變頻恒壓供水系統(tǒng)介紹

恒壓供水控制系統(tǒng)的基本控制策略是：采用電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置與可編程控制器（PLC）構(gòu)成控制系統(tǒng)，進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行，并自動(dòng)調(diào)整泵組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設(shè)

定的給水壓力值與反饋的總管壓力實(shí)際值進(jìn)行比較，其差值輸入CPU運(yùn)算處理后，發(fā)出控制指令，控制泵電動(dòng)機(jī)的投運(yùn)臺(tái)數(shù)和運(yùn)行變量泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。

      目前自動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置均采用交流變頻技術(shù)，而系統(tǒng)的控制裝置采用PLC控制器或的供水控制系統(tǒng)。因PLC不僅可實(shí)現(xiàn)泵組、閥門的邏輯控制，并可完成系統(tǒng)的數(shù)字PID調(diào)節(jié)功能，可對系統(tǒng)中的各種運(yùn)行參數(shù)、控制點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并完成系統(tǒng)運(yùn)行工況的CRT畫面顯示、故障報(bào)警及打印報(bào)表等功能，所以在一些高標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)中被廣泛使用。在市政供水管網(wǎng)中：自動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，可與城市供水系統(tǒng)的上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)城區(qū)供水系統(tǒng)的優(yōu)化控制，為城市供水系統(tǒng)提供了現(xiàn)代化的調(diào)度、管理、監(jiān)控及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的手段。隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和生活水平的提高，加上居住小區(qū)推行一戶一表供水以后，對市政管網(wǎng)供水的可靠性（壓力、流量）要求越來越高，各種分散或集中加壓設(shè)施也逐漸增多。在這些加壓設(shè)施中，采用調(diào)節(jié)水池加上變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)（以下簡稱系統(tǒng)）變量供水方式已顯現(xiàn)出極大的優(yōu)越性?，F(xiàn)特結(jié)合設(shè)計(jì)應(yīng)用體會(huì)闡述如下：

一、系統(tǒng)基本情況

     系統(tǒng)由變頻器、數(shù)字調(diào)節(jié)器、可編程序控制器（PLC）、傳感器、水泵電機(jī)及相關(guān)電氣控制設(shè)備集成而成，是一種具有變頻調(diào)速和全自動(dòng)閉環(huán)控制功能的機(jī)電一體化智能設(shè)備。系統(tǒng)組成示意見圖1和一次接線分別見圖2：

典型的自動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)框圖如圖2所示：系統(tǒng)具有控制水泵出口總管壓力恒定、變流量供水功能。系統(tǒng)通過安裝在出水總管上的壓力傳感器、流量傳感器，實(shí)時(shí)將壓力、流量非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入至可編程控制器（PLC）的輸入模塊，信號(hào)經(jīng)CPU運(yùn)算處理后與設(shè)定的信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，得出運(yùn)行工況參數(shù)，由系統(tǒng)的輸出模塊輸出邏輯控制指令和變頻器的頻率設(shè)定值，控制泵站投運(yùn)水泵的臺(tái)數(shù)及變量泵的運(yùn)行工況，并實(shí)現(xiàn)對每臺(tái)水泵根據(jù)CPU指令實(shí)施軟啟動(dòng)、軟切換及變頻運(yùn)行。系統(tǒng)可根據(jù)用戶用水量的變化，自動(dòng)確定泵組的水泵的循環(huán)運(yùn)行，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性及供水的質(zhì)量。

二、系統(tǒng)控制功能

1.水泵起停由PLC控制，可具備全循環(huán)軟起動(dòng)功能；

2. 具有自動(dòng)、手動(dòng)切換和手動(dòng)操作裝置，不使用控制柜時(shí)，可用手工操作使水泵直接在工頻下運(yùn)行；

3.定時(shí)輪換功能：控制水泵（包括備用泵）周期性自動(dòng)交換使用，使水泵壽命基本一致；

4.前端貯水池缺水后停泵保護(hù)，有故障顯示功能；

5.供水系統(tǒng)中一般還設(shè)有一臺(tái)小泵或氣壓罐，是為了適應(yīng)小流量情況下（如夜間）的使用，系統(tǒng)能自動(dòng)切換并控制（可選功能）；

6.具有自動(dòng)用工頻起動(dòng)消防泵功能，或者自動(dòng)變頻以適應(yīng)消防供水要求；

7. 缺相、漏電、過載、瞬時(shí)斷電保護(hù)等電氣保護(hù)功能。

三、常用功能介紹

1.PID的調(diào)節(jié)功能

　　由壓力傳感器反饋的水壓信號(hào)(4-20mA或0-5V)直接送入PLC的輸入口，輸入信號(hào)同設(shè)定的壓力值，通過PID比較計(jì)算后，確定需切換泵的數(shù)量和變頻泵的運(yùn)行頻率，系統(tǒng)參數(shù)在實(shí)際運(yùn)行中不斷，使系統(tǒng)壓力始終穩(wěn)定在設(shè)定的范圍內(nèi)。

