变频供水
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变频供水范文第1篇
中图分类号： TV674 文献标识码： A 文章编号：
1、无负压变频恒压供水的定义及基本原理
随着我国社会主义现代化建设事业的持续发展，给排水设备也在不断提高，从过去老式的水泵加屋顶水箱到现在的变频供水。近年来又一新型的供水设备出现———无负压变频恒压供水，它是在变频恒压供水设备上发展起来的，主要由无负压调节罐、水泵、气压罐、智能控制系统等组成。这种装置的主要工作原理是，把小区供水系统的开式进水水池，变成容积较小的闭式进水箱，并在蓄水罐上安装一个真空消除器V.E，消除高峰负荷时罐内的负压，从而造成对市政自来水管网的直接抽吸作用，以满足自来水管网安全运行的要求，如图1所示。真空消除器其实就是一个压力窗口器，保持罐内的压力P0跟随自来水管网供水压力变化，即在0～市政自来水管网正常压力之间变化。罐内压力低于下限，真空消除器打开，使空气进入罐内；罐内压力高于上限，真空消除器打开，放掉罐内的一些空气。即只有罐内压力低于下限、高于上限时，真空阀才打开，以便进气或排气。如果罐内压力在下限、上限之间时，真空阀是关闭的。由于市政自来水管网20mH2 O左右的压头P0在进入小区进水灌时没有节流损失掉，因此小区供水系统的变频水泵P1在小区供水时就可以减少20mH2 O左右的扬程，从而达到节能供水的目的。
2、无负压变频恒压供水的特点
无负压变频恒压供水系统是在传统恒压供水系统的基础上发展起来的一种新型供水方式，其主要特征是取消了泵前的水池或水箱，水泵直接从市政供水管网上吸水，通过先进的自动控制系统对泵前和泵后压力进行调节。无负压供水系统具有以下优点：
1) 清洁卫生。由于取消了泵前的水池或水箱，实现了全封闭供水，根本上杜绝了自来水在水池或水箱中滞留时与空气接触而产生的水质污染。
2) 节能高效，操作简便。设备根据用水情况对水泵进行变频调速运行，加上市政管网原有的压力叠加，经测试可节能30％～45％，作为变频(恒压)变流量给水设备的更新换代产品，采用触摸屏监控，设备的运行情况一目了然，操作简便。
3) 投资少、占地少、安装简便。免去建设水池的投资，减少了水池的占地面积，整套设备工厂化制作，便于安装。
但也存在以下不足：它的供水可靠性不高。由于它缺少蓄水池,市政供水一有故障,整个设备瘫痪,将处于停水状态。
3、无负压变频供水设备技术要求
无负压变频供水设备必须满足下列技术要求：
1、无负压供水设备必须满足市政管网的约束条件
①、任何情况下均不允许超量取水现象。无负压管网直供水设备应保证在城市供水管网限定的流量下运转，任何时候都不会超限量取水，根本不会在负压下强行抽水，维护供水管网的运行安全和相邻用户的用水稳定。
②、不产生管路负压、积气和回流现象。无负压管网直供水设备应具有防止负压、压力振荡、回流的有效功能。
2、必须安全、稳定的向用户恒压供水
①、无负压管网直供水设备应采用水泵出水端压力恒定控制或供水管路最不利点恒压控制的方式。压力值可以在现场试水时设定和调整，以达到用户用水压力满意为准。 ②、恒压控制稳态精度要求：设定压力与实际压力差不得超过±0.01MPa。 ③、控制系统动态性能要求：必须平滑、稳定的进行调节，不产生调节震荡，并且响应速度合理。避免水流喘振、断流和水击现象出现。 ④、无负压管网直供水设备应具备的控制功能要求：必须具有两台泵定时切换功能。故障报警停泵功能。进水压力控制设定上限压力，开泵时水泵能根据设定压力值自动升降转速调节出水压力，达到下限压力时停泵。必须设有手动开关泵按钮，当自动功能出现故障时必须手动开关水泵，不至于影响用户用水和市政管网运行的安全。
3、对无负压管网直供水设备制作与安装要求 ①、变频控制柜内电器元件必须采用如下国外知名品牌产品：施耐德、ABB或西门子，水泵变频器必须采用采用以下水泵专用变频器品牌： Danfoss、Omon、ABB、Allenbradley，不得采用通用变频器，控制柜外壳应喷塑。控制柜面板上各种指示灯及仪器齐全，指示牌指示准确清晰，距离2米可辨清指示牌内容。变频柜需要BA系统集成，并提供对江森、霍尼伟尔、西门子楼控系统开放的通信接口。无负压变频供水设备须具备但不限于以下BA功能：各泵运行状态、各泵的故障状态、给水管网压力。 ②、设备进水压力控制应用压力传感器控制或远传压力表，不能使用电接点压力表。出水压力可选用压力传感或是远传压力表，进水最好使用压力传感器。 ③、水泵必须采用以下国外知名品牌：格兰富（CR系列）、ITT（SV系列）或威乐不锈钢水泵，设备进水口所用水泵、水罐、管材、阀门、管件等所有涉水机械、器材应符合国家《生活饮用水卫生监督管理办法》的规定，设备中的不锈钢材料均采用SUS304食品级不锈钢制作，不得使用工业用产品。水泵进出口必须采用不锈钢波纹管连接。④.对无负压变频供水设备配置要求为：两台水泵，一用一备 ，即一台水泵可以零流量连续调节为最大流量，满足24小时全时段的用水高峰及低谷的变化需要，另一台作为备用泵，工作泵与备用泵定时平滑切换一次，以避免泵用泵中死水时间长而影响水质。⑤、保证设备绝对与大气隔绝,全封闭运行,彻底杜绝二次污染,保证在自来水管网的限定性条件下连接运转,不会产生负压管路冲击等影响管网供水安全的隐患,具有相关的资质证明。4、对无负压变频供水设备稳流补偿器的要求为：材质必须采用SUS304食品级不锈钢制作,厚度不得小于4mm。
5、具有国家省级以上质量监督部门的检验合格报告。
6、具备无负压设备的专利证书。
7、取得当地卫生部门颁发的生活饮用水供水设备及用品卫生许可证件。
8、自动化设计,全自动运行,无人职守.无水停机,来水自动开机,停电后复电在启动变频故障自动复位和再启动,工作水泵发生故障时,备用水泵自动投入运行,并定时自动切换。
9、设备制造、安装均应执行国家、行业或企业的技术标准。
4、无负压变频恒压供水的应用
无负压变频恒压供水本身是一种供水设备，一般可以应用如下：1) 适用于任何自来水压力不足地区的加压给水。2) 新建改建扩建的住宅小区、写字楼、综合楼生活用水。3) 自来水厂的给水中间加压泵站。4) 工矿企业的生活、生产用水等。5) 各种循环水系统。然而，由于该设备的技术特点，应用上也存在局限性。当用户最大用水量大于自来水管网最小进水量时，既有可能出现求大于供的情况时就不允许采用无负压供水设备，还有可能对市政管网造成污染时不能应用该设备。具体体现在以下场所：1) 城市给水管网经常性停水的区域；2) 城市给水管网可资利用水头过低的区域；3) 城市给水管网供水Q , H 波动过大的区域；4) 使用管网(无负压) 给水设备后，对周边现有(或规划) 用户用水会造成严重影响的区域；5) 供水保证率要求高,不允许停水的用户；6) 凡可能对市政管网造成回流污染危害的相关行业,如医院、化工等。
根据无负压供水设备的特点,在应用该设备时应注意如下几个问题：1) 在具体工程项目中，无负压给水设备直接从市政供水管网上抽水，设置前必须征得地方自来水公司的同意；2) 作为设计单位应该核算无负压给水设备引水管的管径和抽取水量,以避免因引水管通过水量经常性小于用户设计水量而带来的设备故障的产生；3) 房地产开发公司等使用单位检查产品制造商的产品应由铜、不锈钢或者耐腐蚀的塑料及复合材质组成， 并取得地方卫生行政部门颁发的卫生许可证。
参考文献：
［1］郭文涛，谈城市水资源的可持续利用［J］。山西建筑，2005，31（4）：105—106。
［2］李晓燕，浅析工业节水途径［J］。山西建筑，2005，21（8）：121—122
［3］湖南无负压变频恒压供水系统性能分析
变频供水范文第2篇
【关键词】变频恒压供水 工作原理 主泵、辅泵和气压水罐
1.变频恒压供水的工作原理：
变频恒压供水控制设备是将可编程技术、交流变频技术与电机泵组相结合的新型机电一体化供水设备。变频恒压供水设备主要由水泵机组、测压稳压罐、压力传感器、变频控制柜等组成。系统正常运行时，通过用户供水管网上的压力传感器对管网水压进行实时数据采集，并将压力信号转换为电信号，传输至PID调节器，然后与用户设定的压力值进行比较和运算，并将比较和运算的结果转换为频率调节信号和水泵启动台数信号分别送至变频器和可编程控制器。变频器根据PID调节器传输过来的信号调节水泵电机的运行频率来调整水泵的转速，使得水泵始终保持在高效节能的最佳运行状态；可编程控制器根据PID调节器传输过来的信号来控制水泵的启停和启动台数，这样通过对泵组的启停台数和其中一台变频泵的转速调节就可将用户管网中的水压恒稳于预先设定的压力值，即实现管网供水量与不断变化的用水量保持一致，达到“变频恒压供水”的目的。
2.变频恒压供水的设计要点：
2.1 选择主泵
根据《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003（2009年版）3.6节计算供水系统的设计流量Qg（m3/h），对不同的建筑类别和居住小区的大小选择不同的公式计算确定供水系统设计流量Qg（m3/h）。并确定所需主泵扬程H主泵 （MPa）： H计算=Ho+H+∑h，式中：Ho―用水点要求的正常水压（MPa），H―水池最低水位至系统供水管网最不利点的几何高差（MPa），∑h―管网沿程阻力与局部阻力之和（MPa）。
