恒压供水系统(多泵).-共26页
多台水泵的变频恒压控制系统解决案例
多台水泵的变频恒压控制系统解决案例对于多台水泵的供水系统，除了上述的控制过程外，还有一个增减泵的控制，一般情况下需要增加一个plc（或类似的控制装置）。
其控制过程为：当管网压力PV低于设定压力SV时，PID输出增加，变频器频率增加，电动转速增加，随着水泵的加速，PV增加，PID的输出一直增大到最大(20mA)时，变频器的输出频率达到最高频率(50Hz)，水泵转速达到额定转速；如果PV仍低于SV，则PID输出压力低的报警（开关量）信号，PLC接到该压力低报警信号，延时一定的时间（一般为30s~15min）；如果PV一直小于SV，则说明一台水泵已经不够用了，应使PLC控制第二台水泵投入运行，一直到开泵台数满足要求为止，PV值基本稳定在SV值附近。
当管网压力PV大于设定值SV时，如果PID的输出已经最小(4mA)，调速水泵停止运行，如果此时PV仍大于SV，则PID输出压力高的报警信号，PLC接收到此输入信号，延时一定的时间(30s~15min)，PLC 控制关掉一台水泵，知道关泵台数满足要求为止，PV值基本稳定在SV值附近。
案例分享以3台泵为例，3台泵的恒压变频控制系统电气控制图如下图所示。
目前，很多变频器本身自带PID和PLC，这样造价也低，所以在选型时可以选择这样的变频器，如富士公司的FRENIC5000-P11变频器、西门子公司的M430变频器和爱默生公司的TD2100变频器等。
在图中，万能转换开关SA2在右边“手动”位置时，①和②接通，③和④接通，⑤和⑥断开，按下起动按钮SB2，交流接触器KM1吸合，电动机M1工频起动；按下停止按钮SB1，交流接触器KM1释放，电动机M1停止运行；按下起动按钮SB4，交流接触器KM2吸合，电动机M2工频起动；按下停止按钮SB3，交流接触器KM2释放，电动机M2停止运行。
在图中，万能转换开关SA2在左边“自动”位置时，①和②断开，③和④断开，⑤和⑥接通，KA3吸合，PLC控制变频器的起动，PID的压力高报警信号和压力低报警信号接在PLC的输入端，PLC测量到压力高报警信号或压力低报警信号，如果一直存在该信号，延时一定时间，则PLC控制电动机M1和电动机M2起动或停止。
恒压供水系统PPT课件
应求的现象。
传统方法
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水塔，就是先用水泵把水抽到高处，然后利用水的压力供水，和 直接用水泵供水有了进一步提高。但是这种方法把水经过两次输 送。输送过程中不可避免的造成二次污染，影响居民健康。所以 这种方法不可取。
高位水箱——采取这种方法不但达到了高层楼房用户不因城市水 管压力减小而用不到水的目标，也尽量避免了水源的二次污染。 可它的投资成本价高。居民负担加重，所以不可取。
• 恒压供水泵站一般需要设多台水泵及电机，这比设单台水泵电机节能而可靠。配单台电机及水泵 时，它们的功率必须足够大，在用水量少时来开一台大电机肯定是浪费的，电机选小了用水量大 时供水量则相应的会不足。而且水泵与电机维修的时候，备用泵是必要的。而恒压供水的主要目 标是保持管网水压的恒定，水泵电机的转速要跟随用水量的变化而变化的，那么这就是要用变频 器为水泵电机供电。在此这里有两种配置方案，一种是为每一台水泵电机配一台相应的变频器， 从解决问题方案这个比较简单和方便，电机与变频器间不须切换，但是从经费的角度来看的话这 样比较昂贵。另一种方案则是数台电机配一台变频器，变频器与电机间可以切换的，供水运行时， 一台水泵变频运行，其余的水泵工频运行，以满足不同的水量需求。
供水系统方案图
主电路图
压力传感器
扩散硅压力传感器原理及应用 工作原理被测介质的压力直接 作用于传感器的膜片上（不锈 钢或陶瓷），使膜片产生与介 质压力成正比的微位移，使传 感器的电阻值发生变化，和用 电子线路检测这一变化，并转 换输出一个对应于这一压力的 标准测量信号。
恒压供水控制系统
恒压供水控制系统恒压供水控制系统现在大多采用PLC变频器进行变频恒压供水。
恒压供水控制系统概述：恒压供水控制系统可配备恒压供水专用变频器，并运用模糊控制理论使系统运行更加合理。
另外本设备装有“自动” “手动”转换开关供用户选择;延长了水泵及电机的使用寿命，无水锤现象，电机变频软启动;延长了管道使用寿命，在不用水时或用水量较小的情况下，减少了管网压力，使得管网不易破裂，极大地节约了管道的维修费用;取消了高位水塔或水箱、气压罐。
一方面解决了水的二次污染问题，另一方面节省了建设它们的工程建设费;节电一般可达30%左右。
因为居民用水量是随时间变化的，而恒压供水控制系统可根据用水量的变化，自动改变水泵转速或增减水泵工作台数达到恒压供水，达到节电目的;自动化控制，克服了人工控制可能带来的误操纵，同时大大降低了操纵工人的劳动强度和人数，并可实现远程操纵和远程监控;功能齐全。
有多种保护功能：过载、过热、过压、欠压、过流、缺相等。
各种工作状态都有指示灯显示。
恒压供水控制系统特点通过改变电机转速、加减泵的台数使压力达到恒定，其压力波动小于±0.01MPa，并且有小流量时靠稳压泵和气压罐维持供水的功能控制功能齐全，各泵循环启停，使备用水泵不会因长久不用而生锈或者使用频繁而磨损各泵皆为软启动，避免了启动时产生的冲击电流，既节约电能又延长了设备的使用寿命设备由微机控制，全自动运行，误动作几乎为零，使用和管理较为简单MVWS-Ⅱ型可以生活与消防共用一个给水系统，节省了成本无需高位水箱或水塔，免除二次储水污染，而且保证楼房顶部各层有足够的水压通过调节水泵电机的转速和控制水泵台数的增减达到节能的效果，节能率可高达60%设备结构紧凑，占地面积小恒压供水控制系统安装要求：1、拧紧地脚螺栓，以免起动时振动对泵性能产生影响。
2、在泵的进、出口管路上安装调节阀，在泵出口附近安装压力表，以控制泵在额定工况内运行，确保泵的正常使用。
恒压供水自动控制系统设计方案
