【正文】 當(dāng)儲(chǔ)水池水位下降到“ 下限 ” 位置時(shí)，繼電器 KA1吸合，電磁閥 V 便會(huì)自動(dòng)開起浸水，下方綠色指示燈 HL18亮；當(dāng)水位上升到 “ 上限 ” 位置時(shí)， KA1斷電，電磁閥自動(dòng)關(guān)閉停止，因此儲(chǔ)水池水位將在下限與上限之間變化，總有合理的儲(chǔ)備以保證供水和消防 的需要。 （ 7）儲(chǔ)水池水位控制 ①手動(dòng)操作 將閥門工作方式 “ 選擇開關(guān) SA2 置于 ”“ 手動(dòng) ” 檔位，上方黃色指示燈亮，繼電器 KA1得電吸合，進(jìn)水電磁閥 V 開啟，下方綠色指示燈 HL18 亮，在水位光柱顯示儀 WH上可以看到水位變化情況，當(dāng)水位已達(dá)到上限位置時(shí)，應(yīng)該 SA2置于中間位，進(jìn)水電磁閥 V 關(guān)閉，綠色指示燈滅，避免儲(chǔ)水池溢流，浪費(fèi)資源。 （ 5）消防供水 按下電控柜門上的紅色 “ 消防 ” 蘑菇形自鎖按鈕 SB3后，紅色消防指示燈 HL12亮 ，變頻泵、工頻泵、備用泵均投入運(yùn)行，不受 SA1檔位和水壓高低的限制，直接再次旋動(dòng)“ 消防 ” 按鈕，解除自鎖狀態(tài)為止， HL12 燈滅，供水系統(tǒng)恢復(fù)正常的運(yùn)行狀態(tài)。 （ 4）水泵退出運(yùn)行 當(dāng)某臺(tái)水泵需要進(jìn)行檢修不能使用時(shí)，應(yīng)將其置于 “ 備用 ” 狀態(tài)，打開柜門將其供電開關(guān)（ QF13 之一）斷開，這臺(tái)水泵的電源就被完全切斷。 綜上所述，采用自動(dòng)運(yùn)行方式時(shí)，供水壓力將在設(shè)定的上限 、下限之間波動(dòng)，變頻 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（ 論文 ） 29 泵連續(xù)運(yùn)行，工頻泵、備用泵則在用水高峰期參加運(yùn)行，不須值班人員管理。當(dāng)用水量增加時(shí)變頻器已達(dá)到其設(shè)定的最高輸出頻率（ 50Hz） ,供水壓力降至下限且維持一定的時(shí)間，工頻泵會(huì)自動(dòng)投入運(yùn)行；當(dāng)用水量顯著增加時(shí)，供水壓力再次降至下限時(shí)，則備用泵也回投入運(yùn)行。控制柜上裝有壓力數(shù)字顯示控制儀 WP，其壓力上限、下限已預(yù)先設(shè)定，面板上還有一只電壓表 ，用表指示變頻器輸出頻率，這只電壓表滿刻度時(shí)的頻率為 50Hz。水泵由變頻電源供電時(shí)，相應(yīng)的藍(lán)色指示燈亮，水泵由工頻電源供電，相應(yīng)的白色指示燈亮，備用泵不參加運(yùn)行。就整體而言，變頻、工頻、備用這三種不同狀態(tài)只能分別設(shè)置一臺(tái)水泵，如果有兩臺(tái)以上的水泵選擇了同一種工作狀態(tài)，則控制柜上方 “ 系統(tǒng)運(yùn)行 ” 黃色指示燈 HL0閃亮，系統(tǒng)無(wú)法投入運(yùn)行，提示值班人員應(yīng)調(diào)整設(shè)置，如設(shè)置正確則 HL0常亮，表明控制系統(tǒng)可以正常工作。電控柜外部接線圖如圖 65 所示。對(duì)于供水這樣頻繁啟動(dòng)的場(chǎng)合必須加裝制動(dòng)電阻。 20mA 的電流表作為模擬電流輸入的指示，蜂鳴器作為變頻器故障指示。 o oo oo oo oI 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6I 0 . 7I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 1 . 3I 1 . 4I 1 . 5I 1 . 6I 1 . 7I 2 . 0I 2 . 1I 2 . 2I 2 . 3I 2 . 4I 2 . 5I 2 . 6I 2 . 7o oo oo oI 3 . 0I 3 . 1I 3 . 2MH L 1H L 2o oo oo oo oo oo oH L 3H L 4H L 5H L 6H L 7H L 8H L 9H L 1 0H L 1 1S A 1S B 1S B 2S B 3S A 2L W 1L W 2L W 3L W 1L W 2L W 3S B 4S B 5S B 6S B 7S B 8S B 9上限上限下限下限下下限手動(dòng)自動(dòng)開始停止消防水壓手動(dòng)自動(dòng)水位1 ＃泵變頻1 ＃泵工頻起 停2 ＃泵變頻2 ＃泵工頻3 ＃泵工頻3 ＃泵變頻起起停停S7 2 0 0C PU 2 2 6E M 2 2 1Q 1 . 