一般主泵采用的组合有：三泵组合（其中一台备用）、四泵组合（其中一台备用）等，用于泵组组合的各单泵的流量、扬程一般均相同，有利于单泵间具有互换性。另外因为泵组的水泵在最大设计流量下不可能让水泵全部工频运行，所以单泵的流量应选大些，具体选泵如下：
三泵组合（其中一台备用）时：2Q主泵≥1.1Qg；H主泵≥H计算
四泵组合（其中一台备用）时：3 Q主泵≥1.2Qg；H主泵≥H计算
设计时可根据需要进行组合选配单泵的数量，单泵的流量也可不同，计算方法同上。选择主泵时看水泵的Q～H特性曲线，应是随流量的增大，扬程逐渐下降的曲线，且主泵在额定转速时的工作点，应位于水泵高效区的末端。
2.2 选择辅泵
辅泵的设计流量Q辅泵通常可按照单台主泵设计流量Q主泵的1/3～1/2直接选取；辅泵的扬程需根据选择的辅泵类型确定不同计算方法：第一种情况，所选辅泵也有变频器变频供水时，管网不设置气压水罐。在用水量小流量时，当泵组最后一台主泵运行频率降至其小流量工作频率时自动停泵同时开启辅泵，辅泵则担当起变频供水的角色，模式与主泵变频供水相同。故笔者认为，在这种情况下，辅泵满频供水时对应于出流量Q辅泵时的扬程可与主泵满频供水时对应于出流量Q主泵时的扬程相等，即等于管网压力设定值；第二种情况，所选辅泵变频供水时，管网设置气压水罐。在用水量小流量时，当泵组最后一台主泵运行频率降至其小流量工作频率时自动停泵同时开启辅泵，供水模式由主泵恒压变频供水转变为由辅泵和气压水罐变频气压给水；当用水量持续减小到辅泵的最低工作频率时，辅泵退出工作，辅泵停泵前会加速运转以提高其供水扬程，当扬程高于辅泵恒压变频设定值0.03～0.05 MPa时，停泵由气压水罐供水。为保持管网压力恒定，笔者认为，在这种情况下，辅泵满频供水时对应于出流量Q辅泵时的扬程应等于主泵满频供水时对应于出流量Q主泵时的扬程相等，即等于管网压力设定值。第三种情况，所选辅泵工频供水时，管网设置气压水罐。在用水量小流量时，供水模式由恒压变频给水变为由辅泵和气压水罐差压式气压供水。当泵组最后一台主泵在降至其小流量工作频率时自动停泵，由气压罐配合辅泵供水，辅泵启泵压力即气压水罐内最小压力P1，取P1= Ho′+H+∑h′，式中：Ho′―用水点要求的最小水压（MPa），H―水池最低水位至系统供水管网最不利点的几何高差（MPa），∑h′―在辅泵的额定流量下管网沿程阻力与局部阻力之和（MPa）， 辅泵停泵压力即气压水罐内最大压力P2，P2若取得太大，容易引起管网和用户端超压，取得太小则气压水罐调节容积小，辅泵启动频繁，通常取P2=P1+（0.05～0.15）MPa。为了充分利用小气压水罐的调节容积，使辅泵运行时气压水罐内压力能达到最大压力设定值P2，笔者认为，在这种情况下，辅泵对应于额定流量Q辅泵时的扬程应等于P2。计算出流量和扬程，就可以根据具体工程所需选择合适的辅泵。
2.3 选择气压水罐
气压水罐在变频调速供水中的主要作用是：用于调节损失瞬时用水量变化，稳定主泵、辅泵切换过程的压力波动，实现小流量节能供水，消除停泵水锤，在建筑物投入使用初期，入住率较低的情况下，配合辅泵或主泵供水，避免辅泵、主泵频繁启动。以上功能均通过气压水罐的调节容积来实现。
在无辅泵的变频恒压供水设备中，气压水罐调节容积应满足单台工作主泵工频运行90秒的供水量；而在有辅泵时，气压水罐调节容积除应满足与辅泵配合工作（按1小时内辅泵启动次数来确定）外，还不应小于主泵切换时所需稳压流量，即单台工作主泵工频运行90秒的供水量。
计算出气压水罐的调节容积和总容积，就可以根据具体工程所需选择合适的气压水罐。
结语
1.变频恒压供水系统中，主泵不能在零流量至设计秒流量间高效供水。
2.根据供水规模，应优先选用配置辅泵及气压水罐的多台主泵并联工作的变频恒压供水系统。
3.应校核气压水罐内的最高工作压力，不得使系统最大供水压力处配水点的静水压力超过0.55MPa。
4.变频恒压供水系统中，辅泵的流量、扬程，气压水罐的容积与所选水泵的特性曲线、管网设定压力值、水泵的运行控制方式等密切相关，应根据具体工程需要进行选用。
参考文献
[1]CJ/T 352-2010微机控制变频调速给水设备[S]
[2]GB 50015-2003 建筑给水排水设计规范 （2009年版）[S]
变频供水范文第3篇
关键词：变频柜简化操作
0 引言