恒压供水自动控制系统设计方案控制策略：1.PID控制策略：根据水压的反馈信号与设定值之间的误差，计算出控制阀门的开度，以调节出水流量，使水压保持在设定值范围内。
2.水泵组合运行策略：根据需求的水流量大小，自动选择合适的水泵数量和运行状态（单泵或多泵并联），以满足供水系统对水压的要求。
3.系统监测与故障诊断策略：通过监测系统中的传感器，实时监测供水系统的压力、流量、温度等参数，并能够自动诊断故障，提供警报和故障排除建议。
硬件选择：1.压力传感器：选用高精度、稳定性好的压力传感器，能够实时准确地测量供水系统中的水压，并将信号传送给控制器。
2.控制阀门：选择高灵敏度、响应速度快的电动或气动控制阀门，能够根据控制信号快速调节水量，实现恒压供水。
3.变频器：选择适合的变频器可以根据供水需求调节水泵的运行频率，提高系统的能效，减少能耗。
4.控制器：选用可编程控制器（PLC）或微处理器控制器（MCU），具有强大的计算和控制能力，能够实时处理信号，控制整个供水系统的运行。
系统布局：1.水源与水池：根据供水需求选择水源和水池的容量，保证水能够持续供应。
2.水泵配置：根据供水系统的水压需求，选择合适的水泵类型和数量，自动控制其启停和运行状态，以稳定供水压力。
3.阀门安装：在输送管道上设置自动控制阀门，根据系统控制信号调节阀门的开度，以控制出水量，保持恒定的水压。
4.传感器安装：将压力传感器、流量计等安装在适当的位置，能够准确地测量和传递相关参数，为系统控制提供实时反馈信号。
5.控制器布置：控制器应该安装在恒温恒湿的环境中，与其他元件紧密配合，并与操作界面（如触摸屏）相连，便于操作和监控系统运行。
以上是对恒压供水自动控制系统设计方案的一个基本描述。
具体的实施方案需要根据实际情况进行具体分析和设计，以确保系统运行的稳定性、可靠性和效果。
恒压供水系统(多泵)
目录1 变频器恒压供水系统简介 (1)1.1 变频恒压供水系统理论分析 (1)1.1.1变频恒压供水系统节能原理 (1)1.1.2 变频恒压控制理论模型 (3)1.2 恒压供水控制系统构成 (4)1.3 变频器恒压供水产生的背景和意义 (3)2 变频恒压供水系统设计 (6)2.1 设计任务及要求 (6)2.2 恒压供水系统主电路设计 (6)2.3 系统工作过程 (7)3 器件的选型及介绍 (9)3.1 变频器简介 (9)3.1.1 变频器的基本结构与分类 (9)3.1.2 变频器的控制方式 (9)3.2 变频器选型 (10)3.2.1 变频器的控制方式 (10)3.2.2 变频器容量的选择 (13)3.2.3 变频器主电路外围设备选择 (15)3.3 可编程控制器(PLC) (17)3.3.1 PLC的定义及特点 (17)3.3.2 PLC的工作原理 (18)3.3.3 PLC及压力传感器的选择 (19)4 PLC编程及变频器参数设置 (18)4.1 PLC的I/O接线图 (20)4.2 PLC程序 (21)4.3 变频器参数的设置 (25)4.3.1 参数复位 (25)4.3.2 电机参数设置 (25)总结 (26)参考文献 (27)1 变频器恒压供水系统简介1.1变频恒压供水系统理论分析1.1.1变频恒压供水系统节能原理供水系统的基本特性和工作点扬程特性是以供水系统管路中的阀门开度不变为前提，表明水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线f(Q)，如图1-1所示。
图1-1供水系统的基本特征由图可以看出，流量Q越大，扬程H越小。
由于在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量的大小主要取决于用户的用水情况，因此，扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q(u)间的关系。
而管阻特性是以水泵的转速不变为前提，表明阀门在某一开度下，扬程H与流量Q之间的关系H J (Qu )。
管阻特性反映了水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。
恒压供水系统设计 (2)
恒压供水系统设计概述恒压供水系统是一种利用控制技术保持水压恒定的供水系统。
在传统的供水系统中，水压可能会受到外界因素的影响而波动，导致水压不稳定的问题。
而恒压供水系统通过控制水泵的运行来调整水压，使其保持在一个稳定的水平，从而解决了水压不稳定的问题。
本文将介绍恒压供水系统的设计原理和操作步骤。
设计原理恒压供水系统的设计原理基于控制技术。
系统通过感应水压的变化，实时调整水泵的运行状态，从而保持水压恒定。
具体原理如下： 1. 感应：系统在关键水路上安装压力传感器，以感应水压的变化。
2. 反馈控制：感应器将实时采集到的数据传输给控制器。
控制器通过与设定的目标水压进行比较，确定水压是否处于合适的范围内。
3. 调整水泵运行：当实际水压低于设定水压时，控制器会启动水泵，增加供水量；当实际水压高于设定水压时，控制器会停止水泵，减少供水量。
4. 反馈机制：调整完毕后，控制器通过再次检测水压来确认调整是否达到预期效果。
如果水压仍然不达标，控制器会继续调整水泵的运行状态，直到水压稳定在设定范围内。
设计步骤恒压供水系统的设计包括以下步骤： 1. 系统需求分析：根据实际需求确定使用恒压供水系统的区域范围、水压要求等参数。
2. 设计水路结构：根据系统需求和实际情况设计水路结构，包括水泵布置、管道布置等。
3. 选择水泵和控制器：根据系统需求选定合适的水泵和控制器。
水泵的选择需要考虑供水量、扬程等参数；控制器的选择需要考虑水压调节范围、调节精度等参数。
4. 安装：根据设计图纸进行水泵和管道的安装工作，确保安装准确稳固。
5. 连接和调试：将水泵、控制器、压力传感器等设备进行连接，进行系统调试和功能测试。
6. 操作和维护：完成系统安装和调试后，进行操作和维护培训，确保系统正常运行，并定期进行设备检查和维护。
优点和应用恒压供水系统具有以下优点： - 水压稳定：恒压供水系统可以实时调整水泵的运行状态，保持水压的恒定，提高供水质量。
