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变频供水范文1
（1）变频器小于50Hz时，由于I*R很小，所以U/F=E/F不变时，磁通为常数，转矩和电流成正比，这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载（转矩）能力，并成为恒转矩调速。
（2）变频器50Hz以上时，通常的电机是按50Hz电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速。 (T=Te， P
下面用公式来定性的分析一下频率在50Hz时的情况。众所周知，对一个特定的电机来说， 其额定电压和额定电流是不变的。如变频器和电机额定值都是: 15kW/380V/30A， 电机可以工作在50Hz以上。
当转速为50Hz时，变频器的输出电压为380V，电流为30A。 这时如果增大输出频率到60Hz，变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A。 很显然输出功率不变。所以我们称之为恒功率调速。
这时的转矩情况怎样呢？由于功率是角速度与转矩的乘积。因为功率不变，角速度增加了，所以转矩会相应减小。[7]我们还可以再换一个角度来看：从电机的定子电压
因此转矩T会跟着磁通X减小而减小。
结论：当变频器输出频率从50Hz以上增加时，电机的输出转矩会减小。
2.1.2变频器结构电路图
主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。变频器结构图如图2-1所示。
图2-1变频器结构图
2.1.3变频器的配线
1、主回路端子台的配线图如图2-2所示。
图2-2 变频器配线图
2、控制回路端子
（1）控制回路端子图
变频器实际应用中接线端子排列如图2-3所示。
图2-3 变频器端子图
（2）控制回路端子功能说明
变频器中所用的各个端子说明如表2-1所示。
JP1跳线说明：
电源：1-2短接，[8]V+输出5V/50mA。
电源：2-3短接，V+输出10V/10mA。
表2-1 变频器端子功能表
种类
端子符号
端子功能
V+
向外提供+5V/50mA电源
或+10V/10mA电源
由控制板上JP1选择
向外提供-10V/10mA电源
频率设定电压信号输入端1
0～10V
频率设定电压信号输入端2
-10～10V
频率设定电流信号输入正端（电流流入端）
0～20mA
频率设定电压信号的公共端（V+、V-电源地），频率设定电流信号输入负端（电流流出端）
控
制
端
子
X1
多功能输入端子1
多功能输入端子的具体功能由参数L-63 ~ L-69设定，端子与CM端闭合有效
多功能输入端子2
多功能输入端子3
多功能输入端子4
多功能输入端子5
多功能输入端子6
多功能输入端子7，也可作外部脉冲信号的输入端子
正转控制命令端
与CM端闭合有效，FWD-CM决定面板控制方式时的运转方向。
逆转控制命令端
故障复位输入端
控制端子的公共端
向外提供的+24V/50mA的电源 （CM端子为该电源地）
模拟
输出
可编程电压信号输出端，外接电压表头（由参数b-10设定）
最大允许电流1mA
输出电压0～10V
可编程频率信号输出端，外接频率计（由参数b-11设定）
最高输出信号频率50KHz、幅值10V
AM、FM端子的公共端
内部与GND端相连
可编程开路集电极输出，由参数b-15及b-16设定
最大负载电流50mA，最高承受电压24V
故
障
输
出
变频器正常：TA-TB闭合
TA-TC断开
变频器故障：TA-TB断开
TA-TC闭合
触点容量：AC250V 1A
阻性负载
RS485通讯端子
3、变频器的基本配线图如图2-4所示。
图2-4 变频器基本配线图
2.1.4 故障诊断与对策
当变频器有故障时，1泵故障输入置1，1泵停止，具体故障如表2-2。
2.2软起动
2.2.1软起动的基本原理
软起动器是一种用来控制鼠笼型异步电动机的新设备，集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新型电机控制装置，国外称为 Soft Starter。软启器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。[9]软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。
2.2.2常见故障的排除
STR软启动器有10种保护功能。当软启动器故障保护功能动作时，软启动器立即停机。操作键盘显示故障保护代码，用户可根据代码所对应的故障原因进行分析处理。在故障排除后，可通过复位键RESET进行复位。使软启动器回到启动准备状态。详见表2-3。