二次供水是随着城市的建设发展而发展，它是一次供水水压及流量不能满足用户需求后的一次供水的延伸和发展。现在二次供水设施已经是城市供水不可缺少的重要组成部分。变频器在二次供水行业广泛应用很长时间，但由于变频器的厂家众多，功能又有不同的差异，以变频器为基础的变频柜的生产厂家的水平高低不同，导致变频供水控制柜有各种各样控制形式，但大多数变频供水控制柜是通过变频器和其上位机程序设定和相互的通信完成控制，如果出现问题时只有变频柜厂家的技术人员能将故障判定清楚，一般操作人员是说不清楚什么样的故障，如果故障是由厂家的产品造成的，用户是不用支付相关检测费用，如果是由用户原因造成，用户要支付相关的费用，即使不支付费用，也会有一些纠纷在里面，至少要费一番唇舌。
1 主要工程目标
2008开始，长春市政府为了解决居民吃水难的问题，连续三年出资，由水务集团出面，对全市二次供水设施进行接收管理。当时参与二次泵站管理的工作人员不到一百人，而要接收泵站达到1160座，而能将变频柜的故障判断清楚的并不多，泵站管理必须实现无人值守化管理，但二次供水泵站必须24小时向用户提供供水，一但出现问题必须马上解决，及时处理故障，保证安全、稳定、可靠的运行，由此可见将来运行管理难度之大是可想而知的，在这种情况下，我们一方面加强工作人员的培训，另外一方面根据以前的经验，提出变频供水控制柜操作的简单化、故障判断清晰化的观点，当时我们的想法是让变频的操作就使用“傻瓜”照相机一样简单容易，人人都能操作。
2 具体解决方案
经过研究分析，把控制柜经常发生的故障和外界因素造成控制柜不能运行问题提出来，并把这些因素功能化，并以适当的形式放在变频控制柜的面板上，包括：实测压力和设定压力、无水、过载、断相、变频器控制盘、单台机组维修开关。
2.1 实测压力和设定压力，通过在柜面板上观察实测压力与设定压力来了解送水情况，在处理用户反应水压不足和无水时帮助很大，只要有人进到泵房，看到这个对比值就可以判定泵站内的水泵机组是否工作正常，如果数据正常，就说明是泵站出水管网出现故障，给指挥调度部门一个准确的信息，调度部门指挥管网管理人员进行巡线等工作查找管线故障。
2.2 无水提示，过载提示，断相提示，三个功能在处理水泵机组停机，判断停机原因效果非常直接、准确。这三个提示均采用声光信号报警。
无水提示是泵站蓄水设施（包括水池和水箱）内没有水可供用户使用，为了防止水泵空转造成设备损坏的一种保护和提示，在没有这个提示时，水箱是在泵站内，工作人员有时可能会去看看水箱，可水池在室外，工作人员不一定会想起去看一下水池里是否有水，这个功能非常直观，进门一看无水报警了，向调度汇报，调度就可以安排管网管理人员去查下进水管道是不是哪里有了问题。
过载提示，水泵机组在运行中有时会发生超过水泵额定工作能力而过载，这个报警产生后，非常醒目，工作人员不用去看水箱（池）的水位，直接检查水泵是什么原因导致过载就可以了，原因查明后可以进行维修。
断相提示，二次供水泵站分布在市区的每个角落里，供电情况也是千差万别，如果发生缺相，变频器停止运行，过去得由专业人员通过调故障代码才能知道，现在一般的工作人员就能知道是发生电源发生缺相故障了，我们的工作人员就可以联系供电部门进行抢修，也能让调度部门准确知道该泵站出了什么状况。
以上三个是我们长期对变频柜维修和调试过程中总结出来，也是多发的，将其报警信号放在柜的面板上，即提高故障处理效率也降低工作人员的劳动强度，受到一线工作人员的好评。
2.3 变频器控制盘，过去有的生产厂家有的为了降低成本，在变频柜上根本不装控制盘；有的装了，控制盘也是在柜内。如果不是专业人员，根本没人会去开柜看一下什么是控制盘，现在它就柜的面板上，现场工作人员只需读出面板上的文字，我们的技术人员就可以知道是出了什么问题，是让哪类的工作人员进行抢修。
2.4 单台机组维修开关设置有两个好处，一个是前面提到的水泵过载而又不能马上排除的故障时，可以将该机组维修开关打开，备用机组自然进入工作状态。另一个是水泵机组要定期轮换工作，防止主机组“过劳”损坏，而备用机组长期停用，锈蚀而导致泵轴抱死。过去只能通过调整上位机的程序设定参数来完成，过于专业，非常麻烦。现在通过维修开关的开闭就可以完成。
变频供水范文第4篇
关键词：变频调速；内置PID调节；恒压供水；PFC控制模式
中图分类号： O434 文献标识码： A
引言
随着变频调速技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统，广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统。由于安全生产和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格的要求，因而变频调速技术得到了更加深入的应用。目前变频恒压供水系统追求高度智能化、系列化、标准化，是未来供水设备适应城镇建设中成片开发、智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。