多泵并联恒压供水水泵的合理配置
多泵并联恒压供水水泵的合理配置由多泵并联恒压供水原理，一台变频泵与多台工频泵并联恒压供水，其最大供水流量等于各并联泵在恒压工频转速下流量之和。
在恒压供水过程中，工频泵的流量是恒定的(恒压工频转速下的流量)，变频泵的流量随用水流量而变化。
为保证能在零到最大流量范围内均能获得恒压供水，在配泵时要求变频泵是所有泵中的最大者。
考虑到变频器的价格与其功率成正比，最经济的配泵方案是所有泵的大小、型号相同。
6 多泵并联恒压供水时各泵的自动投入和退出方式由多泵并联恒压供水原理可知，多泵并联恒压供水，只要变频泵在所有泵中是最大的，即可实现恒压供水。
随用水流量变化，各并联泵可自动投入或退出。
其自动投入或退出的方式有二种:(1) 以工频状态自动投入或退出第一种方式是基本方式，各台工频泵以工频状态自动投入或退出。
具体方式如下，当用水流量增加，变频泵的转速上升，当上升到工频转速，如用水流量继续增加，下一台工频泵以工频状态自动投入，反之，在多泵并联恒压供水过程中，当用水流量减少，变频泵转速下降，当其转速下降到零流量的阈值，最后投入的一台工频自动停泵退出，采用这种控制方式的电控系统比较简单、可靠，是一种工程实用的控制方式。
设有变频恒压供水控制硬件、软件的abb变频器采用的是这种控制方式。
如果要实现变频泵与工频泵定时轮换，可以利用abb变频器的pfc应用宏控制软件以达到所要求的定时轮换控制。
在这种情况下，每台泵可由变频驱动也可由工频驱动，由变频控制以实现定时轮换。
(2) 循环软起动并按先开先停的原则进行控制第二种方式称之为循环软起动并按先开先停的原则进行控制。
具体控制过程如下:当用水流量增加，变频泵转速上升，当转速上升到工频转速，由变频控制器控制使该变频泵切换到工频运行，然后由控制器控制变频软起动一台新泵，新起动的泵是变频泵，它与工频泵并联运行以实现恒压供水。
当用水流量减少，变频泵的转速下降，当转速下降到零流量的阈值，由变频控制器控制使最先开启的一台泵停泵，以实现先开先停的控制原则，要实现先开后停的原则，变频控制器中要应用单片机，由以上可见，采用这种控制方式，其控制系统要复杂得多，其性价比如何尚有待使用实践的检验。
恒压供水系统课件
特点
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自动化程度高，可实现无人值守。
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供水压力稳定，满足各种用水需求。
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节能高效，可有效降低运行成本。
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提高供水品质，减少水锤和压力波动对管网的冲击。
系统组成与工作原理
系统组成
恒压供水系统主要由水泵、电机、压力传感器、控制器等组 成。
02
恒压供水系统的设计与实现
需求分析
用户需求
恒压供水系统需要满足用户对水 压稳定、水量充足的需求，同时
要保证供水安全可靠。
技术要求
系统需要具备高效、稳定、智能的 特点，能够实现自动化控制和远程 监控，提高供水效率和管理水平。
成本预算
在满足用户需求和技术要求的前提 下，系统设计应考虑成本预算，合 理选用材料和设备，降低建设和运 行成本。
定期检查与大修
定期检查
根据设备运行情况，定期对设备 进行全面检查，确保设备正常运 行。
大修
根据设备使用情况，对设备进行 大修，更换磨损的零部件，提高 设备性能和使用寿命。
06
恒压供水系统的案例分析
案例一：某小区恒压供水系统设计
总结词
高效稳定、节能环保
详细描述
该小区采用恒压供水系统，通过变频器调节水泵电机转速，实现管网压力恒定 。该设计提高了供水效率，保证了供水稳定，同时具有节能和环保的优点。
工作原理
通过压力传感器检测管网压力，将压力信号反馈给控制器， 控制器根据设定的压力值与实际压力值进行比较，调节水泵 电机的转速或控制水泵的启停，使供水压力保持恒定。
恒压供水系统的应用场景
高层建筑、居民小区 、公共设施等场合的 供水。
恒压供水系统设计
恒压供水系统设计2篇恒压供水系统设计（一）恒压供水系统是一种通过自动调节管网压力来实现稳定供水的系统。
其设计原理是通过控制设备，使得在各个用水点的供水压力保持不变，不受流速、水量和管道布置的变化影响。
恒压供水系统设计的目标是提供稳定的水压，确保用户在任何时间、任何位置都能得到符合需求的供水。
对于恒压供水系统的设计，首先需要确定系统所需的最小输出压力。
这可以根据用户需求、水压变化规律和供水区域的具体情况来决定。
然后，根据所需的最小输出压力确定恒压供水系统的工作参数，包括自动调节阀的开度、泵的流量和压力控制设置等。
在设计过程中，需要充分考虑用水的峰值和谷值，以及管道的阻力特性等因素。
根据实际情况，可以采用单一泵或多泵并联供水的方式来满足用水量的变化需求。
同时，还要考虑到水泵的启停次数，以减少能耗和设备磨损。
在安装恒压供水系统时，要确保管道的正常运行以及管网的稳定性。
为了避免噪音和水锤现象，需要进行合理的管道布置和降压装置的设置。
此外，还要注意管道的抗震性能和排气阀的设置，以保证系统的安全运行。
恒压供水系统设计（二）在恒压供水系统的设计中，需要考虑到不同区域的压力平衡和调节器的选择。
为了实现恒压供水，可以采用稳压罐、自动调节阀或调速泵等设备。
这些设备能够监测用水情况，并根据实际需求调整水压，保证供水的稳定性。
在恒压供水系统中，还需要注意水源的选择和利用。
优先选择自然水源，如地下水和河流水，以减少对自来水厂的依赖，并降低成本。
同时，要考虑水质的问题，采用适当的水处理设备进行处理，确保供水质量达到标准要求。
在设计恒压供水系统时，还应考虑到紧急情况的处理和备用供水的设置。
如遇到水源中断或管道故障时，要能够及时启动备用供水系统，以保证用户正常用水。
