【正文】 環(huán)往復(fù)的工作，以滿足系統(tǒng)用水的需要。 2臺(tái)水泵中，1臺(tái)是由變頻器供電的變速泵，另外 1臺(tái)為普通交流電壓供電的定速泵。當(dāng)系統(tǒng)用水量減小到使變頻器的輸出頻率低于某一設(shè)定值時(shí)，此時(shí)控制系統(tǒng)就將定速泵停運(yùn)，只應(yīng)用變速泵工作。此時(shí)又需要啟動(dòng)1臺(tái)定速泵，由1臺(tái)變速泵與1臺(tái)定速泵同時(shí)工作，循環(huán)往復(fù)。 采用變頻恒壓供水，如果變頻器出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)報(bào)替，并使整個(gè)供水過(guò)程中由變頻器供電的水泵改又普通交流電壓供電，使水泵全速運(yùn)行。按照先啟動(dòng)先停 止，后啟動(dòng)后停止的原則運(yùn)行，使水泵能循環(huán)運(yùn)行，通過(guò)可編程序控制器的編程， 使各臺(tái)水泵的運(yùn)行概率相同，避免出現(xiàn)某臺(tái)水泵經(jīng)常工作，而其他水泵經(jīng)常停歇，甚至受潮和生銹的情況.. 1水壓控制流程 在變頻恒壓供水中，整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)要根據(jù)檢測(cè)到的輸入信號(hào)的狀態(tài)，按照系統(tǒng)的控制流程，通過(guò)變頻調(diào)速器和執(zhí)行元件對(duì)水泵組進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)恒壓供水的目的。其中需。PD 的 。當(dāng)調(diào)速水泵和恒速水泵都在運(yùn)行且調(diào)速水泵已運(yùn)行在下限頻率，此時(shí)管網(wǎng)的實(shí)際壓力仍高于設(shè)定壓力，此時(shí)需要減少恒速水泵來(lái)減少供水流量，達(dá)到恒壓的目的。當(dāng)正 在變頻狀態(tài)下運(yùn)行的水泵電機(jī)要切換到工頻狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，只能在50F吃時(shí)運(yùn)行，由于電網(wǎng)的限制以及變頻器和電機(jī)工作頻率的限制，50Hz成為頻率調(diào)節(jié)的上限頻率。要增加實(shí)際供水壓力，正如前面所講的那樣，只能夠通過(guò)水泵機(jī)組切換，增加運(yùn)行機(jī)組數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。其實(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，變頻器的輸出頻率是不可能降傳到OHz，因?yàn)楫?dāng)水泵機(jī)組運(yùn)行，電機(jī)帶動(dòng)水泵向管網(wǎng)供水時(shí)，由于管網(wǎng)中的水壓會(huì)反推水泵，給帶動(dòng)水泵運(yùn)行的電機(jī)一個(gè)反向的力矩，同時(shí)這個(gè)水壓也在一定程度上阻止源水池中的水進(jìn)入管網(wǎng)，因此，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行頻率下降到一個(gè)值時(shí)，水泵就己經(jīng)抽不出水了，實(shí)際的供水壓力也不會(huì)隨著電機(jī)頻率的下。 從上面的分析可以看出，當(dāng)變頻器的輸出頻率已經(jīng)到達(dá)上限頻率，而實(shí)際的 供水壓力仍然低于設(shè)定壓力時(shí)，存在的實(shí)際供水壓力差己經(jīng)不能夠使輸出頒率增大，實(shí)際 的供水壓力卻仍高于設(shè)定的供水壓力時(shí)，存在的壓力差不會(huì)使輸出頻率繼續(xù)降低，選擇這兩個(gè)時(shí)刻作為水泵機(jī)組切換的時(shí)機(jī)是合理的，但要做以下考慮。在這種情況下，如果按照上面的判別條件，只要條件一滿足就進(jìn)行機(jī)組切換，很可能由于新增加了一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行，供水壓力一下 就超過(guò)了設(shè)定壓力。