1Q 1 . 2Q 1 . 3Q 1 . 4NL2 2 0 V~M0M3M4M5ooQ 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5Q 0 . 6Q 0 . 7Q 1 . 0LH L 0K M 1K M 2K M 3 K M 4K M 5 K M 6K M 2K M 1K M 4K M 3K M 6K M 5F R 1F R 2F R 3H L 1 2KA1運(yùn)行1 ＃變頻2 ＃變頻3 ＃變頻1 ＃工頻2 ＃工頻3 ＃工頻消防進(jìn)水閥 圖 62 控制回路原理圖 變頻器外圍接線圖 圖 63 為變頻器外圍接線 圖，其中 BFB 為無(wú)熔絲斷路器，目的是防止啟動(dòng)電流過(guò)大 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（ 論文 ） 26 損壞變頻器，也可以裝設(shè)漏電斷路器。每臺(tái)水泵均有兩種運(yùn)行方式，由 LW 進(jìn)行切換。 V V V FR S T NQ F 1FUK M 1K M 2K M 3K M 4K M 5K M 6Q F 2Q F 3 Q F 4F R 1F R 2F R 3M3 ~M3 ~M3 ~ 圖 61 主回路電氣原理圖 控制電路圖 如圖 62 所示為電控系統(tǒng)控制回路。三臺(tái)電機(jī)為 M M M3?？刂葡到y(tǒng)的 I/O點(diǎn)及地址分配如下： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（ 論文 ） 23 表 61輸入點(diǎn)代碼和地址編號(hào) 表 62輸出點(diǎn)代碼和地址編號(hào) 電氣控制系統(tǒng)原理圖 電氣控制系統(tǒng)原理圖主要包括主電路圖 、控制電路圖及變頻器外圍接線圖。 該控制系統(tǒng)控制方案既不屬于 “ 所有的水泵僅配一臺(tái)變頻器 ” 的方案，又不屬于 “ 每臺(tái)水泵配一臺(tái)變頻器 ” 的方案，是一種混合型方案。 （ 3）變頻器：具有手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)速功能。 系統(tǒng)主要特點(diǎn) 該恒壓供水系統(tǒng)各部分的主要特點(diǎn)與功能： （ 1）操作臺(tái)：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作控制及參數(shù)的設(shè)定與顯示，該 系統(tǒng)的操作臺(tái)為電控柜。 （ 2）升速、降速時(shí)間：在采用 PID 調(diào)節(jié)器的情況下，升速、降速時(shí)間應(yīng)盡量設(shè)定得短一些，以免影響由 PID 調(diào)節(jié)器決定的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程。對(duì)于這種由于頻繁地升速、降速而累積起來(lái)的溫升，變頻器內(nèi)部的 電子熱保護(hù)功能是難以起到保護(hù)作用的，所以，應(yīng)采用熱繼電器來(lái)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)。但是，當(dāng)用戶的用水量變化頻繁時(shí)，電動(dòng)機(jī)將處于頻繁的升速、降速狀態(tài)，而升速、降速的電流可能略超過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。但如在高峰負(fù)載時(shí)的用水量比兩臺(tái)水泵全速供水的供水量相差很多時(shí)，可考慮適當(dāng)減小變頻器的容量，但應(yīng)注意留有足夠的裕量。 而采用變頻調(diào)速控制的恒壓供水可以解決上述問題 P L C 交 流 接 觸 器 組壓 力 傳 感 器電 機(jī) 泵 組 管 道變 頻 器 圖 55 自動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)原理圖 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（ 論文 ） 21 第 6 章 恒壓供水 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 恒定供水變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 變頻器的容量 一般地說(shuō)，當(dāng)有一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，只需使變頻器的配用電動(dòng)機(jī)容量與實(shí)際 電動(dòng)機(jī)容量相符即可。 (2) 操作人員頻繁增減泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)或者通過(guò)調(diào)節(jié)閥門來(lái)保持水量的平衡，這樣不但增加了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且難以保證供水壓 力的恒定，影響了供水質(zhì)量。這是因?yàn)?，水泵的泵水能力，只有在大于管道的?shí)際最高位置情況下，才能正常供水。 供水系統(tǒng)的基本模型 供水系統(tǒng)的基本模型如圖 51 所示 o o 水流速度摩擦損耗泵水壓力泵 泵水面吸入口吸入口全場(chǎng)程實(shí)際場(chǎng)程HHTB（m）（m）h3h2h0h1L0( a )( a )( b )圖 1 1 供水系統(tǒng)的基本模型全場(chǎng)程的概念 基本模型 圖 51 供水系統(tǒng)的基本模型 圖中： L0—— 水泵中心的位置； h0—— 吸水口的水位； h1—— 水平面的水位； h2—— 管道最高處的水位； 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（ 論文 ） 20 h3—— 在管道高度不受限制的情況下，水泵能夠泵水上揚(yáng)的最高位置的水位。采用 PLC作為中心控制單元，利用變頻器與 PID結(jié)合，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)可快速調(diào)整 供水系統(tǒng)的工作壓力，達(dá)到恒壓供水的目的，提高了系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，得到了良好的控制效果以及明顯的節(jié)能效果。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（ 論文 ） 19 第 5 章 變頻器在恒壓供水領(lǐng)域上的應(yīng)用 隨著變頻調(diào)速技術(shù)和可編程控制器的飛速發(fā)展，以及其應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要裝置之一，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛使用，在其它領(lǐng)域 (如民用和家庭自動(dòng)化 )的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。在鍋爐和其他燃燒重油的場(chǎng)合，恒壓供油可使油的燃 燒更加充分，大大地減輕了對(duì)環(huán)境的污染。由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長(zhǎng)泵和閥門等的使用壽命 。 （ 8） 變頻器在恒壓供水上的應(yīng)用 用變頻調(diào)速和 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水，與用調(diào)節(jié)閥門來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水相比較，節(jié)能效果十分顯著。 （ 7） 變頻器在中央空調(diào)冷卻泵上的應(yīng)用 中央空調(diào)基本工作原理為采用壓縮機(jī)強(qiáng)迫制冷循環(huán)，將建筑物中的熱量通過(guò)冷媒(通常為水 )轉(zhuǎn)移到制冷劑中，通過(guò)冷卻塔再將熱量轉(zhuǎn)移到大氣中 ，其中循環(huán)水的冷卻泵和冷凍泵所消耗的能量約占總耗能的 60%。亦可對(duì)變頻器能 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（ 論文 ） 18 耗制動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確控制，以使變頻器更適應(yīng)該運(yùn)行工況。 （ 6） 變頻調(diào)速器在油田采油井油機(jī)中的應(yīng)用 其一、變頻器具有軟起動(dòng)功能，起動(dòng)時(shí)電流較小，對(duì)電網(wǎng)沖擊小，起動(dòng)時(shí)能耗大為降低。