1.概述

      恒壓供水控製係統的基本控製策略是：采用電動機調速裝置與可編程控製器（PLC）構(gou)成(cheng)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，進(jin)行(xing)優(you)化(hua)控(kong)製(zhi)泵(beng)組(zu)的(de)調(tiao)速(su)運(yun)行(xing)，並(bing)自(zi)動(dong)調(tiao)整(zheng)泵(beng)組(zu)的(de)運(yun)行(xing)台(tai)數(shu)
，完(wan)成(cheng)供(gong)水(shui)壓(ya)力(li)的(de)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)
，在(zai)管(guan)網(wang)流(liu)量(liang)變(bian)化(hua)時(shi)達(da)到(dao)穩(wen)定(ding)供(gong)水(shui)壓(ya)力(li)和(he)節(jie)約(yue)電(dian)能(neng)的(de)目(mu)的(de)。係(xi)統(tong)的(de)控(kong)製(zhi)目(mu)標(biao)是(shi)泵(beng)站(zhan)總(zong)管(guan)的(de)出(chu)水(shui)壓(ya)力(li)，係(xi)統(tong)設(she)定(ding)的(de)給(gei)水(shui)壓(ya)力(li)值(zhi)與(yu)反(fan)饋(kui)的(de)總(zong)管(guan)壓(ya)力(li)實(shi)際(ji)值(zhi)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)
，其(qi)差(cha)值(zhi)輸(shu)入(ru)CPU運算處理後，發出控製指令，控製泵電動機的投運台數和運行變量泵電動機的轉速，從而達到給水總管壓力穩定在設定的壓力值上。

      隨著電力電子技術的發展，電力電子器件的理論研究和製造工藝水平的不斷提高，電力電子器件在容量、耐壓、特性和類型等方麵得到了很大的發展。進入90年代電力電子器件向著大容量
、高頻率、響應快

、disunhaodefangxiangfazhan。zuoweiyingyongxiandaidianlidianziqijianyuweijisuanjijishuyoujijiehedejiaoliubianpintiaosuzhuangzhi，suizhechanpindekaifachuangxinhetuiguangyingyong，shidejiaoliuyibudiandongjitiaosulingyufashengyichangjudadejishugeming。muqianzidonghengyagongshuixitongyingyongdediandongjitiaosuzhuangzhijuncaiyongjiaoliubianpinjishu，erxitongdekongzhizhuangzhicaiyongPLC控製器，因PLC不僅可實現泵組、閥門的邏輯控製，並可完成係統的數字PID調節功能，可對係統中的各種運行參數、控製點的實時監控
，並完成係統運行工況的CRT畫麵顯示、guzhangbaojingjidayinbaobiaodenggongneng。zidonghengyagongshuixitongjuyoubiaozhundetongxunjiekou，keyuchengshigongshuixitongdeshangweijilianwang，shixianchengqugongshuixitongdeyouhuakongzhi
，weichengshigongshuixitongtigonglexiandaihuadetiaodu、管理、監控及經濟運行的手段。

      2.控製方案

      zaizhuzhaixiaoqushuichangdeguanwangxitongzhong，youyuguanwangshifengbide，bengzhangongshuideliuliangshiyouyonghuyongshuiliangjuedingde，bengzhangongshuideyaliyimanzuguanwangzhongyalizuibulidiandeyalisunshiΔP和流量Q之間存在著如下關係：

      ΔP=KQ2；
     式中K—為係數 

    設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應按下式關係供水，則可滿足用戶用水的要求壓力值，又有最佳的節能效果。

     P=PL+ΔP=PL+ KQ2；

     yincigongshuixitongdeshedingyaliyinggaigenjuliuliangdebianhuaerbuduanxiuzhengshedingzhi，zhezhonghengyagongshuijishuchengweibianlianghengyagongshui，jigongshuixitongzuibulidiandegongshuiyaliweihengzhierbengzhanchukouzongguanyalilianxuketiao。

