变频调速技术在恒压供水自动控制系统中的应用
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变频调速技术在采暖恒压供水系统中的应用
ｉｖ ｒｅ ｎｔ ｏ ｓａ ｔｐ ｅ ｓ ｒ ｔｒｓ ｐ ｙ ｓ ｓｅ ， ｗｈｃ ｓ ａ ｎ ｏ ａｉ ｅｄｅ ｉｎ， ｆ ｎ ｎ ｍｐ ｏ ｒ ｌｉｇ Ｉ ａ ｋｅ ｔ ｔｒ ｎ ｅ ｔｒｉ ｏ ｃ ｎ ｔｎ ｒｓ ｕ ｅ ｗａｅ ｕｐ ｌ ｙ ｔｍ ｉｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｖ ｔｖ ｓｇ ａ ｓａ ｄ ｐｕ ｓ ｃ ｎｔｏｌｎ ． ｔｃ ｎ ｍａ ｈｅ ｗａｅ ｓ ｐ ｙ ｓ ｓｅ ｐ ｅ ｓ ｅ ｃ ｎ ｔ ｎ ， ａ ｄ ｅ ｒ ｙ ｃ ｎ ｕ ｔｏ ｃ ｅ ｓｎ ． ｕ ｐｌ ｙ ｔ ｍ ｒ ｓｕｒ ｏ ｓａ ｔ ｎ ｎｅｇ ｏ ｓ ｍｐ ｉｎ ｄｅ ｒ ａ ｉ ｇ Ｋｅ ｗｏｒ ： ｙ ｄｓ ＶＶＶＦ ｃ ｎｓａ ｔｐ ｅ ｓ ｒ ｔｒｓ ｐｐｙ ａ ｔ ｍａｉ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｅ ｅ ｇ —ａ ｉ ｇ ｏ ｔｎ ｒ ｓ ｕｅ ｗａｅ ｕ ｌ ｕ ｏ ｔｃｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｎ ｒ ｓｖｎ ｙ
崔风 梅
（ ｈ ｎ ａ ｇ Ｏ ｌ ｏ ｐ ｎ ｉ ｉ ｕ ｐｎ ｔｔ ｎ Ｔｅ ｉ １ ０ ， ｈｎ ） Ｆ ｎ ｅ ｇ ｕ Ｃ ｉ ｅ ｇ ｅ Ｓ ｅ ｙ ｎ ｉ Ｃ ｍ ａ ｙ Ｔ Ｌｎ Ｐ ｍ ｉ Ｓ ｉ ， ｉ ｎ １ ２ ０ Ｃ ｉａ ｅ ｇ ｇ ａｏ Ｌ ｇ ｅｇ ｎｈ ｉ ｕ Ｆｎ ｍ ｉ Ｚ
摘
要： 分析 了原采暖供水 系统及所存在的问题 。设计采用一拖三控制系统 ， 介绍一款设计新颖 、 专用于风机 、 水泵控制 的变频 器在恒压
供 水 系 统 中 的应 用 ， 到恒 压 供 水 、 能 降 耗 的 目的 。 达 节 恒 压供 水 自控 系 统 节 能
关键 词 ： 变频 调 速
要求 。伴随着 晶闸管技术的 Ｅ趋完善 ，在电机调速方面人们更多 ｌ
崔风 梅
（ ｈ ｎ ａ ｇ Ｏ ｌ ｏ ｐ ｎ ｉ ｉ ｕ ｐｎ ｔｔ ｎ Ｔｅ ｉ １ ０ ， ｈｎ ） Ｆ ｎ ｅ ｇ ｕ Ｃ ｉ ｅ ｇ ｅ Ｓ ｅ ｙ ｎ ｉ Ｃ ｍ ａ ｙ Ｔ Ｌｎ Ｐ ｍ ｉ Ｓ ｉ ， ｉ ｎ １ ２ ０ Ｃ ｉａ ｅ ｇ ｇ ａｏ Ｌ ｇ ｅｇ ｎｈ ｉ ｕ Ｆｎ ｍ ｉ Ｚ
摘
要： 分析 了原采暖供水 系统及所存在的问题 。设计采用一拖三控制系统 ， 介绍一款设计新颖 、 专用于风机 、 水泵控制 的变频 器在恒压
供 水 系 统 中 的应 用 ， 到恒 压 供 水 、 能 降 耗 的 目的 。 达 节 恒 压供 水 自控 系 统 节 能
关键 词 ： 变频 调 速
要求 。伴随着 晶闸管技术的 Ｅ趋完善 ，在电机调速方面人们更多 ｌ
变频调速技术在水厂中的应用与实现
变频调速技术在水厂中的应用与实现摘要变频调速技术能够有效的降低能耗，增加产品的质量和产量，在现实的生产活动中具有广泛的应用价值。
本文总结了变频调速技术在水厂主要环节的应用及实现过程。
关键词变频调速技术；水厂；应用中图分类号tu991 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）43-0087-021 泵房恒压供水系统1.1变频调速技术在泵房恒压供水系统中的应用在水厂的供水过程中，水泵的流量往往受到许多外界因素如外界用水情况的变化而变化，而且水泵的扬程也会受到来自流量以及吸水井水位等因素的影响。
所以为了使水泵总能够维持在一个相对高效的工作区间内，必须进行一些人为的控制。
以前为了达到这样的目的，往往采用的方法是利用阀门或者多台水泵投切进行控制，但这种方法往往效果不佳，并且操作时的不确定性因素较多。
为了解决这一问题，水厂一般采用把大功率变频器应用在水泵上的方法，利用变频调速技术使水泵一直处于一个相对高效的区间内工作，从而既实现节能降耗的目的，又使得水厂的产量和质量更上一层楼。
1.2变频调速技术在恒压供水系统中的实现变频恒压供水系统的调节方法是pid算法，系统具体的调节过程如下所述：1）由计算机通过plc对变频泵输入供水压力设定值pset，当运行变频泵时，为了使管网内的压力pout与设定频率pset 基本相等，水泵上的变频器会根据供水管网中的压力变化，自动对变频泵的频率f进行调节，最终达到对供水管网内压力的调节目的；2）当供水管网压力小于设定的压力时，在水泵变频器的调节下，水泵的频率不断上调，一直达到最大值fmax。
如果此时的送水压力仍然小于电脑的设定值时，即poutpset）时，则恒压供水系统的plc就会发出指令停止一台供水定速泵，同时将变频泵频率逐步上调，直至达到设定值；若供水变频泵频率再次调至最大fmin则会再次重复这一过程直至达到预设压力。
2 滤池反冲洗系统2.1变频调速技术在滤池反冲洗系统中的应用为了使滤池的效率值不断提高，必须要对滤池进行必要的清洗，从而使滤池不断的恢复并继续发挥自己的功效，滤池反冲洗就是解决这一问题的最好手段。
基于变频调速技术的恒压供水系统研究
变 行工况发生变化 ， 即设备负 荷变小 时 ， 电动机仍 要全 速运 行 。因 和智 能控 制 技 术 的迅 速 发 展 ， 频 调 速 技 术 在 供 水 领 域 得 到 广 泛 此 ， 泵 在 大 部 分 工 作 时 间 内 的 能 量 输 出 比 实 际 需 要 的 多 ， 余 应用 ， 大地改善 了供水管 网的供水环境。变频 调速供水系统可 水 多 极
关键词 ： 变频恒压 供水系统， 控制机理 ， 点 特
中 图分 类 号 ：Ｕ ９ Ｔ９１ 文献标识码 ： Ａ
２ ０世纪 ８ ０年代以前 ， 国的住宅小区供水 、 业生产循环供 的能量消耗在调节 阀门上 。这样 ， 仅造成 大量 的能量 浪 费， 我 工 不 而 更换 频繁。此外 ， 由于电动机全速 运行 ， 加剧 水等供水系统普 遍使 用高位水 箱 、 压力罐 ， 或恒 速 电动泵等 设备 且调节阀磨损严重 ， 进行供水。对 于恒速 泵供水 系统 ， 当需 要对 流量进 行控 制时 ， 大 了水 泵和管道 的磨损和 汽蚀 ， 使其使 用寿命缩 短 。２ ０世 纪 ８ ０年 都是通过调节阀门开度来满足要求 。采 用这样 的控 制方法 ， 当运 代 以后 ， 随着现代电力电子技术 、 交流变频 调速技术 、 计算机技 术
第３ ６卷 第 ３ ２期
２０１ ０年 １１月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ． ２ Ｉ３６ Ｎｏ ３
Ｎｏ ． ２ １ ｖ ００
・１ ７ ・ ６
・
水
・暖
・电
・气
・
文 章 编号 ：０ ９６ ２ （０ ０ ３ — １７０ １０ －８５ ２ １ ） ２０ ６ —２
参考文献 ：
３ ２ 再 生骨料 应 用建议 ．
关键词 ： 变频恒压 供水系统， 控制机理 ， 点 特
中 图分 类 号 ：Ｕ ９ Ｔ９１ 文献标识码 ： Ａ
２ ０世纪 ８ ０年代以前 ， 国的住宅小区供水 、 业生产循环供 的能量消耗在调节 阀门上 。这样 ， 仅造成 大量 的能量 浪 费， 我 工 不 而 更换 频繁。此外 ， 由于电动机全速 运行 ， 加剧 水等供水系统普 遍使 用高位水 箱 、 压力罐 ， 或恒 速 电动泵等 设备 且调节阀磨损严重 ， 进行供水。对 于恒速 泵供水 系统 ， 当需 要对 流量进 行控 制时 ， 大 了水 泵和管道 的磨损和 汽蚀 ， 使其使 用寿命缩 短 。２ ０世 纪 ８ ０年 都是通过调节阀门开度来满足要求 。采 用这样 的控 制方法 ， 当运 代 以后 ， 随着现代电力电子技术 、 交流变频 调速技术 、 计算机技 术
第３ ６卷 第 ３ ２期
２０１ ０年 １１月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ． ２ Ｉ３６ Ｎｏ ３
Ｎｏ ． ２ １ ｖ ００
・１ ７ ・ ６
・
水
・暖
・电
・气
・
文 章 编号 ：０ ９６ ２ （０ ０ ３ — １７０ １０ －８５ ２ １ ） ２０ ６ —２
参考文献 ：
３ ２ 再 生骨料 应 用建议 ．
变频调速技术在恒压自动供水系统中的应用
功率则减少 49%， 即能量消耗减少 49%。泵站的水
3 运行效果分析
3.1 理论分析
从式(1) , (2) , (3)可以推导出， 电动机所消耗 的功率(在此忽略损耗， 认为与水泵的轴功率相等)
抚 力 传 启 摇
含4 -)d: I4 f
变 倾 拼
电 动 机 电 动 机 一 一 电 动 机 电 动 机
行了恒压供水改造， 并利用单片机技术进行阀门开 度控制， 实现了供水系统自 动化， 达到了 恒压运行，
节能效果明显。
系 一 水 泵 一 一 水 泵 一 东 泵
1 系统组成及特点
变频调速恒压供水系统结构见图 1。该系统共 有 4 台机组， 控制系统由变频器、 控制装置( 以单片
我区某水厂采用 VVVF 变频器对水泵机组进
供电电源:交流 10kv,50Hz; 水泵配用电 机:10KV/ 1000KW; 运行方式:全 自 动连续运行， 具有手动切换功
能; 单级水泵扬程:72 米。 本系统组成的最主要特点是: 采用变频、 工频 切换运行功能， 即当变频器带动电动机运行到工频 频率时， 由单片机组成的控制装置自 动地将这台电
机为核心) 、 信号传感器、 电动执行器等组成。系统 的控制量为。 的管道压力信号，由安装在供水 ^-5v 管网人口的压力传感器来提供， 控制装置将管网的 压力信号与系统的给定值相比较， 根据压力偏差进 行闭环调节， 控制变频器的输出频率和水泵的运转 状态， 从而改变供水管网中的水压大小， 使系统达
环调频， 合理利用资源之目的。
其中QI,H， 为转速n， 和P， 时的流量、 压力(扬 程) 和轴功率， Q2,H: 和P: 为转速n2时的流量、 压 力(扬程)和轴功率， 即流量与转速成正比， 压力(扬 程)与转速的平方成正比， 轴功率与转速的立方成 正比。 可见， 改变水泵的转速， 即可成平方倍的改变 水泵的输出压力， 进而改变管网的供水压力， 并成 立方倍的改变轴功率。例如， 电动机转速下降为额 定值的80%时， 流量减少 20%， 压力减少36%， 而轴
3 运行效果分析
3.1 理论分析
从式(1) , (2) , (3)可以推导出， 电动机所消耗 的功率(在此忽略损耗， 认为与水泵的轴功率相等)
抚 力 传 启 摇
含4 -)d: I4 f
变 倾 拼
电 动 机 电 动 机 一 一 电 动 机 电 动 机
行了恒压供水改造， 并利用单片机技术进行阀门开 度控制， 实现了供水系统自 动化， 达到了 恒压运行，
节能效果明显。
系 一 水 泵 一 一 水 泵 一 东 泵
1 系统组成及特点
变频调速恒压供水系统结构见图 1。该系统共 有 4 台机组， 控制系统由变频器、 控制装置( 以单片
我区某水厂采用 VVVF 变频器对水泵机组进
供电电源:交流 10kv,50Hz; 水泵配用电 机:10KV/ 1000KW; 运行方式:全 自 动连续运行， 具有手动切换功
