变频供水系统精选(九篇)

第1篇：变频供水系统范文

【关键词】变频器;恒压供水;PID

0.引言

作为供水工程中的通用机械，消耗着大量的能源，电耗往往占制水成本的60%以上，在我国，每年水泵的电能消耗占电能总消耗的21%。为了节约降耗，必须采取调节措施使泵站适应负荷变化的运行。本文介绍一种变频调速恒压供水系统，该系统可根据管网瞬间压力变化，自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入及退出，使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值，并满足用户的流量需求，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。

在实际工况中，用水量是时刻变化的，为了适应水量的变化，以往多采用调节泵出口阀门定时去控制泵出口压力在某一规定值上，这必然造成用水时有超压或欠压现象。水泵机组应用变频调速技术，即通过改变电动机定子电源频率来改变电动机转速，可以相应地改变水泵转速及工况，使其流量与扬程适应管网用水量的变化，保持管网最不利点压力恒定，达到了节能效果。根据这一原理，在应用中选择供水管网最不利点允许的最低压力为控制参数，通过压力传感器以获得压力信号，组成闭环压力自控调速系统，以使水泵的转速保持与调速装置所设定的控制压力相匹配，使调速技术和自控技术相结合，达到最佳的节能效果。此外，最不利点的控制压力还保证了用户水压的稳定，无论管路特性曲线等因素发生什么变化，最不利点的水压是恒定的。保证了用水压力的可靠。

1.变频恒压供水特点

（1）恒压供水能自动24小时维持恒定压力，并根据压力信号自动启动备用泵，无级调整压力，供水质量好，与传统供水比较，不会造成管网破裂及水龙头共振现象。

（2）动平滑，减少电机水泵的冲击，延长了电机及水泵的使用寿命，避免了传统供水中的水锤现象。

（3）采用变频恒压供水保护功能齐全，运行可靠，具有欠压、过压、过流、过热等保护功能。

（4）系统配置可实现全自动定时供水,彻底实现无人值守自动供水.控制系统具有故障报警和显示功能,并可进行工变频转换,应急供水。

（5）系统根据用户用水量的变化来调节水泵转速，使水泵始终工作在高效区，当系统零流量时,机组进入休眠状态,水泵停止，流量增加后才进行工作,节电效果明显，比恒速水泵节电23%-55%。

（6）整套设备只需一组控制柜和水泵机组，安装非常方便，占地面积少。

（7）采用全自动控制，操作人员只需转换电控柜开关，就可以实现用户所需工况。

2.系统组成及工作原理

变频恒压供水系统采用一电位器设定压力（也可采用面板内部设定压力或专用控制器），采用一个压力传感器（反馈为4～20mA或0～10V）检测管网中压力，压力传感器将信号送入变频器PID回路，PID回路处理之后，送出一个水量增加或减少信号，控制电机转速。如在一定延时时间内，压力还是不足或过大，则通过变频器作工频/变频切换起动另一台水泵，使实际管网压力与设定压力相一致。另外，随着用水量的减少，变频器自动减少输出频率。达到了节能的目的。

此系统主要由2台供水泵，1台变频器，1块远传压力表和一些相关设备组成。当用水量不大时变频器启动1＃泵电机，接触器KM2断开、KM1吸合，1＃泵变频运行，随着压力自动调节频率的高低以保持压力的恒定。当用水量增加1＃泵频率随之增大，如到工频仍不能满足要求时，变频器控制接触器KM1断开、KM2吸合，使1＃泵工频运行，然后KM3吸合使2＃泵变频运行。如用水量一直减少，则变频器控制2＃泵减速直至推出运行，使1＃泵转入变频运行，如果用水量继续减小，变频器转入休眠状态，停止输出。如果1台泵一直能满足用水量，出于保护电机的目的，可以设置变频器参数，使变频器控制2台电机每隔一段时间切换运行。

3.变频器PID调节功能

变频器是通过内置PID调节器对供水系统进行闭环控制的。首先设置一个恒定的给定压力值，变频器则通过现场压力传感器的反馈信号，进行PID调节，控制变频器的输出。通俗的说就是，当压力超过给定值则变频器减速，不足给定值则增速，供水系统始终保持恒定压力，变频器输出则无须考虑。PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下：（1）首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；（2）仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；（3）在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。在实际调试中，只能先大致设定一个经验值，然后根据调节效果修改。其实一般供货厂家都有自己的经验数据，基本已经不需要现场人员再进行计算了。这里有一首调节方法的诗歌供大家参考。

参数整定找最佳，从小到大顺序查

先是比例后积分，最后再把微分加

曲线振荡很频繁，比例度盘要放大

曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳

曲线偏离回复慢，积分时间往下降

曲线波动周期长，积分时间再加长

曲线振荡频率快，先把微分降下来

动差大来波动慢。微分时间应加长

理想曲线两个波，前高后低4比1

一看二调多分析，调节质量不会低

4.结束语

水泵采用变频器控制后，泵的出口扬程大幅度下降，节能效果显著。由于电机转速下降，泵出口压力降低，减少了机械磨损，降低了维修工作量，延长了设备的使用寿命。提高了功率因数，（下82软启动特性避免电机直接启动时大电流对电机线圈和电网的冲击。采用变频器后，电动机和泵共同组合为一体，它既是动力源，又是供水调节执行机构，改变了传统的控制方式，实现了生产过程自动化，减少了工人的劳动强度。闭环控制系统适应水量变化，实现在线调整，保证管网末端压力恒定，不存在人为调整的滞后现象。总之，此系统具有体积小、调速范围大、效率高、无级调速等特点，运行安全可靠，实现闭环控制系统，满足用水需量，保证管网末端压力恒定，具有明显的节能降耗的经济效益，同时还延长了设备寿命，减少了维修工作量，是一种比较理想的调速系统。

【参考文献】

［1］冯垛生,张淼.变频器的应用与维护.广州:华南理工大学出版社,2003.