在極端的情況下，運(yùn)行機(jī)組增加后，實(shí)際供水壓力超過(guò)設(shè)定供水壓力，而新增加的機(jī)組在變頻器的下限頻率運(yùn)行，此時(shí)又滿足了機(jī)組切換的停機(jī)條件，需要將一個(gè)在工頻狀態(tài)下運(yùn)行的機(jī)組停掉。這增加了機(jī)組切換的次數(shù)，使系統(tǒng)一直處于不穩(wěn)定的狀態(tài)之中。這樣的工作狀態(tài)既無(wú)法提供穩(wěn)定可靠的供水壓力，也使得機(jī)組由于相互切換頻繁而增大磨損，減少運(yùn)行壽命。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)在確實(shí)需要機(jī)組進(jìn)行切換的時(shí)候才進(jìn)行機(jī)組的切換。 在恒壓供水中，機(jī)組的切換為機(jī)組增加與機(jī)組減少兩種情況，這兩種情況由于變頻器輸出頻率與供水壓力的不同邏輯關(guān)系相對(duì)應(yīng)。 回滯環(huán)的應(yīng)用提供了這樣一個(gè)保障，即如果切換的判別條件滿足，那就說(shuō)明此時(shí)實(shí)際供水壓力在當(dāng)前機(jī)組的運(yùn)行狀況下滿足不了設(shè)定的要求?，F(xiàn)場(chǎng)的干擾使實(shí)際壓力的測(cè)量值有尖峰。這兩種情況有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即它們維持的時(shí)間短，只能夠使機(jī)組切換的判別條件在一個(gè)瞬間滿足。 所謂延時(shí)判別，是指系統(tǒng)僅滿足頻率和壓力的判別條件是不夠的，如果真的要進(jìn)行機(jī)組切換，切換所要求的頻率和壓力的判別條件必須成立并且能夠維持一段時(shí)間，比如一、兩分鐘，如果在這段延時(shí)的時(shí)間內(nèi)切換條件仍然成立，則進(jìn)行實(shí)際的機(jī)組切換操作。經(jīng)過(guò)上面的討論，將實(shí)際的機(jī)組切換的實(shí)際條件定為: 本章分析了變頻供水系統(tǒng)的控制方式和組成，并對(duì)每一個(gè)組成部分進(jìn)行了系統(tǒng)的分 析和說(shuō)明。然后對(duì)變頻恒壓供水的控制流程進(jìn)行了說(shuō)明， 闡述了變頻供水系統(tǒng)的恒壓原理和控制方法，最后，通過(guò)詳細(xì)的分析，說(shuō)明了在一拖多的恒壓供水系統(tǒng)中加減水泵的條件。1)電機(jī)及水泵搭配情況 樂(lè)山市第一水廠共有四臺(tái)電機(jī)水泵負(fù)責(zé)供水，其中一臺(tái)為備用機(jī)泵，日常供水主供機(jī)泵三臺(tái)，但同時(shí)最多只使用兩臺(tái)。(2)供水機(jī)組運(yùn)行方式由于第一水廠供水情況看，雖然目前處于老城區(qū)供水的重要水廠，但在全城范圍內(nèi)，仍只能屬于輔助水供水廠，因此，其供水量主要用于城區(qū)補(bǔ)充用水，供水量的時(shí)變化系統(tǒng)較大，在夜間1一2點(diǎn)還需要停機(jī)，在2點(diǎn)左右啟機(jī)后的供水低 峰，其供水量?jī)H為100一400立方米/.J、時(shí)。 第一水廠供水量時(shí)變化系統(tǒng)較大，通常供水時(shí)，供水操作人員采用了以下方式進(jìn)行水量控制: 1)在供水量為 100一600 立方米月、時(shí)。 2)在600一90()立方米/小時(shí)采用一臺(tái)Y3巧LI一4/160kw電機(jī)帶動(dòng)300558，如果供水量只有600立方上下，需對(duì)供水量及供水壓力進(jìn)行控制時(shí)，采取了掩閥的運(yùn)行方式。 根據(jù)第一水廠所供水范圍的高程和區(qū)域要求，第一水廠理想供水壓力值要求在。因此，合理控制供水壓力第一水廠非常重要。在供水電耗方面，第一水廠供水電機(jī)平均電耗在140kwjk時(shí)左右，隨著各季節(jié)流量的不同及電機(jī)搭配不同，電耗值上下浮動(dòng)約10%。 在第二章已對(duì)變頻電機(jī)的理論和在恒壓供水中所產(chǎn)生的效果進(jìn)行了理論分 析，在第一水廠中，在實(shí)際操作中，也，如在第一水廠采用變頻電機(jī)實(shí)現(xiàn)恒壓供水，對(duì)恒定供水壓力確保管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定、減少啟動(dòng)電流、節(jié)約電耗都可以產(chǎn)生積極和效果。