能; 单级水泵扬程:72 米。 本系统组成的最主要特点是: 采用变频、 工频 切换运行功能， 即当变频器带动电动机运行到工频 频率时， 由单片机组成的控制装置自 动地将这台电
机为核心) 、 信号传感器、 电动执行器等组成。系统 的控制量为。 的管道压力信号，由安装在供水 ^-5v 管网人口的压力传感器来提供， 控制装置将管网的 压力信号与系统的给定值相比较， 根据压力偏差进 行闭环调节， 控制变频器的输出频率和水泵的运转 状态， 从而改变供水管网中的水压大小， 使系统达
环调频， 合理利用资源之目的。
其中QI,H， 为转速n， 和P， 时的流量、 压力(扬 程) 和轴功率， Q2,H: 和P: 为转速n2时的流量、 压 力(扬程)和轴功率， 即流量与转速成正比， 压力(扬 程)与转速的平方成正比， 轴功率与转速的立方成 正比。 可见， 改变水泵的转速， 即可成平方倍的改变 水泵的输出压力， 进而改变管网的供水压力， 并成 立方倍的改变轴功率。例如， 电动机转速下降为额 定值的80%时， 流量减少 20%， 压力减少36%， 而轴
浅谈恒压供水系统中变频器的应用
一
台小泵两台大泵组成 ，小泵为 １Ｋ 大泵为 ３Ｋ ５Ｗ ０ Ｗ， 三 台泵 的协调 工作 以满 足供水 需要 。 现系 统组 成如 图 １ 所示 。
注：ｔＣ 、 ２互锁 ，ｌ３ ＭＣ ｄ １ＭＣ ｂＣ 、 ４互锁 ， ６用于切断 ２ ＭＣ 撑运 行 ， １ ７ ７ 用于切断３ 运行 １ Ｃ ＃
作者简介 ： 国平 （９ ７ ） 男 ， 李 １ ７一 ， 陕西宝鸡人 ， 现供职于中铁 宝桥 （ 扬州 ） 限公司 ， 有 本科 ， 助理工程师 ， 研究方 向 ： 电器控 制。
２３ ３
Ｅ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ３， ０ ２ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｃｒ ｇＴ ｃ ｎ ｌｇ ． ２ １ ｉ
从而保证系统的恒压 。一般而言 ， 三台 术 的发展 ，变频调速技术在 自动恒压供水方面获得 动调节功能 ， 泵 同时投入是绝对能满足要求的。控制系统硬件 组 了广 泛 的应 用 。 成 图如 图 ２ 示 ： 所
２ 组 成 及 工 作 原 理
般供水系统三台泵组成 ，每台泵 的出水管均 装有手动阀， 以供维修和调节水量之用 ， 三台泵为一
运行 时 问为 ：
ｌ 泵 ２ 时 ＃ ４小
由压力传感器反馈 的水压信号（ ２Ｍ ４ ０ Ａ或 一 Ｖ — ５） 直接送人 Ｐ Ｃ的 ＡＤ口（ Ｌ ／ 可以通过手持编程器） ， 设定
给定压力值 ，Ｉ ＰＤ参数值 ， 并通过 Ｐ Ｃ计算何以需切 Ｌ 换 泵的操作完成系统控制 ，系统参数在实际运行 中 调 整 ， 系统 控制 响应 趋 于完整 。 使 ３３ “ 眠” 能 ． 休 功
《 装备制造技术）ｏ ２ ２ １ 年第 ３ 期
浅谈恒压供水 系统 中变频器 的应用
李国平
台小泵两台大泵组成 ，小泵为 １Ｋ 大泵为 ３Ｋ ５Ｗ ０ Ｗ， 三 台泵 的协调 工作 以满 足供水 需要 。 现系 统组 成如 图 １ 所示 。
注：ｔＣ 、 ２互锁 ，ｌ３ ＭＣ ｄ １ＭＣ ｂＣ 、 ４互锁 ， ６用于切断 ２ ＭＣ 撑运 行 ， １ ７ ７ 用于切断３ 运行 １ Ｃ ＃
作者简介 ： 国平 （９ ７ ） 男 ， 李 １ ７一 ， 陕西宝鸡人 ， 现供职于中铁 宝桥 （ 扬州 ） 限公司 ， 有 本科 ， 助理工程师 ， 研究方 向 ： 电器控 制。
２３ ３
Ｅ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ３， ０ ２ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｃｒ ｇＴ ｃ ｎ ｌｇ ． ２ １ ｉ
从而保证系统的恒压 。一般而言 ， 三台 术 的发展 ，变频调速技术在 自动恒压供水方面获得 动调节功能 ， 泵 同时投入是绝对能满足要求的。控制系统硬件 组 了广 泛 的应 用 。 成 图如 图 ２ 示 ： 所
２ 组 成 及 工 作 原 理
般供水系统三台泵组成 ，每台泵 的出水管均 装有手动阀， 以供维修和调节水量之用 ， 三台泵为一
运行 时 问为 ：
ｌ 泵 ２ 时 ＃ ４小
由压力传感器反馈 的水压信号（ ２Ｍ ４ ０ Ａ或 一 Ｖ — ５） 直接送人 Ｐ Ｃ的 ＡＤ口（ Ｌ ／ 可以通过手持编程器） ， 设定
给定压力值 ，Ｉ ＰＤ参数值 ， 并通过 Ｐ Ｃ计算何以需切 Ｌ 换 泵的操作完成系统控制 ，系统参数在实际运行 中 调 整 ， 系统 控制 响应 趋 于完整 。 使 ３３ “ 眠” 能 ． 休 功
《 装备制造技术）ｏ ２ ２ １ 年第 ３ 期
浅谈恒压供水 系统 中变频器 的应用
李国平
变频调速技术在恒压节能给水系统上的应用
该 供 水 系 统 装 置 ２台 供 水 泵 。 配 套 电 机 电 压 为 ３ ０ 运 行 的 先 后 顺 序 依 次 退 出运 行 ， 水 泵 的 损 耗 均 衡 。 其 ８ 使
投入 １台 或 ２台水泵 运行 的基础 上。 过 调节水泵 出 口阀 通
门开 启 度 大 小 来 调 节 供 水 量 及 水 压 ， 样 做 一 是 调 节 精 度 这 差 、 压 不 稳 定 ， 水 质 量 无 法 保 障 ， 需 要 专 人 看 管 ； 一 水 供 且 另 方 面是 水 泵 在 高 能 耗 、 效 率 的 工 况 下 运 行 ， 能 浪 费 大 ； 低 电
１ 压力传感 器； ． 制器 ； ． ． ２控 ３ 变频调速 器； ． ４ 恒速泵控 制 器；． ５ 自动 切 换 装 置 ； ． 泵 机 组 ； ． 阀 ； ６水 ７闸 ８逆 止 阀
图 １ 闭环恒 压变频调速 系统 ３ 水泵变频调 速恒压节能供 水原理分 析
３ １ 水 泵 变 频 调 速 原 理 ．
同时， 由于阀门 的强制节流使 泵形成漩 涡冲击 、 产生 强烈的
振 动 和 噪 声 ， 响 水 泵 的使 用 寿 命 。 大 维 护 修 理 工 作 量 。 影 增 １９ ９ ８年 我 们 对 该 供 水 系 统 进 行 以“ 压 、 能 ” 目 恒 节 为 标 的 技 术 改 造 。 采 用 闭 环 控 制 变 频 调 速 技 术 、 据 水 压 的 根 变化， 过 改变 水 泵电机 的电 源频率， 节 水泵 的工况。 通 调 进 而 达到恒 压供水和节 能的 目的。
近 些 年 来 ， 了 提 高 给 水 系 统 供 水 质 量 、 低 运 行 费 自动 响 应 其 工 作 频 率 满 足 该 时 供 水 管 网 流 量 和 压 力 要 求 。 为 降 用 。 频 调 速 技 术 在 逐 渐 得 到 应 用 。 我 们 对 平 顶 山 市 某 厂 若 用 水 量 减 少 。 变 Ⅱ号 泵 的 工 作 频 率 降 至 频 率 极 限 （ 流 量 输 无 生 活 供 水 系 统 的 技 术 改 造 进 行 了 研 究 与 设 计 。 恒 压 供 水 出）控 制点的压力仍大 于设定值 ， 系统 指令 Ｉ号泵停机， 其 ， 则
变频调速在恒压供水系统中的应用
． ３ 起动 平稳 用水高峰 期没水 严 重影 响人们 的生活 ， 在高 峰期 过后住在低层 １
的 居 民又 由 于 压 力 过 大 ， 容易产生爆 管现象。 以上这些情况对供 水 系 统 提 出 了新 的 要 求 ， 供 水 系 统 应 依 据 不 同时 段 对 水 量 的 不 同 需求 ， 给 水 压 力 相 应 的发 生 变 化 ， 用 水 高 峰 期提 高水 压 ， 用 水 少 时 水压降低， 合理调节供水压力， 提高供水质量。
２ｏ１ ３ ２１
变频调速在恒压供水系统 中的应用
屈 文 斌
（ 陕西工业职业技术学院， 陕西成 阳 ７ １ ２ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 针 对 在 用 水 过 程 中 缺水 或水 压 不 够 及 在 用 水 量 少 时 ， 水 压 过 大 产 生 爆 管 的 问题 ， 在 供 水 系 统 中采 用 变 频 器 ， 根 据 给 定 压
力信号和反馈压力信号调节水泵转速 ， 使管网中水压恒定的 同时， 实现 了用 水量 与给 水量 的最佳 匹配 ， 达到 了节能、 节水 的 目
的。
关键 词 ： 恒压供水 ； 变频器 ； 调速控制 ； 节 能
ｒ ’ ｌ ■ ’ ’ １ ｎｅ ａｐｐｌ ＇ ｉ ‘ ｃ ａｔ Ｊ ｉ ‘ ｏｎ ０Ｉ ｎ ｔ 一 ｒ ｅｑｕｅｎｃ ｙ Ｃｏｎｔ ・ ｒ ｏｌ １ １ ● ｎ ｅｏｎｓ ｔ ・ ａｎｔ － ｐｒ ｅｓｓ Ｕｒｅ ｗ ａｔ ・ ｅｒ
或供 水压力不 足事 件的发生 ， 由于供水压力 不足， 可 能会影 响产
品的产量或质量 ， 且会导 致部分设备不 能正常工作， 严 重 时 甚 至 会造 成设备损坏 ； 居 民 的 生 活 用 水 同样 受 到 供 水 压 力 的影 响 ， 如
全变频调速恒压供水控制系统及应用
科 技 论ｉ ＩＩ 坛
戈 军 华
科 黑江 技信恩 — 龙— — —
全 变 频 调 速恒 压 供 水控 制 系 统 及 应 用
（ 大连澳南房屋 开发有 限公 司， 宁 大连 １６ ３ ） 辽 １０ ８
摘
用。
要： 绍的全变频 调速恒压供水控制 系统 ， 介 是对 目前恒压供水普遍采 用的 “ 一拖 Ｎ” 控制方式的改进 ． 适合对供水质量要求较 高的 用户选
优点 ， 我 国供 水 行 业 的技 术 装 备 水 平 从 ２ 使 Ｏ世 大范围变化的适应性 更好。且 由 纪９ Ｏ年 代 初 开 始经 历 了一 次 飞跃 。 压 供 水 调 于系统 中的每台水泵 工作时均 由 设 压 — 厂 恒 定 —
ｌ嚣 【ｌ 【 ． 耍信 ｕ ｊ 频号ｒ ］
成。
１ 系统共有三 台水泵 ， １号泵 安 装 在 出水 管 网上 的压 力 变 送 器 ， 出 口 为 ７５ Ｗ ， 号 、 号 泵 均 为 把 ．Ｋ ２ ３
压力信号 变成（ — ０ ４ ２ ｍＡ或 ０ １Ｖ） — ０ 标准 电信号 送 入 ＰＤ调 节 器 ， Ｉ 与设 定压 力 参 数 进 行 比较 ， 运 算后得出一调节参数， 送给变频器 ， 由变频器控 制 水 泵 的 转 速 ， 而调 节 系 统 供 水 量 ， 供 水 系 从 使 统 管 网中 的 压力 保 持 在 设 定 压 力 上 ；当 用 水 量 超 过 一 台 泵 的供 水 量 时 ，通 过 Ｐ Ｃ控 制 器 加 Ｌ 泵。根据用水量的大小由 Ｐ Ｃ控制工作 泵数量 Ｌ 的 增 减及 变 频 器 对 水 泵 的 调 速 ， 现恒 压 供 水 。 实 当供水负载变化 时，输入电机的电压和频 率也 随之变化 ，这样就构成 了以设定压力为基 准的 闭环控制 系统 。 通 常在 同一路供水 系统 中 ，常设 置多 台 泵 ， 水 量 大 时 多 台 泵 全 开 ， 量 小 时 开 一 台 供 供水 或 两 台泵 。 采 用 变 频 调 速 进 行 恒 压供 水 时 ， 在 有 两 种 控制 方 式 ，其 一 是 所 有 水泵 配 用 一 台变 频
戈 军 华
科 黑江 技信恩 — 龙— — —
全 变 频 调 速恒 压 供 水控 制 系 统 及 应 用
（ 大连澳南房屋 开发有 限公 司， 宁 大连 １６ ３ ） 辽 １０ ８
摘
用。