第2篇：变频供水系统范文

关键词 恒压供水；变频器；调速

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）172-0209-02

供水控制是节能降耗、体质增效的关键系统，能够对工业用水、生活用水实施科学调控，提高水资源的利用效率[1，2]。随着人口数量的增加、工业生产规模的扩大，水资源日益成为紧缺资源，大力提倡节约用水成为全社会共识。一方面，需要大力普及节约用水观念，降低人为浪费水资源；另一方面，要不断进行技术创新，实现水资源的精量使用。因此，采用变频控制技术[3]，对传统供水系统进行自动化改造，对降低用水成本、提高用水效率具有重要技术价值和社会效益。

1 方案设计

供水系统的控制方案主要有3种，即恒速泵供水、高位储水供水和气压罐供水[4-6]，其中，恒速泵供水是利用速度不变的水泵实时提供输水动力，当达到用水需求时，需要关闭水泵，当再次用水时，需要再次开启水泵，频繁开启、关闭水泵，耗电量较大，影响局部电压稳定，故此种供水系统应用较少。高位储水则是扩大或延长水泵的工作时间，利用恒速水泵不断向储水池供水，利用储水池实现用水备存，同时，减小水泵的开启、关闭频率，然而，高位储水泵需要建设较大的高位储水装置，占用空间大，造价成本高，在实际工程中应用较少。气压罐供水与高位储水供水的控制原理相同，区别在于，水泵的动力通过气压泵储存在气罐中。

本文设计的供水系统拟采用变频控制原理，同时利用水压传感器测试供水管路的压力信号，利用PID进行水压与电动机频率之间的信号变化，利用可编程控制器实时调整电动机的作业频率。通过改变电动机作业频率，实现水泵转速随水压变化而调节，达到节约电能、电动机连续作业、动力与供水动态调整的目的。

2 恒压供水变频调速控制系统的构成

2.1 系统构成

基于变频器进行恒压供水的控制系统构成如图1所示，供水的动力元件主要包括水泵1、水泵2和水泵3，其中，水泵3起到辅助供水作用；水泵的作业调节元件为变频器，供水系统的信号采集及调控元件为PID控制器，供水系统的逻辑换算元件为可编程控制器，此外，在本系统设计中，用上位机作为监控器，用远传压力表作为供水系统末端的压力采集元件。

2.2 系统工作原理

压力传感器分布在供水系统末端的管网中，当供水系统水源不足时，管网中的压力随之减小，压力传感器检测到的电压信号减弱，并将电压信号传递到PID控制中，控制器将接收到的电信号传递到可编程控制器，经过逻辑运算后得到反馈信号，将反馈的电信号传递给水泵的变频器，通过变频器调节水泵的转速，改善供水系统的动力状态，使供水系统处于供水工况，随着供水启动，供水系统压力逐渐升高，升高的压力信号实时被压力传感器采集，整套供水系统处于动态平衡调节中。

3 恒压供水变频调速控制系统的设计

3.1 变频调速选型

变频器是一种电压频率变换器，即将固定频率的交流电变换成频率、电压连续可调的交流电，以供给电动机运转的电源装置。它在变频调速恒压供水系统中起着非常重要作用，是水泵电机调速的执行者。

变频调速原理如公式1所示，当电机的转差率和磁极对数固定时，通过改变电源频率，实现电机转速的调整。

n=60f（1-s）/p （公式1）

其中，n表示电机转速；f表示电源频率；s表示电机转差率；p表示电机磁极对数。

变频器的选用，需要综合考虑输入侧额定值、输出侧额定值、额定输出容量等。变频器容量的选择，一般根据负载性质及大小。变频器的控制方式主要有恒转矩负载、恒功率负载、二次方律负载3种。本系统设计中，综合考虑异步电动机的额定电流及变频器容量，选择西门子MicroMaster430型变频器，co-trustS7-200系列中的CPU224，其输入频率为47Hz～63Hz，输出频率未0Hz～650Hz，功率因数为0.98，变频器效率为96%～98%，防护等级为IP20。

3.2 可编程控制器选型

可编程控制器（PLC）是恒压供水变频调速控制系统的核心部件，PLC容量是指I/O点数的数量，点数太多容易提高部件成本，点数太少导致余量不足，通常综合考虑被控对象的输入信号和输出信号的总点数，余量按照10%～15%的空间预留。本系统设计中，1路压力模拟量输入，1路电压模拟量输出，故选用TD200系列西门子变频器。

3.3 压力传感器

本系统设计中，供水系统的压力信号采集需通过压力传感器，故选择了YTZ-150型电位器式远传压力表，该电阻远传压力表适用于测量对铜合金不起腐蚀作用的液体、蒸汽和气体等介质的压力。电阻远传压力表，可把被测值以电量值传至远离测量点的二次仪表上，以实现集中检测和远距离控制。此外，本仪表能就地指示压力，以便于现场工艺检查。起止电阻值为3Ω～20Ω，满度电阻值为340Ω～400Ω，工作电压≤6V。

3.4 电路图设计

根据恒压供水的使用要求和变频器、可编程控制器的工作原理，设计本系统的电路图，如图2所示。图中，M1，M2，M3为3台水泵电机，KM为相应电机的接触器，FR为相应电机的热继电保护器，QF为空气开关。从图2中可以清晰看到，3台电机的控制原理相同，均由接触器和热继电保护器控制，实现小电流控制大电流，提高电机的使用安全性。变频器改变三台电机的供电频率，实现电机转速的自动调节，通过电动机转速的无极调节，实现供水系统水压的动态稳定，达到恒压供水目的。在此电路图中，当供电系统无需调速控制时，可直接对3台电机进行调节。

4 结论

本文对恒压供水系统进行了关键部件选型和控制系统电路原理图设计，恒压供水变频调速系统的核心部件是变频器和远传压力表，恒压供水系统中变频器选用西门子MicroMaster430型，远传压力表为YTZ-150型，电路原理图设计实现了1个变频器控制3台水泵，通过远传压力表和变频器实现了恒压供水。该控制系统结构简单，成本较低，安全性能较好，比较适应当前供水系统的电气化改造现状。

参考文献

[1]郑伟.基于PLC的变频恒压供水系统在洗煤厂的应用[J].机械管理开发，2016（7）.

[2]姜宏.浅谈恒压供水系统[J].科技创新与应用，2016（22）.

[3]金昊.无级变频调速在恒压供水系统中的应用[J].电脑知识与技术，2016（15）.

[4]梁庆.试论水厂PLC变频恒压供水技术的应用[J].中国高新技术企业，2016（5）.