表2-3 软启动器故障对策表
2.3 文本显示器
变频供水范文2
关键字：变频供水设备循环软启动深水井生活消防合用
1.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，变频供水设备已广泛应用于多层住宅小区生活及高层建筑生活消防供水系统。
2.变频供水设备的使用现状
2.1普通循环软启动变频供水设备
该类型设备在实际应用中较多，系统由水泵机组、循环软启动变频柜、压力仪表、管路系统等构成。变频柜由变频调速器，PLC(或变频控制器)，低压电器等构成。系统一般选择同型号水泵2～4台，以3台泵为例，系统的工作情况如下：平时1台泵变频供水，当1台泵供水不足时，先开的泵转为工频运行，变频柜再软启动第2台泵，若流量还不够，第2台泵转为工频运行，变频柜再软启动第3台泵。若用水量减少，按启泵顺序依次停止工频泵，直到最后1台泵变频恒压供水。另外系统具有定时换泵功能，若某台泵连续运行超过设定切换时间(一般设为1--2天)，变频柜可自动停止该泵切换到下一台泵继续变频运行。换泵时间由程序设定，可按要求随时调整。这样可均衡各泵的运行时间，延长整体泵组的寿命。为达到更好的节能目的，多功能变频控制器设有双恒压接口，系统可实现双恒压供水功能。该系统一般适用于规模较小的多层住宅小区(如300户以内)或其它小规模用水系统，水泵功率一般不超过7.5kW。另外也适用于小流量用水时间很短或用水量变化不大的其它场合，如循环水系统。
2.2带小流量泵的循环软启动变频供水设备
当变频供水系统在小流量或零流量的情况下，比如在夜间用水低谷时，系统内的用水量很小，此时水泵在低流量下运行，会造成水泵效率大大降低，不能达到节能的目的，水泵功率越大用电越多。例如对300～1000户的多层住宅小区或600户左右的小高层住宅楼群(12层以内)的生活用水系统，生活主泵功率一般在15kW左右，系统的零流量频率f0一般为25～35Hz，故在夜间小流量时，采用主泵变频供水效率较低。这就涉及供水系统在小流量或零流量时的节电问题，一般可以采取4种方案：①变频主泵+工频辅泵；②变频主泵+工频辅泵+气压罐；③变频主泵+气压罐；④变频主泵+变频辅泵+气压罐。从节能、投资角度看第4种方案更为适宜，该方案即在原变频主泵基础上，再配备1～2台小泵专用在夜间或平时小流量时变频供水，一般选择小泵流量为3～6m3/h，居民区户数越多，流量可适当选择大些。小泵功率一般为1.5～3kW，小泵的扬程按主泵扬程或略低于主泵扬程即可。变频柜采用PLC控制，程序采用模块化设计，系统控制流程见图1。平时系统运行于主泵循环软启动变频供水模式，系统用水量减小时，主泵频率逐渐降低，当频率低于小流量频率时，PID调节器发出低频切换信号，延时后，系统自动进入小泵变频供水模式。当用水量增大，小泵流量不能满足系统需要时，PID调节器发出满频信号，延时后，系统自动返回主泵循环软启动变频供水模式。为达到更好的节能效果，系统也可实现双恒压供水功能。以杭州某住宅小区变频供水系统为例，生活主泵配QDG30?20×3立式多级泵2台，单台Q=30m3/h，H=60m，N=11kW，小泵配QDL4.8-8×6立式多级泵1台，Q=4.8m3/h，H=48m，N=1.5kW。在用水非高峰时，主泵运行小流量频率平均为30Hz，电流为6.5A，采用小泵时小流量频率平均为35Hz，电流为2.5A，按每天小流量运行时间15h计算，每年可节电3800kW•h。
2.3全流量高效变频供水设备
对比较大的生活小区和高层建筑的生活用水，若单配主泵机组和小流量泵，因小泵流量QL和主泵流量QM差别较大，当流量调节范围在QL～1/3Qm时，水泵的运行效率仍很低，导致水泵运行不经济，浪费电能。并且流量在大于或接近QL时还会出现频繁的换泵操作。为实现在全流量范围内水泵始终能高效率运行，这就有必要再增加一种中流量水泵，流量可选为1/3Qm～1/2QM。特殊情况下还可增加2种中流量水泵。这样整体水泵流量选择呈阶梯状，从而使得设备在任何流量段运行时均处于水泵的高效率段，更加节能。变频柜控制核心由PLC和多功能PID调节仪构成。系统也可实现双恒压供水功能，中泵和小泵变频时低恒压供水，主泵变频时高恒压供水。
2.4深水井变频供水设备
目前深水井潜水泵采用变频调速控制的也非常广泛，主要是因为不需再建水塔，设备占地小，建设周期短，水质无二次污染，水泵软启动软停车，故障率低，大修周期延长，寿命提高。但对夜间也要求供水的系统(一般居民生活用水都有要求)，仍存在夜间小流量"费电"问题。一般潜水泵功率较大，小流量频率fL一般在28Hz以上。如30kW的潜水泵，小流量频率按30Hz计算，每天夜间近6h内约有50kW•h电能"浪费"，一年就是18000kW•h!这还未计入白天小流量时的用电。为解决小流量耗电问题，可增配1台直径600～1200的囊式气压罐，一般气压罐可直接安装在泵房。根据气压罐的调节容量合理设置小流量频率fL。变频柜控制核心仍为PLC和多功能PID调节仪，当系统用水量变小，运行频率降至小流量频率fL时，系统进入小流量变频稳压状态，同时PLC自动计算潜水泵启动次数，若小时启动次数D≥12次，系统则回到潜水泵变频恒压供水状态。
