概述

      恒壓供水變頻控制系統(tǒng)的基本控制策略是：采用電動機調(diào)速裝置與可編程控制器(PLC)或者微機控制器構(gòu)成控制系統(tǒng)，進行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運行，并自動調(diào)整泵組的運行臺數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時達到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。系統(tǒng)的控制目標是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設定的給水壓力值與反饋的總管壓力實際值進行比較，其差值輸入CPU運算處理后，發(fā)出控制指令，控制泵電動機的投運臺數(shù)和運行變量泵電動機的轉(zhuǎn)速，從而達到給水總管壓力穩(wěn)定在設定的壓力值上。

      目前自動恒壓供水系統(tǒng)應用的電動機調(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或微機控制器，因其不僅可實現(xiàn)泵組的邏輯控制，并可完成系統(tǒng)的數(shù)字PID調(diào)節(jié)功能，可對系統(tǒng)中的各種運行參數(shù)、控制點的實時監(jiān)控，并完成系統(tǒng)運行工況的CRT畫面顯示、故障報警及打印報表等功能。自動恒壓供水系統(tǒng)具有標準的通訊接口，可與城市供水系統(tǒng)的上位機聯(lián)網(wǎng)，實現(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)濟運行的手段。

控制系統(tǒng)方案

      本方案采用微機控制器加變頻器聯(lián)合控制。

      在城市供水的管網(wǎng)系統(tǒng)中，泵站供水的流量是由用戶用水量決定的，流量的大小同時也在供水的壓力上面反應出來。因此泵站供水的壓力以滿足管網(wǎng)中壓力所需最不利點的最低壓力為準。最不利點的壓力損失ΔP和流量Q之間存在著如下關(guān)系：

ΔP=KQ2；式中K一為系數(shù)

      設PL為壓力最不利點所需的最低壓力，則泵站出口總管壓力P應按下式關(guān)系供水，則可滿足用戶用水的要求壓力值，又有最佳的節(jié)能效果。

P=PL+ΔP=PL+KQ2

      因此供水系統(tǒng)的設定壓力應該根據(jù)流量的變化而不斷修正設定值，這種恒壓供水技術(shù)稱為變量恒壓供水，即供水系統(tǒng)最不利點的供水壓力為恒值而泵站出口總管壓力連續(xù)可調(diào)。

典型的自動恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示：

圖4-1 供水系統(tǒng)

      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，實時將壓力非電量信號轉(zhuǎn)換為電信號，輸入微機控制器。信號經(jīng)CPU運算處理后與設定的信號進行比較運算，得出最佳的運行工況參數(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定值，控制泵站投運水泵的臺數(shù)和變頻器的運行頻率，并根據(jù)CPU指令實現(xiàn)對每臺水泵實施軟啟動、軟切換及變頻運行。系統(tǒng)可根據(jù)用戶用水量的變化，自動確定泵組的水泵的循環(huán)運行，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性及供水的質(zhì)量。

參數(shù)要點

      PID控制，例傳感器有兩種，一種是電壓型0~10V（0~5V），一種是電流型4~20mA（0~20mA）,和變頻器接線圖如下:

      供水應用中PID舉例，傳感器用電壓型0~10V 最大量程1MPa ,供水中壓力要控制在0.6MPa

圖4-2 壓力反饋

      供水應用中PID 舉例，傳感器用電壓型 0~10V(0~5V), 最大量程1MPa ,供水中壓力要控制在 0.6MPa 

 參數(shù)設定

      說明：通過F111給定壓力（看F001給定6.00）這時反饋通過F113（F002可以看到），當反饋小于給定時，變頻器加速到最高頻率。當反饋大于給定時，變頻器減速到下限頻率運行，這時如果設定了F119  F120時，變頻器在下限頻率運行1分鐘，反饋仍然大于給定，變頻器作停機動作。