同时，要有紧急停水装置，用于紧急情况下的停水处理。
在系统运行过程中，要定期进行检查和维护，保证设备的正常工作和供水系统的稳定性。
对供水泵、自动调节阀和稳压罐等设备进行定期保养，清洗管道内部的杂质和沉积物，确保系统的畅通。
恒压供水系统控制及组态监控系统设计
恒压供水系统控制及组态监控系统设计一、本文概述在现代工业和城市供水系统中，恒压供水系统扮演着至关重要的角色。
它不仅确保了供水的稳定性和可靠性，还提高了供水系统的运行效率和水资源的利用率。
随着科技的不断进步和自动化水平的不断提高，恒压供水系统的控制及组态监控系统设计成为了供水行业关注的焦点。
本文旨在探讨恒压供水系统控制的基本原理、关键技术和组态监控系统的设计方法。
本文将介绍恒压供水系统的工作原理及其重要性，阐述系统在供水过程中如何保持恒定的压力，以及这一过程对保障供水质量和满足用户需求的重要意义。
接着，本文将深入分析恒压供水系统的控制策略，包括常用的控制算法、控制器的选择与参数调整，以及这些控制策略如何实现系统的精确控制和优化运行。
本文还将探讨组态监控系统的设计要点，如数据采集、处理与显示，故障诊断与处理，以及系统的安全性和可靠性。
本文将结合实际案例，展示恒压供水系统控制及组态监控系统设计的成功应用，以及这些设计在提高供水效率、降低能耗和保障供水安全方面的实际效果。
通过本文的阐述，期望为相关领域的工程技术人员和研究人员提供有益的参考和启示，推动恒压供水系统控制及组态监控技术的发展和创新。
二、恒压供水系统基本原理闭环控制系统：恒压供水系统采用闭环控制系统，通过传感器实时监测供水管网的压力，将监测到的压力值与预设的目标压力值进行比较，根据偏差来调节水泵的运行状态，以保证供水压力的稳定。
变频调速技术：在恒压供水系统中，通常会使用变频器对水泵电机进行调速控制。
当系统检测到供水压力低于设定值时，变频器会增加电机转速，提升供水量反之，当供水压力高于设定值时，变频器会降低电机转速，减少供水量，以此来维持恒定的供水压力。
多泵联动控制：为了保证供水系统的高效运行和供水压力的稳定，恒压供水系统通常会配置多台水泵，并根据用水量的变化自动调整水泵的启停和运行状态。
这种多泵联动控制方式可以有效地平衡供水能力和需求，提高系统的稳定性和可靠性。
(完整word版)plc变频器控制恒压供水系统
城市恒压供水系统一、前言1、供水系统概述城市规模的不断扩大，高层建筑的不断增长，对于高层的用户来说，在白天或者用水高峰时供水系统的电动机负荷最大，常常需要满负荷或超负荷运行，而在晚上或休闲是,所需水量减少很多，但是电动机依然处于满负荷运行状态,这样既浪费了大量的资源，对电动机的损耗也较大。
所以需要根据不同的需求条件来调节电动机的转速以实现恒压供水。
在供水系统中，当用水量需要变化时，传统的调节方法是通过人工改变阀门的开度来调整, 但是此类方法无法对供水管道内的压力和水位变化做出及时、恰当的反应，往往会造成用水高峰期时供水压力不足，用水低峰期时供水压力过高，不仅十分浪费能源而且存在事故隐患（例如压力过高容易造成爆管事故）。
因此无法满足城市供水系统的要求。
采用变频调速的供水系统可以有效解决以上的问题。
根据用水量的大小，控制水泵的转速，即用水量增大时，调高变频，使水泵转速升高，增加供水量。
当用水量超过一台水泵的供水量时启动新的水泵以增加供水量，当用水量减少时，使水泵转速降低或减少投入运行的水泵数量，减少供水量。
2、供水系统功能城市供水系统的主要功能是在用水量不断变化的情况下，维持管内的压力在一定范围内,既能满足用水的需求,又能最大程度节约能源,延长设备寿命。
变频供水的控制器经历了从继电器- 接触器，到单片机，再到PLC。
而变频器也从多端速度控制、模拟量输入控制发展到专用变频器，为实现城市供水系统简单、高效、低能耗的功能，并且实现自动化的控制过程，采用PLC作为核心控制器是个较好的方案。
（完整word版）plc变频器控制恒压供水系统PLC具有体积小、设计周期短、数据处理和通信方便、易于维护和操作、明显降低成本等优点，可满足城市供水系统的控制要求.除此以外，PLC作为城市供水控制系统使设计过程变得更加简单，可实现的功能变得更多。
由于PLC的CPU强大的网络通信能力，是城市供水系统的数据传输与通信变得可能,并且也可以实现其远程监控.利用「1。
恒压供水控制系统要点
恒压供水控制系统要点第一章绪论1.1 课题的的产生及其研究意义水是万物之源，在现实生产生活中不可或缺。
在我国水资源和电能短缺的客观现状下，节水节能就成为了当前迫切需要进行推广的。
但是，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环用水等几个方面和供水技术一直比较落后且自动化程度低。
主要表现在用水高峰期水的供给量常常低于需求量，水压降低无法正常供水，但在用水低谷期水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供水供过于求的现象。
这样不仅造成水资源及电能的浪费，同时水压过高有可能导致输水管爆裂和用水设备的损坏。
在这样的历史背景下，恒压供水控制系统应运而生。
1.2 恒压供水控制系统的国内外研究概况恒压供水控制系统是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。
变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、变压变频比控制及各种保护功能。
应用在变频恒压供水控制系统中，变频器仅作为执行机构，为了满足供水量大小需求不同时，保证管网压力恒定，需在变频器外部提供压力控制器和压力传感器，对压力进行闭环控制。
从查阅的资料的情况来看，国外的恒压供水工程在设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式，几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况，因而投资成本高。
