=KQ2；式中K一為系數(shù)設(shè)PL為壓力最不利點所需的最低壓力，則泵站出口總管壓力P應(yīng)按下式關(guān)系供水，則可滿足用戶用水的要求壓力值，又有最佳