第3篇：变频供水系统范文

【关键词】恒压供水;变频调速;PLC;PID控制

引言

本系统由三台水泵组构成生活/消防双恒压无塔供水，它们组成变频循环运行方式。采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，三台水泵根据恒压需要，采用“先开先停”的原则接入和退出。再用水量小的情况下，如果一台水泵连续运行时间超过3小时，则要切换到下一水泵，即系统具有“倒泵功能”。压力传感器检测到当前水压信号后，送入PLC与预先设定值比较后进行PID运算，通过控制变频器的输出电压和频率，控制水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定。整个系统通过工控机与PLC的连接，通过组态软件完成对系统监控，实现运行状态动态显示及数据、报警、查询等功能。

1.变频恒压供水系统构成

市网自来水通过高低水位控制器EQ控制进水阀YV1，自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，YV1打开，自动往水池注水。水池的高/低水位信号同时送给PLC，作为高/低水位报警信号。为保证供水的连续性，水位上下限传感器距离较短。生活用水和消防用水通过三台水泵供水，平时电磁阀YV2断电，此时消防用水关闭，三台水泵可以根据生活用水量的多少，按照设定的控制逻辑运行，维持生活用水的低恒压。当火灾发生时，电磁阀YV2得电，此时生活用水关闭，三台水泵供消防用水使用，维持消防用水的高恒压。火灾结束后，三台水泵恢复生活供水（如图1所示）。

图1 恒压供水系统构成

2.系统设备配置与继电器电器电路

系统的操作设有手动控制功能，手动功能在火灾、应急或检修时临时使用。系统主电路如图2所示，图中接触器KM1、KM2和KM5用于电动机的工频供电，接触器KM2、KM4课KM6用于电动机的变频供电。

图2 系统主电路

控制电路如图3所示，图中SA为选择手动及自动运行的转换开关，位于1位时为手动，位于2位时为自动。图中按钮SB1～SB6分别为手动启动1～3号水泵的按钮，按钮SB7和SB8为手动启停消防供水电磁阀YV2的按钮。系统设置了各种指示灯和报警音响器件，配置了变频器启动与复位的控制继电器KA。系统选用了火警检测开关SA1，其输出节点在火警出现时置“1”。

图3 系统控制电路

3.PLC的选用

系统共有开关量输入6个，开关量输出12个;模拟量输入1个，模拟量输出1个。因此选用三菱FX2N-32MR可编程控制器，加上一个模拟量输入模块FX2N-4AD，一台模拟量输出模块FX2N-2DA，构成PLC控制系统。

4.系统程序设计

根据控制要求：当水压下降时，升高变频器的输出频率，水泵加速，达到上限值时，需启动下一台水泵。这一功能在程序中用比较指令实现，应用时间滤波，消除偶然的频率波动影响。

PLC在恒压供水系统中的任务较多，因模拟量单元及PID调节都需要编制初始化及中断程序。因此把系统程序分为三部分：主程序、子程序和中断程序。系统初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，定时中断程序则用来实现PID控制的定时采样及输出控制。主程序主要完成的功能有：水泵切换信号的产生，水泵组接触器逻辑控制信号的综合及报警处理等。因白天、夜间模式的给定压力值不相同，两个恒压值是采用数字方式直接在程序中设定的。白天系统设定值为满量程的90%，夜间系统设定值为满量程的70%。

（1）系统初始化程序

系统初始化程序在开始启动的时候，先对系统的各个部分的当前工作状态进行检测，如出错则报警，接着对变频器变频运行的上下限频率、PID控制的各参数进行初始化处理，赋予一定的初值，在初始化子程序的最后进行中断连接。系统进行初始化是在主程序中通过调用子程序来是实现的。在初始化后紧接着要设定白天/夜间两种供水模式下的水压给定值以及变频泵泵号和工频泵投入台数。

（2）增、减泵判断和相应操作程序

当PID调解结果大于等于变频运行上限频率（或小于等于变频运行下限频率）且水泵稳定运行时，定时器计时5min（以便消除水压波动的干扰）后执行工频泵台数加一（或减一）操作，并产生相应的泵变频启动脉冲信号。

（3）水泵的软启动程序

增减泵或倒泵时复位变频器为软启动做准备，同时变频泵号加一，并产生当前泵工频启动脉冲信号和下一台水泵变频启动脉冲信号，延时后启动运行。

当只有一台变频泵长时间运行时，对连续运行时间进行判断，超过3h则自动倒泵变频运行。

（4）各水泵变频运行控制逻辑程序

各水泵变频运行控制逻辑大体上是相同的。现以1#水泵为例：当第一次上电、故障消除或者产生1#泵变频启动脉冲信号并且系统无故障产生、未产生复位1#水泵变频运行信号、1#泵未工作在工频状态时， KM2常开触点闭合接通变频器，使1#水泵变频运行，同时KM2常闭触点打开防止KM1线圈得电，从而在变频和工频之间实现良好的电气互锁，KM2的常开触点还可实现自锁功能。

（5）各水泵工频运行控制逻辑程序

水泵的工频运行不但取决于变频泵的泵号，还取决于工频泵的台数。由于各水泵工频运行控制逻辑大体上是相同的，现在只以1#水泵为例进行说明。产生当前泵工频运行启动脉冲后，若当前2#泵处于变频运行状态且工频泵数大于0，或者当前3#泵处于变频运行状态且工频泵数大于1，KM1线圈得电，使得KM1常开触点闭合，1#水泵工频运行，同时KM1常闭触点打开防止KM2线圈得电，从而实现变频和工频之间实现良好的电气互锁，KM1的常开触点还可实现自锁功能。

（6）报警及故障处理程序

本系统中包括水池水位越限报警指示灯、变频器故障报警指示灯白天模式运行指示灯以及报警电铃。当故障信号产生时，相应的指示灯会出现闪烁的现象，同时报警电铃响起。而试灯按钮按下时，各指示灯会一直点亮。

故障发生后重新设定变频泵号和工频泵运行台数，在故障结束后产生故障结束脉冲信号。

5.结束语

该系统利用单台变频器实现多台水泵电机的软起动和调速，同时把水泵电机控制纳入自动控制系统。压力变送器采样管网压力信号经PID处理传送给变频器，变频器根据压力大小调节电机转速，通过改变水泵性能曲线来实现水泵的流量调节，保证管网压力恒定。该系统不仅有效地保证了供水系统管网压力恒定，而且具有工作可靠、施工简单、节能效果显著、全自动控制、无二次污染等优点。

参考文献

[1]陈立定.电气控制与可编程序控制器的原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]李建兴.可编程序控制器及其应用[M].北京：机械工业出版社，1999.

[3]李朝青.单片机原理及其接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.

[4]殷建国.可编程序控制器及其应用[M].北京：机械工业出版社，2006.