即1968年，丹麦的丹佛斯公司发明并首家生产变频器(丹佛斯是传动产品全球五大核心供应商之一)后，随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后，国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水控制功能的变频器，像瑞士的ABB集团推出了HVAC变频技术，法国的施耐德公司推出了恒压供水基板，备有“变频泵固定方式”，“变频泵循坏方式”两种模式。
目前国内有不少在做变频恒压供水工程的公司，大多采用国外品牌的变频器控制水泵的转速。
对于水管的管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，有的采用可编程控制器(PLC)及相应的软件予以实现；有的采用单片机及相应的软件予以实现。
恒压供水系统的数学模型
恒压供水系统的数学模型恒压供水系统是一种常见的供水系统，它能够保证供水压力恒定不变。
为了设计和优化这样的供水系统，我们需要建立一个数学模型来描述其中的关系和特性。
让我们来了解一下恒压供水系统的基本原理。
该系统由水泵、储水罐、压力传感器和控制器等组成。
水泵负责将水从储水罐中抽出，并通过管道输送到用户端。
压力传感器用于监测供水压力，并将其信息传递给控制器。
控制器根据压力传感器的反馈信号，调节水泵的工作状态，以保持供水压力恒定。
接下来，我们将建立一个简化的数学模型来描述恒压供水系统。
假设系统中只有一个用户，并且用户的用水需求是恒定的。
我们用以下变量来表示系统的状态和参数：- P：供水压力（单位：帕斯卡）- Qp：水泵的流量（单位：立方米/秒）- Qs：用户的用水流量（单位：立方米/秒）- H：水泵的扬程（单位：米）- ΔP：水泵的压升（单位：帕斯卡）- ρ：水的密度（单位：千克/立方米）- g：重力加速度（单位：米/秒²）根据流体力学的基本原理，我们可以得到以下几个重要的方程：1. 质量守恒方程根据质量守恒原理，进入水泵的流量必须等于出去的流量，即Qp = Qs。
这个方程描述了供水系统中水的流动情况。
2. 压力守恒方程根据压力守恒原理，水泵的压升必须等于供水压力与用户端压力之差，即ΔP = P - Ps。
这个方程描述了水泵对水进行压升的能力。
3. 水泵性能方程根据水泵性能曲线，水泵的流量与压升之间存在一定的关系。
通常，水泵的性能可以用以下公式表示：ΔP = HρgQp。
这个方程描述了水泵在不同流量下的压升能力。
通过联立以上方程，我们可以解得供水压力P和水泵流量Qp之间的关系。
这个关系是恒压供水系统的数学模型。
除了建立数学模型，我们还可以利用该模型进行系统的优化设计。
例如，我们可以通过调节水泵的扬程H来控制供水压力的大小。
通过优化水泵的性能参数，我们可以使系统在满足用户需求的同时，尽量节约能源和降低成本。
水泵恒压供水方案
水泵恒压供水方案一. 泵房供水电机一般以恒定速度运行，用大小泵切换或调节进出水阀的方法调节水压及流量，以满足各种不同的需求.这种低效率控制流量的方法，不能满足实际工作要求，由于工作中水量变化,可能使平均水压升高，一方面造成不必要的能量消耗还会使管网因较大的压力冲击，使管网破裂;另一方面使水压不稳，影响供水品质.二. 采用变频恒压供水自动化控制的特点：1.节省电能，降低能源消耗，能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，与传统供水相比，不会造成管网破裂及水龙头共振现象.2.启动平滑,减少电机水泵的冲激，延长了电机及水泵的使用寿命，降低了维修成本，避免了传统供水中的水锤现象.3.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.可根据用户需要，选择各种附加功能.三. 供水工况目前通过二台45KW,二台15KW的水泵（一用一备），工艺要求水压为5Mpa。
主要考虑节能及自动化的要求，内置自动节能,PID,简易PLC及通讯接口等功能，可以方便与PLC,现场总线进行通讯,方便操作及监控，同时可以方便地与压力传感器连用。
四、恒压供水原理当供水系统阻力一定时，水泵转速的变化，将会改变供水系统的压力和流量。
如图1所示,当水泵转速由N1提升到N2时，由于阻力曲线R不变，水泵工况由A点移到B点。
则流量由Q1提升到Q2,同时扬程也由H1提升到H2。
系统阻力不变时，只需调节电动机的转速，即可改变流量与扬程。
H RH2 N2 P=QxHxr/102xn(1)H1 N1 BP：水泵工况点的轴动功率(KW)H0 A Q：水泵工况点的水压或流量(m3/s)Q1 Q2 Q H:水泵工况点的扬程(m)r:输出介质单位体积重量(Kg/mH0 (图1)n:水泵工况点的泵效率(%)根据离心泵的公式(1)和水阻力特性曲线，我们可以知道,在水阻特性一定时，调速N与流量Q、扬程H、轴功率P之间的关系式为：Q2/Q1二N2/N1(2)H2/H1=(N2/N1)2P2/P1=(N2/N1)3公式(2)中，流量Q与转速N成正比，扬程H与转速N的平方成正比;轴功率P与转速N的立方成正比。
恒压供水工作原理
恒压供水工作原理
恒压供水是一种供水系统设计概念，它的工作原理是通过调节供水系统的压力来实现水压的稳定输出。
恒压供水系统通常包括水泵、压力传感器、压力控制器和储水设备等组件。
1. 水泵：恒压供水系统中的水泵负责将水从水源抽取并输送到储水设备中。
水泵的工作原理是利用电动机带动叶轮旋转，产生离心力将水推到出口处。
2. 压力传感器：压力传感器安装在供水系统的管道中，用于感知管道中的压力变化。
它将压力信号转换为电信号，并发送给压力控制器进行处理。
3. 压力控制器：压力控制器根据压力传感器的反馈信号，对水泵的运行进行控制。
当管道中的压力低于预设的目标压力时，压力控制器会启动水泵，增加水的供应量；当压力超过目标压力时，压力控制器会停止水泵的运行，以避免水压过高。