2.5生活消防合用变频供水设备
对多层建筑，《建筑设计防火规范》GBJ16-87第8.1.2条规定"消防给水宜与生产、生活给水管道合用"。但对高层建筑，《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95第7.4.1条规定"室内消防给水系统应与生活、生产给水系统分开独立设置"。而12层以内小高层建筑(特别是住宅楼群)，生活消防压力差别不大，若管材选用适当或消防管路采取防倒流措施，在采用变频设备及电源可靠条件下，建议高规适当放宽要求应允许生活消防合用供水设备。同时有以下优点： (1)生活消防泵组定时轮换运行，不会因消防泵长期不用或管理不善而使水泵锈死，机组时刻处在工作状态。 (2)生活泵组和消防泵组合用，基本节省一套消防泵,且便于设备管理和维护。(3)设备自动化程度高，供水稳定可靠，且水质无二次污染。(4)水泵软启动软停车，无冲击和超压危害。系统可按循环软启动变频设备或带小流量泵的循环软启动变频供水设备选型，主泵流量按生活、消防两者最大的来选择，并留有1台备用泵，扬程一般按消防设计压力选择。
3.结论
(1)生活供水系统采用变频供水设备可改善供水水质，且自动化程度高，又是国家节能推广技术，但若选择使用不当，又会造成电能"浪费"，达不到预期目标。因此建议设计人员和用户在方案确定之前应根据用水性质、用水特点、用水规模、设备投资等因素综合考虑，在保证可靠供水前提下，充分发挥变频调速的节能潜力。
变频供水范文3
关键词：变频控制 恒压供水 系统设计
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（c）-0016-02
水是生命之源、是人类生存的基础，居民生活用水质和量的水平是衡量一个国家和地区文明程度的一个重要标志，占全国人口70%的农村居民生活用水质量的高低直接关系到我国整体文明建设的进程和水平。我国改革开放以来，经济“持续、快速、健康”的增长，综合国力明显增强，各行各业快速发展，全国提前实现了第二步战略目标。而农村供水作为农民生活的重要基础设施基本处于一种自然发展状态，突出存在水压时低时高、各部位的水压差异大、供水可靠性差等问题，与快速发展的农村经济形势脱节，已开始制约农民生活质量的进一步提高。截止到2005年全国共建成农村饮水工程300多万处，其中，乡镇集中供水工程3.2万处，村集中供水10多万处。农村居民中享受自来水的人数约4亿多人，占农村总人口的45%。但自然村屯自来水普及率仅29%。供水量为北方每人每日供水10L左右，南方40L左右。比国际上发展中国家农村供水量20～50L/d的标准低。因此，加速发展农村饮水和乡镇供水工作是关系到农村社会经济发展、提高农村人口素质、稳定农村社会的大问题，是促进农业现代化建设的重要内容之一。
1 变频恒压供水控制系统设计思路
本恒压变频供水控制系统设计旨在达到用户打开水龙头阀门，同时单片机、PLC等控制器采集水压传感器压力变化值，调节供水网中水泵旋转频率，调节水泵的输出流量，保证供水出口压力保持不变，实现恒压供水。做到用户段不管用水量大小，总保持管网水压基本恒定，这样，即可满足各部位的用户对水的需求，又不使电动机空转，造成电能的浪费。其基本本结构为： PLC+变频器+变频调速的泵（如图1）。
供水管网的管内压力与水泵的转速、用户用水负荷等有关，水泵转速越快，管内压力越大，用水负荷就越大，管内压力越小。在供水系统中，负荷往往是不可控的，因此，在恒压供水系统中，只有调节泵的转速来控制压力。本设计水泵的转速控制使用PID控制算法来控制，PID控制模块具有比较和差分的功能，供水的压力低于设定压力，变频器就会将运行频率升高，反之则降低，并且可以根据压力变化的快慢进行差分调节。利用系统中的压力传感器将压力信号与设定值进行比较，送入PID等控制器，PLC将控制器计算的数值输出到变频器，变频器根据输入的模拟量，改变输出的电压及频率，从而实现对电动机的转速的调节，改变管内压力，实现恒压供水控制。
2 本项目控制系统方案设计
本设计为基于计算机远程分布式网络控制的恒压变频控制系统，包括远程监控与管理系统、中间路由传输系统和本地供水控制系统三大部分；远程监控与管理系统是局部区域供水网络的高层管理器，负责对本地工作站供水信息采集和统计，分析本地服务站供水状况和供水使用情况，并实现了对本地服务站系统进行远程监控、故障诊断等功能，实时确认各本地服务器供水系统正常稳定运转。链路通信网路负责远程监控与管理系统与本地供水网路的正常通信，若干个本地供水系统组成一个庞大的子网络系统，由于主系统与子系统的距离较远，考虑农村分散式供水系统零星分布等现状，设计子系统分布为分布式网络终端，主控制网路与子控制网络之间的通信方式是基于TCP/IP协议的远程网络通信模式。
