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                      福建龙岩恒压供水系统控制装置

下面对某厂的供水系统做一介绍 

根据供水系统的实际装机情况我们在供水系统各装二套传动风机水泵型S变频调速控制柜，其中1#变频柜供两台55KW水泵切换(循环)使用;2#变频柜供两台93KW水泵切换(循环)使用，两套变频调速控制柜共用一套自动控制系统及中央电脑监控系统(工控机)(如图二所示)

(1) 系统控制

整个系统控制信号，包括压力设定信号，工频和变频故障信号处理，水位故障检测处理均由主控PLC或监控电脑设定，机监控系统主要通过中央电脑监控系统(工控机)完成对工艺流程参数的检测、各机组的协调控制以及数据的处理、分析等任务，下位机PLC主要完成数据采集，现场设备的控制及连锁等功能。 对于整个系统的运行信号进行综合，尤其是当出现故障状态时的系统处理操作，是整个系统的核心控制部分。

(2) 变频器内部控制

变频器内部控制及功能，主要是指变频器内部PID功能模块，内部PID功能使现场技术员设置和调试方便，相对于原来的硬件PID板控制，省去了硬件维护需要，节省了成本。主控环节的压力设定信号与系统压力信号反馈形成闭环以维持管网恒定压力(简称闭环控制)。变频器还具有休眠功能，内置RS485或RS232通讯接口，采用联机控制。

(3) 电机控制

本方案的控制方式将按福建龙岩恒压供水系统系统的通用自动功能进行设计。

变频节能系统是在保留原有工频系统的基础上加装的，(SD-YP)风机水泵型变频器本身就还具有工频、变频转换功能，变频节能系统的联动控制功能与原工频系统的联动控制功能相同，变频节能系统与原工频系统之间要设置联锁以确保系统工作安全。

(4)系统执行控制

用压力传感器对供水系统母管(供水管道)出口的水压进行采样，转换成电量信号后送至PID控制器，控制器将该信号与设定值进行比较运算后输出一类比信号(一般为4—20MA、0—10V)给变频器，变频器根据该类比信号决定其输出频率，改变水泵转速并调节供水压力(供水量)以达到福建龙岩恒压供水系统的目的(如图三所示)。

(5)PLC硬件设计

PLC选用天津罗升公司的丰炜PLC-VB系列产品,水泵M1、M2、M3、M4、可变频运行，也可工频运行，需要PLC的四个输出信号控制，变频器的运行与关断全由PLC的一个输出信号控制，变频器极限频率的检测信号占用PLC的一个输入点，设定水压的上、下限压力值，当管网压力处于上、下限位置时，传感器分别输出频率检测信号进入PLC的两个输入点，与变频器一起实现。保证管网的压力平稳。

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                                 福建龙岩恒压供水系统控制装置

概述福建龙岩恒压供水系统

由水泵的工作原理可知：水泵的流量与水泵电机的转速成正比，水泵的扬程与水泵电机的转速的平方成正比，水泵的轴功率等于流量与扬程的乘积，故水泵的轴功率与水泵(电机)的转速的三次方成正比(即水泵的轴功率与供电频率的三次方成正比)。如下表图一所示：

根据上述原理可知改变水泵的转速就可改变水泵的功率。

例如：将供电频率由50HZ降为45HZ，则P45/P50=453/503=0.729，即P45=0.729P50

将供电频率由50HZ降为40HZ，则P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50，依上述公式计算。

供水系统在设计时是按现场最大供水需求(及最大工况)来考虑的，供水水泵的运行工况也相同，即按单机的最大供水需求量来考虑的;在实际使用中有很多时间水泵都需要根据实际工况进行调节，传统的做法是用开停补(减)泵及开关阀门的方式进行调节，用开停补(减)泵会有启动冲动电流，开关阀门进行调节增大了系统的节流损失，且对系统本身的调节也是阶段性的，调节速度缓慢，减少损失的能力很有限也使整个系统工作在波动状态，对于供水系统超压爆管这类故障几乎无能为力。

而通过在供水水泵加装变频调速器装置，则可以一劳永逸的解决好这个问题，可实现自动调节控制，可使系统工作状态平缓稳定，并可通过变频节能收回投资。变频节能的效果是十分显著的，特别是调节范围大的系统及设备，通过上表及图一可以直观的看出在流量变化时只要对转速(频率)稍作改变就会使水泵轴功率有更大程度上的改变，就因有此特点使得变频调速方式成为一种趋势，并且不断深入的应用于各行业及各种调速领域。

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