一、国内外发展现状
变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。在变频器发展的初期，由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率的控制，升降速控制，正反转控制，起动控制以及制动控制，以及各种保护功能。应用在变频恒压供水系统中，变频器仅作为执行机构，为了满足供水量大小需求不同时，保证管网压力恒定，需在变频器外部提供压力控制器和压力传感器，对压力进行闭环控制。随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性，可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果的发现，国外许多生产变频器的厂家开始自行研究并推出具有恒压供水功能的变频器，一些生产变频器的厂家就推出了适合于恒压供水系统的应用模式，它具有变频泵固定方式，变频泵循环方式等，将PID调节器和PLC简易可编程控制器等硬件集成在变频器内。只要搭载配套的恒压供水单元，便可直接控制多个内置的电磁接触器工作，可构成最多七台电机(泵)的供水系统。这类设备微化了电路结构，降低了设备成本。但是也存在着一定的缺点，有些技术指标还不能达到用户的要求。
二、系统控制要求
以往的恒压供水设备往往采用诸如利用电接点压力表等来控制泵的起停，把压力控制在一定的范围之内亦或是采用带有模入/模出的可编程控制器或PID调节器与变频器配合使用来实现恒压供水，前者为机械式的联锁,运行中存在较大的压力波动而后者设备成本高，PID算法编程难度大，调试困难。
随着电力电子技术的发展，变频器的功能也越来越强，充分利用变频器内置的各种功能，合理采用带有内置PID调节器和简易PLC功能的变频器和压力传感设备来实现恒压供水，既做到了无级调速下稳定的、高品质的供水质量，又降低了设备成本，提高了生产效率，节省了安装调试的时间。
水压由压力传感器的信号4-20mA送入变频器内部的PID模块，与用户设定的压力值进行比较，并通过变频器内置PID运算将结果转换为频率调节信号，以调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速。由于变频器内部自带的PID调节器采用了优化算法，所以使水压的调节十分平滑，稳定。同时，为了保证水压反馈信号值的准确、不失值，可对该信号设置滤波时间常数，同时还可对反馈信号进行换算，使系统的调试更为简单、方便。
本系统用在办公大楼的生活用水，根据办公大楼的用水特点选用ACS510系列的变频器为主件的供水系统。ACS510系列变频器有很多种的运行模式可以选择，根据本次设计使用的特点而选用了PFC控制模式，这是一种交替式水泵控制模式。如图3.1所示，整个系统由三台水泵，一台内置PID调节器的变频器，一个压力传感器及若干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵协调工作以满足供水需要；变频供水系统中检测管路压力的压力传感器，一般采用电阻式传感器(反馈0～5V电压信号)或压力变送器(反馈4～20mA电流)；本系统采用压力变送器(反馈4～20mA电流)。
本变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、以及报警装置等部分组成。
(1)执行机构
执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，图3-3中的3个水泵分为二种类型:
调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。
恒速泵:水泵运行只在工频状态，速度恒定。它们用于在用水量增大而调速泵的最大供水能力不足时，对供水量进行定量的补充。
(2)信号检测
在系统控制过程中，需要检测的信号包括自来水出水水压信号和报警信号:
水压信号:它反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。报警信号:它反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有异常。该信号为开关量信号。
(3)控制系统
本系统安装在供水控制柜中，包括变频器和电控设备两个部分。