3 本地供水控制系统设计
本地供水控制系统是整个系统的执行部分，是本地供水系统中的执行部分，主要包括本地服务器、PLC可编程逻辑控制器、变频器、水泵和水压表等组成部分（图2）。
本地PC机与PLC组成主从式控制系统，可编程逻辑控制器PLC与变频器和水压表构成交互网络，通过RS232或者网络接口进行通信，本项目中，采用了工业标准协议Modbus协议，首先对水压表和变频器定义不同的地址，地址标号不能重复，避免出现同一地址响应冲突，引发通信故障，PLC以广播方式给所有从级设备发送指令。
PLC可编程逻辑控制器实时采集嵌入在输水管道中的水压表的数值，然后将水压表的实际值跟设定值作比较，然后将比较结果输送到PID控制器或者模糊算法控制器，并将控制器数据的结果转化为控制输出量，PLC逻辑控制器将计算以后的控制输出量通过发送到变频器中，控制变频器的输出，从而改变水泵的运行状态，水泵系统是一个大惯量、非线性系统，在控制过程中，首先要确定各种启动参数，如Kp、Ki、Kd等pid控制参数，实现水泵的无抖动超调优化控制，保证电机平稳运行。
在本地供水系统中，随着用水网络的增大，用户用水的增多，供水任务的增大，单台水泵往往难以解决供水问题，在用水高峰期，往往需要多台水泵并行供水，对于高层楼宇，则需要多级水泵串联来实现，本系统在设计过程中，并行供水系统的设计流程为：
初始化相关配置参数，采集供水网络压力信息，电机进行初始化等。
采集供水网络中各压力传感器上水压的大小，在供水网络中，存在压力传感器比较多，因此，需要先开辟大块内存或者采用数据库保存压力值。
计算供水网络中水泵上下端总的压力值大小。
根据计算出压力值大小，判断开启水泵的多少和功率的大小，当实际压力值小于阈值1时，仅开启水泵1，当实际压力值大于阈值1小于阈值2是，开启水泵1和水泵2，当实际压力值大于阈值2小于阈值3是，开启水泵1、水泵2和水泵3，依次类推。完成多水泵并行增减压的功能。
具体流程图如下图3。
4 远程监控与管理系统设计
本设计通过对泵站业务需求和功能需求的分析，把泵站作为相对独立的部分进行监控，不但要能实现就地控制的各种功能，还要能实现手动控制和就地控制的相互切换，当系统出现故障时，送水泵房仍能实现就地控制，达到以下功能。
（1）控制功能：功能分自动和手控两种方式，在转换开关处于自动位置时，便立即进入自动控制状态。
（2）监测功能：不论设备处于哪种工作方式下，即使在手动方式下，系统具有对设备的状态和参数实时监测功能。监测信号的设置是根据设备控制流程需要、保护设备安全需要、生产管理需要和提供设备故障查询而选定的。
远程监控与管理系统是整个恒压变频供水网络的最高层次，是信息处理的核心部分，主要负责实时监控本地供水系统现状和整体网络运行状况统计分析。与现有农村落后供水方式相比较，系统能够监控各个供水地区异常的出现，并及时发出报警信息，通知维护和管理人员作出反应，可以避免因远程管道断裂，影响农村居民用水、造成水资源浪等现场。对于现有的农村供水系统中，供水水源与用水区域相隔较远，若供水部位系统出现异常故障，管理人员不能够及时察觉，易造成供水中断或系统瘫痪，严重影响下游农村星散用户取水方便。
5 网络通信模块
本设计的远程监控与管理系统上位机软件采用Visual 2010编程软件编写，主要包括通信功能、数据库管理功能和故障自诊断功能，并集成了汇总打印外部设备，通信功能采用了socket通信方式下地Client/Server（客户机/服务器）模型，这种方案客户应用程序向服务器程序请求服务（图4 Socket编程流程图）。一个服务程序通常在一个众所周知的地址监听对服务的请求，也就是说，服务进程一直处于休眠状态，直到一个客户向这个服务的地址提出了连接请求。在这个时刻，服务程序被“惊醒”并且为客户提供服务-对客户的请求作出适当的反应。
6 结语
本设计设计了一个基于计算机网络通信的恒压变频分布式控制系统和大型远程监控软件，开发了上位机远程实时监控系统软件、下位机PLC工作站组、变频控制器和水泵机组、实施故障自诊断软件系统等；能进行供水网路中局部供水故障的自行诊断与排查，及时发现故障位置；做到了用户段不管用水量大小，总保持管网水压基本恒定，实现了满足各部位的用户对水的需求的目标，大幅度的提高了农村供水可靠性。应用本变频恒压供水控制系统，对改善农村生活质量有切实的意义，该设计具有广阔的应用前景和推广价值。
参考文献
[1] 魏伟.PLC控制技术于应用[M].北京：中国轻工业出版社，2010：195-214.