4. 储水设备：储水设备用于储存供水系统所需的水量，以便在需要时提供持续的水压供应。
储水设备可以是水箱、水塔或者水池，其大小和容量根据具体供水需求而定。
恒压供水系统的工作原理可以简单描述为：当供水系统中的水压低于目标压力时，压力控制器启动水泵将水泵入管道，增加供水量；当供水系统中的水压达到目标压力时，压力控制器停
止水泵的运行，保持供水压力稳定。
这样可以实现恒定水压的供水。
恒压供水
摘要随着人们生活质量的提高，在生活用水方面的质量要求也越来越高。
同时，由于工厂工艺的要求，对供水质量也得出了更高的要求。
变频恒压供水以其环保、节能和供水质量高等优点在供水行业中越来越得到认同。
在城市小区化的发展中，采用以小区或社区为统一整体的供水方案，会使设备的利用率及节能比例大大提高，并减少初始投资和占地面积。
变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。
恒压供水调速系统能自动调节水泵的转速和运行台数，使供水管网的压力保持设定的压力和所需流量，从而达到提高供水品质和高效节能的目的。
在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。
，是一种理想的现代化供水设备。
关键词：变频器、恒压供水、节能AbstractAs people life quality improving, the life of the water quality requirements of more and more is also high. At the same time, because of factory process requirements, water quality also obtained higher requirements. Frequency constant pressure water supply for its environmental protection, energy saving and water supply high quality advantages in water industry in more and more be recognized. In urban area of development, by the district or community for unified whole water supply scheme, can make the equipment utilization and energy saving ratio greatly improved, and reduce the initial investment and cover an area of an area.Frequency conversion constant pressure water supply equipment with its energy-saving, safety, high quality of water supply quality advantage, make water industry technical equipment level since the early 1990s began experiencing a leap. Constant pressure water supply system can automatically adjust speed pump rotation speed and sequencing, make water supply network of pressure kept set pressure and required flow, so as to improve the water quality and efficient energy-saving. In water changes keep constant water pressure to meet the requests of water, is the most advanced and reasonable energy-saving water supply system. And it is a kind of ideal modern water supply equipment.Key words: inverter, constant pressure water supply, the energy conservation目录第一章变频器的基本内容 (1)第一节变频器的组成 (1)第二节变频器的工作原理 (2)第三节变频器控制方式 (4)第二章变频器在恒压供水系统中的应用 (5)第一节变频调速及应用方式 (5)一变频调速的分析 (5)二恒压供水的变频应用方式 (6)第二节恒压供水系统应用变频器的工作原理 (7)变频控制原理 (7)二 PID控制原理 (8)第三节恒压供水系统特点及系统应用范围 (8)一恒压供水系统特点 (8)二系统应用范围 (9)第三章变频器恒压供水系统的节能 (9)第一节变频恒压供水系统 (9)一变频恒压供水代替传统恒压供水的优点 (9)二变频恒压供水系统中的设置步骤 (10)三恒压供水的意义 (10)第二节变频恒压供水设备的节能 (11)一节能的定义 (11)二系统的节能分析 (12)三节能原理 (12)四变频恒压供水设备的节能方向 (13)结束语 (15)谢词 (16)参考文献 (17)第一章变频器的基本内容第一节变频器的组成变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
恒压供水系统
1 引言通常的方法是:用水量大时，增加水泵数量或提高水泵的转动速度以保持管网中的水压不变，用水量小时又需做出相反的调节。
这就是恒压供水的根本思路。