由于，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)可根據(jù)用汽量的變化，隨時(shí)調(diào)整鼓 (引 )風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，減少了噪音對(duì)環(huán)境的污染 (電機(jī)均運(yùn)行于額定轉(zhuǎn)速以下，風(fēng)的噪音隨之下降 )，對(duì)提高工業(yè)衛(wèi)生水平起到一定的作用。 然而，油泵電機(jī)在恒速運(yùn)轉(zhuǎn)、各工序中油泵的輸入功率并沒有多大變化，若用變頻器來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī) (油泵 )的轉(zhuǎn)速，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力和流量的調(diào)節(jié)，這樣既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。 （ 3） 變頻器造紙機(jī)械上的應(yīng)用 造紙企業(yè)是高能耗企業(yè)每噸紙所耗電能在 500 度以上，電能消耗十分嚴(yán)重，從設(shè)備和類型看 50%以上為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載，而這些設(shè)備目前基本上是采用閥門或擋板來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量或液體流量的，大量的能量消耗在閥門或擋板上，采用變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以大量減少損耗，節(jié)約電能經(jīng)濟(jì)利益十分明顯，值得企業(yè)大力推廣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每個(gè)月可節(jié)電40%左右，照此推算半年就可以回收成本，效果十分顯著。 帶速度傳感器矢量控制方式通用變頻器主要應(yīng)用于大容量電動(dòng)機(jī)的低速控制及一些有特殊要求的應(yīng)用場(chǎng)合。為了改善矢量控制方式通用變頻器的速度控制特性，廣泛采用了 32位數(shù)字信號(hào)處理器，將采樣時(shí)間縮短到 100um 以下，針 對(duì)轉(zhuǎn)子電阻的影響，采用了新的控制策略和參數(shù)自動(dòng)識(shí)別，即具有參數(shù)自整定功能。無(wú)速度傳感器矢量控制方式通用變頻器的技術(shù)關(guān)鍵是通過(guò)檢測(cè)的電壓和電流修正電動(dòng)機(jī)模型、估算電動(dòng)機(jī)的速度，并作為矢量控制所需的速度，并作為矢量控制所需的速度信息，間接地對(duì)磁通進(jìn)行控制。 通用變頻器的性能雖然日臻完善，但從產(chǎn)品和實(shí)際應(yīng)用上看，中小容量通用變頻器 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（ 論文 ） 16 的主流仍以 U/f 控制方式為主，目前市場(chǎng)上銷售的通用變頻器大都將其列為通用型機(jī)型。隨著通用變頻器的功能增多，通用變頻器的應(yīng)用范圍日益廣泛，使用者可以通過(guò)通用變頻器的數(shù)字操作面板進(jìn)行操作，也可以用遠(yuǎn)程操作板進(jìn)行操作，還可以通過(guò)可選件的操作面板進(jìn)行擴(kuò)展功能的設(shè)定和調(diào)整； 另外，可以使智能端子進(jìn)行數(shù)字或模擬設(shè)定，用可編程控制器或通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，還可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行控制等。新型的通用變頻器基本都具備這些功能，其功能、操作、維護(hù)及應(yīng)用方面均基本相似，差別僅在于不同品牌的通用變頻器有其特定的定義及獨(dú)特之處，但用戶不一定全用到這些性能指標(biāo)。 目前。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上流行的通用變頻器品牌多大十幾種， (如歐美國(guó)家的品牌有西門子、 ABB、 Vacon（瓦控）、 DANFOSS(丹佛斯 )、 Lenze（倫茨