恒壓供水自動控制系統(tǒng) 一、系統(tǒng)說明基于PLC和變頻器的恒壓（或恒壓變流量）供水技術，相對于傳統(tǒng)的技術而言具有節(jié)能效益明顯、控制和保護功能完善、可實現(xiàn)機組的軟啟動軟停機、輸入電壓范圍寬、電磁沖擊小、泵機運行組合切換靈活方便等優(yōu)越性，目前廣泛應用于水廠送水泵站、二次加壓站、工業(yè)鍋爐給水、小區(qū)和高樓供水、其它工業(yè)供水等領域。 變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的基本原理：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)通過測到的管網(wǎng)壓力，經(jīng)變頻器的內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器運算后，調(diào)節(jié)輸出頻率，實現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。變頻器的頻率超限信號（一般可作為管網(wǎng)壓力極限信號）可適時通知PLC進行變頻泵邏輯切換。為防止水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生，泵的啟停將聯(lián)動其出口閥門?！　∠到y(tǒng)工作原理圖如下所示。假設整個系統(tǒng)由四臺水泵，一臺變頻器，一臺PLC和一個壓力變送器及若干輔助部件構成。各部分功能如下：安裝于供水管道上的壓力變送器將管網(wǎng)壓力轉(zhuǎn)換成1 5伏的電信號；變頻調(diào)速器用于調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)流量；PLC用于邏輯切換。 此外，上述系統(tǒng)還配備了外圍輔助電路，以保障自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時可通過人工調(diào)節(jié)方式維持系統(tǒng)運行，保證連續(xù)生產(chǎn)。二、設備選型說明　　變頻恒壓供水系統(tǒng)主要由變頻控制柜、壓力傳感器、水泵等組成。變頻控制柜由斷路器、變頻器、接觸器、中間繼電器、等組成。1.、供水系統(tǒng)選用原則(1)．蓄水池容量應大于每小時最大供水量。(2)．水泵揚程應大于實際供水高度。(3)．水泵流量總和應大于實際最大供水量。(4)．變頻控制柜選型：　　用戶可根據(jù)供水量和供水高度確定水泵型號及臺數(shù)，然后對控制柜進行選型。2.、變頻器主要技術數(shù)據(jù)：　※功率范圍：2.2-3000kW　※電源電壓：380/400/415/440/460/480/500VAC3相 10%；　※電源頻率：48-63Hz　※控制連接：2個可編程的模擬輸入（AI）；1個可編程的模擬輸出（AO）；5個可編程的數(shù)字輸入（DI）；2個可編程的數(shù)字輸出（DO）?！　B續(xù)負載能力：150%In，每10分鐘允許1分鐘　※保護特性：過流保護、I2t、過壓保護、欠壓保護、過熱保護、短路保護、接地保護、欠壓緩沖、電機欠/過載保護、堵轉(zhuǎn)保護、串行通訊故障保護、AI信號丟失保護等。　　外型結(jié)構緊湊，安裝方便。產(chǎn)品經(jīng)過多種電氣安全規(guī)范認證，符合GE、UL及質(zhì)量認證體系ISO9001和ISO4000三、應用范圍ˉ 該系統(tǒng)既可用于生產(chǎn)、生活用水，亦可用于熱水供應，恒壓噴淋等系統(tǒng)?！?可廣泛用于工業(yè)企業(yè)、生活、生產(chǎn)供水系統(tǒng)及企業(yè)自備并改造工程，自來水廠、 生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng)?！?可用于各種場合的恒壓、變壓、冷卻水和循環(huán)供水系統(tǒng)?！　　?可用于熱水供應、采暖、空調(diào)、通風供水、供氣系統(tǒng)?！　　　?可用于污水泵站、污水處理及污水提升系統(tǒng)?！　　　?可用于農(nóng)業(yè)排灌、園林噴淋、水景和音樂噴泉系統(tǒng)?！　　　?可用于賓館、大型公共建筑供水及消防系統(tǒng)。2.技術指標ˉ 節(jié)約能 45%ˉ 最大供水高度：200米ˉ 最大流量：1000立方米/小時　　ˉ 壓力波動： 0.25兆帕　　ˉ 水泵電機功率：0.75KW-280Kw四、節(jié)能及經(jīng)濟效益分析 水泵屬于平方轉(zhuǎn)矩負載，其軸功率轉(zhuǎn)速、流量存在以下的關系公式： Q^=（n^/n） Q H^=（n^/n）2 H N^=（n^/n）3 H Q^、H^、N^、n^分別為調(diào)速后的流量、揚程、軸功率、轉(zhuǎn)速； Q、H、N、n分別為水泵的額定流量、揚程、軸功率、轉(zhuǎn)速； 從以上三式可以看出，若假定泵機的轉(zhuǎn)速下降20%，則其軸功率消耗為： N^=（n^/n）3 N=0.512N 即可降低能耗近50%。 在實際運行中，如按比較保守的數(shù)字測算，以年平均節(jié)電30%計算，一臺22KW的泵機應用變頻調(diào)速設備后可節(jié)電： 22 30% 24 365=57816KWh 按電費單價0.60元/KWh計算，年可節(jié)約電費 57816 0.60=34690萬元 若一套22KW的變頻調(diào)速系統(tǒng)裝置投資及配套的改造費按6.36萬元計算，則投資回收年限為： 6.36萬元/3.469萬元/年=1.8年 即在不到二年的時間內(nèi)即可通過節(jié)電產(chǎn)生經(jīng)濟效益而收回投資。在此數(shù)據(jù)中尚不含漏損率下降、爆管率下降、搶修費用下降、爆管引起的停產(chǎn)等間接經(jīng)濟效益和社會效益。五、效果及結(jié)論 （1）在運行過程中，水泵的出水流量隨用水量大小而作自動調(diào)整，并可做到從多泵到單泵的平滑切換，改變以往階梯式調(diào)節(jié)； （2）可以人為控制供水壓力、流量、功耗，并可將泵機運行調(diào)整在最高效區(qū)間； （3）由于變頻器帶動電機水泵運轉(zhuǎn)時是從零電流緩慢啟動電機，對電機及水泵設備無沖擊損害，可延長這些設備的使用壽命； （4）泵機的有效備份增加。在變頻調(diào)速系統(tǒng)運行時，工頻22KW泵機與變頻22KW泵機并聯(lián)運行可以替代單臺45KW泵機，因此，在日常運行以及設備檢修時，互為備份的設備增加了； （5）供水安全系數(shù)增加。供水的壓力可以人為設定，運行過程中自動跟蹤設定值，即使用水量突然降低，水泵的出口壓力也會自動隨即調(diào)低而避免爆管現(xiàn)象的發(fā)生； （6）增加循環(huán)供水水量，提高供水質(zhì)量。在節(jié)能的同時，可以消除欠壓供水，增加循環(huán)供水水量，并保證管網(wǎng)末梢的供水壓力； （7）為企業(yè)設備上臺階、管理上等級提供了及為有利的條件。