1概述 隨著社會的進步和發(fā)展，人們對于供水方式和供水質量從更多的方面提出了更高的要求。以往采用的水箱和水塔或氣罐加壓方法，建設費用高、易造成水的二次污染，而且也不能滿足各種應急事件的處理?；谧冾l器的恒壓供水方案能夠有效的解傳統(tǒng)的供水方式中存在的各種弊端，而且有利于提高系統(tǒng)的自動化管理水平。 下面介紹的TD2100系列恒壓供水專用變頻器，具備了通用變頻器所沒有的許多功能，集供水控制和供水管理功能于一身，最大程度上簡化了恒壓供水系統(tǒng)的設計，提高了恒壓供水系統(tǒng)的性能。 2供水系統(tǒng)組成及工作原理 TD2100系列供水專用變頻器具備了一般的供水控制系統(tǒng)中通用變頻器和PLC兩者的功能，用更加經濟和簡單的方式實現(xiàn)了整個系統(tǒng)包括常規(guī)泵、休眠泵、消防泵和排污泵等多臺泵的智能化管理。圖l為供水系統(tǒng)的流程圖，可以看出該系統(tǒng)上要由一臺TD2100犁變頻器、壓力變送器、4臺水泵組成。4臺水泵中3臺為15kW常規(guī)泵，一臺3 kW休眠泵，每臺水泵的出水管均裝有手動閥，以供維修和調節(jié)水量之用。 供水系統(tǒng)的壓力設定值通常為0．6MPa，休眠泵壓力設定為0．3 MPa，用水高峰期2臺常規(guī)泵供水，低峰期只有l(wèi)臺水泵運行。當壓力變送器輸出的壓力值與壓力設定值相等時，水泵l保持穩(wěn)定的轉速。當供水壓力低于設定值時，水泵1轉速上升，供水量增加，供水壓力上升，直到供水壓力與設定值相等時，水泵l在新的轉速下運行；當供水壓力上升時，水泵l的轉速隨之下降，直至達到新的平衡。當水泵l運行到變頻器設定頻率上限供水壓力仍低于設定值時，水泉I切換到工頻運行，水泵2變頻運行，使供水壓力與設定值相等：水泵3為備用泵．當水泵1、水泵2工頻運行時供水壓力仍低于設定值時，水泵3變頻運行，使供水壓力與設定值相等。 由于供水系統(tǒng)對壓力的穩(wěn)定性要求較高，超過壓力的上限值，會造成生產事故。低于下限時，供水不足，有些用戶又不得不停工停產。因此需要對變頻器過限功能的最高頻率和最低頻率進行重點調試，經過運行發(fā)現(xiàn)，正常情況下，2臺水泉同時運行，水泵2的工作頻率在30～40Hz之間，由于電動機低速運行時，電機風扇的散熱能力下降，會出現(xiàn)電機溫度上升的現(xiàn)象，故將變頻器的最低頻率設為25 Hz。 3系統(tǒng)功能 系統(tǒng)的所有功能都是由TD2100供水專用變頻器來控制實現(xiàn)的，所以本系統(tǒng)的功能介紹也就是TD2100變頻器主要功能的介糾。 3．1供水模式 TD21C0變頻器有8種供水模式供選擇，能夠滿足用戶的各種需求。本系統(tǒng)采用了先起先停的3泵變頻循環(huán)方式（如網2所示）。 采用變頻循環(huán)工作方式時，變頻器按照一定順序輪流驅動各泵變頻運行。變頻器能夠按照壓力閉環(huán)控制要求在設定范圍內自動確定運行泵臺數(shù)，同一時刻只有一臺泵由變頻驅動，當變頻驅動的泵運行到設定的上限頻率而需要增加泵時，變頻器將該泵切換到工頻運行，同時驅動另一臺泵變頻運行。 3．2泵的定時輪換功能 在實際中常規(guī)泵的容量一致時使用該功能比較合適，可以均衡各泵的運行時間，有效地防止因為備用泵長期不用而發(fā)生銹蝕的現(xiàn)象，這樣就提高了設備的綜合利用率，降低了維護費用。 該功能有效時，在循環(huán)方式下所設置的泵全部參與定時輪換；在固定方式下，變頻固定泵作為主調節(jié)泵而不參加輪換，工頻泵則進行定時輪換控制。對于小同容量的泵，不宜采用定時輪換功能。 3.3閉環(huán)控制功能 變頻器內部的PI調節(jié)器，是專為溫度、壓力、流量等過程控制系統(tǒng)設置的，能夠監(jiān)視反饋裝置的輸出信號，并根據反饋的要求調整變頻器的輸出。