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衡水华联机电恒压供水控制设计方案1变频器恒压供水系统方案设计摘要：随着变频调速技术的发展和人们节能意识的不断增强，变频恒压供水系统的节能特性使得其越来越广泛用于工厂、住宅、高层建筑的生活及消防。变频恒压供水系统是由微电脑控制器、传感器、变频器及水泵机组组成闭环控制系统。变频器、微电脑控制器是恒压供水系统控制的核心部件。该系统经变频器内置PID进行运算，通过微电脑控制器控制变频与工频切换，实现闭环自动调节变频恒压供水，代替了传统的水塔供水控制方案。变频恒压供水系统具有自动化程度高，高效节能的优点。在城市供水和工厂供水控制中得到广泛应用，取得了明显的经济效益。引言近年来，我国的能源工业面临着经济增长与环境保护的双重压力，对电能的有效利用已经成为必然要求。在城市高楼林立的今天，以前的供水设备已经远远不能满足现代人民生活的需要，给水系统的自动化改造迫在眉睫。交流变频调速技术近些年在国内外得到了广泛的应用，变频器具有体积小、重量轻、安装作简单、数据可靠、性能稳定和节电明显等特点。近年来，国内外各行业相继引进交流变频调速的各类产品，以满足生产现场的需求。变频器恒压供水利用传感器、PLC、变频器及水泵机组组成闭环控制系统，使管网压力保持恒定，代替了传统的水塔供水控制方案，具有自动化程度高、高效节能的优点，在城市供水和工厂供水控制中得到广泛应用，取得了明显的经济效益。系统总体方案的设计1.1供水系统的结构供水控制系统的设计主要包括两方面：一方面是机械结构的设计；另一方面是微电脑控制器和变频器电气控制方面的设计。机械结构是控制系统的基础，是实现控制功能的前提；微电脑控制器对变频器的控制系统是实现控制功能的核心衡水华联机电恒压供水控制设计方案2部分。机械部分的设计相对简单，其结构、设备组成都比较固定。1.1.1主要组成部分变频器恒压供水系统的组成比较简单，主要是一些管道、水泵、控制器、变频器、压力传感器以及其他辅助设备构成，其主要组成部分如图1-1所示。变频器水泵电机控制器压力传感器给定+反馈-用户频率指令运行指令出口水压监测点图1-1供水系统主要组成部分示意图1）压力传感器：作为系统的控制输入量，能否准确采集该信号决定控制系统的精度及可靠性。2）控制器：是整个控制系统的核心，通过对外界输入状态进行检测，输出控制量；对外界输入的数据进行运算处理后，输出相应的控制量。例如单片机、可编程逻辑控制器、计算机等。3）变频器：作为核心控制器的后续控制单元，对终端设备进行控制，最终达到控制要求。本系统主要采用全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家AC60型变频器。功率范围0.75kW至250kW。具有高度可靠性和灵活性。4）水泵：供水系统的执行机构，通过变频器控制电动机的转速，最后达到控制水泵流量大小的要求。1.1.2电气控制系统电气控制系统主要包括操作面板、电气控制柜等单元。在该系统中需要检测的数字输入量，并且还要检测模拟量的输入，然后根据设定的程序进行数据处理，输出控制信号，如图1-2所示。图1-2电气控制系统示意图供水系统的监控主要包括水泵的自动启停控制、供水压力的测量与调节、系衡水华联机电恒压供水控制设计方案3统水处理设备运转的监视及控制、故障及异常状况的报警等。电气控制系统安装在电气控制柜中，包括供水控制器、变频器和电控设备三个部分。电气控制系统示意图1.2恒压供水系统的工作原理变频恒压供水系统以供水出口管网水压为控制目标，在控制上实现出口总管网的实际供水压力跟随设定的供水压力。设定的供水压力可以是一个常数，也可以是一个时间分段函数，在每一个时段内是一个常数。所以，在某个特定时段内，恒压控制的目标就是使出口总管网的实际供水压力维持在设定的供水压力上。压力比较控制算法变频器水泵机组压力传感器Ps△PffPfPf-+图1-3系统原理图1.3恒压供水系统的工作过程在自动方式下，进行闭环控制，系统根据检测到外部传感器的状态对设备进行起停、调速控制，其工作过程如下：衡水华联机电恒压供水控制设计方案4启动运行测量压力反馈值调节规律计算测量变频器输出输出控制驱动器一个过程结束1.4变频调速恒压供水的工作模式闭环工作模式：该方式为系统正常工作时的运行方式。合上开关，系统启动单台水泵运行，根据当前用水量，检测传感器反馈值变频器自动调节频率变化。到达上限时仍不能满足当前用水量时，该变频维持上限运行;这期间若用水量减小，变频器到了设定的下限频率时，该变频维持上限运行。