要： 绍的全变频 调速恒压供水控制 系统 ， 介 是对 目前恒压供水普遍采 用的 “ 一拖 Ｎ” 控制方式的改进 ． 适合对供水质量要求较 高的 用户选
优点 ， 我 国供 水 行 业 的技 术 装 备 水 平 从 ２ 使 Ｏ世 大范围变化的适应性 更好。且 由 纪９ Ｏ年 代 初 开 始经 历 了一 次 飞跃 。 压 供 水 调 于系统 中的每台水泵 工作时均 由 设 压 — 厂 恒 定 —
ｌ嚣 【ｌ 【 ． 耍信 ｕ ｊ 频号ｒ ］
成。
１ 系统共有三 台水泵 ， １号泵 安 装 在 出水 管 网上 的压 力 变 送 器 ， 出 口 为 ７５ Ｗ ， 号 、 号 泵 均 为 把 ．Ｋ ２ ３
压力信号 变成（ — ０ ４ ２ ｍＡ或 ０ １Ｖ） — ０ 标准 电信号 送 入 ＰＤ调 节 器 ， Ｉ 与设 定压 力 参 数 进 行 比较 ， 运 算后得出一调节参数， 送给变频器 ， 由变频器控 制 水 泵 的 转 速 ， 而调 节 系 统 供 水 量 ， 供 水 系 从 使 统 管 网中 的 压力 保 持 在 设 定 压 力 上 ；当 用 水 量 超 过 一 台 泵 的供 水 量 时 ，通 过 Ｐ Ｃ控 制 器 加 Ｌ 泵。根据用水量的大小由 Ｐ Ｃ控制工作 泵数量 Ｌ 的 增 减及 变 频 器 对 水 泵 的 调 速 ， 现恒 压 供 水 。 实 当供水负载变化 时，输入电机的电压和频 率也 随之变化 ，这样就构成 了以设定压力为基 准的 闭环控制 系统 。 通 常在 同一路供水 系统 中 ，常设 置多 台 泵 ， 水 量 大 时 多 台 泵 全 开 ， 量 小 时 开 一 台 供 供水 或 两 台泵 。 采 用 变 频 调 速 进 行 恒 压供 水 时 ， 在 有 两 种 控制 方 式 ，其 一 是 所 有 水泵 配 用 一 台变 频
水泵变频调速技术在供水系统中的应用
水泵变频调速技术在供水系统中的应用摘要：近年来，变频调速技术在供水系统中发展很快，但实际应用中仍然存在误区，导致节能效果不尽人意。
本文针对水泵变频调速技术的特点，对其在供水系统中的应用简单谈一下看法和经验，以供参考。
关键词：变频技术；水泵；供水系统；应用1水泵变频调速技术的节能作用水泵节能离不开工况点的合理调节。
调节方式一般有两种：一种是管路特性曲线的调节，如关阀调节；另一种是水泵特性曲线的调节，如水泵调速、叶轮切削等。
在节能效果方面，改变水泵性能曲线的方法，比改变管路特性曲线要显著得多。
因此，改变水泵性能曲线成为水泵节能的主要方式。
而变频调速在改变水泵性能曲线和自动控制方面优势明显，因而应用广泛。
变频调速的基本原理是根据交流电动机工作原理中的转速关系：n=60f（1－s）／p式中：f——水泵电机的电源频率（Hz）；p——电机的极对数；由上式可知，均匀改变电动机定子绕组的电源频率ｆ，就可以平滑地改变电动机的同步转速。
电动机转速变慢，轴功率就相应减少，电动机输入功率也随之减少。
这就是水泵变频调速的节能作用。
在实际生产中，工频运行的水泵比采用调频的水泵大概多耗能30﹪左右。
2水泵变频调速技术的影响因素水泵调速一般是减速问题。
当采用变频调速时，原来按工频状态设计的泵与电机的运行参数均发生了较大的变化，另外如管路特性曲线、与调速泵并列运行的定速泵等因素，都会对调速的范围产生一定影响。
超范围调速则难以实现节能的目的。
因此，变频调速不可能无限制调速。
一般认为，变频调速不宜低于额定转速50％，最好处于75％～100％，并应结合实际经计算确定。
2.1水泵性能对调速范围的影响对于同一台水泵来说，当输送介质不变仅转速改变时，其性能参数变化遵循比例定律。
即流量与转速的一次方成正比，扬程与转速的二次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。
但是在实际使用中，水泵比例定律的运用是有条件的，当管路阻力曲线静扬程等于零时，水泵变频前后工况基本符合比例定律的规律。
试论变频器在锅炉恒压供水系统中的应用
试论变频器在锅炉恒压供水系统中的应用摘要:交流变频调速在我国具有广泛的应用市场,这一技术具有节能环保、操作简单以及运行稳定的巨大优势。
文章结合变频器在锅炉恒压供水控制系统中的应用,从恒压供水系统的组成入手,重点的论述了其控制原理。
结果显示,通过PLC、传感器、变频器以及水泵组成的闭环控制系统可以使管网的压力保持恒定,取代了传统的依靠调节阀控制水量的方案,具有高效节能、自动化程度高以及可靠性强的技术优势。
关键词:变频器锅炉恒压供水应用在众多的锅炉控制系统中可以通过利用加热炉的尾气产生蒸汽,以此实现节能环保的目的。
但是这就对供水的稳定性提出了较高要求,为此必须将传统的供水方式替换为变频恒压控制,以达到高可控性以及可靠性。
1 系统概述恒压供水系统已经在众多现代工业生产中获得了广泛的应用,下面就以恒压供水应用于正常使用的燃煤热煤炉控制系统为例进行简述。
由于燃煤锅炉的烟气在排除后具有达到400 ℃的高温,如果能充分的利用这一部分热量将获得较大的经济效益,为此可以在锅炉的后面配备一个余热蒸汽锅炉,从而利用这部分余热得到压力为0.5 MPa 的蒸汽。
但是蒸汽锅炉内的液位以及蒸汽压需要实时控制,但是由于每台锅炉产出的烟气温度不同,不能简单的根据余热锅炉的液位或者是蒸汽压力来决定供水量。
为此在这种情况下根据管线的水压制定3台水泵变频联动控制方案,同时结合安装在每1台余热锅炉烟气入口的喷淋阀就可以有效的解决以上问题。
整个系统4台余热锅炉、储水罐以及3台水泵构成。
4台余热锅炉共用1套供水系统,系统的不同需水量可以根据通过水泵自动起停或者调速来满足负载变化,保证管线的压力。
2 恒压供水系统组成2.1 供水系统组成本系统主要由变频器、压力传感器、PID调节器、液压传感器、水泵以及动力控制线路组成(如图1),其中变频器与PLC是整个系统的核心。
系统中使用到了3台11 kW的水泵和4台余热锅炉,通过PID(Proportional—integral—derivative)进行控制计算。
变频调速在恒压供水系统中的应用
用一台调速装置自动控制并调整两台泵 QZHP Y 的输出功率。调速供水系统图中调速装置包 P. 二 括一台变频器、一块扩展板和一套控制配电 10 2 7 1o 盘 (可由PLC 取代) 以及安装在主管上的压 这样整个供水系统所具有的节能潜力为: 力传感器。传感器所采集的压力信号是整个 W=(P- P,)t 系统的基本参数。管网压力仅靠一台泵调速 其中 P 为整个系统水泵所有消耗的总轴 功率(KW),t 为水泵的年运行时间(小时/ 年)。 运行就可保证水压，另一台泵如长期不用将 出现腐蚀。调速系统为防止出现此种情况特 管网特性曲线与水泵特性曲线之交点即 动换泵功能， 防泵锈死。 并且调速系统 为泵的正常使用工况点。从管网特性上求的 设有自 管网实际所需的性能和水泵与管网性能的匹 一旦发生故障可立即用手动控制恢复恒压。 其控制图、主线路图如图2(a ) (b ): 配情况，以此作为水泵节能的依据。
1 引言 我单位及部分自备水源住宅居民供水大 多采用一台主泵加一台副泵直接向供水管网 供水的方式。由于整个供水系统没有一个水 塔等恒压装置，完全靠人为手动控制来调节
各用水时段的供水压力，而且无水压调节装
3 水泵变速运行的可行性分析
3. 1 水泵的基本参数特性
离心泵是传送水或其他流体的机械， 广 泛运用于工业和生产供水系统中. 其输出 特 性即决定于水泵的种类也随供水管网的阻力 特性曲线不同而异。 离心泵的H- Q 曲线如图1所示。每台泵 只有在等于原设计工况 ( 点 A ) 时，效率 才为最高点。偏离这个工况点 (在B ， 两 C 点间) 效率就会降低，水泵在高效率区运行 其耗能也会最省。 根据以上分析，按照供水系统的实际流
3.2 水泵 调速运 行的节电 原理
如图 3 所示: 水泵运行工况点 D 是泵的
变频调速技术在供水系统中的应用
方法是非常有效 的。 根据 离心泵 的相似 关系 ， 同一台离 心泵 ： ｚ ＝ ／／ Ｑ／ Ｑ－ １ ２
自动化应用 ２ １ ４期 ００ １ ３
收稿 日期：０９１— ２０ —２ ２ ２
变 频 节 能 及 软 起 动 系 统
黪 露 露 ＿ ¨ｌ参 ｌ 膏黪 ｌ
，； ／ 】（２ 】 ； ２ Ｊ（２ 。 ｚ Ｈ ＝ ｎ／ ） Ｐ／ ＝ ｎ ｎ） 随着泵转速的下降， ， ｎ Ｐ １ 轴 功率呈３ 次方关系下降， 能效果非常明显 。 节 在 实 施 变频 调 速 应 用 中 ， 速在 额 定转 速 的 转 ７ ％ ～１０ ０ ％时， ０ 系统效率变化小， 当转速低于额定转速 ４ ％～ ０ ０ ５ ％时， 系统效率 明显下降， 节能效果差。 因此， 应尽量 避免电机在 低转速下运转 。
油 田供 水 系 统 设 计 ， 根 据 油 田需要 可能 出现 的 是
最大瞬时流量和扬程选择离心泵， 配备的 电机功率应 与之匹配。 因此， 实际的生产参数 比设计值 低， 此时， 就 要对离心泵进行调整 。 一般情况下， 以下几种调节方 有
法： 调节 出 口阀开 启度 、 变泵 轴转 速 、 削 叶轮 外径 、 改 切
变 频 节 能 及 软 起 动 系 统
变频 调速 技术 在供 水 系统 中 的应用
宋 道 杰
（ 中石 化 西 北 油 田 分公 司 油 田特 种 工 程 管理 中 心 ， 疆 轮 台 ８ １ ０ 新 ４ ６ ０）
摘
要： 介绍 离心 泵 变频调速的 节能原理 ， 出 了实际应 用中功率 的计算方 法。 给
３应用
塔河油 田供水首 站位于新疆塔克拉玛 干大沙漠 北缘的库车县境 内， 承担着塔河油田生产、 生活用水的
自动化应用 ２ １ ４期 ００ １ ３
收稿 日期：０９１— ２０ —２ ２ ２
变 频 节 能 及 软 起 动 系 统
黪 露 露 ＿ ¨ｌ参 ｌ 膏黪 ｌ
，； ／ 】（２ 】 ； ２ Ｊ（２ 。 ｚ Ｈ ＝ ｎ／ ） Ｐ／ ＝ ｎ ｎ） 随着泵转速的下降， ， ｎ Ｐ １ 轴 功率呈３ 次方关系下降， 能效果非常明显 。 节 在 实 施 变频 调 速 应 用 中 ， 速在 额 定转 速 的 转 ７ ％ ～１０ ０ ％时， ０ 系统效率变化小， 当转速低于额定转速 ４ ％～ ０ ０ ５ ％时， 系统效率 明显下降， 节能效果差。 因此， 应尽量 避免电机在 低转速下运转 。
油 田供 水 系 统 设 计 ， 根 据 油 田需要 可能 出现 的 是
最大瞬时流量和扬程选择离心泵， 配备的 电机功率应 与之匹配。 因此， 实际的生产参数 比设计值 低， 此时， 就 要对离心泵进行调整 。 一般情况下， 以下几种调节方 有
法： 调节 出 口阀开 启度 、 变泵 轴转 速 、 削 叶轮 外径 、 改 切
变 频 节 能 及 软 起 动 系 统
变频 调速 技术 在供 水 系统 中 的应用
宋 道 杰
（ 中石 化 西 北 油 田 分公 司 油 田特 种 工 程 管理 中 心 ， 疆 轮 台 ８ １ ０ 新 ４ ６ ０）
摘
要： 介绍 离心 泵 变频调速的 节能原理 ， 出 了实际应 用中功率 的计算方 法。 给
３应用
塔河油 田供水首 站位于新疆塔克拉玛 干大沙漠 北缘的库车县境 内， 承担着塔河油田生产、 生活用水的
变频器在恒压供水中的应用
及 供 水 系统 的 闭环 控 制 方 式进 行 分 析 ， 经过 现 场 的 实 际应 用 ， 频 恒 压 供 水 系统 依 据 用 水 量 的 变化 可 自动 调 变
节 系统 的运行参数 ， 用水量发 生变化 时保持 水压 恒定 以满足用水要 求 ， 在 可降低供 水企 业生 产耗 电成本 、 提