第4篇：变频供水系统范文

关键词 水泵供水 变频器 恒压控制 PLC

中图分类号：TU821；TP273 文献标识码：A

1系统概述

1.1供水系统的发展

当今社会的供水方式向高效节能、自动可靠的方向发展，变频调速技术以其显著的节能效果和稳定可靠的控制方式，应用在城乡工业用水的各级加压系统、居民生活用水的恒压供水系统中。在变频恒压供水技术出现以前也有很多供水方式，如恒速泵直接供水和水塔供水等方式，但这些传统的供水方式，由于供水稳定性差、设备成本过高和场地受限等原因，已经不能很好地满足人们日常的供水需要。随着变频器的问世，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。

1.2系统设计工况简介

3台水泵供水，压力控制点设在水泵出口处，用变频器、CPM1A PLC、调节器等组成闭环调节系统，以保正水泵出口压力恒定。水泵的切换方式为：第一台泵作变频泵，第二、三台泵作变频备用泵。当第一台水泵运行至工频时切换至工频电网，第二台水泵变频运行；当第二台水泵运行至工频且压力达不到要求时，切换至工频，第三台泵变频起动。用水量减少时，依次停下第三台水泵，第二台水泵，顺序运行。当变频器出现故障时，所有水泵停机，报警。

1.3变频恒压供水系统原理分析

变频恒压供水控制系统的基本原理是：通过安装在管网上的压力传感器，把水压转换成4～20mA的模拟信号，采用电动机调速装置（变频器）与可编程控制器（PLC）构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程序控制器、压力变送器和水泵机组一起组成的完整闭环调节系统。

2系统设计

2.1系统主电路设计

由设计工况可知，每台水泵都有变频运行和工频运行两种工作状态，每台水泵都受两个接触器控制，一个接触器使水泵与变频器连接，另外一个接触器使水泵与电网电压连接。在启动变频调速时，先断开第一台的变频运行，切换为工频运行，再使第二台水泵与变频器连接。在停止变频调速时，先断开第三台的变频运行，断开第二台的工频运行，再使第二台水泵与变频器连接。切换时中间继电器控制使变频器无输出，这些都是由PLC控制的。

2.2控制电路的设计

本系统使用OMRON CPM1A 系列PLC，在输入点方面，系统设有手动/自动、工作/检修、夜间三个旋钮开关需3个输入点；自动运行状态下，控制起动和停止需2个输入点；手动运行状态下，每台水泵都有起动和停机按钮，需8个输入点；每台水泵都有故障监测，需4个输入点；压力传感器的检测信号经PID的比较分析会产生压力上限、下限两种信号，需2个输入点；系统的液位监测也需1个液位下限的输入；变频器的故障也需1个输入点，共需21个输入点。在输出点方面，水泵M1、M2，M3即可变频运行，也可工频运行，M4只需工频运行，需PLC的7个输出点；变频器的运行与关断由PLC的1个输出点，变频器的故障报警与显示需1个输出点；切换时，中间继电器控制使变频器无输出需1个输出信号控制；每台水泵的都有故障显示灯，需4个输出点，输出点数量为14个。本系统选用CPM1A-40CDR-A-V1型PLC。

2.3系统工况分析

自动运行时液位下限的常闭闭合，当按下自动起动按钮进入自动运行状态，变频器运行，按下停机按钮变频器则停止运行，当夜间旋钮开关闭合或者变频器出现故障时，变频器则会停止运行，出现水位下限信号时变频器亦会停止工作。

当变频器开始运行时，1#水泵开始变频运行。当第一次水压到达下限时，1#泵变频运行断开，2#泵变频运行起动，此时1#泵需切换到工频运行，为了避免出现工频、变频同时接通的情况，所以延时5s后1#泵切换至工频运行。

1#水泵切换至工频后，2#泵变频运行，当第二次水压到达下限时，不满足供水需求，2#泵变频运行断开，3#开始变频运行，此时2#泵需切换到工频运行，为了避免出现工频、变频同时接通的情况，所以延时5s后2#泵切换至工频运行。

第二次压力下限到达后，定时器1接通，延时5秒，2#泵切换至工频，3#泵在延时前已经变频运行，当前1#泵、2#泵工频运行，3#泵变频运行。当夜间工作模式开启或者变频器故障时，3台泵均停机。

当用水量需求减小时，管网的压力减小，通过压力传感器的信号检测，传来压力上限信号，此时计数器1复位，3#泵与变频器切断停机，2#泵工频断开，延时5秒后，2#泵变频起动。此时2#泵变频运行，1#泵保持工频运行。

用计数器2来计数压力上限信号，当第二次上限信号到达，计数器输出ON，此时2#泵变频断开，1#工频断开，延时5秒后定时器2输出ON信号，1#变频运行。

当夜间用水量不大的时候，开启夜间模式，则1#、2#、3#均停机待起，此时夜间泵变频运行起动。当传来水位下限信号或者变频器故障，夜泵则将停止工作。

每台泵都有各自的故障报警指示灯。当工作状态时，变频器故障，变频器故障指示灯变亮，并报警，当把系统转入检修状态时，变频器故障灯与警铃都断开。

参考文献

第5篇：变频供水系统范文

随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等设备的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目的。

一、变频恒压供水系统组成

变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。通常由异步电动机驱动水泵旋转来供水，并且把电机和水泵连成一体，通过变频器调节异步电机的转速，从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。因此，供水系统变频的实质是异步电动机的变频调速。异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。水压由压力传感器的信号4-20mA送入变频器内部的PID模块，与用户设定的压力值进行比较，并通过变频器内置PID运算将结果转换为频率调节信号，以调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速。由于变频器内部自带的PID调节器采用了优化算法，所以使水压的调节十分平滑，稳定。同时，为了保证水压反馈信号值的准确、不失值，可对该信号设置滤波时间常数，同时还可对反馈信号进行换算，使系统的调试更为简单、方便。

二、控制原理

变频恒压控制系统以供水出口管网水压为控制目标，在控制上实现出口总管网的实际供水压力跟随设定的供水压力。设定的供水压力可以是一个常数，也可以是一个时间分段函数，在每一个时段内是一个常数。所以，在某个特定时段内，恒压控制的目标就是使出口总管网的实际供水压力维持在设定的供水压力上 在系统运行过程中，如果实际供水压力低于设定压力，控制系统将得到正的压力差，这个差值经过计算和转换，计算出变频器输出频率的增加值，该值就是为了减小实际供水压力与设定压力的差值，将这个增量和变频器当前的输出值相加，得出的值即为变频器当前应该输出的频率。该频率使水泵机组转速增大，从而使实际供水压力提高，在运行过程中该过程将被重复，直到实际供水压力和设定压力相等为止。如果运行过程中实际供水压力高于设定压力，情况刚好相反，变频器的输出频率将会降低，水泵的转速减小，实际供水压力因此而减小。同样，最后调节的结果是实际供水压力和设定压力相等