交流变频器的诞生和PLC的运用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。
2 恒压供水控制系统的根本控制策略采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成控制系统，进展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，在管网流量变化时到达稳定供水压力。
系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反应的总管压力实际值进展比拟，其差值输入CPU运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而到达给水总管压力稳定在设定的压力值上。
恒压供水就是利用变频器的PID或PI功能实现的工业过程的闭环控制。
即将压力控制点测的压力信号(4－20ｍＡ)直接输入到变频器中，由变频器将其与用户设定的压力值进展比拟，并通过变频器内置PID运算将结果转换为频率调节信号调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速。
供水系统选用原那么水泵扬程应大于实际供水高度，水泵流量总和应大于实际最大供水量。
3 恒压供水系统的根本构成而恒压供水的主要目标是保持管网水压的恒定，水泵电机的转速要跟随用水量的变化而变化的，那么这就是要用变频器为水泵电机供电。
另一种方案那么是数台电机配一台变频器，变频器与电机间可以切换的，供水运行时，一台水泵变频运行，其余的水泵工频运行，以满足不同的水量需求。
如图为恒压供水泵的水的构成示意图1。
图1中压力传感器用于检测管网中的水压，常装设在泵站的出水口。
当用水量大时，水压降低;用水量小时，水压升高。
水压传感器将水压的变化转变为电流或电压的变化送给调节器。
图1 恒压供水泵的构成调节器是一种电子装置，它具有设定水管水压的给定值、承受传感器送来得管网水压的实测值、根据给定值与实测值的综合依一定的调接规律发出的系统调接信号等功能。
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目录1 变频器恒压供水系统简介 (1)1.1 变频恒压供水系统理论分析 (1)1.1.1变频恒压供水系统节能原理 (1)1.1.2 变频恒压控制理论模型 (2)1.2 恒压供水控制系统构成 (3)1.3 变频器恒压供水产生的背景和意义 (3)2 变频恒压供水系统设计 (4)2.1 设计任务及要求 (5)2.2 恒压供水系统主电路设计 (6)2.3 系统工作过程 (7)3 器件的选型及介绍 (9)3.1 变频器简介 (9)3.1.1 变频器的基本结构与分类 (9)3.1.2 变频器的控制方式 (9)3.2 变频器选型 (10)3.2.1 变频器的控制方式 (10)3.2.2 变频器容量的选择 (11)3.2.3 变频器主电路外围设备选择 (13)3.3 可编程控制器(PLC) (15)3.3.1 PLC的定义及特点 (15)3.3.2 PLC的工作原理 (16)3.3.3 PLC及压力传感器的选择 (16)4 PLC编程及变频器参数设置 (18)4.1 PLC的I/O接线图 (18)4.2 PLC程序 (18)4.3 变频器参数的设置 (22)4.3.1 参数复位 (22)4.3.2 电机参数设置 (22)总结 (23)参考文献 (24)1 变频器恒压供水系统简介1.1变频恒压供水系统理论分析1.1.1变频恒压供水系统节能原理供水系统的基本特性和工作点扬程特性是以供水系统管路中的阀门开度不变为前提，表明水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线f(Q)，如图1-1所示。
图1-1供水系统的基本特征由图可以看出，流量Q越大，扬程H越小。
由于在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量的大小主要取决于用户的用水情况，因此，扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q(u)间的关系。
而管阻特性是以水泵的转速不变为前提，表明阀门在某一开度下，扬程H与流量Q之间的关系H J (Qu )。
管阻特性反映了水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。
由图可知，在同一阀门开度下，扬程H越大，流量Q也越大。
由于阀门开度的改变，实际上是改变了在某一扬程下，供水系统向用户的供水能力。
因此，管阻特性所反映的是扬程与供水流量Qc之间的关系H f (Qc )。
扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的工作点，如图中A点。
在这一点，用户的用水流量Qu和供水系统的供水流量Qc处于平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。
图1-1为供水系统的基本特征。
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，并且把电机和水泵做成一体，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。
1.1.2 变频恒压控制理论模型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从图1-2中可以看出，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。
图1-2变频恒压控制原理图1.2恒压供水控制系统构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。
西门子系列PLC编程采用STEP7软件，它是西门子PLC的视窗软件支持工具，提供完整的编程环境，可进行离线编程和在线连接和调试，并能实现梯形图与语句表的相互转换。
