變頻供水即是通過(guò)智能型控制器控制變頻器的輸出頻率從而改變施加在水泵電機(jī)，三相定子上的交流電的頻率，而達(dá)到改變水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)供水流量與揚(yáng)程的目的。其主要裝置為變頻器和智能型恒壓供水控制器。水泵的傳動(dòng)較簡(jiǎn)單，不像有些機(jī)械設(shè)備非要軟啟動(dòng)不可，且調(diào)速范圍較窄。由于出現(xiàn)了風(fēng)機(jī)、泵類專用的變頻器，變頻供水技術(shù)很快得到了大面積的推廣。從控制方式上，變頻供水也經(jīng)歷了一個(gè)從模擬到數(shù)字，從單一到多元功能多樣化的發(fā)展過(guò)程。 北京蘭利東方科技有限公司早年即致力于變頻恒壓供水技術(shù)的開發(fā)，其CPS系列恒壓供水控制器，已廣泛應(yīng)用于全國(guó)各大中小城市供水系統(tǒng)中。以下茲就CPS系列各種型號(hào)特點(diǎn)作些簡(jiǎn)單介紹，以方便用戶選取合理的變頻供水解決方案。 1．CPS-10A型 為單泵固定變頻方式。此種型號(hào)專為一臺(tái)泵即能滿足供水要求設(shè)計(jì)，多用于潛水泵或單泵系統(tǒng)的控制。10A具備消防執(zhí)行第二壓力、水位保護(hù)、變頻故障報(bào)警功能、消防模式下水位報(bào)警被屏蔽。必須注意的是，單泵系統(tǒng)中長(zhǎng)軸深井泵比同等功率普通泵電流要大，選取變頻器時(shí)須以深井泵電流為準(zhǔn)，并綜合考慮電機(jī)線纜長(zhǎng)度。此單泵固定變頻無(wú)切換方式具有高度的可靠性。 2．CPS-20A1型 為單臺(tái)固定變速泵加2臺(tái)定速泵階梯投切方式，并配有附屬小泵。此種方式比起傳統(tǒng)的采用改變供水機(jī)組并列運(yùn)行的臺(tái)數(shù)或截流措施來(lái)合理經(jīng)濟(jì)得多。對(duì)供水機(jī)組來(lái)說(shuō)，服務(wù)壓力的變化，機(jī)組水量可以不同，但額定揚(yáng)程基本相同，小流量時(shí)，參加運(yùn)行的機(jī)泵工作揚(yáng)程會(huì)低于其額定揚(yáng)程，效率降低，而截流乃是通過(guò)改變管道特性曲線的形狀來(lái)適應(yīng)管網(wǎng)中流量的變化，如此便在水閥門的兩側(cè)產(chǎn)生了一個(gè)壓差ΔH與當(dāng)時(shí)輸水量Q的乘積ΔH·Q便是出水閥門在調(diào)節(jié)時(shí)的能量損失，這一部份損失由電動(dòng)機(jī)向電源索取。20A1這種配置可以很好解決這一問(wèn)題。必須注意：此種方式中選定的調(diào)速泵必須是所有泵中容量最大者，否則容易造成系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定。定速泵與變速泵配合工作時(shí)效率下降值是有限制的，在一定的Q、H范圍內(nèi)，定速泵與變速泵可以在同一揚(yáng)程下協(xié)調(diào)工作。當(dāng)管網(wǎng)中的壓力降低時(shí)定速泵以增加流量的方式與變速泵在同一揚(yáng)程下工作；在用水量很小的情況下，20A1可自動(dòng)將主泵關(guān)閉，將附屬小泵打開，附屬小泵為工頻工作方式，并可設(shè)置停泵壓力誤差。主泵投切的延時(shí)可以人為設(shè)定，附圖： 3．CPS-20B1 為三臺(tái)可循環(huán)軟啟動(dòng)控制方式。此方式為多泵變頻供水提供了較好的解決方案，每臺(tái)水泵均可由變頻器平滑軟啟動(dòng)，無(wú)沖擊電流。泵可交替投入運(yùn)行，大大延長(zhǎng)了水泵的壽命。多泵循環(huán)還可降低工程造價(jià)，避免單泵變頻深度調(diào)速。在多泵調(diào)速的實(shí)際測(cè)定中，水泵若由于工況點(diǎn)不在運(yùn)行效率范圍內(nèi)，可以用改變水泵轉(zhuǎn)速的方法使工況點(diǎn)移動(dòng)而進(jìn)入推薦的效率范圍，從而提高了整機(jī)的運(yùn)行效率。20B1還提供了小流量的小泵工作方式，且小泵變頻、工頻可選，在極端壓力變化下，建議使用CCPS（即變壓變量）控制方式，即流量補(bǔ)償功能，可保持最不利點(diǎn)壓力穩(wěn)定。 4．