同時(shí)也有大量的國(guó)產(chǎn)品牌或合資品牌，如深圳的華為、四川的森蘭、成都的佳靈、南京的耐特和煙臺(tái)的惠豐等。ov)小容量(315kw以內(nèi))變頻器范圍上，國(guó)內(nèi)的上海、廣東等大量中小型供水廠中，都己采用了低壓變頻供水設(shè)施。 此外，由于恒壓供水，水錘效應(yīng)大幅減少，也可以大大減少因管道爆裂所造成的停水事件。 (2)由于變頻恒壓供水需增加變頻器，需對(duì)現(xiàn)有電氣線路、電氣柜和控制臺(tái)進(jìn)行改造，以放置變頻器和控制設(shè)備。 (3)第一水廠變頻改造后，由于水廠本身的高濕高溫環(huán)境，因而需要對(duì)變頻器進(jìn)行日常的維護(hù)與保養(yǎng)，增加了日常工作人員的負(fù)擔(dān)。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，拖的電機(jī)較多，變頻器和控制系統(tǒng)就會(huì)越復(fù)雜，成本也會(huì)較高一些。因 此如果能滿足第一水廠供水要求，采用一拖二的方式更適宜于第一水廠。(l)變頻器容量的選擇方法 變頻器容量是變頻器的最重要的參數(shù)，如何選擇變頻器容量是變頻器選型的關(guān)鍵。②適配電動(dòng)機(jī)的額定功率。不管是哪一種表示方法，歸根到底還是對(duì)變頻器額定電流的選擇，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況根據(jù)電動(dòng)機(jī)有可能向變頻器吸收的電流來(lái)決定。如12()倍的額定電流可持續(xù)lmin。這就意味著:①不論任何時(shí)候向電動(dòng)機(jī)提供在lmin( )以上的電流都必須在某些范圍內(nèi)。 首先計(jì)算出負(fù)載電流，然后應(yīng)考慮三個(gè)方面的因素:①用變頻器供電時(shí)，電動(dòng)機(jī)電流的脈動(dòng)相對(duì)工頻供電時(shí)要大些。即是由低頻低壓?jiǎn)?dòng)，還是額定電壓、額定頻率直接啟動(dòng).③變頻器使用說(shuō)明書(shū)中的相關(guān)數(shù)據(jù)是用該公司的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)測(cè)試出來(lái)的。 目前國(guó)內(nèi)不少變頻器均自帶PID控制器或采用Pl刀控制器整合方式，兩者均可以很好的實(shí)現(xiàn)壓力反饋控制。在控制量上，經(jīng)過(guò)供水廠信號(hào)分析，目前至少有8個(gè)模擬量 (包括壓力量、液位量、流量、水質(zhì)信號(hào))，8個(gè)開(kāi)關(guān)量需要處理 (包括電機(jī)、閥門狀態(tài)、報(bào)警信號(hào))，考慮到以后的擴(kuò)展需要，設(shè)計(jì)要求P比 系統(tǒng)的模擬輸入/輸出在 12點(diǎn)以上，開(kāi)關(guān)量輸入/輸出在10點(diǎn)以上。 (3)環(huán)境要求:由于第一水廠泵房溫度范圍在 10℃~40℃，濕度常年保持在在 50%以上，因此，對(duì)變頻器及控制電路要求較高的溫濕度要求，℃一50℃，濕度在30%~卯%溫度環(huán)境中要求變頻器能正常工作。(5)可靠性要求:要求變壓器平均無(wú)故障時(shí)間擔(dān)TBF)大于2萬(wàn)小時(shí)。 (7)尺寸要求:變頻器及控制電路的尺寸不宜過(guò)大，以方便安裝在空間較小的第一水廠送水泵房?jī)?nèi)。由于變頻恒壓供水改造不需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，故電路設(shè)計(jì)中盡可能保持現(xiàn)有的電氣設(shè)備，以確保系統(tǒng)的可靠性。連鎖功能由開(kāi)關(guān)柜自身實(shí)現(xiàn)，在變頻器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，要求可以手工實(shí)現(xiàn)工頻凌頻轉(zhuǎn)換。 ，其中最主要的利用P比 采集壓力信號(hào)進(jìn)行反饋控制。