      典型的自動恒壓供水係統的結構框圖如圖1所示
；係統具有控製水泵出口總管壓力恒定、變流量供水功能
，係統通過安裝在出水總管上的壓力傳感器
、流量傳感器，實時將壓力、流量非電量信號轉換為電信號
，輸入至可編程控製器（PLC）的輸入模塊

，信號經CPU運(yun)算(suan)處(chu)理(li)後(hou)與(yu)設(she)定(ding)的(de)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)運(yun)算(suan)，得(de)出(chu)最(zui)佳(jia)的(de)運(yun)行(xing)工(gong)況(kuang)參(can)數(shu)，由(you)係(xi)統(tong)的(de)輸(shu)出(chu)模(mo)塊(kuai)輸(shu)出(chu)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)指(zhi)令(ling)和(he)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)頻(pin)率(lv)設(she)定(ding)值(zhi)，控(kong)製(zhi)泵(beng)站(zhan)投(tou)運(yun)水(shui)泵(beng)的(de)台(tai)數(shu)及(ji)變(bian)量(liang)泵(beng)的(de)運(yun)行(xing)工(gong)況(kuang)，並(bing)實(shi)現(xian)對(dui)每(mei)台(tai)水(shui)泵(beng)根(gen)據(ju)CPU指令實施軟啟動、軟切換及變頻運行。係統可根據用戶用水量的變化，自動確定泵組的水泵的循環運行
，以提高係統的穩定性及供水的質量。

      3.係統功能

      該係統選用FR-500日本三菱變頻器。該係統中具有功能：

      3.1自動切換變頻/工頻運行功能

      變頻器提供三種不同的工作方式供用戶選擇：

      方式0：基本工作方式。變頻器始終固定驅動一台泵並實時根據其輸出頻率：控製其他輔助泵啟停。即當變頻器的輸出頻率達到最大頻率時啟動一台輔助泵工頻運行、當變頻器的輸出頻率達到最小頻率時則停止最後啟動的輔助泵。由此控製增減工頻運行泵的台數。 

      方式1：交替方式，變頻器通常固定驅動某台泵，並實時根據其輸出頻率，使輔助泵工頻運行，此方式與方式0不同之處在於若前一次泵啟動的順序是泵1→泵2，當變頻器輸出停止時，下一次啟動順序變為泵2→泵1。

   方式2：直zhi接jie方fang式shi。當dang啟qi信xin號hao輸shu入ru時shi變bian頻pin器qi啟qi動dong第di一yi台tai泵beng當dang該gai泵beng達da到dao最zui高gao頻pin率lv時shi，變bian頻pin器qi將jiang該gai泵beng切qie換huan到dao工gong頻pin運yun行xing，變bian頻pin器qi啟qi動dong下xia一yi台tai泵beng變bian頻pin運yun行xing
，相xiang反fan當dang泵beng停ting止zhi條tiao件jian成cheng立li時shi，先xian停ting止zhi最zui先xian啟qi動dong的de泵beng。

      3.2 PID的調節功能

      由壓力傳感器反饋的水壓信號(4-20MA或-5V)直接送入PLC的A/D口(可以通過手持編程器)，設定給定壓力值
，PID參數值，並通過PLC計算何以需切換泵的操作完成係統控製，係統參數在實際運行中調整，使係統控製響應趨於完整。

      3.3“休眠”功能

      係統運行時經常會遇到用戶用水量較小或不用水(如夜晚)情況，為了節能
，該係統專用設置了可以使水泵暫停工作的“休眠”功能，當變頻器頻率輸出低於其下限時
，變頻器停止工作，2＃、3＃泵不工作

，水泵停止(處於休眠狀態)。當水壓繼續升高時將停止1泵，當水壓下降到一定值時將先啟動變頻器運轉2＃泵或3＃泵，當頻率到達一定值後將啟動1＃泵調節2＃或3＃泵的轉速。