[2] 张万忠，孙晋.可编程控制器入门与应用实例[M].北京：中国电力出版社，2005.
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变频供水范文4
关键词：无负压，传统，二次供水，污染，应用
近年来，随着城市建设步伐的加快，越来越多的高层建筑矗立在城市街头。如何选择科学合理、安全卫生的二次供水方式更好地保障高层供水成为城市二次供水面临的问题。如今，二次供水系统也经历了不同的发展阶段，从过去老式的水泵加屋顶水箱到后来的变频恒压供水，再到近年来的无负压变频恒压供水。
现就无负压变频恒压供水在城市二次供水中的具体应用进行简要的探讨。
1无负压变频恒压供水系统简介
无负压变频恒压供水系统是在传统变频恒压供水系统基础上发展起来的，主要由无负压调节罐、水泵、气压罐、智能控制系统等部分组成。无负压变频恒压供水系统是在采用独特的预压平衡技术、负压反馈技术、真空抑制技术及信号采集分析处理技术的基础上，采取完全与空气隔绝、外界管网不受影响为前提，利用原有供水管网压力进行高效节能供水的一种二次加压方式。
工作原理：供水管网中的自来水直接进入调节罐，罐内的空气从真空消除器内排出，待水充满后，真空消除器自动关闭。当供水管网能够满足用水压力及水量要求时，系统通过旁通止回阀向用户管道直接供水；当供水管网的压力不能满足用水要求时，系统通过压力传感器（或压力控制器、电接点压表）发出信号启动水泵运行。水泵供水时，若供水管网的水量大于水泵流量，系统保持正常供水；用水高峰期时，若供水管网水量小于水泵流量时，调节罐内的水作为补充水源仍能正常供水，此时，空气由真空消除器进入调节罐，消除了供水管网的负压，用水高峰期过后，系统恢复正常的状态。若供水管网停水导致调节罐内的水位不断下降，液位探测器发出水泵停机信号保护水泵机组。
2无负压变频恒压供水系统的特点
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系统，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。
无负压变频恒压供水系统主要具有以下优点:
1) 清洁卫生
传统的水池二次加压供水方式采取的是自来水直接进入水池中，水池的水易被赃物甚至动物尸体所污染，尤其在夏天易产生藻类或滋生蚊虫，直接影响到用户的身体健康。无负压变频恒压供水系统由于删减了泵前的水池或水箱，实现了全封闭供水,，从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，利用调节装置采用全封闭式供水方式，消除了二次污染。
2) 节能高效
传统的水池二次加压供水方式的水池是用来储存水的，原有的供水管网水压释放为零，浪费了管网原有压力能。无负压变频恒压供水系统利用调节装置与供水管网连接，可充分利用管网的压力能，直接利用市政供水管网余压，实现叠压供水，不但节约大量的运行成本，而且降低水泵的装机容量；同时采用变频方式进行软启动，避免了电流冲击；实现恒压控制，也避免了对管网的冲击，延长了管路及阀门的寿命。
3) 结构紧凑、节省投资
传统的水池二次加压供水方式需建造水池，工程总投资大，并且使用过程中要定期清洗，不但增加了工程的总投资，还增加了日常的维护费用。无负压变频恒压供水系统利用调节装置供水，取消了泵前的水池（或水箱），节省投资，减少占地，可以通过提高防护等级实现供水系统室外安装，取消水泵房，增加建筑物的有效使用面积。同时可根据用户的现场情况可以采用立式或卧式不同的安装方式，检修方便。
无负压变频恒压供水与传统变频恒压供水对比表
3 无负压变频恒压供水系统的适用范围
1) 适用于供水管网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) 供水企业中间加压泵站。
4) 工矿企业的生活、生产用水等。
5) 各种循环水系统。
尽管无负压变频恒压供水有它自身的优点，但是由于其技术特点，应用上也存在一定的局限性。当用户最大用水量大于供水管网最小进水量时，即出现求大于供的情况时就不允许采用无负压变频恒压供水，在可能对市政供水管网造成污染的场所也不能应用。主要包括以下场所：1) 城市供水管网经常停水的区域；2) 城市供水管网可利用水头过低的区域；3) 城市供水管网供水Q（水量）、H（压力） 波动过大的区域；4) 使用无负压供水设备后，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、化工行业等。
