變頻調速恒壓供水系統

技術領域

本方案涉及PLC的編程制作，人機交互界面的組態等內容。 

背景技術 

不管是工業用水，還是生活用水，用水量都是變化的，比如居民樓的生活用水，一般用水量較大的時間段是早中晚，而其它時間段的用水是則非常少的，如何保證在不同用水量的情況下，保證出水壓力的恒定，這便是本方案要解決的問題。

傳統的恒壓供水方式一般是水塔，高水箱以及氣壓罐的，而隨著變頻器調速技術的成熟，以及自動化技術的日趨成熟，變頻調速恒供水系統取代傳統的恒壓供水方式乃是大勢所趨。 

本方案的亮點

本方案的目的就是利用現代變頻技術以及PLC編程自動控制技術共同組成恒壓供水系統，主要手段就是根據后級的用水量及水壓進行無級調速，以此來滿足后級的用水需求，跟傳統的水塔、高水箱的恒壓方式不同，本方案無論是在占地面積、投資成本以及節能方面都具有極大的優勢，其穩定性、經濟性在長期的實踐中已得充分的驗證。

技術方案（產品類）描述（重點）

1、主要描述本技術方案的結構組成及每部分的功能和連接關系。

本方案主要由供水泵、變頻器、壓力傳感器、隔膜罐、PLC可編程控制器以及觸摸屏等完成。

供水泵的作用就是為后級用水單元供水，變頻器的作用則是對水泵進行轉速控制，壓力傳感器則是實時采集管網水壓，隔膜罐的作用就是在水泵的加減泵的瞬間提供緩沖，以保證水壓的恒定，PLC的作用則是完成檢測以及邏輯控制，而觸摸屏則提供一個可以人操作的界面。

   2、工作原理

本方案的基本控制原理是，首先根據后級管網的水壓變化，計算出后級系統的負荷，并根據壓力的變化情況以及后級用戶對水壓的需求值，首先對水泵進行選擇，確認水泵的運行臺數，與此同時，對其中的一臺水泵進行變頻調節，從而達到用戶設定的水壓，達到恒壓供水的目的。

為保證系統的穩壓性及安全性，本系統同時提供手自動兩套控制方案，用戶可在運行過程中隨時切換，在保證供水量的同時，以方便用戶的維護。 

技術方案（方法類）描述（重點）

本方案的核心控制思想是通過后級管網的壓力，采用PID閉環控制來完成的。

從節省投資成本的情況出發，本系統的水泵雖然是多臺運行，但變頻器則只需要一臺，便可實現對多臺水泵的聯合控制。

其控制過程為，當系統檢測到的管網壓力低于設定的壓力時，系統將根據PID運算自動增加水泵的運行頻率，當運行頻率上升到一定頻率時，而壓力仍未達到設定值，系統則將此時運行的水泵由變頻轉為工頻，轉換完成后，再變頻啟動另一臺泵，并對該泵進行PID調節控制，以達到恒壓供水的目的。

當系統檢測到的管網壓力高于設定值，而變頻泵的頻率降低到Z低運行頻率時，而壓力仍舊高于設定值，則系統將會根據各泵的運行時間，自動停止其中的一臺運行時間Z長的那臺工頻泵。

系統在增泵跟減泵的過程，管網的壓力會有些波動，由于此過程持續的時間相當短暫，一般不會超過15秒，為消除在這短暫的波動，我們在系統中增加一定容量的沒隔膜罐，以此來緩沖，以達到在增減泵的過程仍能滿足恒壓供水的原則。

為保證運行的可靠性，系統的控制有兩種模式，一種就是上述提到的全自動運行，另種則是根據實際情況，現場手動運行。

技術效果

技術效果主要有以下幾個方面：

第一，節能：由于本系統采用的是變頻控制，并且對水泵的運行臺數進行優化控制，根據用水量的多少，Z大限度地節能運行。

第二，節水：根據實際用水情況設定管網壓力，自動控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現象；

第三，運行可靠：由變頻器實現泵的軟起動，使水泵實現由工頻到變頻的無沖擊切換，防止管網沖擊、避免管網壓力超限，管道破裂。

第四聯網功能：采用全中文工控組態軟件，實時監控各個站點，如電機的電壓、電流、工作頻率、管網壓力及流量等。并且能夠累積每個站點的用電量，累積每臺泵的出水量，同時提供各種形式的打印報表，以便分析統計。

第五，控制靈活：由于PLC的功能相當強大，本系統完全可以實現分段供水，定時供水，手動選擇工作等多種方式。

第六、自我保護功能完善：如某臺泵出現故障，主動向上位機發出報警信息，同時啟動備用泵，以維持供水平衡。當系統出現故障時，可將控制模式轉為現場手動，仍舊可以實現恒壓供水的的目的。

附圖（重點）