采用比例積分增益調節(jié)方式，加上反饋標定、偏差容限（偏差在此設定范圍內，PI調節(jié)器停止調節(jié)，變頻器保持輸出）等功能，使變頻器根據PI設定值和反饋值來控制變頻器的輸出，如果反饋裝置檢測出反饋值偏離理想點時，PI調節(jié)器將調整變頻器的輸出，直到反饋值等于設定值。圖3是TD2100型變頻器PlD控制原理框圖。 在圖3中，一路是壓力給定信號，根據生產過程的要求，確定壓力的設定值。由壓力變送器檢測現(xiàn)場的壓力反饋值，與壓力給定值比較后，得到偏差值△P，經過比例積分控制器處理后得到頻率輸出信號，控制電動機的運行。 3.4供水定時控制功能 為了適應生活供水中的壓力/流量波動特性，如通常白天的3個用水高峰期流量波動，以及其他一些特殊應用，系統(tǒng)提供了最多6段的定時壓力給定控制以滿足使用，有利于節(jié)水和節(jié)能。其中有常規(guī)日和指定日的區(qū)分。 3．5休眠泵控制功能 休眠功能主要用于夜間供水量急劇減少的情況，通過設定變頻器內部參數(shù)指定每日休眠工怍的起止時刻和體眠時的壓力給定值。休眠期間，休眠小泵工作，變頻器只監(jiān)測管網壓力，當管網壓力低于設定的休眠壓力時，系統(tǒng)自動喚醒，變頻泵投入工作，當管網壓力高于設定時，系統(tǒng)再次進入休眠狀態(tài)，即只有休眠小泵運行。這種休眠泵的控制，實現(xiàn)了節(jié)水節(jié)電功效。 3．6進水池缺水檢測功能 變頻器內置集成的液位傳感器（也叫外接液位傳感器）很容易實現(xiàn)液位的檢測和控制。變頻器能夠根據水池水位的檢測值自動控制系統(tǒng)的運行和停止，這將有效的防止水泵系統(tǒng)設備因缺水而損壞。 3．7自動撥號報警功能 當供水系統(tǒng)或變頻器發(fā)生戰(zhàn)障時，通過內置的RS232串行通信接口與外接的Modem設備進行信號連接，自動起動預先設定的電話號碼，及時通知設備維護人員進行相應處理。 TD2100系列變頻器的設計充分考慮了供水系統(tǒng)中所需要的各種控制要求，設計相當精細，相應的功能還有很多，這里沒有一一陳述。 4 供水參數(shù)設置及調試運行 功能碼設置的正確與否是TD2100使用成敗的關鍵。圖4為供水應用參數(shù)設置總體步驟。 參數(shù)設置完畢后，應根據功能需求進行核對，特別是與變頻器外圍電氣設備接線密切相關的一些參數(shù)，如控制方式、供水模式、閉環(huán)反饋信號標定等，應重點檢查，無誤后方可進行系統(tǒng)調試運行。調試包括以下幾個力面： 測試各泵電機轉向是否正確。對于變頻循環(huán)方式，應采用手動軟起動方式進行測試。針對閉環(huán)控制參數(shù)進行運行調節(jié)。 開始運行前，壓力設定應比實際需求小一些，以免管網出現(xiàn)異常超壓。試運行中，根據管網閉環(huán)運行的不穩(wěn)定情況即時調節(jié)相應參數(shù)，如PI參數(shù)、采樣周期、偏差帶、給定或反饋濾波時間等參量，直到系統(tǒng)調節(jié)到穩(wěn)定合理的范圍，并保證一定的響應速度。要進行缺水測試、管網超欠壓測試、定時輪換測試等。相應的參數(shù)根據需要做適當修改。 用變頻器實現(xiàn)交流調速往往給電源帶來高次諧波，不僅降低電網的功率因數(shù)，還會干擾其他電器的正常工作。為了解決這個問題，可在變頻器輸入端加上交流電抗器（選配件），消除諧波干擾。 5 經濟效益分析 常規(guī)泵功率ⅣI、供水量Q1與泵轉速n．，三者關系如下 [ALIGN=CENTER] [/ALIGN] 6結束語 此次恒壓供水系統(tǒng)改造，投資少、遠行穩(wěn)定可靠、節(jié)能降耗效果明顯、實現(xiàn)了恒壓供水的智能化的控制管理。TD2100系列變頻器功能完善、配置靈活，利用TD2100系列變頻器來實現(xiàn)恒壓供水是一種當前非常先進的、性價比好的解決方案