根据 交流 电机转 速 特性 ： ： ｎ
Ｐ
生产 、 生活的供水任务 ， 有人值守 、 无人值守给水所共 计 ２８ ， ３ 个 每个 给水所基 本都独立 组成一个给水 系 统， 在如兰州、 川、 银 武南 、 嘉峪关 等大地区采用“ 工 频＋ 变频” 的运行模式 ， 在很多小站区都利用 １ 台变 频器 拖 动 ｌ台水 泵 进行 恒 压 供 水 。供 水 管 网无 论 管
（ａ ｚｏ ａ ｒ ｕｐｙｓｃｏ ，ａｚｏ ｉ ａ ｕｅｕ Ｇ ｎｕＬ ｎｈｕ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｌ ｎｈ ｕｗ ｔ ｐ ｌ ｅｔ ｎ Ｌ ｎｈｕｒ ｌ ｙＢ ｒ ，ａｓ ａｚｏ ７ ０ ５ ， ｈｎ ） ｅｓ ｉ ａｗ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｒｉｌ ，ｔ ｅ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｏ ｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｒｌｔｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｔｎ ｒ ｓｕ ｔｒｓ ｐ ｌ ｙ ｔ ｍ ｓｉ ｔ － ｓ ｒ ｃ ： ｎｔ ８ ａ ｔ ｅ ｈ ｐ ｌ ｔ ｆｆ ｑ ｅ ｃ ｏ ｔ ｈ ｏ ｏ ｙｉ ｈ ｏ ｓａ ｔ ｅ ｓ ｒ ｗａｅ ｕ ｐ ｙ ｓ ｓｅ ｉ ｒ ｃ ｃ ｏ ｒ ｏ ｅ ｐ ｅ ｎ ｏ
应 用 与 试 验
・ 械 研 究 与应 用 ・ ’ 机
变 频 器在 恒 压 供 水 中 的应 用
魏 孔 明
（ 州铁 路 局 兰 州供 水 段 ， 肃 兰 州 兰 甘 ７０ ５ ） ３０ ０
节 系统 的运行参数 ， 用水量发 生变化 时保持 水压 恒定 以满足用水要 求 ， 在 可降低供 水企 业生 产耗 电成本 、 提
根据 交流 电机转 速 特性 ： ： ｎ
Ｐ
生产 、 生活的供水任务 ， 有人值守 、 无人值守给水所共 计 ２８ ， ３ 个 每个 给水所基 本都独立 组成一个给水 系 统， 在如兰州、 川、 银 武南 、 嘉峪关 等大地区采用“ 工 频＋ 变频” 的运行模式 ， 在很多小站区都利用 １ 台变 频器 拖 动 ｌ台水 泵 进行 恒 压 供 水 。供 水 管 网无 论 管
（ａ ｚｏ ａ ｒ ｕｐｙｓｃｏ ，ａｚｏ ｉ ａ ｕｅｕ Ｇ ｎｕＬ ｎｈｕ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｌ ｎｈ ｕｗ ｔ ｐ ｌ ｅｔ ｎ Ｌ ｎｈｕｒ ｌ ｙＢ ｒ ，ａｓ ａｚｏ ７ ０ ５ ， ｈｎ ） ｅｓ ｉ ａｗ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｒｉｌ ，ｔ ｅ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｏ ｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｒｌｔｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｔｎ ｒ ｓｕ ｔｒｓ ｐ ｌ ｙ ｔ ｍ ｓｉ ｔ － ｓ ｒ ｃ ： ｎｔ ８ ａ ｔ ｅ ｈ ｐ ｌ ｔ ｆｆ ｑ ｅ ｃ ｏ ｔ ｈ ｏ ｏ ｙｉ ｈ ｏ ｓａ ｔ ｅ ｓ ｒ ｗａｅ ｕ ｐ ｙ ｓ ｓｅ ｉ ｒ ｃ ｃ ｏ ｒ ｏ ｅ ｐ ｅ ｎ ｏ
应 用 与 试 验
・ 械 研 究 与应 用 ・ ’ 机
变 频 器在 恒 压 供 水 中 的应 用
魏 孔 明
（ 州铁 路 局 兰 州供 水 段 ， 肃 兰 州 兰 甘 ７０ ５ ） ３０ ０
变频微控调速装置在恒压供水系统中的应用
压力上升的信号 ，并将当前压力值与设定值进行 比较计算 ，
根 据计算结果 向变频 调速器发 出调速指 令 ，使水泵减 速至
从 而 使压 力 稳 定 在Ｈ。 。这样 ，在 恒 压 变 量 工 作 方 式 下 处
改造与更新
程 即保 持泵出 口压力一 定的前提 下 ，分别测 出系统在工频 和变频状 态下 的电机 的输 入功率 ，计算 出变 频调速装置在 恒压变量供水方式下的节电率 。测试结果见表 Ｉ 。
４９ ． ０２ ． ３． ９５ ４． １ ２
变频微控调速 系统主要 由主控 制器 、变频 调速器和变 量控制器等所组成。 主控制器是整个 控制 系统 的心脏 ，它 自动地 全面管理
协 调 整 个 系 统 。 主控 制 器 根 据 现 场 需 要 决 定 电 机是 否 开 启 ， 开 启 几 台 电机 、哪 一 台变 频 运 行 、哪 一 台工 频 运 行 ，并 根 据 需要 自动 切 换 工频 和 变 频 运行 状 态 。
ｐ —— 电机磁极对数 ；
— —
电机定子电源频率 ，Ｈ ； ｚ
５ ——转差率 ； △ ——转速降 ，ｒ ｉ。 ｎ ／ ｎ ａ ｒ
通过变频装置改变电机定子电源频率 ，可改变电机同
步转速 从而使 电机 转速变化 ，这种调速方式 即为变频
调速 。
同时 ，根据水泵 （ 心泵）相 似定律 ，如 果改变水 泵 离 的转速／ ７ ， ，则水泵的排量 ｐ 和扬 程日以及ｐ 功率都会发生 相应 的改变 ，其关系式为 ：
消 耗 ，节 能 效果 非 常 显著 。
近年来 ，低压变 频调速 器在 油 田生 产 、生 活等许 多领
域 已得 到 了广 泛 的 应 用 。
恒压 变量供水是 典型 的负载 经常变 动的场 合 ，在 一天
根 据计算结果 向变频 调速器发 出调速指 令 ，使水泵减 速至
从 而 使压 力 稳 定 在Ｈ。 。这样 ，在 恒 压 变 量 工 作 方 式 下 处
改造与更新
程 即保 持泵出 口压力一 定的前提 下 ，分别测 出系统在工频 和变频状 态下 的电机 的输 入功率 ，计算 出变 频调速装置在 恒压变量供水方式下的节电率 。测试结果见表 Ｉ 。
４９ ． ０２ ． ３． ９５ ４． １ ２
变频微控调速 系统主要 由主控 制器 、变频 调速器和变 量控制器等所组成。 主控制器是整个 控制 系统 的心脏 ，它 自动地 全面管理
协 调 整 个 系 统 。 主控 制 器 根 据 现 场 需 要 决 定 电 机是 否 开 启 ， 开 启 几 台 电机 、哪 一 台变 频 运 行 、哪 一 台工 频 运 行 ，并 根 据 需要 自动 切 换 工频 和 变 频 运行 状 态 。
ｐ —— 电机磁极对数 ；
— —
电机定子电源频率 ，Ｈ ； ｚ
５ ——转差率 ； △ ——转速降 ，ｒ ｉ。 ｎ ／ ｎ ａ ｒ
通过变频装置改变电机定子电源频率 ，可改变电机同
步转速 从而使 电机 转速变化 ，这种调速方式 即为变频
调速 。
同时 ，根据水泵 （ 心泵）相 似定律 ，如 果改变水 泵 离 的转速／ ７ ， ，则水泵的排量 ｐ 和扬 程日以及ｐ 功率都会发生 相应 的改变 ，其关系式为 ：
消 耗 ，节 能 效果 非 常 显著 。
近年来 ，低压变 频调速 器在 油 田生 产 、生 活等许 多领
域 已得 到 了广 泛 的 应 用 。
恒压 变量供水是 典型 的负载 经常变 动的场 合 ，在 一天
浅谈变频调速技术在我院自来水系统的应用
台。
源频率 ｆ改变磁极对数 ｐ 改变转差率（ 一 ） 这三种调速的特 ； ； １ｓ 。 点： （１） 改变频率调速可得到连续 、 滑 、 围广 的无 级调速 ， 平 范
（ 附属电器元件选用国产优质品牌。 ７）
且转矩恒定、 效率高。（ 改变磁极对数进行调 速 ， ２） 是有级调
速 ， 速范 围窄 ， 电机 选 用 受 限制 。 调 且 （３） 变 转差 率 进 行 调速 改 能耗大， 节范围小。 调
２１ 变 频调 速 系 统 的基 本 组成 ．
随频率上升 ，如 变频器频率 到达 ５ Ｈｚ Ｏ 而此时水 压还 在下 限
３ 变频调 速 系统的 运行情 况 ， 改变频率调速是交流 电动机一种 比较 理想 、 理的 合
调 速 方法 。变 频调 速 就 是根 据 需要 由变频 器 将 ５ Ｈｚ 流 电从 ０ 交 ０ Ｏ ｚ 围变 换 输 出供 给交 流 电动 机 ， 现无 级 调 速 。 ～５ Ｈ 范 实
ｎ ：
ｎ
（ 香港上润精密 电子有 限公司生产的 ｗＰ Ｄ Ｏ ４） — ９ ５型 Ｐ Ｄ Ｉ 调节控制器。设置给定值后 ， 据反馈信 号输入 ， Ｐ Ｄ运算 根 经 Ｉ 后， 送出误差信号 Ｄｃ０ ５ ／— ０ 。 — ｖ ０ ２ ｍＡ （ 上海 自动化仪表四厂生产 的 Ｙｓ 一 ５） Ｇ ２优质压力传感器
２ ９ ＋ ０ 或 一 ５ ，０６ ， 功 耗 ２ ｗ。 输 入 继 电 器 ４ Ｖ， １ ％ １ ％ ５ ／ＯＨｚ ０ ｘ Ｏ Ｘ１ ， 出继 电 器 ＹＯ — Ｏ 。 Ｏ — １输 Ｏ Ｙ ５
转速。电动机调速的好坏会影响到机械的工作效率。从电机学
知 道 ， 异 步 电 动机 的转 速 为 ： 交流
流量 Ｑ＝ ２ ｍ’ 、 １ ０ ， 扬程 Ｈ＝ ７ 电机功率均为 ２ Ｋ ｈ ４ ｍ， ２ ｗ。 （ 日本三菱 Ｆ 一 ４ — ２ — Ｈ变频器一台。频 率调节 ２） Ｒ ５０ ２ Ｋ ｃ 范围 Ｏ １ ０ ， 一 ２ Ｈｚ功率 ２ Ｋｗ， ２ 内置 Ｐ Ｄ控制 。最多可控制 ４台 Ｉ
源频率 ｆ改变磁极对数 ｐ 改变转差率（ 一 ） 这三种调速的特 ； ； １ｓ 。 点： （１） 改变频率调速可得到连续 、 滑 、 围广 的无 级调速 ， 平 范
（ 附属电器元件选用国产优质品牌。 ７）
且转矩恒定、 效率高。（ 改变磁极对数进行调 速 ， ２） 是有级调
速 ， 速范 围窄 ， 电机 选 用 受 限制 。 调 且 （３） 变 转差 率 进 行 调速 改 能耗大， 节范围小。 调
２１ 变 频调 速 系 统 的基 本 组成 ．
随频率上升 ，如 变频器频率 到达 ５ Ｈｚ Ｏ 而此时水 压还 在下 限
３ 变频调 速 系统的 运行情 况 ， 改变频率调速是交流 电动机一种 比较 理想 、 理的 合
调 速 方法 。变 频调 速 就 是根 据 需要 由变频 器 将 ５ Ｈｚ 流 电从 ０ 交 ０ Ｏ ｚ 围变 换 输 出供 给交 流 电动 机 ， 现无 级 调 速 。 ～５ Ｈ 范 实
ｎ ：
ｎ
（ 香港上润精密 电子有 限公司生产的 ｗＰ Ｄ Ｏ ４） — ９ ５型 Ｐ Ｄ Ｉ 调节控制器。设置给定值后 ， 据反馈信 号输入 ， Ｐ Ｄ运算 根 经 Ｉ 后， 送出误差信号 Ｄｃ０ ５ ／— ０ 。 — ｖ ０ ２ ｍＡ （ 上海 自动化仪表四厂生产 的 Ｙｓ 一 ５） Ｇ ２优质压力传感器
２ ９ ＋ ０ 或 一 ５ ，０６ ， 功 耗 ２ ｗ。 输 入 继 电 器 ４ Ｖ， １ ％ １ ％ ５ ／ＯＨｚ ０ ｘ Ｏ Ｘ１ ， 出继 电 器 ＹＯ — Ｏ 。 Ｏ — １输 Ｏ Ｙ ５
转速。电动机调速的好坏会影响到机械的工作效率。从电机学
知 道 ， 异 步 电 动机 的转 速 为 ： 交流
流量 Ｑ＝ ２ ｍ’ 、 １ ０ ， 扬程 Ｈ＝ ７ 电机功率均为 ２ Ｋ ｈ ４ ｍ， ２ ｗ。 （ 日本三菱 Ｆ 一 ４ — ２ — Ｈ变频器一台。频 率调节 ２） Ｒ ５０ ２ Ｋ ｃ 范围 Ｏ １ ０ ， 一 ２ Ｈｚ功率 ２ Ｋｗ， ２ 内置 Ｐ Ｄ控制 。最多可控制 ４台 Ｉ
