二次加压泵站变流变压控制研究与应用

二次加压泵站变流变压控制研究与应用
本文对太平庄泵站水泵出口流量进行实时监测，通过对数据的分析，总结出更为先进的水泵控制方式即变流变压控制方式，并对节能原理进行了理论论证，以及对其工程实现进行了充分的说明。

标签：节能降耗变流变压控制
1、变流变压控制技术
1.1变流变压控制的概念
为了能够对比用户在工作日和节假日的用水需求，我们选择在2003年9月26日至10月8日对沈阳市太平庄小区泵站的各时段用水量需求进行为期13天的连续24小时实时监测，通过研究数据发现用户的用水需求在一天中的不同时间是变化的，且在不同的日期五个阶段出现的时段也不相同，换句话说，太平庄小区居民用户的用水需求（即流量Q）是随时间和日期的不同而变化，尤其在冬季供暖期间，高峰供水时段是随着锅炉上水的时间而变化的。

若根据用户用水的需求来实时调整水泵装置的静扬程即可实现水泵的变流变压控制。

2、变流变压控制技术的实现
2.1变频调速控制系统的组成
我们所采用的微机控制变频调速给水设备是由可编程控制器PLC（选用SIEMENS S7-200的CPU224）作为控制单元进行32位浮点运算和PID指令运算、西门子TP-7触摸屏作为显示单元进行人机对话、西门子EM235扩展单元作为数据采集单元以及进口变频调速器等部分组成，逻辑控制程序是通过梯形逻辑、功能块图程序软件[2]进行编写。

2.2变流变压控制技术的控制流程
变流变压控制技术的控制流程是在水泵的压水管处安装远传流量水表作为反馈信号，通过数学模型来计算水泵静压力用以确定微机控制柜上显示的设定压力，最终实现闭环控制。

该控制方式应用最优水泵运行控制理论及模糊控制理论，通过自学习和自适应功能，建立起水泵静扬程随水泵流量的变化而变化的数学模型。

最小设定压力h0是常量，在微机控制柜的人机对话窗口可以根据管道特性的改变而进行人为修改。

系数k也可根据最不利点水量的变化进行修改，当水量变小时，可适当调高系数k。

可编程控制器PLC根据远传水表反馈回来的实际用水需求（水泵流量），经
过数学模型的运算后，通过的程序来控制变频器输出电源频率，调整水泵转数，进而改变水泵静扬程以期与实
际需求达到平衡，实现变流变压控制供水，达到最佳节能效果。

2.3变流变压控制技术的软件设计
控制流程由梯形逻辑、功能块图程序软件[2]进行逻辑控制程序的编写，通过可编程控制器来实现。

程序流程图见图2。

3、小结
由于太平庄二次加压供水周期的特殊性使变流变压控制技术在二次加压泵站供水系统应用中的节能效果是相当不错的。

但是，使用初期要注意在保证用水最不利点水量(Q≥Qh)的同时对泵站水泵流量和水泵静扬程的进行数据采集，只有进行大量的数据采集，才能找出合理的数值，而且在系统使用的过程中还要根据管道特性的变化对最小设定压力h0和系数k的数值进行修正，这样才能在保证用户用水需求的情况下，最大限度的节能。

注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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