三、节能效果

用变频调速来实现恒压供水，与用调节阀门来实现恒压供水相比，节能效果十分显著。其优点是：

1、起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；

2、由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命；

3、可以消除起动和停机时的水锤效应；

一般地说，当由一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时，可考虑适当减小变频器的容量，但应注意留有足够的容量。

四、恒压供水系统特点

1、节电：变频恒压供水系统的最显著优点就是节约电能，节能量通常在10-40%。从单台水泵的节能来看，流量越小，节能量越大。优化的节能控制软件，使水泵实现最大限度地节能运行；

2、卫生节水：根据实际用水情况设定管网压力，自动控制水泵出水量，减少了水的跑、漏现象；系统实行闭环供水后，用户的水全部由管道直接供给，取消了水塔、气压罐等设施，避免了用水的“二次污染”。

3、运行可靠：变频恒压供水系统实现了系统供水压力稳定而流量可在大范围内连续变化，从而可以保证用户任何时候的用水压力。

4、自我保护功能完善：变频恒压供水系统具备了过流、过压、欠压、欠相、短路保护、瞬时停电保护、过载、失速保护、低液位保护、主泵定时轮换控制、密码设定等功能，全自动控制，自动运行，只需派人定期检查。万一自控系统出现故障，用户可以直接操作手动系统，以保护供水。

第6篇：变频供水系统范文

关键词：变频调速 供水系统 变频恒压

1　概述

变频调速恒压供水控制装置能够极大地改善给水管网的供水环境，该系统可根据管网瞬间压力变化，自动调节水泵电机的转速和多台水泵电机的投入及退出，使管网主干出口端保持在恒定的设定压力值，整个供水系统始终保持高效节能和运行在最佳状态。

河北省节能技术服务中心应用微机控制变频调速恒压供水控制系统，为很多家企事业单位安装了变频恒压供水控制装置。收到了较好的节能效果。

2　水泵变频调速节电原理

异步电动机采用变频器调速的原理是：通过整流桥将工频交流电压变为直流电压，再由逆变桥变换为频率可调的交流，作为交流异步电动机的驱动电源，使电动机获得无级调速所需的电压、电流和频率。

水泵供水系统具有管网特性曲线，即通道管网的流量与所消耗的能量之间的关系曲线，它同时表明水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差，液体在管道中流动的阻力。

水泵运行工作点位置与水泵负载有关，在水泵负载经常变化的情况下，水泵不能总处在高效区域里工作。为使水泵适应外界负载变化的要求。我们可采用变速调节，即在管网特性曲线基本不变时，采用改变水泵转速来改变泵的q—h特性曲线。从而改变它的工作点，达到即改变流量又能保证水泵恒定和输入功率减少的目的。如图1。

图1　水泵变速运行图

根据水泵的相似定律，变速前后流量、扬程、功率与转速之间关系为：

式中p1、h1、q1为转速n1时的功率、扬程、流量；p2、h2、q2为转速n2时的功率、扬程、流量。由此可见，当水泵在变负荷工作情况下，采用变频器调节水泵电机转速时，轴功率随转速比的三次方关系进行变化，节电效果明显。

3　白楼宾馆供水泵组工作的现状与问题

石家庄市白楼宾馆水泵房现有供水水泵三台，型号为65dl-4，额定扬程64m，流量30m3/h，转速1450r/min，电机功率11kw，沈阳马二家水泵厂生产。

由于宾馆用水水量极不稳定，早、晚用水高峰常常是平时用量的二倍，而后半夜用水水量仅为平时用量的三分之一，而且用水流量变化快，稳压时间短。

目前，采期电接点压力表控制各泵的启停，但当用水负荷变化较大的，水泵电机启停频繁，造成电动机及控制开关故障频繁，而且供水压力不稳定。

根据以上情况，我们给三台水泵采用一套变频调速恒压供水控制装置。在保证供水管网压力恒定的情况下，根据水流量的大小实现三台水泵的循环软启动，圆满地解决了白楼宾馆供水系统不稳定的大问题。

4　变频恒压供水系统的设计

针对白楼宾馆供水泵组存在的问题和用水负荷的实际情况，我们设计采用11kw富士变频器，压力传感器，微电脑控制器(包括pid调节)等组成闭环调节垣压控制系统， 使水泵恒压供水，其供水压力可调。

4.1　供水控制系统组成方框图

图2　系统框图

4.2　工作原理

如图2所示，控制器给定水泵管网一供水压力值，变频器根据此值输出一定频率的交流电源至水泵电机，拖动水泵稳定运行，并输出与压力对应的供水流量，保证水泵管网的压力与控制器的给定压力平衡。压力传感器时刻检测管网压力，并反馈至控制器，控制器根据反馈压力与给定压力的差值，控制变频器的输出频率，实现电机的速度调节，改变水泵流量，保证供水管网压力始终稳定在给定值附近，实现了变频调速恒压供水系统的闭环调节。3台泵在控制器控制下，均由变频器实现软起动。

5　变频调速后的节能效果及分析

白楼宾馆采用变频调速恒压供水系统后，解决了目前 存在的供水管网系统水压不稳定，设备故障频出等问题， 取得了良好的节能效果和经济效益。

5.1　直接经济效益

目前的控制方式下,三台泵平均输入功率20kw,供水压力3.7～5.8kg/cm2,年耗电175200kwh,按0.5元/kwh计算,每年电费9.6万元。采用变频恒压供水控制装置后,三台泵平均输入功率16kw,供水压力4.5kg/cm2,年耗电140160kwh,电费7.7万元,年节约电费开支1.9万元。该项目改造投资3.2万元。

由此可知，采用变频恒压供水控制装置后，每年节约电能35040kwh，节电率20％，投资回收期1.7年。

5.2　间接经济效益

5.2.1　按用水实际需要定压供水，可以自动保证宾馆的正常用水需要，即不会发生因瞬间用水量增加而引起的供水不足，也不会因瞬间用水量减少，管网出现超压引起设备损坏，并且克服了原有控制方式下水压在3.7～5.8kg之间的较大波动。