变频调速在恒压供水系统中的应用
速就 是通过 改 变 电动 机 电源频率 实现 速度调节 的。 变频恒 压供 水 系统 采 用 一 电位 器 设 定压 力 ， 采 用 一个 压力 传感 器 （ 馈 为 ４ 反 ｍＡ～ ０ Ａ） 测管 网 ２ｍ 检 中压力 ， 力传 感 器 将 信 号 送 人 变 频 器 ＰＤ 回路 ， 压 Ｉ ＰＤ回路 处理 之后 ， 出一个 水 量增 加或 减少 信 号 ， Ｉ 送 控 制 电机转 速 。如在 一 定 延 时 时 间 内 ， 力还 是 不 压 足或 过 大 ， 通过 Ｐ Ｃ作 工频／ 频切 换 ， 实 际管 则 Ｌ 变 使 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 ， 调节 电动机 的转速 。
Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄ ｙ ｒ ｓ： ｃ ｎｓａ ｔ ｒ ｓｕ ｅ ｏ ｔｎ ｐ ｅ ｓ ｒ ｗａｅ －ｕ ｐ ｙｎｇ ｙ ｔｍ ； ￣ｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｅ ｔｎ ｓ ｅ ｄ— ｈ ｎ ｉ ｇ； ＰＩ ｔｒｓ ｐ ｌ ｉ ｓ ｓｅ ｑ ｅ ｃ — ｏ ｖ ｒｉ ｇ ｐ ｅ ｃ ａ ｇ ｎ Ｄ
Ｆｒ ｑ ｅ ｃ － ｏ ｖ ｒ ｉ ｇ ｓ ｅ ｄ－ ｈａ ｇ ｎ ｎｄ ｃ ｎ ｔ ｎ — ｅ ｓ ｒ ｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｅ ｔｎ ｐ ｅ ｃ ｎ ｉ ｇ ａ ｏ ｓａ ｔｐｒ ｓ ｕ ｅ ｗａ ｅ ｕ ｐ ｙ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｔｒ ｓ ｐ ｌ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ
活 的需 要 。随着 变 频 调 速 技 术 及 Ｐ Ｃ控 制 技 术 的 Ｌ
由此 可知 ， 转速 Ｆ与频 率 厂成 正 比 ， ／ ， 只要 改 变频 率 厂
即可 改 变 电动机 的转 速 ， 频率 厂在 ０～５ Ｈｚ 当 ０ 的范 围 内变化 时 ， 电动 机转 速 调 节 范 围非 常 宽 。变 频调
变频调速在水厂恒压供水中的应用
轴功 率 ， 而达 到节 能 的 目的 。 进
恒 定来控 制 。此 时 ， 当用水 量 由 Ｑ 下 降 时 ， 制 … 控
系 统通过 降低 水泵 转速来 改 变其特 性 。 由于采 用 但
如 图 １ 示 ，， 所 ／为水泵 特性 曲线 ， 管路特 性 ７ Ａ为
曲线 ， 为 管 网末 端 的 服 务 压 力 ， 为 泵 出 口压
可持 续发展 的必 然趋 势 。
目前 多数 水 司恒压 供 水 是采 用 泵 站 出 口压力 作 为 反馈 信 号 ， 现 闭环 调 速 ， 实 保证 恒 压 供水 。与 非恒 压供 水相 比 ， 无论 是节 能降耗 或减 轻工 人操作 强 度 ， 压供 水都 具有 明显 优势 。但是 通 常恒压供 恒 水 也有 不 足之处 ： 当用 水 高 峰 时 ， 网千 米 压 损增 管 加 ， 就是压 损 与 流量 的平 方成 正 比 ， 致 管 网 的 也 导 末 端 水压 很 低 ， 往 满 足 不 了 管 网末 端 用 水 的需 往 求 ； 当用水 低 谷 时 ， 网千 米 压 损 减 少 ， 致 管 管 导 网的末端 水 压很 高 ， 方 面 浪 费 了水 压 、 加 了管 一 增
行 改造 。
谷 、 供水 ， 平 满足用 户需 求 ， 又可减 少 富余扬 程 的产 生 ， 大 限度 地节 能降 耗 ， 轻工 人劳 动强度 ， 证 最 减 保 设 备 、 网安 全平 稳运 行 。 管
３ 结束 语
综上所 述 ， 以变 频 器 为 主体 、 以不 利 点 为 控 制
一
样 。要 准确 测量 显示单 元 的光谱功 率分 布 ， 必须
对 系统 的光谱 灵 敏 度 进行 定 标 。Ａ光 源 在 输 入 电
流恒 定 的情况 下 ， 有稳 定 的光 谱功 率输 出 。利 用 具
恒 定来控 制 。此 时 ， 当用水 量 由 Ｑ 下 降 时 ， 制 … 控
系 统通过 降低 水泵 转速来 改 变其特 性 。 由于采 用 但
如 图 １ 示 ，， 所 ／为水泵 特性 曲线 ， 管路特 性 ７ Ａ为
曲线 ， 为 管 网末 端 的 服 务 压 力 ， 为 泵 出 口压
可持 续发展 的必 然趋 势 。
目前 多数 水 司恒压 供 水 是采 用 泵 站 出 口压力 作 为 反馈 信 号 ， 现 闭环 调 速 ， 实 保证 恒 压 供水 。与 非恒 压供 水相 比 ， 无论 是节 能降耗 或减 轻工 人操作 强 度 ， 压供 水都 具有 明显 优势 。但是 通 常恒压供 恒 水 也有 不 足之处 ： 当用 水 高 峰 时 ， 网千 米 压 损增 管 加 ， 就是压 损 与 流量 的平 方成 正 比 ， 致 管 网 的 也 导 末 端 水压 很 低 ， 往 满 足 不 了 管 网末 端 用 水 的需 往 求 ； 当用水 低 谷 时 ， 网千 米 压 损 减 少 ， 致 管 管 导 网的末端 水 压很 高 ， 方 面 浪 费 了水 压 、 加 了管 一 增
行 改造 。
谷 、 供水 ， 平 满足用 户需 求 ， 又可减 少 富余扬 程 的产 生 ， 大 限度 地节 能降 耗 ， 轻工 人劳 动强度 ， 证 最 减 保 设 备 、 网安 全平 稳运 行 。 管
３ 结束 语
综上所 述 ， 以变 频 器 为 主体 、 以不 利 点 为 控 制
一
样 。要 准确 测量 显示单 元 的光谱功 率分 布 ， 必须
对 系统 的光谱 灵 敏 度 进行 定 标 。Ａ光 源 在 输 入 电
流恒 定 的情况 下 ， 有稳 定 的光 谱功 率输 出 。利 用 具
变频调速技术在电厂恒压供水系统中的应用
２ 应 用 实例
Ｐ Ｉ Ｄ调节仪完成模拟量的采集 、运算和输 出。
下面以嵩屿 电厂生活水 系统 为例 ，介绍 变频恒 压供水系统的组成 、功能和控制效果 。
２ １ 系统组 成及 功 能 ．
圜
图 ２ 系统 控 制 原 理 框 图
系 统 原 理 框 图 如 图 ｌ所 示 ， 主 要 由 变 频 器 、 Ｐ Ｃ Ｉ 节仪 和低 压 电气元 件 组 成 。变 频 器 选 用 Ｌ 、ＰＤ调 日本 富 士 公 司 的 Ｐ ７型 变 频 器 ，Ｐ Ｃ选 用 Ｏ Ｒ Ｎ Ｌ Ｍ Ｏ Ｃ０Ｈ，ＰＤ调节仪 选 用 ０ Ｏ ＰＩ 。 ２ｏ Ｉ ＭＲ Ｎ ＩＬ 系 统具有 如 下功 能 ： 系统在 正 常 工 作 的时 候 ，变 频 器会 通 过 水 压 的
２ ３ 注意事 项 ．
一
台为变速泵 ，应先将定速泵按设计额定工况运行
运行的机组切换到工频运行 ，后 投入 的机组 由变频 后 ，再用变速泵来调整系统参数。
２４ 应 用效果 ．
该变频恒压供水 系统投 入正式运行后 ，工作稳 定可靠，性能 良好 ，维 护和检修 方便 ，供水质量 明
显提 高。不仅 改善 了工况 ，保 证 了最佳 的管 路压 力 ，
流量来 满 足 现 场 的 水 量 要求 ，这 种 方 式 容 易 造 成 管 数 ，以跟 踪设 定压 力 。
路 压力 波 动 过 大 ，维 护 费用 增 高 ，而 且 十 分 浪 费 电 能 。 目前 ，在水 泵 调 速 基 础 上 发 展 起 来 的恒 压 供 水 技 术 ， 已广 泛 应 用 于 中小 型泵 站 的 运行 控 制 ，这 在 提高供 水 质 量 、降耗 节 能及 自动化 生 产方 面 ，都 有 十分 明显 的经济 效益 和社 会效益 。
Ｐ Ｉ Ｄ调节仪完成模拟量的采集 、运算和输 出。
下面以嵩屿 电厂生活水 系统 为例 ，介绍 变频恒 压供水系统的组成 、功能和控制效果 。
２ １ 系统组 成及 功 能 ．
圜
图 ２ 系统 控 制 原 理 框 图
系 统 原 理 框 图 如 图 ｌ所 示 ， 主 要 由 变 频 器 、 Ｐ Ｃ Ｉ 节仪 和低 压 电气元 件 组 成 。变 频 器 选 用 Ｌ 、ＰＤ调 日本 富 士 公 司 的 Ｐ ７型 变 频 器 ，Ｐ Ｃ选 用 Ｏ Ｒ Ｎ Ｌ Ｍ Ｏ Ｃ０Ｈ，ＰＤ调节仪 选 用 ０ Ｏ ＰＩ 。 ２ｏ Ｉ ＭＲ Ｎ ＩＬ 系 统具有 如 下功 能 ： 系统在 正 常 工 作 的时 候 ，变 频 器会 通 过 水 压 的
２ ３ 注意事 项 ．
一
台为变速泵 ，应先将定速泵按设计额定工况运行
运行的机组切换到工频运行 ，后 投入 的机组 由变频 后 ，再用变速泵来调整系统参数。
２４ 应 用效果 ．
该变频恒压供水 系统投 入正式运行后 ，工作稳 定可靠，性能 良好 ，维 护和检修 方便 ，供水质量 明
显提 高。不仅 改善 了工况 ，保 证 了最佳 的管 路压 力 ，
流量来 满 足 现 场 的 水 量 要求 ，这 种 方 式 容 易 造 成 管 数 ，以跟 踪设 定压 力 。
路 压力 波 动 过 大 ，维 护 费用 增 高 ，而 且 十 分 浪 费 电 能 。 目前 ，在水 泵 调 速 基 础 上 发 展 起 来 的恒 压 供 水 技 术 ， 已广 泛 应 用 于 中小 型泵 站 的 运行 控 制 ，这 在 提高供 水 质 量 、降耗 节 能及 自动化 生 产方 面 ，都 有 十分 明显 的经济 效益 和社 会效益 。
浅谈变频调速技术在供水自控系统中的应用
科苑 论谈 １ １ｌ
汤 辉
浅谈变频调速技术在供水 自控系统中的应用
（ 木 斯 供排 水公 司 ， 龙 江 佳 木 斯 １４ ０ ） 佳 黑 ５ ０ ０
摘 要： 变频调速技 术是一种新型的、 成熟的交流 电机无级调速驱动技 术， 别是在供水行业 中， 特 由于生产安 全和供水质量的特殊需要。 对恒压 供水压力有着严格要 求， 变频调速技术也得 到了更加深入的应用。
关键词 ： 变频 调 速 ； 水 ； 用 供 应
