時(shí)間:2012-11-06 09:35:24來(lái)源:張永超 張寧 裴彥暉
1 引言
傳統(tǒng)的供水方案不僅前期投資成本高,而且后期維護(hù)成本和人工投入也很高,除此之外供水壓力不穩(wěn)定,耗電量大,水資源浪費(fèi)也相當(dāng)嚴(yán)重。
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展人類對(duì)自然資源的巨大消耗,節(jié)能、節(jié)約用水成為了社會(huì)的迫切需求,所以一種新的供水方案勢(shì)在必行,近年通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)的恒壓供水方案很好的解決了傳統(tǒng)供水方案帶來(lái)的問(wèn)題,相信這種方案將成為供水行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
2 傳統(tǒng)供水系統(tǒng)
1.單臺(tái)恒定轉(zhuǎn)速泵的供水系統(tǒng)
供水方式:是水泵直接將水從蓄水池中輸入供水管網(wǎng),水泵從系統(tǒng)開(kāi)始供水到停止供水期間一直恒速運(yùn)行;
優(yōu)點(diǎn):系統(tǒng)簡(jiǎn)單,造價(jià)低廉;
缺點(diǎn):管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定,耗能大,水資源浪費(fèi)大。
2.定轉(zhuǎn)速泵加水塔的供水系統(tǒng)
供水方式:由水泵將水輸入水塔,再由水塔向管網(wǎng)供水。當(dāng)水塔內(nèi)水位低于一定位置時(shí)水泵開(kāi)始工作,當(dāng)水位低于一定位置時(shí)水泵停止工作;
優(yōu)點(diǎn):相對(duì)前一種供水方式供水壓力比較恒定,耗能也相對(duì)較?。?/p>
缺點(diǎn):設(shè)備投資大、占地面積大、水壓不可調(diào)、水泵起停頻繁對(duì)設(shè)備損耗大。
3.恒定轉(zhuǎn)速泵加氣壓罐的供水系統(tǒng)
供水方式:由水泵將水輸入氣壓罐,然后由氣壓罐向管網(wǎng)供水。當(dāng)氣壓罐內(nèi)氣壓低于一定壓力時(shí)水泵開(kāi)始工作,當(dāng)氣壓罐內(nèi)氣壓高于一定壓力時(shí)水泵停止工作;
優(yōu)點(diǎn):較水塔方式成本低;
缺點(diǎn):水泵起停頻繁對(duì)設(shè)備損耗大,能耗大。
3 HD31技術(shù)特點(diǎn)
HD31變頻器運(yùn)用先進(jìn)的客戶化設(shè)計(jì)理念,專注供水行業(yè)需求,將先進(jìn)的電機(jī)控制技術(shù)與恒壓供水控制邏輯完美的結(jié)合;豐富的供水控制邏輯功能,超強(qiáng)的過(guò)載能力,完善的故障保護(hù),可以滿足各種供水系統(tǒng)的節(jié)能改造和應(yīng)用。
3.1 豐富的供水控制邏輯功能
(1)2種供水模式
恒壓供水調(diào)試模式主要用于檢測(cè)電機(jī)配線以及變頻器輸出端子的配線;
恒壓供水運(yùn)行模式是恒壓供水運(yùn)行時(shí)必需選擇的模式。
(2)水位檢測(cè)功能
水位檢測(cè)包含3種模式:不檢測(cè)水位信號(hào),由開(kāi)關(guān)量輸入端子輸入,由模擬量輸入端子輸入。水位檢測(cè)功能主要實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)蓄水池水位情況,根據(jù)不同情況采取不同的供水措施。水位下降時(shí),當(dāng)水位下降到下限水位時(shí)系統(tǒng)按照備用設(shè)定壓力運(yùn)行,如果水位下降到缺水水位時(shí)系統(tǒng)將停掉當(dāng)前所有運(yùn)行的泵;水位上升時(shí),當(dāng)水位上升到下限水位時(shí)系統(tǒng)重新啟動(dòng)水泵開(kāi)始供水且此時(shí)按照備用壓力供水,如果水位上升到上限水位時(shí)則系統(tǒng)才按照正常壓力供水。
(3)水泵輪換功能
水泵輪換功能是為了解決當(dāng)供水系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定供水壓力的情況下一些水泵長(zhǎng)期處于停機(jī)狀態(tài)下以至發(fā)生生銹的情況。
(4)休眠功能
休眠功能是發(fā)生在當(dāng)當(dāng)前供水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到供水管網(wǎng)壓力一直處于超出期望設(shè)定壓力時(shí),而此時(shí)變頻水泵任然處于下限頻率會(huì)零頻輸出狀態(tài),如果此時(shí)休眠將節(jié)省電能,當(dāng)管網(wǎng)壓力下降后系統(tǒng)將重新喚醒繼續(xù)供水。
(5)多時(shí)段設(shè)定供水壓力
多時(shí)段設(shè)定壓力供水適用于如小區(qū)生活供水,這些地方不同時(shí)段用水水量有明顯差異。
(6)PID功能
對(duì)于輸入供水系統(tǒng)的設(shè)定壓力信號(hào)和反饋的管網(wǎng)壓力信號(hào),通過(guò)PID調(diào)節(jié)特性使系統(tǒng)的管網(wǎng)壓力最終趨向設(shè)定壓力。