     “休眠值”變頻器輸出的下限頻率PR507設置。

     “休眠確認時間”用參數PR506設置，當變頻器的輸出頻率低於休眠值的時間如小於休眠時間td時，即td＜tn時變頻器繼續工作
，當td＞tn時變頻器將進入休眠狀態。

     “喚醒值”由供水壓力下限啟動
，當供水壓力低於下限值時由PLC發出指令喚醒變頻器工作。 

      經測試“休眠值”為10HZ。 “休眠確認時間”td:20s “喚醒值”70%

      3.4通訊功能

      該係統具有計算機的通訊功能，PLC變頻器均提供有RS232或485接口PLC可選用西門子的S7-200計算機可以與一套或多套係統進行通訊，利用計算機同時可以監測：電流
、電壓
、頻率、轉速、壓力等也可以控製變頻器的各類參數。

      此外該係統還具有手動/自動操作
，故障報警，運行狀態，電流，電壓、頻率狀態顯示缺水保護等功能。

      4.運行特征

      以三台水泵的恒壓供水係統為例，係統在自動運行方式下
，可編程控製器控製變頻器軟啟動1#泵，此時1#泵進入變頻運行狀態，其轉速逐漸升高，當供水量Q<1/3Qmax時（Qmax為三台水泵全部工頻運行時的最大流量），可編程控製器CPU根據根據供水量的變化自動調節1#泵的運行轉速，以保證所需的供水壓力。當用水量Q在1/3Qmax
      當外供水量減少至1/3Qmax
      5.係統經濟效益分析及係統優點

      5.1經濟效益分析

      變量泵的功率N1、供水量Q1與泵轉速n 1三者的關係如下式： N1/Q1=（n 1/n）3 Q1/Q= n 1/n 式中Q—額定流量
，Q1
      5.2係統優點

      5.2.1hengyagongshuijishuyincaiyongbianpinqigaibiandiandongjidianyuanpinlv，erdadaotiaojieshuibengzhuansugaibianshuibengchukouyali，bikaotiaojiefamendekongzhishuibengchukouyalidefangshi，juyoujiangdiguandaozulidadajianshaojieliusunshidexiaoneng。

      5.2.2youyubianliangbenggongzuozaibianpingongkuang，zaiqichukouliuliangxiaoyuedingliuliangshi，bengzhuansujiangdi，jianshaolezhouchengdemosunhefare
，yanchangbenghediandongjidejixieshiyongshouming。

      5.2.3因實現恒壓自動控製
，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動強度，節省了人力。

      5.2.4水shui泵beng電dian動dong機ji采cai用yong軟ruan啟qi動dong方fang式shi，按an設she定ding的de加jia速su時shi間jian加jia速su，避bi免mian電dian動dong機ji啟qi動dong時shi的de電dian流liu衝chong擊ji，對dui電dian網wang電dian壓ya造zao成cheng波bo動dong的de影ying響xiang，同tong時shi也ye避bi免mian了le電dian動dong機ji突tu然ran加jia速su造zao成cheng泵beng係xi統tong的de喘chuan振zhen。

      5.2.5由(you)於(yu)變(bian)量(liang)泵(beng)工(gong)作(zuo)在(zai)變(bian)頻(pin)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)，在(zai)其(qi)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)其(qi)轉(zhuan)速(su)是(shi)由(you)外(wai)供(gong)水(shui)量(liang)決(jue)定(ding)的(de)，故(gu)係(xi)統(tong)在(zai)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)可(ke)節(jie)約(yue)可(ke)觀(guan)的(de)電(dian)能(neng)，其(qi)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)是(shi)十(shi)分(fen)明(ming)顯(xian)的(de)。由(you)於(yu)其(qi)節(jie)電(dian)效(xiao)果(guo)明(ming)顯(xian)，所(suo)以(yi)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)收(shou)回(hui)投(tou)資(zi)快(kuai)，而(er)長(chang)期(qi)受(shou)益(yi)
，其(qi)產(chan)生(sheng)的(de)社(she)會(hui)效(xiao)益(yi)也(ye)是(shi)非(fei)常(chang)巨(ju)大(da)。