Ｃ Ｌ两种操作方式 。Ｌ Ｃ Ｌ操 作方式下 ， Ａ ＯＡ 通过 ２３相关控制功能实现 － Ｌ Ｃ Ｌ Ｓ Ａ ＴＳ Ｏ 开关启 停变频器 ，通过 ｆ Ｏ Ａ Ｔ Ｒ ／ Ｐ Ｔ 为 了防止运 行时 由于压力 变送器不 可预 Ｅ Ｏ Ａ Ｎ Ｕ ０ Ｒ Ｆ Ｌ Ｃ Ｌ ＩＰ Ｔ 输入端 口的 电位开 关人 见 的故 障造成 Ｐ Ｃ的 ＰＤ运算 调节失实 。 Ｌ Ｉ 从而 工调 节变频器工作频率 ； 通过 Ｌ Ｃ ／ ＭＯ Ｅ 造 成 管 网 压 力 失 恒 引 发 失 压 或 爆 管 的 严 重 事 Ｏ ＡＬＲＥ Ｔ 输入点 可以将变频 器切换 到 Ｒ ＭＯ Ｅ操 作方 故 。可分别在 ｌ Ｅ Ｔ ＃和 ２ ＃变频泵后输水管上安装 术 也 得 到 了更 加 深 入 的应 用 。 式 下 ， 在 Ｒ ＭＯ Ｅ 方 式 下 ， 通 过 Ｒ Ｅ Ｔ ＥＭＯ Ｅ 压力变送器 ，可以同时测 到出厂输水管线上 的 Ｔ 采用变 频调速 控制 是保证 压力恒 定较 为 Ｓ Ａ ＴＳ Ｏ Ｔ Ｒ ／Ｔ Ｐ输 入 点进 行 Ｐ Ｃ远 程 启停 变 频 压力 ； Ｐ Ｃ程序上对压力信号进 行了相应的 Ｌ 在 Ｌ 有效的方法， 经调查发现 ， 在全天各 时段用水 量 器 ， 通过 ｆＲ Ｆ Ｒ ＭＯ Ｅ Ｉ Ｕ ０端 口输 入频 处理 ， Ｅ Ｅ Ｔ ＮＰ Ｔ 在程序中设 置选择 软开关 ， 调度人员可以 变化较大， 如果不对供水量进行调节 ， 管网压 力 率控制 信号 （ 百分 比） 控制变频器工作频率 。根 在 Ｒ Ｖ ｅ Ｓｉ ｗ上将其 中一台压力变送器 的值设定 的波动也会很大 ，容易出现管网失压 或爆管 事 据供水 量情况 ，把变频器的工作频率上限设定 为 “ 控制 反馈值” 另一 台压 力变送器 的值则设 ， ～０ ， 参 ； ＃压力和 ２ ＃压力 值进行 故。采用变频恒压供水控制后 ，当用水量较小 为水泵 基频 ，即频率 变化 范 围控制在 ０ ５ Ｈｚ 为 “ 考反馈值” 对 ｌ 时， 这时相 应管道和泵出 口压力均较大 ， 变频恒 在此范 围 内水泵 运行 频率 和定 子相 压成 正 比 比较 ， 相差 ０ Ｍ ａ ， ． ｐ 时 判断为 ， 中一 只压力变 １ 其 压控制 方式将会 降低泵的频率 ， 减小泵 出水量 ， （ 及与变频器输入频率成正 比） ，这使得变频器 送器出现故障 ，变频 器控制转换为远程直接手 从而降低 管网压力 ； 反之亦然。这样 ， 时用水 输入 、水泵运行频率和泵的输出压力成较好的 动调频控制 （ 小 通过 Ｒ Ｖｉ Ｓ ｅ ｗ设置运行 ） 。压 力变 量变化 较大也 不会造 成管 网压力 有较 大的 波 线形关 系，可得到较好的控制效果。变频器由 送器正常工作时 ，控制反馈值”经过平均滤波 “ 动。 经过长期运行实践 ， 证明 了变频调速手段 实 Ｐ Ｃ远程控制时 ， Ｌ 启动是 由 Ｐ Ｃ向 ｘｌ－ Ｌ １４输出 处理后 ， 分别 比较压力报警上 限和下限值 ， 如果 现恒压供水不仅保证厂 内自用高压水压力足够 信号 ， 变频器切换到外部设备控制方式 （ Ｅ 超出控制范围 ，变频 器控制转换为远程直接手 使 Ｒ— 否则“ 控制 反馈值” 为 ＰＤ调节 作 Ｉ 且稳定 ， 而且保证 了全市供水的安全可靠性。 Ｍ Ｔ Ｏ Ｅ方式 ） 再向 ｘ １ ｌ ， ｌ一 输出信 号 ， 启动 变频 动调频控制 。 ｌ控制系统构成 器。 在恒压调节 时 ，Ｌ Ｐ Ｃ处理器把检测到的压力 的参数 Ｐ 。 Ｖ 整个恒压供水 系统有 两组变频泵 ， 每组均 信号作为反馈值 ， ＰＤ运算的压力设定值（ 与 Ｉ 由 同时 为了在 就地手动 控制实 现在控 制现 由一台变频器和一台水泵组成 ； 系统 以 Ｐ Ｃ为 调度人 员根 据情况在 Ｒ Ｖｅ Ｌ Ｅ ｉｗ上设定 ）进行 比 场对变频泵进行开停 控制 和运行数据监视 。可 控制核心 ， Ｐ Ｃ采集压力信 号和输出控制变 较 ， 由 Ｌ 再经过 ＰＤ运算得到调节后的修正值 ， Ｉ 通过 在变频泵工 作现场安装 了 Ｐ ｎｌ ｅ ａｅ ｗ图形 工作 Ｖｉ 频泵的运行 。控制系统构成 如图 ｌ 所示。 模 拟 量 输 出 模 板 （ ７ １ＯＦ １７ － Ｅ） 输 出 到 终端 ，该工 作终端提供 图形交互界面和触摸输 ｘｌ— ３１ ，作为 Ｒ ＭＯ Ｅ方式下变频器 的频 入方式 ， １ １／４ Ｅ Ｔ 以从 站的方 式与 Ｐ Ｃ进行 通信 ， Ｌ 进行 率控制信号 ，由于该 信号是相对变频 器工作 频 数据和控制命令 的交换 ，提供就地监控操作的 率上 限的百分 比，所 以变频 器将输入信号进 行 通 道 。 内部运算后转为真实工作频率 。 ３运行效果分析 为 了使三期 变频恒 压供水 自动 控制系 统 ３１有 效保 证供 水 和水 厂 自用 水压 力稳 ． 图 １控 制 系统 构 成 图 与水厂 自动控制网络 有机地结 合起来 ，全 面实 定 ， 提高水厂供水安全可靠性 系统 由两只量程为 ｌ Ｍｐ ＿ ａ的压力变送 现对恒压供水系统 的运行情 况和设备运行进行 ０ 由于小 时供 水量变化很大 ， 如果采用定 速 器 分别 检测两 台水泵后 的输 水管道 的压力 ， 压 监视和远程控制 ， 更加安全 可靠地实现恒压供 泵进行供水必然会导致高峰供水时段内管网供 力 变送器 将检测到 的压力信 号转换 为 ４ ２ ｍ 水 ， －０ Ａ 我们使用 Ｐ Ｃ进行 ＰＤ运算 和监控 。 Ｌ Ｉ 水压力不足 ， 间用水量较小时管网压 力过 高 。 夜 的电流信号 ， 送到 Ｐ Ｃ子站 的模拟量输 入模 板 Ｌ Ｐ Ｃ的 ＰＤ运 算调 节通 过该 型处理 器专 造成爆 管现象 。 Ｌ Ｉ 采用变频恒压控制后 ， 变频器的 （７ ｌ ＩＥ） 通过 Ｐ Ｃ的 ＰＤ运算 ， １７ —Ｆ ， Ｌ Ｉ 由模拟 量 用 ＰＤ指令完成 ，通 过设置各 参数 即可 由 Ｐ Ｃ 频率 随用水量 的变化而变化 ，及 时调节水 厂对 Ｉ Ｌ 输 出 模 板 （ ７ － Ｆ ） 出 ４ ２ ｍ 的 电流 控 完成 ＰＤ运算调节 。ＰＤ指 令必须以相同 的时 全市供水量 ，从而使全市城区管网压力在 一个 １７１Ｏ Ｅ 输 －０ Ａ Ｉ Ｉ 制变频泵的运行。 间间隔周期性地执行 ， 可采用计时器 ， 定时 中断 较小 的范围内变化 （．３ ０２ Ｍｐ ） Ｏ２ ～ ．７ ａ 。另一方面 ， ２控制 原理及功能实现 或实时采样 的等方法 ，此处选 用 了定 时方法 ； 虽然水厂 自用水秒流量变化不大 ，但 由于水厂 ２１Ｐ Ｃ控制系统简介 ． Ｌ Ｐ Ｖ是 ＰＤ指令 采样 的压力 控制反 馈值 ，Ｐ是 自用水 和全市供水为同一水 泵加压后 ，分作两 Ｉ ｓ 可采用 Ｐ Ｃ ５型处理 器通过 ＤＨ Ｌ一 ＋通讯 方 ＰＤ指令 的压力控制设定值 ， Ｐ为 ＰＤ的 比例 条支流 ，全市用水 量的变化 必然也会导致 自 Ｉ Ｋ Ｉ 用 式构建 了全厂 Ｐ Ｃ工业 控制 网络 ，通过 ＤＨ 增益 ， Ｉ Ｐ Ｄ的积分增益 ， Ｄ为 ＰＤ的微分 水压力不稳定 ， Ｌ ＋ Ｋ为 Ｉ Ｋ Ｉ 采用恒压变频控制方式 ， 基本克 网络 上 的 Ｒ Ｖｉ Ｓ ｅ ｗ工 作 站 实 现 人 机 对 话 。 增益 ，这五个控制参数作为主要的 ＰＤ参数参 服了这种变化 因素。 Ｉ Ｒ Ｖｉ Ｓ ｅ ｗ工 作 站 是 指运 行 人 机 图形 界 面 软 件 与控制 ，确定 ＰＤ参数时要兼顾系统灵敏性和 Ｉ ３２高效节能 ． （ Ｓ ｉｗ ２ 的计算机工作平 台 ， Ｒ Ｖｅ ３ ） 该工作站建 在 稳定性 ，由于我们恒压控制要求和设备的性能 通过采用变频 调速恒 压控制 。 可在不 同季 中心控制室 ，是实现生产现场无人值 守和运行 条件 ， 数设定更 强调稳定 性 （ Ｋ ） 由于微 节 、 参 及 Ｉ， 全天不 同时段 内有效即时地调控水量 ， 这样 集 中管理 的调度 中心。利用 Ｒ Ｖｉ ３ Ｓ ｅ ２可以有 分环节有放大噪声的特点 ，将 Ｋ ｗ Ｄ尽 量设 置得 在用水量较低时 ， 大大节约供水量 ， 减少 电耗。 效地对控 制过程进行监视和控制 ，可以实现 图 较小 ； Ｓ ＷＭ为 ＰＤ指令转为 手动直接调频的开 Ｉ 在设定压力 内跟随用水量供 水 ， 避免 了传 形化的人机对话界面 ， 模拟生产运行 的流程 ， 在 关 ， Ｓ Ｏ设定为 ＰＤ指令 的在手 动控 制输出方式 统供水方式的损耗 ， Ｉ 降低吨水消耗 。 模 拟流程上更加直观地实现生产流程 的全 自动 时的输 出值 ，当变频器从 Ｐ Ｄ自控调节转为手 Ｉ ３３提高 自动化水平 ＿ 运行监视 、 远程人工直接干
汤 辉
浅谈变频调速技术在供水 自控系统中的应用
（ 木 斯 供排 水公 司 ， 龙 江 佳 木 斯 １４ ０ ） 佳 黑 ５ ０ ０
摘 要： 变频调速技 术是一种新型的、 成熟的交流 电机无级调速驱动技 术， 别是在供水行业 中， 特 由于生产安 全和供水质量的特殊需要。 对恒压 供水压力有着严格要 求， 变频调速技术也得 到了更加深入的应用。
关键词 ： 变频 调 速 ； 水 ； 用 供 应
Ｃ Ｌ两种操作方式 。Ｌ Ｃ Ｌ操 作方式下 ， Ａ ＯＡ 通过 ２３相关控制功能实现 － Ｌ Ｃ Ｌ Ｓ Ａ ＴＳ Ｏ 开关启 停变频器 ，通过 ｆ Ｏ Ａ Ｔ Ｒ ／ Ｐ Ｔ 为 了防止运 行时 由于压力 变送器不 可预 Ｅ Ｏ Ａ Ｎ Ｕ ０ Ｒ Ｆ Ｌ Ｃ Ｌ ＩＰ Ｔ 输入端 口的 电位开 关人 见 的故 障造成 Ｐ Ｃ的 ＰＤ运算 调节失实 。 Ｌ Ｉ 从而 工调 节变频器工作频率 ； 通过 Ｌ Ｃ ／ ＭＯ Ｅ 造 成 管 网 压 力 失 恒 引 发 失 压 或 爆 管 的 严 重 事 Ｏ ＡＬＲＥ Ｔ 输入点 可以将变频 器切换 到 Ｒ ＭＯ Ｅ操 作方 故 。可分别在 ｌ Ｅ Ｔ ＃和 ２ ＃变频泵后输水管上安装 术 也 得 到 了更 加 深 入 的应 用 。 式 下 ， 在 Ｒ ＭＯ Ｅ 方 式 下 ， 通 过 Ｒ Ｅ Ｔ ＥＭＯ Ｅ 压力变送器 ，可以同时测 到出厂输水管线上 的 Ｔ 采用变 频调速 控制 是保证 压力恒 定较 为 Ｓ Ａ ＴＳ Ｏ Ｔ Ｒ ／Ｔ Ｐ输 入 点进 行 Ｐ Ｃ远 程 启停 变 频 压力 ； Ｐ Ｃ程序上对压力信号进 行了相应的 Ｌ 在 Ｌ 有效的方法， 经调查发现 ， 在全天各 时段用水 量 器 ， 通过 ｆＲ Ｆ Ｒ ＭＯ Ｅ Ｉ Ｕ ０端 口输 入频 处理 ， Ｅ Ｅ Ｔ ＮＰ Ｔ 在程序中设 置选择 软开关 ， 调度人员可以 变化较大， 如果不对供水量进行调节 ， 管网压 力 率控制 信号 （ 百分 比） 控制变频器工作频率 。根 在 Ｒ Ｖ ｅ Ｓｉ ｗ上将其 中一台压力变送器 的值设定 的波动也会很大 ，容易出现管网失压 或爆管 事 据供水 量情况 ，把变频器的工作频率上限设定 为 “ 控制 反馈值” 另一 台压 力变送器 的值则设 ， ～０ ， 参 ； ＃压力和 ２ ＃压力 值进行 故。采用变频恒压供水控制后 ，当用水量较小 为水泵 基频 ，即频率 变化 范 围控制在 ０ ５ Ｈｚ 为 “ 考反馈值” 对 ｌ 时， 这时相 应管道和泵出 口压力均较大 ， 变频恒 在此范 围 内水泵 运行 频率 和定 子相 压成 正 比 比较 ， 相差 ０ Ｍ ａ ， ． ｐ 时 判断为 ， 中一 只压力变 １ 其 压控制 方式将会 降低泵的频率 ， 减小泵 出水量 ， （ 及与变频器输入频率成正 比） ，这使得变频器 送器出现故障 ，变频 器控制转换为远程直接手 从而降低 管网压力 ； 反之亦然。这样 ， 时用水 输入 、水泵运行频率和泵的输出压力成较好的 动调频控制 （ 小 通过 Ｒ Ｖｉ Ｓ ｅ ｗ设置运行 ） 。压 力变 量变化 较大也 不会造 成管 网压力 有较 大的 波 线形关 系，可得到较好的控制效果。变频器由 送器正常工作时 ，控制反馈值”经过平均滤波 “ 动。 经过长期运行实践 ， 证明 了变频调速手段 实 Ｐ Ｃ远程控制时 ， Ｌ 启动是 由 Ｐ Ｃ向 ｘｌ－ Ｌ １４输出 处理后 ， 分别 比较压力报警上 限和下限值 ， 如果 现恒压供水不仅保证厂 内自用高压水压力足够 信号 ， 变频器切换到外部设备控制方式 （ Ｅ 超出控制范围 ，变频 器控制转换为远程直接手 使 Ｒ— 否则“ 控制 反馈值” 为 ＰＤ调节 作 Ｉ 且稳定 ， 而且保证 了全市供水的安全可靠性。 Ｍ Ｔ Ｏ Ｅ方式 ） 再向 ｘ １ ｌ ， ｌ一 输出信 号 ， 启动 变频 动调频控制 。 ｌ控制系统构成 器。 在恒压调节 时 ，Ｌ Ｐ Ｃ处理器把检测到的压力 的参数 Ｐ 。 Ｖ 整个恒压供水 系统有 两组变频泵 ， 每组均 信号作为反馈值 ， ＰＤ运算的压力设定值（ 与 Ｉ 由 同时 为了在 就地手动 控制实 现在控 制现 由一台变频器和一台水泵组成 ； 系统 以 Ｐ Ｃ为 调度人 员根 据情况在 Ｒ Ｖｅ Ｌ Ｅ ｉｗ上设定 ）进行 比 场对变频泵进行开停 控制 和运行数据监视 。