CPS-20C1 功能強(qiáng)大，可控制6臺(tái)主泵+1臺(tái)附屬小泵，所有泵均可設(shè)定為變頻或工頻工作方式，具備循環(huán)軟起動(dòng)、自補(bǔ)償切換、水泵切換壓差設(shè)定、六段定時(shí)開關(guān)機(jī)、變量泵定時(shí)換泵、內(nèi)外部流量補(bǔ)償、傳感器定標(biāo)、故障自診斷、水位保護(hù)、手動(dòng)調(diào)試等功能。不僅如此，20C1的卓越性還表現(xiàn)在消防方式上，為消防系統(tǒng)供水的解決方案首選。在消防模式上，20C1提供了四種方式供用戶選擇，除基本的執(zhí)行第二壓力設(shè)定外，消防泵的工作方式可設(shè)定為工頻運(yùn)行，工頻巡檢；工頻運(yùn)行，變頻巡檢；變頻運(yùn)行，變頻巡檢，如此靈活的配置可以解決用戶多方面的要求，舉個(gè)簡(jiǎn)單例子，假如用戶既想將消防系統(tǒng)中的穩(wěn)壓泵的變頻器適量配置，又不想在平時(shí)消防泵巡檢時(shí)對(duì)管網(wǎng)沖擊太大，那么變頻巡檢，工頻運(yùn)行這種模式便很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。該模式下您可以用一個(gè)小的變頻器來(lái)拖動(dòng)一臺(tái)大的消防泵，這樣便可以節(jié)約大量用于購(gòu)買大功率變頻器的資金，安全的情況下，變頻器與消防泵的功率比可達(dá)到1:2，此時(shí)，被拖動(dòng)負(fù)載在低頻下運(yùn)行。 總之，了解了CPS各種型號(hào)控制器的特點(diǎn)，就可以靈活地配置，最終確定合理的供水方案。當(dāng)然，優(yōu)秀的水系統(tǒng)是由多方面購(gòu)成的，并非都能依靠控制器來(lái)解決。例如為了抑制水錘就必須采用減震床、減震閥。系統(tǒng)發(fā)生振蕩，還需分析管路設(shè)計(jì)是否合理，是否有氣壓罐，管路內(nèi)是否有空氣等等。采用電機(jī)結(jié)合，相互配合的原則，特別是在水泵選型方面，更要充分考慮實(shí)際分流情況，如果選型合理，則分流能夠充發(fā)揮變頻節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全、可靠。 以下為北京某軍區(qū)消防變頻供水應(yīng)用實(shí)例： 應(yīng)用實(shí)例一： 該樓共計(jì)十一層，泵房位于地上一層，為消防專用供水系統(tǒng)。要求平時(shí)由穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓，一旦火災(zāi)發(fā)生，消防泵立即工頻投入使用，但消防泵的巡檢為變頻方式以減小沖擊。 據(jù)此選配：選用CPS-20C1消防專用控制器DB型，變頻器選用帶轉(zhuǎn)矩限制ACS-600、7.5KW，兩臺(tái)穩(wěn)壓DL泵，7.5KW、揚(yáng)程53米，兩臺(tái)消防DL泵18.5KW、揚(yáng)程70米。 運(yùn)行情況：設(shè)定穩(wěn)壓泵穩(wěn)定壓力4.5kg，消防壓力6.5kg。因一臺(tái)穩(wěn)壓泵流量已滿足，故設(shè)置為兩泵交替運(yùn)行，穩(wěn)壓誤差設(shè)定為0.1kg，即穩(wěn)壓范圍為4.4～4.6kg之間?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行水壓穩(wěn)定，管網(wǎng)密封性甚好，為進(jìn)一步節(jié)能降耗，打開控制器附屬小泵，但小泵負(fù)載實(shí)際為空載。正常情況下，穩(wěn)壓泵在4.4～4.6kg之間穩(wěn)壓，當(dāng)壓力達(dá)到4.6kg時(shí)，經(jīng)過(guò)延時(shí)，穩(wěn)壓泵停機(jī)。隨著壓力逐漸下降，當(dāng)?shù)陀诜€(wěn)壓值時(shí)，控制器小泵打開，這樣又經(jīng)延時(shí)，虛擬小泵關(guān)掉，穩(wěn)壓主泵又開始投入運(yùn)行，如此循環(huán)，消防泵的巡檢時(shí)間設(shè)置為360小時(shí)，即每隔15天，7.5KW變頻器即拖動(dòng)18.5KW消防泵低頻運(yùn)轉(zhuǎn)，頻率約為20HZ，系統(tǒng)運(yùn)行情況穩(wěn)定。 應(yīng)用實(shí)例二： 1． 