5.2.2　电机循环软启动，避免了在频繁启动时，较大的启动电流对供电系统、配电设备和电机的冲击，延长了电气设备、水泵及管网的使用寿命，减少了检修维护费用及工作量，提高了供水安全。

5.2.3　实现闭环自动控制后，提高了供水质量，减轻了劳动强度，可实现无人值班，节约管理费用。

6　结论

第7篇：变频供水系统范文

关键词：PLC；变频器；PID水位控制；水锤效应

1 概述

在现代人生活水平不断提高的今天，人们对物质的追求也越来越强烈，更加追求品质生活，而生活中到处都需要用到水，但是传统生活供水的方法却达不到人们的要求，特别是高层建筑供水问题，一方面要求提高供水质量，不能因水压的波动形成供水时断时续水量时多时少的情况，另一方面要求满足供水的安全与可靠。而以前的供水方式却有很多缺点，如用水高峰期水压过小和不稳定以及低峰期水压过大造成管道阀门更容易损坏等。而作为工业自动化控制装置的PLC具有可靠性高、抗干扰性强、功能强大、编程简便、性价比高、维修工作量大等特点，因此，本系统提出基于FX3u系列的PLC变频恒压供水系统，用于实现高层建筑恒压供水提高供水质量和安全可靠节能的要求[1]。

2 系统构成和控制原理

基于FX3u系列的PLC变频恒压供水系统由FX3u PLC、与PLCX相连接的蓄水系统、水泵机组和变频器构成[2]，而蓄水系统主要由连接管阀的电动阀A以及与电动阀A连接的蓄水罐构成。与PLC连接的电动阀A并联有手动阀A，蓄水罐与水泵机组连接，且水泵机组内部设置有与PLC相连接的水位控制器。

内置PID控制器的FX3u PLC为主控单元，控制着蓄水系统，使得蓄水系统作为缓冲区域，对管阀的水起到缓冲作用。在PLC与变频器的共同作用下，可对水泵机组进行切换。本系统中的蓄水罐还设置有水位控制器，通过水位控制器可将水位信息传输给控制处理器PLC，在控制处理器PLC的信息处理下，当水位降低到一定位置时，控制处理器PLC会发出让电动阀A打开的命令，使得蓄水罐在低水位时，自动打开电动阀A，给蓄水罐充水。另外，电动阀A并联有手动阀A，这样就可以避免在电动阀A出现故障时会影响水的供给。

水泵机组主要由连接蓄水罐的电动阀B、与电动阀B连接的提水机组和压力传感器构成。压力传感器与PLC相连接。提水机组包括并联的主提水机组和副提水机组，主提水机组主要由依次串联的电动阀C、水泵C、止回阀C构成，副提水机组主要由依次串联的电动阀D、水泵D、止回阀D构成，电动阀C和电动阀D均与电动阀B和控制处理器PLC连接，止回阀C和止回阀D均与压力传感器连接，且水泵C和水泵D均与变频器连接；电动阀B并联有手动阀B；止回阀C与压力传感器之间还设置有连接控制处理器PLC的放水电动阀C；止回阀D与压力传感器之间还设置有连接控制处理器PLC的放水电动阀。放水电动阀C与压力传感器的连接点还连接有依次连接的水锤电动阀、蓄能罐；且水锤电动阀还与控制处理器PLC连接。

工作中压力传感器检测出当前的水管压力，然后把检测到的压力信号变成模拟信号，并把该信号传送给变频器，由变频器中的PID控制器运算比较水压当前值和水压设定值（如图2）。为了稳定出水压力，PLC会将出水压力当前值与设定值进行比较，然后根据比较结果来决定变频器是否加速或减速；当处于用水低峰期、较少人用水时，变频器控制一台水泵低速运行；当处于用水高峰期、较多人用水时，变频器控制其中一台水泵高速运行，如果依然达不到出水压力时，就会让这台水泵以工业频率运行，而再起动另一台水泵。为了增加水泵的使用寿命，也为了避免水泵长时间不用而生锈，每4小时让两台水泵循环工作一次。本系统将电动阀B作为进水主阀，使得进出水更方便，而将止回阀C、放水电动阀C、止回阀D、放水电动阀D都由PLC控制，使得维修更为方便。

为了减少水压对管道的冲击、改善水锤效应、延长设备的寿命，本系统采取两台水泵运行的方法，有主泵和备用泵。变频器控制着两泵，使得这两台水泵轮流为主泵和备用泵，交替工作，两者都能实现软起动和软停止。与此同时，为了消除水锤效应，本系统还加装了储能罐。

3 PLC输入/输出接口电路设计

本系统具有自动控制功能。开机运行时，交流接触器KM1线圈通电，闭合KM1常开触点，起动变频器。几秒后，交流接触器KM2线圈通电，变频器起动水泵C；出水压力当前值比设定值低时，KM2线圈通电，KM3、KM4线圈通电，工频运行水泵C，变频运行水泵D；出水压力当前值比设定值高时，KM4线圈断电，变频运行水泵D，水泵C停止运行；而出水压力当前值又比设定值低时，KM3线圈断电，KM2、KM5线圈通电[3]，转换为工频运行水泵D，变频运行水泵C，依次循环实现恒压供水（如图3）。

本系统安装有中间继电器KA1、KA2、KA3、KA4。KA1闭合时，表示无水；KA2闭合时，表示变频器发生故障；KA3闭合时，表示水泵C发生故障；KA4闭合时，表示水泵C发生故障；而且每种故障都设置有对应的报警指示灯。为了保证运行系统的安全，不论发生哪种故障，本系统都会停止运行。

4 结束语

本系统可根据出水压力与设定值的关系来调节电动机的转速。在较多人用水，出水压力较设定值低时，会加速或增加水泵[4]；在较少人用水，出水压力较设定值高时，会减速或减少水泵，这样，供水系统管网压力就会一直为设定值，提高了供水质量，实现了节能。

参考文献

[1]王晓瑜.基于PLC和HMI的变频恒压供水系统设计[J].制造业自动化，2011（10）：120-122.

[2]卢光源，杨黎.S7-200在变频调速恒压供水系统中的应用[J].现代制造技术与装备，2007（1）：66-68.

[3]常晓玲.电气控制系统与可编程控制器[M].北京：机械工业出版社，2002.