可 控制核心 ， Ｐ Ｃ采集压力信 号和输出控制变 较 ， 由 Ｌ 再经过 ＰＤ运算得到调节后的修正值 ， Ｉ 通过 在变频泵工 作现场安装 了 Ｐ ｎｌ ｅ ａｅ ｗ图形 工作 Ｖｉ 频泵的运行 。控制系统构成 如图 ｌ 所示。 模 拟 量 输 出 模 板 （ ７ １ＯＦ １７ － Ｅ） 输 出 到 终端 ，该工 作终端提供 图形交互界面和触摸输 ｘｌ— ３１ ，作为 Ｒ ＭＯ Ｅ方式下变频器 的频 入方式 ， １ １／４ Ｅ Ｔ 以从 站的方 式与 Ｐ Ｃ进行 通信 ， Ｌ 进行 率控制信号 ，由于该 信号是相对变频 器工作 频 数据和控制命令 的交换 ，提供就地监控操作的 率上 限的百分 比，所 以变频 器将输入信号进 行 通 道 。 内部运算后转为真实工作频率 。 ３运行效果分析 为 了使三期 变频恒 压供水 自动 控制系 统 ３１有 效保 证供 水 和水 厂 自用 水压 力稳 ． 图 １控 制 系统 构 成 图 与水厂 自动控制网络 有机地结 合起来 ，全 面实 定 ， 提高水厂供水安全可靠性 系统 由两只量程为 ｌ Ｍｐ ＿ ａ的压力变送 现对恒压供水系统 的运行情 况和设备运行进行 ０ 由于小 时供 水量变化很大 ， 如果采用定 速 器 分别 检测两 台水泵后 的输 水管道 的压力 ， 压 监视和远程控制 ， 更加安全 可靠地实现恒压供 泵进行供水必然会导致高峰供水时段内管网供 力 变送器 将检测到 的压力信 号转换 为 ４ ２ ｍ 水 ， －０ Ａ 我们使用 Ｐ Ｃ进行 ＰＤ运算 和监控 。 Ｌ Ｉ 水压力不足 ， 间用水量较小时管网压 力过 高 。 夜 的电流信号 ， 送到 Ｐ Ｃ子站 的模拟量输 入模 板 Ｌ Ｐ Ｃ的 ＰＤ运 算调 节通 过该 型处理 器专 造成爆 管现象 。 Ｌ Ｉ 采用变频恒压控制后 ， 变频器的 （７ ｌ ＩＥ） 通过 Ｐ Ｃ的 ＰＤ运算 ， １７ —Ｆ ， Ｌ Ｉ 由模拟 量 用 ＰＤ指令完成 ，通 过设置各 参数 即可 由 Ｐ Ｃ 频率 随用水量 的变化而变化 ，及 时调节水 厂对 Ｉ Ｌ 输 出 模 板 （ ７ － Ｆ ） 出 ４ ２ ｍ 的 电流 控 完成 ＰＤ运算调节 。ＰＤ指 令必须以相同 的时 全市供水量 ，从而使全市城区管网压力在 一个 １７１Ｏ Ｅ 输 －０ Ａ Ｉ Ｉ 制变频泵的运行。 间间隔周期性地执行 ， 可采用计时器 ， 定时 中断 较小 的范围内变化 （．３ ０２ Ｍｐ ） Ｏ２ ～ ．７ ａ 。另一方面 ， ２控制 原理及功能实现 或实时采样 的等方法 ，此处选 用 了定 时方法 ； 虽然水厂 自用水秒流量变化不大 ，但 由于水厂 ２１Ｐ Ｃ控制系统简介 ． Ｌ Ｐ Ｖ是 ＰＤ指令 采样 的压力 控制反 馈值 ，Ｐ是 自用水 和全市供水为同一水 泵加压后 ，分作两 Ｉ ｓ 可采用 Ｐ Ｃ ５型处理 器通过 ＤＨ Ｌ一 ＋通讯 方 ＰＤ指令 的压力控制设定值 ， Ｐ为 ＰＤ的 比例 条支流 ，全市用水 量的变化 必然也会导致 自 Ｉ Ｋ Ｉ 用 式构建 了全厂 Ｐ Ｃ工业 控制 网络 ，通过 ＤＨ 增益 ， Ｉ Ｐ Ｄ的积分增益 ， Ｄ为 ＰＤ的微分 水压力不稳定 ， Ｌ ＋ Ｋ为 Ｉ Ｋ Ｉ 采用恒压变频控制方式 ， 基本克 网络 上 的 Ｒ Ｖｉ Ｓ ｅ ｗ工 作 站 实 现 人 机 对 话 。 增益 ，这五个控制参数作为主要的 ＰＤ参数参 服了这种变化 因素。 Ｉ Ｒ Ｖｉ Ｓ ｅ ｗ工 作 站 是 指运 行 人 机 图形 界 面 软 件 与控制 ，确定 ＰＤ参数时要兼顾系统灵敏性和 Ｉ ３２高效节能 ． （ Ｓ ｉｗ ２ 的计算机工作平 台 ， Ｒ Ｖｅ ３ ） 该工作站建 在 稳定性 ，由于我们恒压控制要求和设备的性能 通过采用变频 调速恒 压控制 。 可在不 同季 中心控制室 ，是实现生产现场无人值 守和运行 条件 ， 数设定更 强调稳定 性 （ Ｋ ） 由于微 节 、 参 及 Ｉ， 全天不 同时段 内有效即时地调控水量 ， 这样 集 中管理 的调度 中心。利用 Ｒ Ｖｉ ３ Ｓ ｅ ２可以有 分环节有放大噪声的特点 ，将 Ｋ ｗ Ｄ尽 量设 置得 在用水量较低时 ， 大大节约供水量 ， 减少 电耗。 效地对控 制过程进行监视和控制 ，可以实现 图 较小 ； Ｓ ＷＭ为 ＰＤ指令转为 手动直接调频的开 Ｉ 在设定压力 内跟随用水量供 水 ， 避免 了传 形化的人机对话界面 ， 模拟生产运行 的流程 ， 在 关 ， Ｓ Ｏ设定为 ＰＤ指令 的在手 动控 制输出方式 统供水方式的损耗 ， Ｉ 降低吨水消耗 。 模 拟流程上更加直观地实现生产流程 的全 自动 时的输 出值 ，当变频器从 Ｐ Ｄ自控调节转为手 Ｉ ３３提高 自动化水平 ＿ 运行监视 、 远程人工直接干
PLC和变频调速技术在恒压供水系统中的应用
恒 压供水 控 制 系统 由 Ｐ Ｃ控 制 器 、 频 器 、 Ｌ 变 触 摸屏 显 示 器 、 力 变 送 器 、 位 变 送 器 、 启 动 器 、 压 水 软
水泵电机组 、 电机保护装置 以及其它 电控设备等构
成 ， 图 １ 示ｌ 如 所 引。
数， 完成供水压力 的闭环控制 ， 在管 网流量变化时 能达 到稳定 供 水压力 和 节约 电能 的 目的ｕ 。 Ｊ
指用 户端在 任 何 时 候 ， 管 用 水 量 的 大小 ， 能 保 不 总 持 管 网 中水 压 的 基 本 恒 定 。 恒 压 供 水 系 统 的 控 制 策略是 采用 可 编程控 制 器 （Ｌ 和变 频调 速装 置优 Ｐ Ｃ） 化控制 泵组 的调 速 运行 ， 自动 调 整泵 组 的运行 台 并
控制和双恒压变量控制等 ， 定压精度在 ±１％内。 ｂ 具有 自动 、 ． 手动及异地操作功能。 ｃ 应用 Ｐ Ｃ和变频器对 电机进行软启动软停 ． Ｌ 止， 以减少设备损耗 ， 延长电机寿命。 ｄ 可进行智能化控制 ， ． 能任意修改指令 参数 ， 如压力设定值 、 压力上下 限值 、 控制 电机数量、 Ｉ ＰＤ
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电
力 学
报
２０ 矩 ０６
供 水系 统 由 ３台水泵 组 成 ， 中 １台为备 用 水 其 泵 ， １台变 频器 切 换控 制 任意 １台电机 调 速 。可 由
变供电回路 由变频器提供 的变频 回路 和工频 回路 组成 ， 通过 Ｐ Ｃ将各水泵按一定 的规律投入 或切 Ｌ 除， 使供水获得最佳 的配置状态 。具体采用“ 先投 先停 ， 先停先投” 的原则对 ３台水泵设立运行 与停 止时间控制序列。为 了说明变频恒压控制的方式 ， 细 化 图 １中的水 泵 电机 部 分 ， 图 ２所 示 。 如
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对 比见表 1 由于 采用 恒 压供 水, 大 减 少 了 由于 . 大 高 压引起 管道 漏水 事故 发生 的次 数 .水泵 电机 变频 改造 前 后跑水 情况 统计 见表 2 .
表Байду номын сангаас1 水泵电机变频改造前后指标对比
变频器名称及容 量,W k
富士 5 5
台数
3
改造前年跑水量, t
0 前 言
公 司三个 水源地 共有 8台容量分 别 为 4 5k , . W
5 w,5 W 的 鼠笼式 水 泵 电机 , 责 生产 , 活 5k 15k 负 生 用 水 的供应 .长期 以来 , 由于 供水设 备 陈 老化, 磨 损 严重 , 故障率 高 , 且起 动 电流 大 , 电网冲击大 , 对 使 得 供水 系统能耗 高 , 维修 费用逐 年增 加 , 供水管 网 系 统水 压不 稳定 , 常 发 生 管道 跑 水 事 故. 近年 来 变 时 频调 速技 术迅速 发 展 , 频 调速 供水 设 备 具 有投 资 变
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电 气 控 制
变频调速技术在恒压供水 自动控制 系统 中的应用
姜 敏 高 伟 高 静 卿俊 秀 , , ,
(. 1 东北轻合金有限责任公 司 晨光公 司, 黑龙江 哈 尔滨 10 6 50 0
2 广 东核 电运 营 管理 有 限责 任 公 司 信 息技 术 中心 , . 广东 深 圳 5 82 ) 10 4
C T画 面显示 , 障报 警及 报表打 印 l . R 故 l J
1 变频 恒 压供 水 自动 控 制 系统 改造
变频恒 压供 水 系统 的 电动机 调速 装置均 采用 交
流变频 技术 , 频器 采 用 空 间 矢 量控 制 技 术 .此 控 变
制方 式的 突出优 点为 低 电流 纹波 , 低转 矩 纹波 , 电 低 机温 升 , 并可 提高 功率 因 数. 系统 由 自动 控制装 置 , 水泵 电机及管 路 系统 等组 成, 系统框 图见 图 L . 控制装置 是 一种具 有 变频调 速和 全 自动 闭环控
8 0 50
改造后年跑水量, t
50 0
年节水量, t
节约水费, 万元
注: 价按 2 5 水 .5元/ 计算 t
5 结 论
变频 调 速 技术 用 于 恒压 供 水 水泵 控制 系统 , 具 有 调速性 能好 , 能效果 显著 , 行 工艺 安全可 靠等 节 运
运行.仅二水源年可节约电费 2 5万元, 2 约 0万元 的工程改造投资, 一年 内即可收回.
泵电机以变频方式供水运行, 并达到额定功率( 即变
频 器输 出 电源频 率达 到 5 ) 而供 水管 网压 力未 0Hz, 达到 设 定压力 时 , 转为 工频运 行 ; 频器 随后 软起 泵 变 动第 二 台水泵 电 机, 管 网压 力 仍未 达 到 设 定 压力 若 时, 第二 台泵转 为工 频运行 ; 频器 软起 动第 三 台水 变 泵 电机 , 直至达 到设 定压 力 , 泵投 运数 量 由装置根 水 据管 网压力 自动 控 制. 若 用水 量 减 少 , 起 泵顺 序 按 依次停 止工频 泵 , 直至最 后一 台泵变 频恒 压供 水 .
2 变频恒压供水 自动控制 系统 的优点
① 恒 压供 水 技 术采 用 变 频 器改 变 电动 机 电源 频率 , 到 调 节 水 泵 转 速 , 达 改变 水 泵 出 口压 力 的 目 的.与 采用调 节 阀 门控 制 水 泵 出 口压 力 相 比, 有 具
水量决定, 故系统在运行过程中可节约可观的电能. 二水源 地 3台 5 W 水 泵 电 机变 频 改 造 前 后 指 标 5k
[ 考 文献 ] 参
[] 1 王治宇. 郝新华 . 计算机局 域网络技 术[ . 京: M] 北 航空工业出版
社. 9 7 19 . A
优点, 而且提高了供水质量, 保证 了供水管 网的安全
有色 设■ 20() 0 5 6
3 3
�
压供 水控制技 术对 供水 系统进行 了改 造.
样 通 过 闭 环 PD控 制 达 到 恒 压 供 水 的 目的.采 用 I P C控制器 , 仅可 以实现 泵组 , 门 的逻辑 控 制 , L 不 阀 完 成 系统 的数字 PD 调节 功 能 , 系 统 中的各 种 运 I 对 行参数, 控制 点 实时监 控 , 可 完成 系统 运行 工况 的 还
大学专科 , 主要从事设 备管理和运 行 , 设备更 新改 造和大修
及 技 术 研 究开 发 等 工 作 .