变频器: 变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。它是对水泵进行转速控制的单元。变频器跟踪供水控制器送来的控制信号改变调速泵的运行频率，完成对调速泵的转速控制。它是整个变频恒压供水控制系统的核心。
电控设备:它是由一组接触器、保护继电器、转换开关等电气元件组成。用于在供水控制器的控制下完成对水泵的切换、手/自动切换等。
(4)控制面板
控制面板是人与机器进行信息交流的途径。通过控制面板使用者可以更改设定压力，修改一些系统设定以满足不同工艺的需求，同时使用者也可以从控制面板上得知系统的一些运行情况及设备的工作状态。控制面板还可以对系统的运行过程进行监示，对报警进行显示。
(5)通讯接口
通讯接口是本系统的一个重要组成部分，通过该接口，系统可以和组态软件以及其他的工业监控系统进行数据交换，同时通过通讯接口，还可以将现代先进的网络技术应用到本系统中来，例如可以对系统进行远程的诊断和维护等。
(6)报警装置
当出现缺相、变频器故障、液位下限、超压、差压等情况时，系统皆能发出声响报警信号；特别是当出现缺相、变频器故障、液位下限、超压时，系统还会自动停机，并发出声响报警信号，通知维修人员前来维修。此外，变频器故障时，系统自动停机，此时可切换至手动方式保证系统不间断供水。
三、适用于恒压供水系统的应用
应用宏的使用使变频器的应用更加简单，调试更加方便，用于水泵的应用宏主要有PID、PFC、SPFC这三种方式。
PID应用宏适用于一台变频器拖动一台水泵的应用，可以做恒压，恒流量，恒温等的控制。
PFC应用宏通常用于一台变频器拖动多台水泵的情形。分为两种功能：一种是无定时切换的PFC，另一种是有定时切换的PFC。选择无定时切换状态时，如果增加继电器的扩展，结果能最多控制七台电机。一台电机变频调速运行，其他的电机恒速运行作为压力补充。选择有定时切换状态时，最多可控制6台电机。一台电机变频调速运行，其他的电机备用恒速运行，并且变频调速运行可在多台电机之间互相切换。
SPFC应用宏也称为带循环软启功能的PFC,该功能可以使变频器变成一台软启动器加一台变频器联合工作，并且一台变频器可拖动六台电机。但是在这种模式下没有定时切换功能。循环软启动功能工作过程是这样：当1号电机的工作频率达到电网的工频时，电机同传动单元脱离经过延时后直接接入电网运行，这时2号电机接入传动单元，2号电机根据变频器内部PID的预算结果逐渐增加频率，直到满足实际的工作压力。如果有3--6号电机则按照上述的步骤进行启动。停止时按照标准的PFC运行方式停车。
另外，变频器内置模块中还具有火灾模式，通常用于紧急情况下的变频器运行，在消防水系统中可利用这种模式。它可以通过DI口激活，如果此功能被激活变频器就会忽略绝大多数故障，忽略任何外部命令和给定值，忽略所有的通讯指令，但是可以通过密码保护。变频器在紧急情况下会尽可能的延长运行时间，直至自身损毁。火灾模式下，变频器即可以正反转运行，又可以在PID模式下运行，也可以在恒速下运行。
总之，应用宏的选择将使变频器的应用更加简单，调试更加方便。而且用户只需设计好所需的应用宏，相关的参数就设置完成了。并且全部逻辑数据都来自变频器的内部，无需在使用外部PLC控制，节省了外部设备的连接数。使设备的使用更贴近普通用户。
四、供水系统变频改造后的运行分析
本变频恒压供水系统原理，主要是由内置PID调节器及简单可编程控制器的变频器（ABB ACS510）、压力变送器、液位传感器、电控设备以及3台水泵等组成。用户通过控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关来了解和控制系统的运行。
通过安装在出水管网上的压力变送器，把出口压力信号变成4-20mA的标准信号送入变频器内置PID调节器，调节器将实际压力与给定压力进行比较，并经过PID运算，得出调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵的转速，调节系统供水量，使供水系统管网中的压力保持在给定压力范围内；当用水量很少时（如深夜），系统压力长时间无变化，变频器便进入休眠状态，水泵停止运行；用水量增加时，系统压力降到一定值后，变频器被自动唤醒开始工作，这样既节约了能源，又减少了设备磨损。
以往的变频恒压供水系统在水压高时，通常是采用停变频泵，再将变频器以工频运行方式切换到正在以工频运行的泵上进行调节。这种切换的方式理论上要比直接切工频的方式先进，但其容易引起泵组的频繁启停，从而减少设备的使用寿命。而在本系统中，直接停工频泵，同时由变频器迅速调节，只要参数设置合适，即可实现泵组的无冲击切换，使水压过渡平稳，有效的防止了水压的大范围波动及水压太低时的短时缺水现象，提高了供水品质。