3.2 超強(qiáng)的過(guò)載能力
3.3 完善的故障保護(hù)
4 恒壓供水應(yīng)用案例
4.1 現(xiàn)場(chǎng)情況及接線
現(xiàn)場(chǎng)使用3臺(tái)異步電機(jī)、一臺(tái)DC0-10V量程為1Mpa的遠(yuǎn)程壓力表、一個(gè)0-10v量程的電位器、一個(gè)液位傳感器,由電位器信號(hào)來(lái)設(shè)置期望的管網(wǎng)壓力,遠(yuǎn)程壓力表信號(hào)反饋給HD31當(dāng)前管網(wǎng)實(shí)際壓力,液位傳感器監(jiān)測(cè)當(dāng)前蓄水池水量信息。HD31通過(guò)液位傳感器傳回來(lái)的信息決定當(dāng)前系統(tǒng)是否還繼續(xù)從蓄水池抽水。當(dāng)蓄水池水量充分時(shí),HD31通過(guò)內(nèi)置的PID功能對(duì)電位器信號(hào)和遠(yuǎn)程壓力表信號(hào)運(yùn)算以達(dá)到期望的管網(wǎng)壓力,接線如圖1所示:
4.2 調(diào)試過(guò)程
(1)按照上圖1進(jìn)行配線;
(2)使能供水?dāng)U展功能,使能供水?dāng)U展卡;
(3)按照電機(jī)銘牌設(shè)定水泵1的額定電流;
(4)設(shè)置命令給定通道;
(5)設(shè)置加減速時(shí)間、模擬量功能、端子功能;
(6)調(diào)節(jié)兩個(gè)模擬量信號(hào),根據(jù)實(shí)際表現(xiàn)來(lái)調(diào)整PID參數(shù)。
4.3 參數(shù)設(shè)置
功能參數(shù) |
參數(shù)說(shuō)明 |
設(shè)定值及說(shuō)明 |
---|---|---|
F00.04 |
通用擴(kuò)展卡選擇 |
2(選擇供水卡) |
F00.05 |
擴(kuò)展應(yīng)用功能 |
1(使能供水功能) |
F00.11 |
命令設(shè)定通道 |
1(端子給定命令端子) |
F15.00 |
DI1端子功能選擇 |
2(正轉(zhuǎn)命令給定) |
P00.00 |
供水模式選擇 |
0(恒壓供水運(yùn)行模式) |
P00.01 |
水位信號(hào)輸入選擇 |
1(由開(kāi)關(guān)量輸入端子輸入) |
P00.17 |
休眠功能使能 |
1(啟用休眠功能) |
P01.00 |
水泵1類型選擇 |
1(變頻泵) |
P01.01 |
水泵2類型選擇 |
2(工頻泵) |
P01.02 |
水泵3類型選擇 |
2(工頻泵) |
P03.00 |
AI1功能選擇 |
1(模擬壓力設(shè)定) |
P03.01 |
AI2功能選擇 |
2(模擬反饋設(shè)定) |
P03.05 |
DI2功能選擇 |
15(進(jìn)水池上限水位) |
P03.06 |
DI3功能選擇 |
16(進(jìn)水池下限水位) |
P03.07 |
DI4功能選擇 |
17(進(jìn)水池缺水水位) |
P03.15 |
RLY1輸出功能選擇 |
1(水泵1變頻控制) |
P03.16 |
RLY2輸出功能選擇 |
2(水泵1工頻頻控制) |
P03.17 |
RLY3輸出功能選擇 |
4(水泵2工頻頻控制) |
P03.18 |
RLY4輸出功能選擇 |
6(水泵3工頻頻控制) |
P03.19 |
RLY5輸出功能選擇 |
15(休眠運(yùn)行指示) |
P03.20 |
RLY6輸出功能選擇 |
19(蓄水池缺水指示) |
P03.21 |
RLY7輸出功能選擇 |
23(供水系統(tǒng)運(yùn)行中指示) |
設(shè)定期望管網(wǎng)壓力后起動(dòng)恒壓供水系統(tǒng),通過(guò)HD31內(nèi)置的PID功能水泵1很快從0Hz調(diào)整到PID上限頻率運(yùn)行,此時(shí)還沒(méi)達(dá)到期望的管網(wǎng)壓力,超過(guò)加泵檢測(cè)時(shí)間后變頻器按照預(yù)先設(shè)定的減速時(shí)間立即由PID上下頻率減到下限頻率,同時(shí)將水泵2以工頻模式投入使用,然后水泵1重新按照PID調(diào)節(jié)出的頻率運(yùn)行,此時(shí)觀察遠(yuǎn)程壓力表反饋回來(lái)的信號(hào)基本穩(wěn)定在我們預(yù)先設(shè)定的管網(wǎng)壓力范圍內(nèi)。
5 結(jié)束語(yǔ)
多種壓力設(shè)定方式滿足了各種工程實(shí)施需求、先進(jìn)的PID調(diào)節(jié)功能保障了管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定、水位控制功能保證了在蓄水池水量不足的情況下暫停供水一方面節(jié)能另一方面減少了機(jī)械損耗、休眠控制功能保障了在管網(wǎng)壓力持續(xù)過(guò)大的情況下關(guān)閉所有水泵實(shí)現(xiàn)節(jié)能。實(shí)際使用表明HD31很好的實(shí)現(xiàn)了恒壓供水,其優(yōu)異的電機(jī)性能,豐富的控制功能,穩(wěn)定可靠的表現(xiàn)最終贏得了客戶的認(rèn)可,HD31將繼續(xù)為供水行業(yè)節(jié)能減排做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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