第8篇：变频供水系统范文

关键词：故障智能处理；变频器；PLC；软启动器；触摸屏；压力传感器

中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0020-02

1 前 言

随着变频技术的发展及其广泛的应用，变频恒压供水系统以其节能、供水质量好等优点，已得到广泛的使用。以往的变频恒压供水系统没有故障报警和处理能力，当系统发生故障时，系统就停止运行，等待工作人员来处理，如处理不及时就会引起供水中断，甚至带来较大的经济损失。针对这一问题是否能在原来的系统基础上加装更为智能化的控制，经过现场勘察，决定了在原来的系统的程序上多加一个故障智能控制程序和一个A/D、D/A混合模块就能实现处理故障智能化，在运行上更为可靠，大大降低了因为系统故障停机而引造成的经济损失。笔者就这一问题设计了一套故障处理智能恒压供水系统，与以往的相比增加了故障自诊定，自动处理的能力，提高了系统的可靠性，达到了全自动控制和无人值班的要求，该程序也适用于以往的变频恒压供水系统的改造，有较强的实用和适用性。下面是笔者为客户原来的恒压供水系统增加了智能故障报警处理能力为例，浅谈实现变频恒压供水系统故障处理智能化的办法。

2 原恒压供水的控制系统

2.1 系统装置

①4台45 kW的水泵及一台5.5 kW的辅助泵；

②变频器SPF-45 K-A；

③触摸屏MT510T；

④可编程控制器K7M-DR60S；

⑤软启动器ATS4-46D88N。

2.2 控制方式

系统控制分为手动控制、自动恒压控制、应急控制三种控制方式。

2.2.1 手动控制

每台水泵电机均有手动控制功能，可由操作人员对水泵电机启动和停止进行操作。为了减小手动启动水泵时的启动电流对电网的冲击，所以采用了软启动方式启动水泵电机。

2.2.2 自动恒压控制

自动恒压控制是采用变频器自带的PID调节器进行控制的。根据压力传感器（4-20 mA）的电流输入变频器的电流输入控制端，以压力传感器的压力反馈信号反馈到变频，在变频内部的PID调节器进行运算控制调节水泵的频率。采用定时切换泵启动功能使不会总是运行一台电机，使电机寿命加长。

2.2.3 应急控制

当变频器发生故障时，系统则不能进行恒压控制，而选择手动控制，则需要专人值班，极为不方便。就针对这一问题是否能在原来的系统基础上加装更为智能化的控制，经过现场勘察，我们决定了在原来的系统的程序上多加一个故障智能控制程序和一个A/D、D/A混合模块就能实现处理故障智能化。加入改造后的程序之后，经过现场模拟故障调试比原来的系统在运行上更为可靠，大大降低了因为系统故障停机而引造成的经济损失。以下就这一问题进行了分析和解决。

3 新恒压供水系统介绍

在原系统中加入了A/D、D/A混合模块，见表1，让压力变送器反馈的压力信号为4～20 mA的电流模拟信号输入模块中转换为数字信号能让PLC读取的同时又能将压力信号从模块的输出通道以4～20 mA的模拟电流信号反馈到变频器里。系统运行时，变频器通过反馈的压力进行压力比较，并通过自带的PID运算调节器进行PID运算，自动对水泵进行调速控制。而PLC能通过通讯的方式读取变频器的输出频率，用以判别加、减泵的需要。在变频器发生故障时，选择应急状态运行后，PLC将对供水系统进行上、下限压控制（既水压低于下限压力时，先由软启动器启动一台水泵，全压运行一段时间后，如果水压还达不到下限压力，则PLC将已启动的电机切换到工频，再由软启动启动另一台水泵。以此类推，直到压力到达下限或全部水泵电机启动运行为止。当水压到达或超过上限压力时，PLC将停止一台水泵运行，过一定的时间后如果水压还是大于上限压力，则再停一台水泵运行，以此类推）。以下具体分析当变频器发生故障时，如何通过PLC进行故障判断分析、报警和智能处理的过程。

本控制系统具有一定的故障自动处理能力，由于变频器、软启动器运行状态、通讯故障及接触器、热继电器和传感器的工作状态和故障状态均有输入到PLC中，故能根据不同的故障进行相应的处理。以下将对这些故障逐一分析。

3.1 接触器故障及热继电器报警

接触器故障判断，在PLC控制接触器的输出点闭合后，对应的接触器应会闭合。这时引进该接触器的常开触点对接触器的故障进行判断。如果接触器未闭合则过一定的时间后报警，触摸屏中显示故障情况。KM1为1号电机工频运行的接触器的常开触点当接触器动作时用来驱动P0005，KM5为1号电机变频运行接触器的常开触点当接触器动作时用来驱动P0006。P0044为驱动M1变频工作接触器动作的内部继电器，P0045为驱动M1工频工作接触器动作的内部继电器。

热继电器报警时，PLC将对发生报警的水泵进行切除运行，其他水泵继续运行。同时在触摸屏上显示故障信息，提醒用户注意。

3.2 变频器发生故障

当变频器在工作过程中发生报警停止运行时，变频器内部报警继电器动作，其报警继电器的常闭接点接入PLC中，如果该触点断开，PLC接收到该触点信号而发出报警，蜂鸣器则以停5 s鸣1 s的频率鸣叫，并执行故障子程序，以通讯的方式读出变频器报警的内容显示在触摸屏上，以方便工作人员查询。持续1 min后，若无人进行处理复位，PLC将对变频器进行自动复位并启动运行。

如果自动复位故障成功，系统则继续运行但其报警内容信息则记录在触摸屏内。如报警自动复位无法解除故障，则将当前变频工作的水泵切除运行，改为待投入运行。同时，PLC将下一台水泵接入变频运行，并再次对变频进行故障复位，启动运行，如变频器无异常报警，系统将继续运行，同时在触摸屏上显示该变频报警原因为该水泵电路故障。如果故障复位还是无法正常运行，则故障仍无法解除，那么触摸屏上显示变频器故障，系统将运行状态改为应急状态运行。

3.3 软启动器故障

软启动器这在手动和应急状态有投入运行。当在手动控制时发生故障，则在触摸屏上显示软启动故障，并提示是否选择变频器进行启动（选择“是”会触发M101的触点闭合，那么系统将软启动切除运行，1.5 s后启动变频器，由变频对水泵进行启动运行。选择“否”则触发M 100的触点闭合，则停止手动运行。如果在应急状态下发生报警，则系统停止工作，触摸屏显示报警状态，蜂鸣器以鸣2 s停1 s的频率进行鸣叫。

3.4 通讯故障

PLC通电后，就会以每150 ms为一个周期，循环地读取变频器的输出频率、输出电流和直流电压的数据，如通讯正常，M42每150 ms会接通一次，T42计时器则不会接通。如果通讯异常，那么M42常闭一直闭合，则T42计时满10 s后，就判断出了通讯故障，触摸屏上将显示通讯故障。