系统程序包括主程序和起动子程序，主程序包括参与调节程序和电机切换程序；电机切换程序又包括加电机程序和减电机程序。
起动子程序实际上是清零子程序。
在主程序中，设置两个变频器频率上下限到达滤波时间继电器，用于稳定系统。
1.3 变频器恒压供水产生的背景和意义众所周知，水是生产生活中不可或缺的重要组分部分，但我国长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面的技术一直比较落后，工业自动化程度低。
主要表现生产生活用水量常随时间的变化而发生变动，季节、昼夜相差很大。
再用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象；而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过应求的现象，此时会造成能量的浪费，同时还有可能造成水管爆裂和用水设备的损坏。
传统调节供水压力的方式，多采用频繁启/停电机控制和水塔二次供水调节的方式，前者产生大量能耗，而且对电网中其他符合造成影响，设备不断启停会影响设备寿命；后者则需要大量的占地与投资。
且由于是二次供水，不能保证供水质的安全与可靠性。
而变频调速式的运行十分稳定可靠，没有频繁的启动现象，启动方式为软启动，设备运行十分平稳，避免了电气、机械冲击，也没有水塔供水带来的二次污染的危险。
由此可见，变频调速恒压供水系统具有供水安全、节约能源、节约钢材、节约占地、节约投资、调节能力大、运行稳定可靠的优势，具有广阔的应用前景和明显的经济效益和社会效益。
泵站担负着工农业和生活用水的重要任务，运行中需要大量消耗能量，提高泵站效率；降低能耗，对国民经济有重大意义。
我过泵站的特点是数量大、范围广、类型多、发展速度快，在工程规模上也有一定水平，但由于设计中忽视动能经济观点以及机电产品类型和质量上存在的一些问题等原因，至使在技术水平、工程标准以及经济效益指标等方面与国外先进水平相比，还有一定的差距。
目前，大量的动能消耗在水泵、风机负载上，城乡居民用水设备所消耗的电量在这类负载中占了相当大的比例。
因此，研究提水系统的能量模型，找出能够节能的控制策略方法是目前较为重要的一件事。
以变频器为核心结合PLC组成的控制系统具有高可靠性、强抗干扰能力、组合灵活、编程简单、维修方便和低成本等诸多特点，变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、防雷避雷技术、现代控制、远程监控技术与一体。
采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便的实现供水系统的集中管理与监控；同时系统具有良好节能性，这在能量日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。
2 变频恒压供水系统设计2.1 设计任务及要求本系统是以一个供水系统作为被控对象，PLC与变频器协调控制电机的转速与启动和停止。
系统控制要求:(1) 工艺参数: 供水系统由3台水泵组成：母管压力H≥0.8时，一台定速，一台变速，一台备用。
母管压力H≤0.64时，一台定速或变速，二台备用。
母管压力H≤0.52时，一台变速，二台备用。
(2) 电动机参数：型号：JD-L-39-4功率：75KW额定频率：50Hz额定电压：380V AC；额定转速：1470 r/min额定电流：126.6 A(3) 水泵电机的起动/停止、正转、调速控制。
(4) 变频器采用远方控制方式。
(5) 通过母管压力变送器测得实际压力大小，同时和压力给定组成闭环控制。
(6) 变频器的运行状态指示（如运行、停止、过流、低压等）。
(7) 变频器的报警处理。
2.2 恒压供水系统主电路设计图2.1 系统主电路图由恒压供水主电路图可见，接触器1KM2、2KM2、和3KM2用于变频器输出，分别接到水泵M1、M2和M3，而接触器1KM3、2KM3和3KM3将工频电源接到3台水泵。
变频器可以对任何一台水泵启动和恒压供水控制。
空气开关（QL）是当电动机过载时自动将电动机从电网中断开热继电器（FR）是利用电流的热效应原理工作的保护电路，它在电路中用作电动机的过载保护。
图2.2 系统控制电路图2.3 系统工作过程1、减泵过程当用水量减少、水压上升、变频器输出频率低于下限值时，但管网压力仍偏高时，则各泵将依次退出运行，依次退出运行的方式有两种。
(1)先开先停方式。
PLC接收到下限频率到达信号，延时一定时间后，接触器1KM2失电复位，水泵M1脱离工频电源停止运行。
变频器输出频率仍然低于下限值，重复上述过程，水泵M2脱离工频电源停止运行，变频器驱动水泵M3恒压供水，水压稳定在设定值上。
这种方式称为循环方式，通常用于各台水泵的容量都相等的供水系统中。
其优点是可以自动的使各泵运行的时间比较均衡；缺点是工频运行状态直接停机时，可能由于停机太快而使管网压力发生较大波动。
(2)先开后停方式。
首先使正在变频运行的M3减速停机，然后使变频器的输出频率升至50Hz，将M2切换为变频工作，依此类推这种方式通常用于各台水泵的容量不相等的供水系统中，其优点是水泵的停机比较缓慢，管网压力比较稳定；缺点是不能自动地循环变换。
2、加泵过程首先由M1在变频控制的情况下工作。
当用水量增大、水压下降，变频器输出频率上升到50Hz时水压仍然不足，经过短暂的延时，将M1切换为工频工作，同时变频器的输出频率迅速降低为0，然后使M2投入变频运行。
当M2也达到额定频率而水压仍不足时，重复开始运行时的过程，水泵M2脱离变频器驱动，由工频供电全速运行，变频器驱动水泵M3变频运行，使水压恒定在设定值上。
3 器件的选型及介绍3.1 变频器简介3.1.1 变频器的基本结构与分类1、变频器的基本结构变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。