實(shí)例說(shuō)明 　　一生活住宅小區(qū)，最高樓層為6層，生活消防共用供水系統(tǒng)，該系統(tǒng)共有四臺(tái)水泵，配置為三大一小。三臺(tái)主泵均為15KW，一臺(tái)小泵供水流量供水之用，功率為4KW。壓力傳感為電阻式遠(yuǎn)傳壓力表，量程為1Mpa。 2． 控制器的選型 　　根據(jù)控制器的性能和特點(diǎn)，采用CPS-20C1-S標(biāo)準(zhǔn)型控制器即可。三臺(tái)主泵采用變頻循環(huán)軟啟動(dòng)，使用控制器的三臺(tái)主泵控制點(diǎn)。附屬小泵因其功率小，可直接用工頻啟動(dòng)，起到小流量供水的作用，以節(jié)約電能。六層樓的高度，考慮到最高層的壓力要求，需設(shè)置3kg/cm2的壓力值。 3． 控制柜的設(shè)計(jì)及配線 　　在選定好控制器的類型之后，則要進(jìn)行控制柜的設(shè)計(jì)及具體的配線工作。這一步工作在整個(gè)工程系統(tǒng)項(xiàng)目之中非常重要。 在設(shè)計(jì)之中，主要注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié)： A． 確定控制器的端子的使用 在本例中，共使用三臺(tái)主泵和一臺(tái)小泵，而且主泵為變頻循環(huán)軟起動(dòng)控制，小泵為工頻直接起動(dòng)，所以上排端子之中，使用B1R、D1R、B2R、D2R、B3R、D3R和XBR以及報(bào)警輸出常開端子（Ta，Tc）。在下排端子之中，使用了控制器的運(yùn)行信號(hào)（RUN/STOP），水位信號(hào)（LA1、LA2），消防信號(hào)（FA），給變頻器的控制信號(hào)及變頻器的故障反饋信號(hào)（RUN、EMG、COM、VRC、GND、BG、GND），壓力采集信號(hào)（SV、P1、GND）。因本例中，不使用壓力變送器（使用遠(yuǎn)傳壓力表），也不用流量補(bǔ)償功能，所以C0、C1、C2、Q1均不用。 控制器與變頻器相連接的控制信號(hào)共有7個(gè)端子，包括控制器輸出5個(gè)，即變頻器的運(yùn)行信號(hào)（RUN），變頻器的滑行停止信號(hào)（EMG），這兩者的公共端（COM），和一對(duì)模擬電壓輸出端子（VRC、GND），用來(lái)控制變頻器的頻率；還有一對(duì)輸入端子，是由變頻器輸出，由控制器接收變頻器的故障信號(hào)（BG、GND）。本例之中，選用富士P9S變頻器，與上述7個(gè)端子相對(duì)應(yīng)的變頻器端子依次為RUN、BX、COM、12、11、30A、30C。具體設(shè)計(jì)請(qǐng)參考附件的參考設(shè)計(jì)圖。 B． 具體配線及注意事項(xiàng) 　　在確定系統(tǒng)的配置及控制器的端子使用情況之后，要進(jìn)行控制柜的具體配線工作。以下就具體接線時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行說(shuō)明： a． 控制器的主機(jī)和面板之間的通訊線要和電源線分開走線。因?yàn)橥ㄓ嵕€傳輸?shù)氖侨蹼娍刂菩盘?hào)，很容易受外界干擾。電源線的波動(dòng)極易對(duì)弱電產(chǎn)生干擾，輕則干擾控制器的正常運(yùn)行，重則損壞機(jī)器。所以，通訊線和電源線應(yīng)分開布線。比較好的做法是不要將通訊電纜和控制線電源線捆扎在一起，而是單獨(dú)走線。 b． 控制器和變頻器的控制信號(hào)線采用屏蔽線，根據(jù)只能將屏蔽線的屏蔽層一端接地的原則，將其在變頻器的一端接地。 c． 選用接觸器時(shí)，對(duì)于大功率的系統(tǒng)，請(qǐng)選用帶有線圈吸收回路的接觸器。對(duì)于本例中的小功率系統(tǒng)，最好也在在接觸器線圈的兩側(cè)裝上阻容吸收回路。 4． 參數(shù)設(shè)定及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 　　在確定系統(tǒng)的接線工作正確無(wú)誤后，可進(jìn)入系統(tǒng)的調(diào)試階段。關(guān)于控制器的操作方法和控制器的16項(xiàng)設(shè)定參數(shù)及其所代表的意義，請(qǐng)參閱控制器的說(shuō)明書，在此不再贅述。 控制器的調(diào)試一般分為以下幾個(gè)過(guò)程： A． 