概述
近年來，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟，其顯著的節(jié)能效果和可靠穩(wěn)定的控制方式已得到大家的認(rèn)可，在供水系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。變頻恒壓供水—即供水管網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時(shí)，出口壓力保持恒定不變的供水方式。
變頻恒壓供水系統(tǒng)——以管網(wǎng)水壓 (或用戶用水流量)為設(shè)定參數(shù)，以壓力傳感器采集管網(wǎng)壓力、變送器反饋0-10V 或4-20mA 模擬量信號(hào)通過微機(jī)(PID 閉環(huán)調(diào)節(jié))控制變頻器的輸出頻率從而自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使供水系統(tǒng)自動(dòng)恒穩(wěn)于設(shè)定的壓力值：即用水需求量增加時(shí)，頻率升高，水泵轉(zhuǎn)速加快，供水量相應(yīng)增大；用水量減少時(shí)，頻率降低，水泵轉(zhuǎn)速減慢，供水量亦相應(yīng)減小。與傳統(tǒng)的高壓水塔、高位水箱、氣壓罐等供水方式比較，不論是投資、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有很大優(yōu)勢(shì)，是目前最先進(jìn)、最合理的節(jié)能供水系統(tǒng)。
一、普傳科技變頻器簡(jiǎn)介
做為具有電機(jī)設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)的變頻器專業(yè)制造商，普傳科技很早就開發(fā)出了，具有內(nèi)置PID 調(diào)節(jié)功能的水泵專用型變頻器及多泵供水控制系統(tǒng)軟件，產(chǎn)品從最初的PI168、PI7000、PI8000 系列到目前最新推出基于DSP 控制的高性能矢量型PI9000 系列，在恒壓供水系統(tǒng)中普傳科技變頻器得已到廣泛應(yīng)用。
變頻恒壓供水應(yīng)用特點(diǎn)：
（1）高效節(jié)能。與傳統(tǒng)供水方式相比變頻恒壓供水節(jié)能約30%-60%。
（2）設(shè)備占地面積小，投入少，運(yùn)行效率高。
（3）配置靈活，自動(dòng)化程度高，功能齊全，靈活可靠。
（4）運(yùn)行合理，由于單位時(shí)間內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速下降，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長(zhǎng)泵和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械使用壽命。
（5）變頻器對(duì)水泵實(shí)現(xiàn)軟停和軟起，避免了電機(jī)直接起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成瞬時(shí)波動(dòng)的影響，并可消除水錘效應(yīng)（直接起動(dòng)和停機(jī)時(shí)，由于液體動(dòng)能的急劇變大，導(dǎo)致對(duì)管網(wǎng)產(chǎn)生極大沖擊，有很大破壞力）。
（6）節(jié)省人力，節(jié)約能源。由于自動(dòng)恒壓控制不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力。由于變量泵工作在變頻工作狀態(tài)，在其運(yùn)行過程中由供水量來決定變速運(yùn)行，故系統(tǒng)在降速運(yùn)行過程中可節(jié)約一定的電能（平均25％以上）。
二、普傳變頻器供水控制方式
根據(jù)供水系統(tǒng)中水泵的數(shù)量，單泵可以直接采用變頻器內(nèi)置PID 一拖一控制、多泵（如，二泵一用一備、三泵二用一備、四泵三用一備等）可選用外接PID 表或恒壓供水控制器+變頻器進(jìn)行多泵控制；有的供水系統(tǒng)還會(huì)加一臺(tái)小泵作為補(bǔ)水泵工頻運(yùn)行，這樣更經(jīng)濟(jì)些。當(dāng)然，還可以根據(jù)實(shí)際需求加入消防泵巡檢功能，以備不時(shí)之需。多泵供水時(shí)，同一時(shí)刻只有一臺(tái)泵由變頻器控制?？赏ㄟ^供水控制器設(shè)置定時(shí)輪換間隔時(shí)間（設(shè)定在0.05～100.00 之間），運(yùn)行相應(yīng)時(shí)間后，變頻器將按先開先關(guān)的原則輪換控制泵的運(yùn)行，以保證每臺(tái)泵能得到均等的運(yùn)行機(jī)會(huì)和時(shí)間，防止部分泵因長(zhǎng)期不用而銹死。
圖示說明，一拖四生活/消防雙恒壓供水;
如圖所示，市網(wǎng)自來水用高低水位控制器EQ 來控制注水閥YV1，自動(dòng)把水注滿儲(chǔ)水水池，只要水位低于高水位，則自動(dòng)向水箱注水。水池的高低水位信號(hào)也直接送給PLC，作為水位報(bào)警。為了保持供水的連續(xù)性，水位上、下限傳感器高低距離較少。生活用水和消防用水共用四臺(tái)泵，平時(shí)電磁閥YV2 處于失電狀態(tài)，關(guān)閉消防管網(wǎng)，四臺(tái)泵根據(jù)生活用水的多少，按一定的控制邏輯運(yùn)行，維持生活用水低恒壓。當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，電磁閥YV2 得電，關(guān)閉生活用水管網(wǎng)，四臺(tái)泵供消防用水使用，并維持消防用水的高恒壓值。火災(zāi)結(jié)束后，四臺(tái)泵改為生活供水使用。