3.5 压力传感器断线故障

压力传感器检测到的压力信号为电流4～20 mA的信号，传送给可编程控制器A/D、D/A混合模块的A/D通道0，该通道的读取数据将存储到D4980中，这样可编程就可获得实时的水压信号。同时将A/D通道0的数据直接传送到D/A通道0输出，可用作变频器的反馈信号。

当压力为0时，压力传感器仍有4 mA的电流输出，当压力传感器断线时，输出的电流为0 mA，这时PLC就根据了该特点，判断压力传感器是否断线故障。如图1所示。

4 结 语

智能恒压供水系统的控制电路简单，可靠性高，故障检测、分析，故障处理能力强，人机对话功能强，用户操作方便。实现了高可靠无人值班的智能运行。与以往的系统相比，有着更高的实用性、可靠性，大大提高了供水的质量，减少了系统的维护量，使故障一目了然。该程序也适用于以往的变频恒压供水系统的改造，有较强的实用和适用性。在未来的供水系统中，智能故障处理系统必得到广泛的应用和推广。

参考文献：

[1] 三垦力达电气有限公司.SAMCO-VM05A型、B型、C型变频器说明书.

[2] LS产电.可编程MASTER-K指令手册.

第9篇：变频供水系统范文

关键词：建筑给水系统；变频泵恒压供水；应用

随着人们物质生活水平的提高，人们对于生活用水供应的要求越来越高，原有建筑给水系统中的水塔、高位水箱、恒速泵供水以及气罐供水等供水方式已经无法满足人们的正常需求，相比之下，变频泵恒压供水可以克服传统供水的缺陷，提升供水效率。

1变频泵恒压供水的基本原理与特点

变频泵恒压供水的基本原理，P=Kn3是非常常见的一个计算公式，该公式说明了泵消耗功率与转速的的关系，式中：P——泵消耗功率；n——泵的运行转速；K——比例系数，从公式中可以看出P与n3成正比关系。通过变频设备的应用，可以为水泵电机提供频率可变的电源，继而实现电机的无极调速，水泵的运行转速可以根据系统流量的变化进行调整，最终实现节能减排的目的。其核心原理是：通过压力变送器的应用进行水管出口压力的测量，将测量数据转换成为电压信号，并通过A/D转换模块将模拟电压信号转换成为数字量发送到可编程序控制器，经过内部PID运算，得出调节参数并将其送入到D/A转换模块，经过数模转换后将得出的模拟量输送到变频器，变频器就会控制电机软启动或者对电机转速进行调节；再通过对比模拟量输出与压力偏差的值，通过I/O端口开关量的输出驱动继电器组，可以选择电机的投运数量，从而实现控制水管出口压力的目的。

2变频泵恒压供水的特点

2.1采用变频泵恒压供水

控制系统可以根据用户的实际用量自动进行检测，并控制马达转速，在节省人力的同时实现节能的目的；

2.2采用变频泵恒压供水

能够避免水泵的频繁启动，还能够减少电机水泵的启动冲击，有效延长了电机水泵的使用寿命，避免了传统供水中水锤现象的发生。

2.3采用变频泵恒压供水

能够全天候维持给水系统压力的稳定，并根据压力的变化进行调整，不仅供水质量良好，还减少了传统供水管网破裂以及开水龙头共振现象等的发生。

2.4变频泵恒压供水具有全面的保护功能

不仅运行可靠，还具有短路、缺相、过热、过载、过流、以及欠压保护等功能。

2.5采用变频泵恒压供水

可以实现多泵循环投运，能够大幅度增加电机水泵的使用寿命。

3变频泵恒压供水系统的选择

高层建筑的变频泵恒压供水系统主要由离心泵、PID调节器、管网、变频器、压力传感器以及水池等几部分组成。因此在选择变频泵恒压供水系统时，我们主要从以下两个方面进行考虑，分别是：

3.1选择合理的压力控制参数，实现节能目标

为了实现节能目标，我们必须在选取压力控制参数时进行合理选择，特别是要在两个管网压力控制点上进行合理选择，分别是泵出口压力恒压控制点和管网最不利点压力恒压控制点。

3.2准确进行调试

为了减少变频器的跳闸保护，我们在调试阶段延长了绝大多数的变频器加减速时间，变频器无法达到运行的最佳状态，我们却经常由于其外表正常而忽视此问题。因此，我们要在调试的过程中，根据负载性质的不同，计算出负载允许的最短加减速时间，再进行设定。通常来说，水泵电机的加减速时间都在0.1s—20s之间。

4变频泵恒压供水在高层建筑中的应用及注意事项

4.1供水中的应用

由于高层建筑的大量建设，传统的供水方式在水压以及流量方面已经无法满足用户需求，而二次供水还会有供水不稳定以及二次污染等问题。因此，现阶段高层建筑中已经广泛采用了变频泵恒压供水系统，该系统由于变频调速器、可编程控制器等的应用，不仅可以保证每个用户都能够使用到压力恒定的生活用水，还能够减少供水过程中的二次污染，在提高了供水系统稳定性和可靠性的同时，节约了大量的电能。

4.2消防中的应用

高层建筑由于取消了楼顶水池，因此通过变频泵恒压供水系统与贮水池的共同使用能够在消防过程中起到关键作用。虽然消防水存放在小区消防蓄水池中，灭火时需要使用泵对其加压才能使用，降低了一定的可靠性，对于灭火工作存在一定障碍，但是从水压角度来说，这种方式能够有效增强水压。

4.3注意事项

为了保证系统的安全平稳运行，需要对各个泵的变频/工频的运行方式间设置互锁。在进行水泵机组运行顺序、控制设置以及控制启停的软件设计时，需要注意在水泵由变频运行切换到工频运行时留下足够的延长时间，确保水泵的变频运行状态的频率已达到工频上限，继而实现减少切换电流冲击的目的。此外，在处理各开关量输入信号时，也要留下一定的缓冲时间，避免电机水泵频繁启动。

5结语

随着变频泵恒压供水系统的不断发展，已经解决了高层建筑用水高峰水压低、水量不足等诸多问题，而变频泵恒压供水其稳定性、可靠性以及安全性的研究仍需持续关注。

参考文献

[1]王铁建,李成建.浅析多层建筑变频恒压供水系统的常见问题与对策[J].变频器世界,2013（11）：3-6.