4 无负压变频恒压供水系统在保定市二次供水中的应用
保定市市区面积近110平方公里，用水人口近100万，城市供水管网平均水压0.3MPa，供水普及率达100%。随着城市发展，新建居民小区多为10层以上高层住宅。为保证高层供水，需配套建设二次供水系统。2005年以前，主要采取的是传统的蓄水池二次加压供水方式。这种二次供水方式最容易发生二次供水水质污染事件。保定市市区发生的最严重的一次二次供水污染事件是1994年10月，在南大街小区B区，由于二次供水设施设计不合理，蓄水池溢水口设计较低，并直接与雨水管道相连。当时小区内污水管道堵塞，污水流入雨水管道里，然后流入到蓄水池中，造成二次供水污染，数百人受害。2005年以后，市区二次供水逐步采取无负压变频恒压供水方式，每年新增设备在30套左右。近年来，从未发生一起因无负压变频恒压供水造成的水质事故。
5 无负压变频恒压供水系统未来的发展趋势
变频供水范文5
关键词：变频调速恒压、变压供水、能耗
中图分类号： TE08 文献标识码： A
一、前言
在实际给水系统中,为提高供水的可靠性 ,用于增压的水泵都是根据管网最不利工况下的流量、扬程而选定的 ,但管网中高峰用水量时间不长,用水量在大多数时间里都小于最不利工况时的流量 ,其扬程将随流量的下降而上升 ,使水泵经常处于扬程过剩的情况下运行。因此。变频调速供水设备就应运而生, 它能够根据管网中的实际用水量及水压 ,通过自动调节水泵的转速而达到供需平衡。
二、变频调速恒压供水系统
恒压供水系统城市建设、社会稳定具有非常重要的意义。例如，恒压供水系统能够保证发生火灾时为消防系统提供充足的水源。对于某些工业或特殊用户来说，恒压供水也是非常重要的。例如由于工艺需求，要求生产过程中自来水供水稳定可靠，若不能实现恒压供水可能影响产品质量，严重时可能导致产品报废和设备损坏。因此，采用恒压供水系统，对社会建设、经济发展具有重大意义。
电力技术的不断发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往压力罐和高位水箱等供水设备。其基本原理是：变频调速供水设备在运行时变频调速器控制水泵电机的速度，通过速度的变化保持水压恒定，当管网实际水压低于设定水压时，变频调速器会按顺序循环软启动相应台数的水泵来满足水压恒定，当管网实际水压高于设定水压时，变频调速器按相反顺序切掉相应的水泵电机。变频调速供水系统起动平稳，起动电流可限，因而能够避免起动时对电网的冲击；另外，变频调速供水系统，水泵平均转速降低，水管平均压力稳定，延长了水泵、管道和阀门等器件的使用寿命。其功能齐全周到、操作简单方便、运行稳定安全，使供水实现节电、节水、节省人力，显著提高了其经济效益。
三、变频调速供水设备的工作原理
供水系统中扬程发生变化时, 压力传感器即向微机控制器输入水泵出水管压力的信号,若出水管压力值大于系统中设计供水量对应的压力时, 微机控制器即向变额调速器发出降低电源频率的信号 ,水泵转速随即降低 ,使水泵出水量减少 ,水泵出水管的压力降低 。反之亦然。变频调速供水设备一般由单台变频调速泵, 或变频调速泵和恒速泵组合构成水泵机组, 电气控制柜、压力传感器 、管路及管路附件等组成 。控制拒内有电气接线 、开关、
保护系统、变频调速系统和信息处理自动闭合控制系统等。
目前变频调速设备中水泵的运行方式 ,按水泵出口工况常分为两种:水泵变频调速恒压变流量运行和水泵变频调速变压变流量运行 。恒压变流量供水的控制参数设定为水泵出口恒压, 变压变流量供水是指设备的出口按给水管网运行要求变压变流量供水。设备的构造和恒压变流量供水设备基本相同,只是控制信号的采集和处理及传感系统与恒压变流量设备不一致 。变压变流量供水设备的控制参数的设定, 可以在给水管网最不利点(控制点 )恒压控制 ,还可在设备出口按设定的管网运行特性曲线变压控制。前者需要解决压力变送器的布线和安装 ,后者需要到现场获取不同时段的压力流量关系数据 ,建立符合实际的管网特性数学模型。总之 ,变压变流量供水设备关键是解决好控制参数的设定和传感问题。
四、供水方式的能耗对比
两种运行方式的能量消耗与水泵恒速运行时能量消耗的比较 ,可用图1水泵耗能分析图解释。