结束语
在供水系统中采用变频调速运行方式，系统可根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速或加减泵，按实际需要随意设定压力给定值，根据压差调整水泵的工作情况，实现恒压供水，使给水泵始终在高效率下运行，在启动时压力波动小。使供水系统管网中的压力保持在给定值，以求最大限度的节能、节水、节地、节资，并使系统处于可靠运行的状态，实现恒压供水；减泵时采用“先启先停”的切换方式，相对于“先启后停”方式，更能确保各泵使用平均以延长设备的使用寿命；压力闭环控制，系统用水量任何变化均能使供水管网的服务压力保持给定，大大提高了供水品质；变频器故障后仍能保障不间断供水，同时实现故障消除后自启动，具有一定的先进性。目前该系统已投入使用，效果明显。
参考文献：
[1] 韩安荣。通用变频器及其应用。 机械工业出版社。2000
[2] 宗红星。变频器内置PID功能在恒压给水系统中的应用。城镇供水2006
变频供水范文第5篇
【关键词】变频恒压供水；变频器；电气控制
【中图分类号】G444【文章标识码】C 【文章编号】1326-3587（2011）11-0046-03
水资源问题已经成为中国21世纪的热点问题，建设节约型社会，合理开发、节约利用和有效保护水资源是一项艰巨任务。
变频调速技术是一种新型的、成熟的交流电机无级调速驱动技术，它以其独特优良的控制性被广泛应用在速度控制领域。特别是在供水行业中，由于生产安全和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格要求，变频调速技术也得到了更加深入的应用。
一、变频恒压变流量供水系统概述
用户用水量一般是动态的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，实现水泵电动机无级调速，依据用水量的变化（实际上为供水管网的压力变化）自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求是当今先进、合理的节能型供水系统。
变频恒压变流量供水控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置与单片机、可编程控制器（PLC）或工业控制计算机（IPC）等控制单元构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。
系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入到控制单元的CPU运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。与以往高位水箱或压力罐等供水设备相比较，变频恒压变流量供水系统具有以下优点：
一、变频恒压供水技术因采用变频器改变电机的电源频率而达到调节水泵转速从而改变水泵出口压力，这种方式比靠调节阀门控制水泵出口压力的方式具有节能效果显著、降低管道阻力、大大减少截留损失的优点。
由于变量泵工作在变频运行状态，当其出口流量小于额定流量时，泵的运行转速小于额定转速，这样就减少了轴承的磨损和发热，延长了泵和电机的机械使用寿命，大大减少了设备的维护工作量和费用。
系统由于实现了全自动恒压控制，无需专门的操作人员操作，大大降低了操作人员的劳动强度，节省了人力资源，同时大大提升了系统自动化控制和管理的水平。
每一台水泵的启动方式为软启动方式，按照变频器设定的加减速时间进行升降速避免了电机工频启动时的电流冲击而造成的对电网的冲击，同时也避免了电机突然加速致使泵产生“喘振”现象。
由于变量泵工作在变频控制状态，其运行转速是由供水量所决定的，故系统在运行过程中可节约相当可观的电能，其经济效益是非常明显的。由于全自动恒压变流量供水控制系统节能效果显著，因此系统投资回收期短（一般在18个月以下），而系统的长期收益和其带来的社会效益也是非常可观的。
1、节能效果明显：优化的节能控制软件，使水泵实现最大限度地节能运行；
2、节水特点突出：根据实际用水情况设定管网压力，自动控制水泵出水量，减少了水的跑、漏现象；
3、运行安全可靠：由变频器实现泵的软起动，使水泵实现由工频到变频的无冲击切换，防止管网冲击、避免管网压力超限，管道破裂。