2.休眠功能

     系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到用戶用水量較小或不用水(如夜晚)的情況，為了節(jié)能，該系統(tǒng)設(shè)置了可以使水泵暫作的“休眠”功能，當(dāng)變頻器頻率輸出低于其下，主泵停止工作(處于休眠狀態(tài))，休眠水泵啟動(dòng)，進(jìn)行補(bǔ)水。 “休眠值”變頻器輸出的下限頻率和“休眠確認(rèn)時(shí)間”可通過變頻器參數(shù)設(shè)置。當(dāng)變頻器的輸出頻率低于休眠值的時(shí)間時(shí)變頻器繼續(xù)工作，當(dāng)變頻器的輸出頻率高于休眠值的時(shí)間時(shí)變頻器將進(jìn)入休眠狀態(tài)?！皢拘阎怠庇晒┧畨毫ο孪迒?dòng)，當(dāng)供水壓力低于下限值時(shí)由PLC發(fā)出指令喚醒變頻器工作。

2.通訊功能

　　該系統(tǒng)具有計(jì)算機(jī)的通訊功能，PLC、變頻器均提供有RS232或485接口，PLC可選用計(jì)算機(jī)與一套或多套系統(tǒng)進(jìn)行通訊，利用計(jì)算機(jī)同時(shí)可以監(jiān)測：電流、電壓、頻率、轉(zhuǎn)速、壓力等，也可以控制變頻器的各類參數(shù)。此外該系統(tǒng)還具有手動(dòng)/自動(dòng)操作，故障報(bào)警，運(yùn)行狀態(tài)，電流，電壓、頻率狀態(tài)顯示、缺水保護(hù)等功能。

四、工程應(yīng)用

     在工程設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)該確定要對哪些水泵進(jìn)行變頻控制，以便在PLC上預(yù)***行程序設(shè)定。因?yàn)榫幼⌒^(qū)供水時(shí)變化系數(shù)較大，因此，在變頻控制泵的選擇上，一般應(yīng)分以下幾種情況來考慮：

1.用水量隨時(shí)間變化較小時(shí)：每天24h連續(xù)供水，且用水低時(shí)工作泵的流量仍較大，這時(shí)可選用同型號(hào)同規(guī)格水泵，根據(jù)高峰用水量選取一用一備或多用一備方案，對全部水泵進(jìn)行變頻控制。

2.小區(qū)規(guī)模較大時(shí)：可采用恒速泵與變頻調(diào)速泵聯(lián)合工作方式供水，這時(shí)對恒速水泵采用軟起動(dòng)器來對其進(jìn)行起、?？刂?，整個(gè)控制系統(tǒng)采用“變頻 + 軟起動(dòng)固定控制”的模式，在PLC上減少控制點(diǎn)數(shù)，這無論從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上、還是運(yùn)行維護(hù)上來看，綜合效果都會(huì)更佳。

3. 生活、消防泵合用的供水方式：某些安裝了消防泵的小區(qū)，因設(shè)備長期備而不用，可靠性會(huì)降低，既增加了工程***，資源利用率也低，這時(shí)可以使生活、消防泵合用。電氣控制應(yīng)該做到：在PLC上預(yù)先設(shè)定生活、消防兩種工作壓力值，平時(shí)作生活正常供水，設(shè)備運(yùn)行在低水壓狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)把水壓切換到消防高壓狀態(tài)，管路上有能保證消防狀態(tài)需要的壓力、流量的裝置。為考慮到選泵的經(jīng)濟(jì)合理，這種方式一般是在高低水壓值相差不大的情況下采用。

我國高壓變頻器發(fā)展現(xiàn)況及競爭力分析

依托我國經(jīng)濟(jì)快速增長，對能源，特別是電能的需求大增，我國的高壓變頻器行業(yè)發(fā)展良好，在占有一定優(yōu)勢，打破了外資企業(yè)在高壓變頻器這塊的行業(yè)壟斷。

   隨著中國進(jìn)一步擴(kuò)大消費(fèi)經(jīng)濟(jì)增長，***力度將繼續(xù)加大。這樣一來，很多行業(yè)的工廠和集成電力應(yīng)用就需要采取節(jié)能措施。其次，亞洲OEM、流程和重工業(yè)市場中的電力控制機(jī)遇預(yù)計(jì)會(huì)為這項(xiàng)收購帶來重大增長潛力。高壓變頻器是很多大型自動(dòng)化工程的組成部分。這些變頻器有助于*大化利用資產(chǎn)并能管理能耗情況。