水泵的工况点是由水泵运行特性曲线(如n0)与管网特性曲线(如 R0)的交点,从图1可以看出,水泵在恒速运行时, 工况点只能在对应 n=n0的一条曲线上移动,当管网中流量减小,Q0降为Q1时,工况点要从 A0变为A1,就要调整阀门, 使得管网特性曲线变为R′0, 用户压力升高为H′st。而实际管网这时只需要在C1点工作,因此,有A1C1段扬程的浪费,流量越小扬程浪费越大。如果采用水泵变频调速出口恒压 (压力为H0)运行, 当管网中流量从设计流量Q0降为 Q1时 ,由于水泵变频调速使转速从n变为n1,水泵的供水压力仍维持在H0,工况点变为B1,同样实际管网这时还是需要在C1点工作, 因此有B1C1段扬程的浪费, 但比起恒速运行少了A1B1段扬程的浪费 ,显然这多消耗的扬程同样是无效消耗于管网之中。如果采用变频调速变压变流量运行, 在已知管网特性的情况下, 通过自动调节水泵转速, 使工况点按管网特性曲线移动, 即当流量Q分别为Q0, Q1,Q2时, 根据管网特性所对应的扬程来调节转速分别为n1,n2,工况点分别为C1, C2 ,这时将没有多余扬程浪费,比恒压供水模式减少了B1C1段扬程的浪费 ,比不调速的情况减少了A1C1段扬程的浪费。所以,应该说这种运行方式是最节能的。比较两种供水方式,变压变流量供水设备节能效果好, 同时改善给水管网对流量变化的适应性, 提高了管网的供水安全可靠性。并且管道和设备的保养、维修工作量与费用大大减少。但这种设备控制信号的采集和传感系统比较复杂,调试工作量大,设计时必须有一定的管网基本技术资料 ,对目前为止,应用有一定困难。而恒压变流量供水自动控制系统比较简单，容易实现,运行调试工作量较少。在一定程度上解决了恒速水泵系统运行中的能源浪费问题 ,所以应用比较广泛。
图1水泵耗能分析图
五、恒压供水与变压供水能耗分析
以某小区供水泵站为例，具体分析恒压供水和变压供水的能耗情况。该泵站采用恒压供水方式，恒压值为0．4MPa，使用的水泵流量 100m3／h，扬程 50m，配套功率 22kW，共4台，其性能如表 1和图2所示，泵站设计流量400m／h，静扬程20m，
1、恒压供水能耗分析
如图3所示，当转速低于 n=2500r／rain，变频器频率约为 42Hz时，水泵降速后的性能线与恒压线不能相交，系统已失去调节作用，流量再减小，变频器的转速也不会下降。
如图4所示，转速在 n=2600r／min和 n=2700r／min范围时，百吨水能耗最低，这是因为在这个转速范围内，流量在 80～100m／h变化，泵效较高。而转速低于 n=2600r／min以后，百吨水能耗上升很快，比全速运行能耗还大，而一天当中用水低谷期较长，这时恒压供水不但不节能，反而浪费更大 。
2、变压供水能耗分析
图5是单泵变压供水的运行情况，当转速低于n=1800r／min，变频器频率约为30Hz时，水泵降速后的性能线与恒压线已快要不相交了，流量再减小，变频器的转速也不会下降。
图6是水泵转速与效率的关系。图中可以看出随着转速的降低，水泵高效区域向小流量偏移，流量在40～120m／h的范围中，都处在 70％的高效区内，单泵变流范围非常理想。
3、变压供水与恒压供水的能耗比较
变压供水与恒压供 水可从以下几方面进行比较 ：
（1）变速范围
恒压供水由于受恒压线的限制，该泵站变速下限为 n=2480r／min左右，而变压供水由于沿管网特性曲线运行，变速下限却达到 n=1800r／min，变频器功能得到了充分利用。
（2）水泵高效区范围
由于变速范围大，使变压供水方式的水泵高效区移动范围也变大，约为40―120m／h，而恒压供水方式约为 80～120m／h，使流量的高效调节范围少 了近 40m／h。
六、结束语
综上所述，变频调速是利用压力或流量传感器反馈输出水压，通过变频器控制水泵转速，根据具体用水情况不断改变水泵的流量来适应用户用水量需求的装置。变频调速恒压一种较为节能的技术,较适用于流量不稳定, 变化频繁且幅度较大的供水系统中，变压变流量供水比恒压变流量供水更节能 ,
参考文献：
[1]袁 云，俞赛峰，林 磊，等．排水泵站变频节能的工程实践和机理初探[J]．排灌机械，2006，24(5)：25―28．
变频供水范文6
关键词：双变频；恒压供水；PLC
中图分类号：U664 文献标识码： A
前 言：变频恒压供水设备作为一种新型的节能供水设备，在城市自来水管网中得到广泛的推广运用。本文主要根据变频恒压供水设备的特点，分析选择恒压变频的供水方案，以及双变频恒压供水在自来水厂的具体运用。