參數(shù)設(shè)定 　　接通電源，斷開控制器端子“RUN/STOP”和端子“GND”的連線，使控制器處于停止?fàn)顟B(tài)，將控制器的主機(jī)上的主機(jī)開關(guān)設(shè)定窗打開，以便進(jìn)行控制器的水泵及參數(shù)的設(shè)定。 首先，進(jìn)行水泵設(shè)定。將主機(jī)開關(guān)設(shè)定窗內(nèi)的鍵盤鎖定開關(guān)K3打開，即將小窗口內(nèi)的黑色開關(guān)K3撥到UNLOCK的位置（向上）?，F(xiàn)在由鍵盤操作即可進(jìn)行水泵及參數(shù)設(shè)定。用操作面板將參數(shù)設(shè)定狀態(tài)調(diào)至水泵設(shè)定狀態(tài)，然后將P1、P2、P3及小泵P7設(shè)定為開啟狀態(tài)，其余水泵均設(shè)定為“OFF”狀態(tài)。 主泵及小泵的工作方式是通過(guò)主機(jī)開關(guān)設(shè)定窗內(nèi)紅色撥碼開關(guān)K1設(shè)定的。當(dāng)相對(duì)應(yīng)的開關(guān)撥到“ON”時(shí)（即上方），主泵設(shè)定為工頻直接起動(dòng)（或降壓起動(dòng)）。當(dāng)相對(duì)應(yīng)的開關(guān)撥“OFF”時(shí)（即下方），主泵設(shè)定為變頻循環(huán)起動(dòng)控制方式。小泵的設(shè)定與主泵的設(shè)定方式正好相反，請(qǐng)用戶注意（對(duì)于小泵，開關(guān)撥到“ON”時(shí)為變頻工作方式，開關(guān)撥到“OFF”時(shí)為工頻工作方式）。我們將K1的1、2、3、及7位均撥到“OFF”狀態(tài)。至此，水泵的狀態(tài)就設(shè)定好了。 　　然后進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定。將數(shù)據(jù)設(shè)事實(shí)上狀態(tài)調(diào)至修改控制器參數(shù)的狀態(tài)。首先進(jìn)行控制器的傳感器調(diào)零工作。接好壓力表，根據(jù)壓力表的量程將參數(shù)代碼03設(shè)定好（例如對(duì)于1Mpa的表，代碼03設(shè)定為10.0kg/cm2），代碼04調(diào)為零。此時(shí)系統(tǒng)沒有運(yùn)行，壓力表的指針應(yīng)該指在“零”上，如果不顯零，請(qǐng)想辦法泄掉系統(tǒng)壓力，使壓力表指示為零。因?yàn)閴毫Ρ碛衅鹗茧娮?，控制器將顯示一個(gè)壓力值，此時(shí)高速代碼04（傳感器調(diào)零）的值，調(diào)整到壓力顯示剛好為零。請(qǐng)注意不要調(diào)整過(guò)頭。 最后依次修改系統(tǒng)的參數(shù)： 　　第一壓力為3.00kg/cm2（代碼01），第二壓力（消防壓力，代碼02）不變，控制器給變頻器的模擬控制信號(hào)的范圍（代碼05）調(diào)至10V；變頻器的輸出功率（代碼06）為15KW，變頻器的加減速時(shí)間（代碼07）為15秒，頻率下限（代碼08）為25HZ（后面還要再次調(diào)整），定時(shí)換泵時(shí)間（代碼09）為24小時(shí)，為了防止控制器頻繁啟動(dòng)小泵，將附屬小泵停止壓力誤差（代碼11）調(diào)至0.6公斤；因系統(tǒng)中不需加流量補(bǔ)償，也不需消防泵巡檢，所以代碼10、12均設(shè)定為OFF。 B． 系統(tǒng)的手動(dòng)運(yùn)行調(diào)試 　　在參數(shù)都設(shè)定完成之后，進(jìn)行手動(dòng)運(yùn)行調(diào)試（變頻運(yùn)行）。撥動(dòng)控制柜上的轉(zhuǎn)換開關(guān)，使系統(tǒng)處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，斷開控制器端了“RUN/STOP”和端子“GND”的連線，使控制嚦嚦處于停止?fàn)顟B(tài)，用手按下減少鍵（“V”鍵），持續(xù)5秒鐘后，系統(tǒng)則進(jìn)入手動(dòng)調(diào)試狀態(tài)。此時(shí)，控制器面板的下排數(shù)字顯示左邊部分閃爍，并有相應(yīng)的水泵的編號(hào)及其狀態(tài)。用戶可通過(guò)“SET/MON”鍵控制相應(yīng)水泵的啟動(dòng)及停止（變頻運(yùn)行），并用增加鍵（“︿”鍵）及減少鍵（“V”鍵）控制變頻器的運(yùn)行頻率。