4、具备联网控制功能：采用全中文工控组态软件，实时监控各个站点，如电机的电压、电流、工作频率、管网压力及流量等。并且能够累积每个站点的用电量，累积每台泵的出水量，同时提供各种形式的打印报表，以便分析统计。
5、控制灵活方便：分段供水，定时供水，手动选择工作方式。
6、自我保护功能完善：如某台泵出现故障，主动向上位机发出报警信息，同时启动备用泵，以维持供水平衡。万一自控系统出现故障，用户可以直接操作手动系统，以保护供水。
供水泵站是水厂供水的主要设备，保证正常供水并达到节能目的是许多厂家关心的问题。根据目前某水厂的供水情况，供水系统分为两个泵房，每个泵房设有两台供水泵，泵房之间存在一定的距离。鉴于现场情况，可采用“一拖二”变频泵（一用一备）+两台工频泵控制方式，即在同一泵房，采用一台变频器循环控制两台水泵，而另一泵房的两台水泵工作时直接工频启动运行，不再经过变频器启动。
系统采用变频模糊控制方式，根据管网供水压力设定值与实时反馈值之差值大小，判断当前需启动（或停止）大功率水泵还是小功率水泵，并控制运行泵的投入量以及自动调节变频泵的转速，以改变水泵流量，保证供水管网压力始终稳定在给定值附近，实现了变频调速恒压供水。
系统工作原理如上图所示。
二、系统配置
控制系统组成：系统主要由一屏变频控制柜、两屏水泵电气控制柜和一只压力变送器组成。
变频器控制柜由：一台变频调速器、一台可编程控制器（PLC）、1块模拟量输入输出模块、1块文本显示器以及若干辅助部件等组成。变频调速器用于调节水泵转速以调节水的流量（水压力）；可编程控制器是恒压供水系统的控制中心，管网压力经压力变送器将非电量信号转换成4~20mA的标准电信号，输入模拟模块，经A/D转换后，由PLC对信号进行数据处理、分析，并输出相应的控制信号，实现系统的逻辑控制和功能切换；文本显示器用于显示变频泵的运行频率、系统的工作状态、控制参数的设置、变频泵定时轮换周期设置、每天不同时间段的供水压力设置以及故障报警信息显示等。
变频控制电气柜由：一个空气开关、四个交流接触器、两个热继电器以及若干辅助部件等组成。空气开关控制变频柜的总电源；交流接触器分为两组，分别控制两个水泵的变频运行和工频运行，每组中的两个接触器之间采用互锁控制方式，以防止变频输出与工频电源之间引起短路而损坏变频器及相关设备。热继电器是在电机工频运行时起保护电机作用。
工频电气控制柜由：一个空气开关、六个交流接触器、两个热继电器以及若干辅助部件等组成。空气开关控制电气柜的总电源；交流接触器分为两组，采用Y-Δ启动方式分别控制两台水泵的工频运行；热继电器对电机起保护作用。
三、系统功能
1、系统设有手动和自动控制方式，并可实现无扰动切换。当选择手动方式时，可进行人工任意启动或停止水泵运行，变频泵由人工调节运行转速，以保障自动控制系统出现故障时可通过人工控制方式维持系统运行，保证连续供水。当选择自动方式时，只需人工按启动按键，系统则自动根据水压的变化调节变频器的工作频率，改变水泵的运行转速和运行台数，以到达供水压力的恒定。轮换控制的设置，可以有效地防止因为某台泵长期不用而发生的锈死现象，提高设备的综合利用率，降低维护成本。
2、系统自动根据管网压力的实时值与设定值之差值大小，选择切换工频泵。
3、具有按不同时间段设置不同的供水压力功能，以达到最大节能效果。
4、具有故障报警功能，当出现某一台水泵故障跳闸时，系统自动将此泵停止，并发出故障报警，且记忆存储故障不再使用直至故障清除，同时自动启动备用泵，以保证供水的压力稳定性。
5、管网超压或欠压报警，以保护管网的安全和供水的正常运行。
6、具有通讯功能，可与上位机通讯，实现管控一体化。
四、系统控制流程（如图）
五、结束语
通过变频恒压变流量供水控制，使供水管网络的水压稳定，提高了供水的质量和稳定性；避免了供水管网水压的一场增高造成的跑水漏水现象，避免水资源的浪费，降低维修成本；另外一方面，节能效果也十分显著，一年左右即可收回采用变频恒压供水系统增加的投资。正是因为可编程控制器（PLC）与变频器在恒压供水系统中所担任的重要角色，丰富了系统的控制功能，提高了系统的可靠性，该系统适合在城乡居民生活小区，高层建筑生活用水，宾馆、饭店的室内外供水系统、各类型的自来水厂、供水站增压系统、供气系统、供热和空调系统中的循环用水系统、传统供水系统（气压、水塔、高位水箱供水）的改造、工业恒压供水系统、消防用水系统、工业锅炉补水系统、深井泵恒压供水系统、农业排灌系统、园林喷洒系统、水井及艺术喷泉系统等多种场合推广应用。
【参考文献】
1、阮友德，电气控制与PLC实训教程［M］北京：人民邮电出版社
2、曹菁、洪雪峰，基于PLC和变频器的恒压供水系统研究［J］ 变频器世界，2007（9）