同 樣，考慮到變頻器在送水泵房中長(zhǎng)期運(yùn)行可能造成的溫度過(guò)高，可以利用PLC 來(lái)判斷溫度報(bào)警信號(hào)并啟 動(dòng)強(qiáng)制制冷風(fēng)車，以確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 在控制系統(tǒng)中，變頻器通過(guò)PLC 通過(guò)對(duì)電機(jī)出廠壓力點(diǎn)處設(shè)置的壓力變送器反饋信號(hào)，進(jìn)行單閉環(huán)控制。P比 程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是接受外部開(kāi)關(guān)信號(hào)的輸入以及管網(wǎng)的壓力信號(hào)和水池水位信號(hào)，判斷當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)是否正常，然后執(zhí) 行程序，由輸出信號(hào)去控制接觸器、繼電器和變頻器等器件，以完成相應(yīng)的控制任務(wù)，除了PID運(yùn)算，PLC主要控制任務(wù)就是輸出頻率的計(jì)算和工頻、變頻的切換。 在變頻恒壓供水系統(tǒng)壓力控制程序的設(shè)計(jì)流程如圖43，檢測(cè)壓力的大小，信號(hào)傳送到PLC，系統(tǒng)首選對(duì)數(shù)值進(jìn)行分析，確認(rèn)數(shù)據(jù)正常后，與壓力設(shè)定值進(jìn)行 判斷，如果與設(shè)定值相同，則直接進(jìn)入下一采樣周期，如果不同，則進(jìn)行PID控制，通過(guò)PLC控制變頻器改變頻率參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)恒壓供水。特別要注意的是，在中小供水廠有條件的情況下，除了通常的液位報(bào)警和過(guò)載報(bào)警等外，還應(yīng)將流量?jī)x、濁度儀、余氯儀等報(bào)警信號(hào)接入PLC，從而實(shí)現(xiàn)在供水廠出現(xiàn)流量嚴(yán)重異?；蛩|(zhì)事故事可以實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。選擇自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，P優(yōu)對(duì)外接信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，如果滿足要求，則75kw (1電機(jī))電機(jī)和變頻器連通，作變頻運(yùn)行，并根據(jù)壓力反饋調(diào)整詳電機(jī)頻率，當(dāng)頻率調(diào)整到50Hz，供水仍不足，則該臺(tái)變頻泵切換為工頻，如果壓力繼續(xù)不夠，則將1泵切換到工頻，經(jīng)延時(shí)305，再啟動(dòng)160kw (2電機(jī))，2電機(jī)在變頻方式下運(yùn)行，使出水壓力達(dá)到要求。這樣每臺(tái) 水泵都在工頻和變頻之間切換，做到先開(kāi)先停，后開(kāi)后停。通常這一程序設(shè)計(jì)包括了主程序、變頻切換開(kāi)機(jī)子程序和關(guān)機(jī)子程序等， 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)中，控制參數(shù)的設(shè)定直接關(guān)系到恒壓供水控制系統(tǒng)的成敗與效率。(2)啟動(dòng)頻率:選定為SHz，即在SHz以下變頻器不輸出電壓，這時(shí)根據(jù)以前在第一水廠較長(zhǎng)時(shí)間試用過(guò)的軟啟動(dòng)器設(shè)定的啟動(dòng)頻率來(lái)確定的。但預(yù)設(shè)值并不是最終參數(shù)，它只是提供一個(gè)參考，各種控制參數(shù)都需要在調(diào)試運(yùn)行中不斷加以修正、完善，才能達(dá)到最好的控制效果。對(duì)第一水廠電機(jī)進(jìn)行恒壓變頻改造進(jìn)行了可行性分析。本章最后在可行性分析的基礎(chǔ)上，對(duì)第一水廠變頻恒壓供水改造進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括供水主電路的改造設(shè)計(jì)、電機(jī)啟動(dòng)流程的設(shè)計(jì)和PLC 恒壓供水控制的設(shè)計(jì)，為第一水廠恒壓變頻供水改造工程打下基