高壓變頻器涉及的領(lǐng)域非常廣闊，包括電力、冶金、煤炭、石油化工等行業(yè)，其中電力、冶金、水泥等產(chǎn)業(yè)所占比重正逐年增強(qiáng)。2011年，石油、、水泥和石化業(yè)覆蓋了國內(nèi)整個(gè)高壓變頻器市場規(guī)模的近50%，其中水泥業(yè)的市場規(guī)模達(dá)到12.01億元，是四個(gè)行業(yè)中規(guī)模*大的市場，占市場的16%。

目前，國內(nèi)低壓變頻器從業(yè)廠商大約有200家，從外資品牌和本土品牌的對比來看，供應(yīng)商仍以外資品牌為主，其占據(jù)80%的市場份額。相比中低變頻器市場來說，高壓變頻器市場國內(nèi)廠商的份額要更重一些。

   近年來，國產(chǎn)品牌的變頻器廠商已具有了一定的系列化產(chǎn)品，控制系統(tǒng)的數(shù)字化也在行業(yè)中逐漸覆蓋，產(chǎn)業(yè)鏈的延伸也使結(jié)構(gòu)有了均衡發(fā)展的態(tài)勢。隨著利德華福、東方日立、合康變頻等國內(nèi)高壓變頻器廠家的崛起，國外廠商進(jìn)口產(chǎn)品壟斷市場的格局已被打破。

   并且已有外資企業(yè)通過收購我國本土高壓變頻器廠商來提高自己的在我國高壓變頻器市場中的占有率。這都說明，在高壓變頻器領(lǐng)域，我國已不落于世界，至少和國際水平持平或非常接近。

高壓變頻器行業(yè)發(fā)展四點(diǎn)

建議由于***宏觀政策的引導(dǎo)，憑借先天的節(jié)能優(yōu)勢，一場高壓變頻器節(jié)能的盛宴已經(jīng)拉開了序幕，而巨大的市場機(jī)會(huì)也必將吸引更多資本和企業(yè)的關(guān)注和進(jìn)入，帶來更加激烈的競爭。

　　對于行業(yè)今后的發(fā)展，企業(yè)需要繼續(xù)大力推進(jìn)產(chǎn)品自主，努力打造企業(yè)品牌，樹立誠實(shí)守信形象，維護(hù)正常的行業(yè)競爭秩序。同時(shí)也為行業(yè)發(fā)展提出四點(diǎn)建議：

　　一是加強(qiáng)中國變頻器行業(yè)協(xié)會(huì)作用。通過***和舉辦行業(yè)發(fā)展研討會(huì)等方式，統(tǒng)一行業(yè)企業(yè)認(rèn)識(shí)，避免行業(yè)出現(xiàn)價(jià)格競爭情況；出面協(xié)調(diào)行業(yè)企業(yè)與、社會(huì)、上下游客戶的相互關(guān)系，積極協(xié)助落實(shí)有關(guān)節(jié)能降耗政策。

　　二是以人為本。隨著新產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用拓寬進(jìn)程的加速，人才的培養(yǎng)和補(bǔ)充成為未來行業(yè)能否維持高速成長的關(guān)鍵。變頻器企業(yè)在培養(yǎng)和尊重人才的同時(shí)，在使用及留住人才方面，應(yīng)避免無序競爭，樹立行業(yè)全局意識(shí)。

　　三是企業(yè)要大力發(fā)展推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，依靠科技進(jìn)步，努力轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式。健全和完善銷售服務(wù)體系，提高企業(yè)整體服務(wù)水平。構(gòu)建細(xì)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)盟，鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)集中向優(yōu)勢企業(yè)轉(zhuǎn)移。

　　四是大力加強(qiáng)***及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作的開展。據(jù)記者了解，現(xiàn)有涉及變頻調(diào)速設(shè)備的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都是以大的傳動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)出現(xiàn)，變頻調(diào)速設(shè)備只是作為一個(gè)部件。因此，富士5000P11變頻器維修價(jià)格，目前變頻調(diào)速設(shè)備還沒有***可執(zhí)行的生產(chǎn)、檢測、驗(yàn)收等方面的標(biāo)準(zhǔn)。對此，付強(qiáng)表示，成立變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委y會(huì)相關(guān)材料已上報(bào)委，行業(yè)協(xié)會(huì)今后將逐步啟動(dòng)變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作，逐步實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速設(shè)備通用標(biāo)準(zhǔn)、各行業(yè)特性標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)相配套的體系。

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