主回路控制原理圖：
注意事項(xiàng)：
1、水泵不允許超出額定轉(zhuǎn)速以及低于一定速度運(yùn)行，超速會(huì)引起軸承、管網(wǎng)等機(jī)械損壞、低于一定速度時(shí)水泵的效率會(huì)快速下降。因此，變頻器要設(shè)置合適的上限、下限運(yùn)行頻率。
2、恒壓供水切換，當(dāng)電機(jī)工頻控制時(shí)，必需裝上合適的熱繼電器以保護(hù)電機(jī)。
3、電機(jī)側(cè)的工頻旁路與變頻器輸出之間應(yīng)使用帶有機(jī)械聯(lián)鎖裝置的交流接觸器，并在電氣控制回路上進(jìn)行邏輯互鎖，以防止工頻電源與變頻器輸出之間引起短路而損壞變頻器及相關(guān)設(shè)備。
4、電機(jī)所連接的工頻電源的相序應(yīng)與變頻器輸出的相序一致，為防止電機(jī)反轉(zhuǎn)事故，請(qǐng)確認(rèn)相序后運(yùn)行。
5、在進(jìn)行變頻器控制信號(hào)接線時(shí)，請(qǐng)把其同動(dòng)力線分離，也不要配置在同一配線管內(nèi)，否則有可能產(chǎn)生誤動(dòng)作。
6、壓力設(shè)定信號(hào)線與壓力反饋信號(hào)線必須采用屏蔽線。
三、應(yīng)用實(shí)例：?jiǎn)伪煤銐汗┧?/span>
電氣圖：
注：按上圖配線，檢查接線無誤后，合上空氣開關(guān)，變頻器上電，按FWD 鍵1 秒鐘然后按STOP 鍵，檢查水泵的轉(zhuǎn)向，若反向，改變電機(jī)線相序。
具體參數(shù)設(shè)定：
注：一般情況下，請(qǐng)?jiān)O(shè)置喚醒頻率大于等于休眠頻率。設(shè)定喚醒頻率和休眠頻率均為0.00Hz，則休眠和喚醒功能無效。在啟用休眠功能時(shí)，若頻率源使用PID，則休眠狀態(tài)PID 是否運(yùn)算，受功能碼E2.27的影響，此時(shí)必須選擇PID 停機(jī)時(shí)運(yùn)算（E2.27=1）。E2.01 鍵盤給定信號(hào)值參數(shù)計(jì)算方法： E2.01=設(shè)定壓力/壓力表滿量程壓力*100％， 例如：壓力表滿量程是1.0Mpa，假如要求管網(wǎng)壓力恒定在0.5Mpa，那么E2.01 參數(shù)的設(shè)定值就是50。
四、應(yīng)用場(chǎng)所
工礦、企事業(yè)單位、賓館、大型商場(chǎng)、體育場(chǎng)館、高層住宅等恒壓供水；水渠灌溉、溫室大棚滴灌；桑拿洗浴、供暖鍋爐補(bǔ)水；消防設(shè)施等；自來水供水；污水處理廠等。
附錄·關(guān)于PI9000 系列PID 功能參數(shù)設(shè)置
關(guān)于PI9000 系列PID 功能參數(shù)設(shè)置
（E2.04）PID 給定反饋量程,設(shè)定范圍為0-65536 無量綱單位
例如：使用壓力表量程是1.6Mpa（16KG），客戶需要壓力范圍在7-8KG（0.7-0.8Mpa）之間。為方便計(jì)算和查看參數(shù)可設(shè)置如下：
E2.04=16000(當(dāng)設(shè)置PID 給定源E2.00=0、PID 鍵盤給定E2.01=50%時(shí),PID 設(shè)定顯示值d0.15=16000*50%=8000 ， 即可以理解成16KG*50%=8KG)。
例如，我們要實(shí)現(xiàn)壓力在7KG（0.7Mpa）時(shí)變頻器運(yùn)行，到8KG（0.8Mpa）后變頻器停機(jī)，先設(shè)定壓力范圍的中間值為PID 給定（7KG到8KG 的中間值是7.5KG），再通過E2.06（PID 偏差極限）計(jì)算出0.5KG（0.05Mpa）的偏差量程來實(shí)現(xiàn)7KG 到8KG 的壓力范圍。按照前面的設(shè)定16KG 對(duì)應(yīng)E2.04=16000，那么1KG=1000（量程值）,可得到0.5KG=500（量程值），7.5KG=7500(量程值)。
根據(jù)計(jì)算來設(shè)置參數(shù)：
1、PID 鍵盤給定E2.01
E2.01=50%時(shí)是8KG 對(duì)應(yīng)8000（量程值），則7.5KG、7500（量程值）對(duì)應(yīng)E2.01 應(yīng)該是46.875%，取整E2.01=47%。
2、PID 偏差極限E2.06
E2.06= 偏差量程值/ PID 給定反饋量程E2.04。我們要在7.5KG前后各實(shí)現(xiàn)0.5KG 的偏差，前面已算出0.5KG=500（即偏差極限0.5 KG對(duì)應(yīng)的量程值是500），而PID 給定反饋量程（E2.04）乘以PID 偏差極限(E2.06)=PID 偏差極限范圍量程值，所以0.5KG 的偏差極限(E2.06)= PID 偏差極限范圍量程值/ PID 給定反饋量程（E2.04）即，500÷16000×100%＝3.125%，因?yàn)镻ID 偏差極限E2.06 參數(shù)精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位，所以E2.06=3.13%。
綜合上述，要實(shí)現(xiàn)壓力在7KG 時(shí)變頻器運(yùn)行，到8KG 后變頻器停機(jī)需設(shè)定的參數(shù)如下：
F0.03＝8,(頻率源主設(shè)為PID 控制)
E2.01＝47%（PID 鍵盤給定為47%）
E2.06=3.13%（PID 偏差極限為3.13%）
E2.04=16000（PID 給定和反饋量程為16000）