逐一檢查變頻器和各臺(tái)水泵是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以及水泵轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否正確，如果不正確，請(qǐng)調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。同時(shí)不要試驗(yàn)水泵在工頻起動(dòng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否正確。一般情況下，用戶可以用以下方法調(diào)整： a． 先調(diào)整水泵在變頻狀態(tài)下運(yùn)行的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，依次檢查，如果某臺(tái)泵轉(zhuǎn)動(dòng)方向不正確，可以倒換此泵的相序。按下功能鍵（“FUNC”鍵）可退出手動(dòng)運(yùn)行調(diào)試狀態(tài)。 b． 每臺(tái)泵在變頻狀態(tài)下運(yùn)行的轉(zhuǎn)動(dòng)方向都正確后，再撥動(dòng)控制柜上的轉(zhuǎn)換開關(guān)，將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到手動(dòng)狀態(tài)，用工頻手動(dòng)按鈕起動(dòng)水泵。如果泵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不對(duì)，可以倒換總電源進(jìn)線的相序。然后依次檢查每臺(tái)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，至此，如果控制柜設(shè)計(jì)及配線正確，泵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向都應(yīng)該正確。 c． 恢復(fù)控制器端子“RUN/STOP”和端子“GND”的連線。 關(guān)于控制器的運(yùn)行狀態(tài)指示燈所表示的含義，請(qǐng)讀者參考控制器的說(shuō)明書。 C． 下限頻率的調(diào)整 　　以上的步驟都完成后，撥動(dòng)控制柜上的轉(zhuǎn)換開關(guān)，將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，關(guān)閉水泵出水總管的閥門，模擬小流量供水狀態(tài)。此時(shí)，系統(tǒng)的流量接近于零。當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，壓力恒定在設(shè)定值，通過(guò)控制器面板觀察控制器顯示的頻率值。此頻率值就是系統(tǒng)運(yùn)行的下限頻率。重新設(shè)定下限頻率值（功能代碼08），一般可以設(shè)得稍大，例如控制器顯示26HZ，可以將功能代碼08設(shè)為27HZ。 D． 系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行 　　當(dāng)以上的調(diào)試工作完成之后，系統(tǒng)便可進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，觀察系統(tǒng)運(yùn)行狀況。運(yùn)行中到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)，如果壓力表的指示和控制器的顯示不一致，可調(diào)整代碼03（傳感器量程），使二者一致。請(qǐng)注意傳感器調(diào)零（代碼04）一旦調(diào)好后就不要再更改了，壓力顯示不一致時(shí)可調(diào)整代碼03（傳感器量程）。至此，所有調(diào)試工作都已完成，系統(tǒng)可以進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)正常工作了。 　　當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試完成，系統(tǒng)正常運(yùn)行以后，再將鍵盤鎖定開關(guān)撥到LOCK狀態(tài)（下方），以免數(shù)據(jù)受到干擾或被人無(wú)意修改。