一、变频恒压供水设备的特点
1.不会产生负压：该设备与自来水主管网直接连接取水时，加压运行不会造成自来水主管网产生负压。
2.设置压力：通过调节许可压力控制阀能够设置自来水主管网许可吸水压力。
3.可借压：当设备超过许可吸水压力和流量时，可以在主管网的压力基础上增压。
4.变频恒压：设备实时通过压力传感器检测出口压力，再将实测值和设定值进行对照，反馈到控制系统，控制系统发出电机及水泵投入台套数和变频器输出频率信号，以追踪用水曲线来实现恒压。
5.超静音：考虑到噪声对人的危害，采用专用静音变频器，运用成熟的消音设计手段，故系统能超静音运行。
6.停电不停水：当供电线路因故障停电时，控制系统通过预设定的触发状态等手段能够实现停电不停水，也就是说，停电时系统会自动切换为自来水压力供水。
7.自动化程度高：系统能实现全自动控制，具有手动或自动切换、主泵和副泵定时轮换、压力调节、高电压保护、低电压保护、恒压保护、漏相保护、过载保护、过热保护、缺水保护、漏水检测补偿、不用水停车、瞬间跳闸保护等功能。
二、水厂需求分析
自来水厂设计有4台供水泵，分别为55kw（2台）、30kw（2台），其中配备有30kw及55kw变频器各一台。虽然配备了变频器，可是在启用本控制系统之前，原控制基本都是以工频控制，以及人工控制的，不能实现全自动变频恒压供水。尤其是在用水低峰时，造成电能地浪费，并且由于不能降低压力，也将对供水管网造成一定的冲击。为了完善供水系统地供水质量，减少系统能量的消耗，实现恒压供水，必须对原供水的控制方式上进行改造，促使供水泵的控制由工频控制转变为变频控制。
三、恒压变频供水方案选择
现阶段，恒压变频供水技术已发展得较为成熟，一般恒压变频供水系统主要是利用一拖一或者是一拖多地方式进行控制，经过对自来水厂的现场考察统计得出：采用传统地一拖一或者一拖多的控制方式，并不能完全实现恒压供水的节能目的。所以必须根据自来水厂的具体情况，选择一种既能满足恒压供水，又能实现最大节能地最优控制方案。
水厂原有地几台水泵的运行具体情况比较：在同等供水流量的需求下，若是只开启一台55kw的水泵，其电流的消耗要比开启两台30kw水泵的电流消耗总和还大，可是若只开启一台55kw水泵，管网的供水压力比开启两台30kw水泵时要低。在单台30kw泵满足不了供水需要时，若是只启用55kw泵实行变频控制来达到稳定管网压力的需要，此时经实际监测与对比，其节能效果不如启用一台30kw工频同时再启用一台30kw变频时效果好。根据以上情况，本文提出了一种基于plc的双变频恒压供水系统，既满足了恒压供水的需要，又最大程度地实现节能的目的。
四、双变频恒压供水具体方案实现
1、系统结构及主要设备选型
系统结构简图如图1所示，系统主要由变频器、plc及监控电脑等组成，55kw变频器（1台）与 1台55kw泵相连，30kw变频器（1台）与1台30kw泵相连，分别实现变频控制；另外一台55kw及30kw泵由低压控制柜直接控制实现工频运行。plc作为中心控制器，配有数字量输入、输出模块及模拟量输入、输出模块。低压控制回路的各按钮、中间继电器辅助节点及交流接触器相应辅助触点等开关量信号接入数字量输入模块，实现各状态信号的采集；各交流接触器的线圈及变频器的输入控制端子接入数字量输出模块，实现各泵的启停控制；管网出口压力变送器、蓄水池水位传感器、出口流量计等信号接入模拟量输入模块，实现各模拟量信号的实时采集。控制电脑作为上位监控中心，直接与plc相连。其中变频器选用三垦系列水泵专用变频器；plc选用西门子的s7-200系列；控制电脑选用研华工控机。
2、为了实现变频恒压供水，同时实现最大程度的节能降耗，本系统控制方案选择遵循以下原则：
（1）恒压供水的原则
恒压供水作为控制设备的首要原则，系统必须实现在不同时段不同用水情况下的管网出水口压力恒定，满足城市居民生活用水需要。系统采用实时监测出水口压力并将其压力反馈给plc控制器，plc根据用户设定压力，通过智能pid控制运算输出控制命令控制变频器及各工频泵的运行，从而实现自动恒压供水。
（2）高效节能的原则
双变频恒压供水系统控制规划以高效节能降耗为重要指导，根据前面所述水厂具体实际，采取只要两台30kw小泵能够满足供水需求，就不启用一台1#55kw大泵的总体控制思路。
（3）全自动化运行的原则
系统只要输入出口压力设定值，其余操作全部由系统自动来完成，不需人工操作。
（4）均衡运行，延长设备使用寿命原则