3 2
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电 气 控 制
降低管 道阻 力 , 大减 少截 流 损失 的功效 . 大 ② 由于 水泵 电机 工 作处 于变 频工 况 , 当其 出 口 流量 小于额 定 流量时 , 泵转 速 降低 , 减少 了轴 承 的磨 损与发 热 , 可延 长泵和 电动机 的使用 寿命 . ③ 因实 现 恒 压 自动 控 制 , 实 际 需 要 定 压供 按 水 , 不会 因瞬 间用水 量增 加 而引起 供水 不 足, 既 也不 会 因瞬间用 水 量减少 造成 超压 引起 设备 损坏 . ④ 电机 循 环 软 起 动 , 免 了在 频 繁 起 动 时 , 避 较
少, 系统运行 安 全可靠 , 占地 面积 小 , 电节 水, 节 自动
图 1 水 源 地 自动 恒 压 供 水 系统 原 理 图
制功 能的机 电一 体 化 智 能 设备 , 同 时对 一 台 或 多 可
台水 泵 电机进 行 自动控 制. 当水 泵 电机 以软 起动 方
式 起 动正常 运转 后 , 过 安 装 在 管 网 上 的压 力 传 感 通 器对 用水水 压进 行数 据 采样 , 将其转 换 成 4 0mA ～2 的模 拟信 号 , 过 P C内 置 的 PD, 设 定 的 压 力 通 L I 与 值进 行 比较和 运算 , 将结 果 转 换 为 频 率调 节 信 号 并 和 水泵起 动 台数 信号 , 送至 可编 程控 制器 ( L )变 PC; 频 器据此 调 节水 泵 电机的 电源频 率 , 改变 水泵转 速 . 当用 水量增 大 , 网压 力低 于设 定压 力时 , 管 变频 调速 的输 出频 率增 大 , 泵 转 速提 高 , 水 量 加大 , 水 供 当达
[ 摘
要 ] 合公司供水管 网改造 的实例 , 结 对变频调速器在供水系统 巾的应用从节 能原理 , 控制方式 , 系
统设计及变频 调速后 的节能效 果等几 个方面进行论述 .
[ 关键词 ]变频 器 ; 恒压供水 ; I:软起动 ; 泵 ; P ; ( 水 节能 [ 中图分类号 ] TM9 15 2 .1 [ 文献 标识 码]B [ 文章编号 ]10 —8 8 (0 5 0 )3 0 3 8 42 0 )6一[ 2—0 0 2
出频 率 , 实现 电机 的速 度 调 节 , 变 水 泵 流量 , 证 改 保 供水 管 网压力稳 定 在 给 定值 附近 , 现 变 频调 速 恒 实 压供水 系统 的闭环调 节 . 当变频 器软 起 动第 一台水
⑤ 实 现 闭环 自动 控 制 后 , 需 要 频 繁 操 作, 不 减
轻了劳动强度, 可实现无人值班.
到 设 定压力 时 , 水泵 的转速 不 再变 化, 之亦 然.这 反
化程度 高 , 作控 制 方 便 等 特 点.变 频 调 速 恒 压 供 操 水系统 可实现 水 泵 电机 无 级调 速 , 善给 水 管 网 的 改 供水 环境 , 根据管 网瞬 间压力变 化 , 可 自动调 节水 泵
电机 的转速 和 水 泵 电机 的 投 入 台数 , 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 最佳运 行 状 态 .2 0 0 4年公 司 采 用 变 频调 速 恒
[ 作者简介 ] 姜 敏 (9 3一) 男, 16 , 黑龙江哈 尔滨 人, 程师, 工
以下 以二 水源地 3台 5 w 水 泵 为例 , 明系 5k 说 统 的工作情 况 .变频 恒 压供 水控 制原理 见 图 2 . 控制 器给 定水 泵 管 网一 供 水 压力 值 , 变频 器 据 此输 出一定 频率 的交 流 电 至 水 泵 电机 , 动 其 稳 定 拖
5 W 5k 5 W 5 W 5k 5k
大 的起 动 电流 对 配 电设备 和 电机 的 冲 击 , 长 了 电 延 气设备 , 泵及管 网的使 用寿命 , 水 减少 了检修 维护 费
用及工 作 量, 保证 了供 水安 全 .
图 2 水源地 变频恒 压供水自动控制装置 原理框 图
3 存 在 的 问题
① 变 频器 的使 用增 加 了无功 损耗 , 补偿 . 需
② 对 于 变频 调速 这 项新 技 术, 作 人员 技术水 操 平若达 不到要 求 , 常常 会 出现误操 作 . 则
③ 水源地空气较潮湿, 系统寿命有影响. 对
4 供水系统改造 前后 经济效益分析
由于水 泵 电机 工 作 在 变频 工 况 , 转速 由外 供 其
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 器给 定压 力平衡 . 压力 传感 器实 时检 测管 网压力 , 并反馈 至 可编程 控制 器 , 可编 程控 制器 根据 反馈 压力 与给 定 压 力 的差 值 , 制 变 频 器 的输 控
青色 设置 20 ( ) 0 5 6
表Байду номын сангаас1 水泵电机变频改造前后指标对比
变频器名称及容 量,W k
富士 5 5
台数
3
改造前年跑水量, t
0 前 言
公 司三个 水源地 共有 8台容量分 别 为 4 5k , . W
5 w,5 W 的 鼠笼式 水 泵 电机 , 责 生产 , 活 5k 15k 负 生 用 水 的供应 .长期 以来 , 由于 供水设 备 陈 老化, 磨 损 严重 , 故障率 高 , 且起 动 电流 大 , 电网冲击大 , 对 使 得 供水 系统能耗 高 , 维修 费用逐 年增 加 , 供水管 网 系 统水 压不 稳定 , 常 发 生 管道 跑 水 事 故. 近年 来 变 时 频调 速技 术迅速 发 展 , 频 调速 供水 设 备 具 有投 资 变
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电 气 控 制
变频调速技术在恒压供水 自动控制 系统 中的应用
姜 敏 高 伟 高 静 卿俊 秀 , , ,
(. 1 东北轻合金有限责任公 司 晨光公 司, 黑龙江 哈 尔滨 10 6 50 0
2 广 东核 电运 营 管理 有 限责 任 公 司 信 息技 术 中心 , . 广东 深 圳 5 82 ) 10 4
C T画 面显示 , 障报 警及 报表打 印 l . R 故 l J
1 变频 恒 压供 水 自动 控 制 系统 改造
变频恒 压供 水 系统 的 电动机 调速 装置均 采用 交
流变频 技术 , 频器 采 用 空 间 矢 量控 制 技 术 .此 控 变
制方 式的 突出优 点为 低 电流 纹波 , 低转 矩 纹波 , 电 低 机温 升 , 并可 提高 功率 因 数. 系统 由 自动 控制装 置 , 水泵 电机及管 路 系统 等组 成, 系统框 图见 图 L . 控制装置 是 一种具 有 变频调 速和 全 自动 闭环控
8 0 50
改造后年跑水量, t
50 0
年节水量, t
节约水费, 万元
注: 价按 2 5 水 .5元/ 计算 t
5 结 论
变频 调 速 技术 用 于 恒压 供 水 水泵 控制 系统 , 具 有 调速性 能好 , 能效果 显著 , 行 工艺 安全可 靠等 节 运
运行.仅二水源年可节约电费 2 5万元, 2 约 0万元 的工程改造投资, 一年 内即可收回.
泵电机以变频方式供水运行, 并达到额定功率( 即变
频 器输 出 电源频 率达 到 5 ) 而供 水管 网压 力未 0Hz, 达到 设 定压力 时 , 转为 工频运 行 ; 频器 随后 软起 泵 变 动第 二 台水泵 电 机, 管 网压 力 仍未 达 到 设 定 压力 若 时, 第二 台泵转 为工 频运行 ; 频器 软起 动第 三 台水 变 泵 电机 , 直至达 到设 定压 力 , 泵投 运数 量 由装置根 水 据管 网压力 自动 控 制. 若 用水 量 减 少 , 起 泵顺 序 按 依次停 止工频 泵 , 直至最 后一 台泵变 频恒 压供 水 .
2 变频恒压供水 自动控制 系统 的优点
① 恒 压供 水 技 术采 用 变 频 器改 变 电动 机 电源 频率 , 到 调 节 水 泵 转 速 , 达 改变 水 泵 出 口压 力 的 目 的.与 采用调 节 阀 门控 制 水 泵 出 口压 力 相 比, 有 具
水量决定, 故系统在运行过程中可节约可观的电能. 二水源 地 3台 5 W 水 泵 电 机变 频 改 造 前 后 指 标 5k
[ 考 文献 ] 参
[] 1 王治宇. 郝新华 . 计算机局 域网络技 术[ . 京: M] 北 航空工业出版
社. 9 7 19 . A
优点, 而且提高了供水质量, 保证 了供水管 网的安全
有色 设■ 20() 0 5 6
3 3
�
压供 水控制技 术对 供水 系统进行 了改 造.
样 通 过 闭 环 PD控 制 达 到 恒 压 供 水 的 目的.采 用 I P C控制器 , 仅可 以实现 泵组 , 门 的逻辑 控 制 , L 不 阀 完 成 系统 的数字 PD 调节 功 能 , 系 统 中的各 种 运 I 对 行参数, 控制 点 实时监 控 , 可 完成 系统 运行 工况 的 还
大学专科 , 主要从事设 备管理和运 行 , 设备更 新改 造和大修
及 技 术 研 究开 发 等 工 作 .
3 2
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降低管 道阻 力 , 大减 少截 流 损失 的功效 . 大 ② 由于 水泵 电机 工 作处 于变 频工 况 , 当其 出 口 流量 小于额 定 流量时 , 泵转 速 降低 , 减少 了轴 承 的磨 损与发 热 , 可延 长泵和 电动机 的使用 寿命 . ③ 因实 现 恒 压 自动 控 制 , 实 际 需 要 定 压供 按 水 , 不会 因瞬 间用水 量增 加 而引起 供水 不 足, 既 也不 会 因瞬间用 水 量减少 造成 超压 引起 设备 损坏 . ④ 电机 循 环 软 起 动 , 免 了在 频 繁 起 动 时 , 避 较
少, 系统运行 安 全可靠 , 占地 面积 小 , 电节 水, 节 自动
图 1 水 源 地 自动 恒 压 供 水 系统 原 理 图
制功 能的机 电一 体 化 智 能 设备 , 同 时对 一 台 或 多 可
台水 泵 电机进 行 自动控 制. 当水 泵 电机 以软 起动 方
式 起 动正常 运转 后 , 过 安 装 在 管 网 上 的压 力 传 感 通 器对 用水水 压进 行数 据 采样 , 将其转 换 成 4 0mA ～2 的模 拟信 号 , 过 P C内 置 的 PD, 设 定 的 压 力 通 L I 与 值进 行 比较和 运算 , 将结 果 转 换 为 频 率调 节 信 号 并 和 水泵起 动 台数 信号 , 送至 可编 程控 制器 ( L )变 PC; 频 器据此 调 节水 泵 电机的 电源频 率 , 改变 水泵转 速 . 当用 水量增 大 , 网压 力低 于设 定压 力时 , 管 变频 调速 的输 出频 率增 大 , 泵 转 速提 高 , 水 量 加大 , 水 供 当达
[ 摘
要 ] 合公司供水管 网改造 的实例 , 结 对变频调速器在供水系统 巾的应用从节 能原理 , 控制方式 , 系
统设计及变频 调速后 的节能效 果等几 个方面进行论述 .
[ 关键词 ]变频 器 ; 恒压供水 ; I:软起动 ; 泵 ; P ; ( 水 节能 [ 中图分类号 ] TM9 15 2 .1 [ 文献 标识 码]B [ 文章编号 ]10 —8 8 (0 5 0 )3 0 3 8 42 0 )6一[ 2—0 0 2
出频 率 , 实现 电机 的速 度 调 节 , 变 水 泵 流量 , 证 改 保 供水 管 网压力稳 定 在 给 定值 附近 , 现 变 频调 速 恒 实 压供水 系统 的闭环调 节 . 当变频 器软 起 动第 一台水
⑤ 实 现 闭环 自动 控 制 后 , 需 要 频 繁 操 作, 不 减
轻了劳动强度, 可实现无人值班.
到 设 定压力 时 , 水泵 的转速 不 再变 化, 之亦 然.这 反
化程度 高 , 作控 制 方 便 等 特 点.变 频 调 速 恒 压 供 操 水系统 可实现 水 泵 电机 无 级调 速 , 善给 水 管 网 的 改 供水 环境 , 根据管 网瞬 间压力变 化 , 可 自动调 节水 泵
电机 的转速 和 水 泵 电机 的 投 入 台数 , 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 最佳运 行 状 态 .2 0 0 4年公 司 采 用 变 频调 速 恒
[ 作者简介 ] 姜 敏 (9 3一) 男, 16 , 黑龙江哈 尔滨 人, 程师, 工
以下 以二 水源地 3台 5 w 水 泵 为例 , 明系 5k 说 统 的工作情 况 .变频 恒 压供 水控 制原理 见 图 2 . 控制 器给 定水 泵 管 网一 供 水 压力 值 , 变频 器 据 此输 出一定 频率 的交 流 电 至 水 泵 电机 , 动 其 稳 定 拖
5 W 5k 5 W 5 W 5k 5k
大 的起 动 电流 对 配 电设备 和 电机 的 冲 击 , 长 了 电 延 气设备 , 泵及管 网的使 用寿命 , 水 减少 了检修 维护 费
用及工 作 量, 保证 了供 水安 全 .
图 2 水源地 变频恒 压供水自动控制装置 原理框 图
3 存 在 的 问题
① 变 频器 的使 用增 加 了无功 损耗 , 补偿 . 需
② 对 于 变频 调速 这 项新 技 术, 作 人员 技术水 操 平若达 不到要 求 , 常常 会 出现误操 作 . 则
③ 水源地空气较潮湿, 系统寿命有影响. 对
4 供水系统改造 前后 经济效益分析
由于水 泵 电机 工 作 在 变频 工 况 , 转速 由外 供 其
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 器给 定压 力平衡 . 压力 传感 器实 时检 测管 网压力 , 并反馈 至 可编程 控制 器 , 可编 程控 制器 根据 反馈 压力 与给 定 压 力 的差 值 , 制 变 频 器 的输 控
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