专用变频器在恒压供水装置中的应用？
一.审查
一般规定城市管网水压只保证6层以下的建筑用水，其他上层的水压必须“升级”才能满足用水要求。以往大多采用传统的水塔、高位水箱，或者气压罐增压设备，但都要由水泵以高于实际用水高度的压力“提升”，增加了水泵的轴功率和能量损失。
自从通用变频器问世以来，变频调速技术已经广泛应用于各个领域。变频调速技术已经广泛应用于各个领域。凭借节能、安全、优质供水的优势，自上世纪90年代初以来，我国供水行业的技术装备水平经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机的无级调速，根据用水量的变化自动调整系统的运行参数，并在用水量变化时保持水压恒定以满足用水需求。是目前最先进、最合理的节能供水系统。在实际应用中得到了很大的发展。随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能越来越强。充分利用变频器的内置功能，对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量具有重要意义。
与以往的水塔或高位水箱、气动供水方式相比，新的供水方式在设备投资、运行经济性、系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面具有不可比拟的优势，节能效果显著。恒压供水调速系统的这些优点引起了国内几乎所有供水设备制造商的极大关注，他们一直在持续投入这一高科技产品的研发和生产。
目前产品正朝着高可靠性、全数字微机控制、多品种系列化方向发展。追求高度智能化和系列标准化是供水设备满足未来城市建设、智能建筑、网络化供水调度和统筹规划要求的必然趋势。
短短几年间，变速恒压供水系统经历了一个逐渐发展的过程，早期的单泵变速恒压系统逐渐被多泵系统所取代。虽然单泵产品系统设计简单可靠，但由于单泵电机深度调速，水泵和电机运行效率较低，而多泵产品投资更经济，运行效率高，实践证明是最优的系统设计，很快发展成为主导产品。
二、变频控制恒压供水控制模式
众所周知，水泵的耗电量与转速的三次方成正比。即n = k3n:水泵的功耗；n:水泵运行时的转速；k是比例系数。水泵的设计是按工频运行设计的，但除高峰外大部分时间流量较小。由于命名采用了变频技术和微电脑控制的微电脑技术，水泵的运行速度可以随着流量的变化而变化，最终达到节能的目的。实践证明，使用变频设备可使水泵平均运行速度比工频速度降低20%，从而大大降低能耗，节能率可达20%-40%。
目前国内厂家生产的给水设备电控柜，除了继电器接触器控制方式比较落后外，大致分为以下四类:
逻辑电子电路控制模式:
这种控制回路难以实现水泵机组的全软启动和全流量变频调节。往往一台泵固定在变频状态，其他泵处于工频状态。因此控制精度低，水泵切换时水压波动大，调试麻烦，工频泵启动有影响，抗干扰能力弱。但是成本更低。
单片机电路控制模式:
这种控制电路优于逻辑电路，但在处理不同管网、不同供水情况时调试麻烦，在增加功能时修改电路往往不灵活、不方便。电路的可靠性和抗干扰能力不是很高。
PID回路调节器和/或PLC的控制模式:
这种变频器的目的是为电机提供变频电源，实现电机的无级调速，从而使管网中的水压连续变化。传感器的任务是检测管网中的水压。压力设定单元为系统提供满足用户需求的水压期望值。压力设定信号和压力反馈信号输入可编程控制器后，由可编程控制器内部的PID控制程序进行计算，作为速度控制信号输出给变频器。另一种方式是将压力设定信号和压力反馈信号送到PID回路调节器，PID回路调节器会在调节器中进行计算，作为调速信号输入变频器。
由于变频器的速度控制信号是由可编程控制器或PID回路调节器给出的，因此需要同时具有模拟输入接口和模拟输出接口，以便可编程控制器进行计时。由于带模拟输入/输出接口的可编程控制器价格很高，这无形中增加了供水设备的成本。如果采用模拟输入/数字输出的可编程控制器，要在可编程控制器的数字输出端口连接一个PWM调制板，这样不但不会降低可编程控制器输出的数字信号转换成控制器的成本，还会增加布线和附加设备，降低整套设备的可靠性。如果使用带开关输入/输出的可编程控制器和PID环路调节器，成本与带模拟输入/输出的可编程控制器类似。因此，在变频调速恒压供水控制设备中，PID控制信号的产生和输出成为降低供水设备成本的关键环节。
新型变频调速供水设备:
针对传统变频供水设备的缺点，近年来国内外许多厂家推出了一系列新产品，如TD 2100；华为的；施耐德公司的Altivar58泵切换卡；SANKEN的SAMCO-I系列；ABB的ACS600和ACS400系列产品；富士g 11s/p 11s系列产品；等一下。这些产品将PID调节器和简单可编程控制器的功能集成到变频器中，形成具有各种应用宏的新型变频器。由于PID运算在变频器内部，节省了可编程控制器的存储容量，节省了对可编程控制器存储容量的要求和PID算法的编程。而且PID参数的在线调试非常容易，不仅降低了生产成本，还大大提高了生产效率。由于变频器内部的PID调节器采用了优化算法，水压的调节非常平滑稳定。同时，为了保证水压反馈信号的准确性，可以对信号设置滤波时间常数，还可以对反馈信号进行转换，使得系统的调试非常简单方便。这种逆变器的价格只比一般的逆变器略高，但功能却强很多。因此，内置PID功能的变频器生产的恒压供水设备降低了设备成本，提高了生产效率，节省了安装调试时间。在满足工艺要求的情况下，应优先考虑。
三、供水专用变频器的功能
供水专用变频器=普通变频器PLC，是集供水控制和供水管理为一体的系统。内置供水专用PID调节器，只需一个压力传感器，便可构成供水闭环控制系统。传感器反馈的水压信号直接送到变频器的PID调节器的输入口，压力设定可以用变频器的键盘设定，也可以用模拟形式的电位器设定。每日可设定多段压力运行，满足供水压力的需要。您也可以设定需要指定的每日供水压力。您也可以设定指定的每日供水压力控制。面板可以直接显示压力反馈值(Mpa)。
该系统有两种基本供水模式:变频泵固定模式和变量泵循环模式。变频泵固定方式最多可控制7台泵，可选择“先开后关”和“先开后关”两种泵关闭顺序(适用于泵容量不使用的场合)。变频泵循环模式最多可控制4台泵，系统按“先开后关”的顺序关闭泵。灵活配置常规泵、消防泵、排污泵、洗眼器泵，便于泵房供水的全自动化。工作泵和备用泵不固定，可以自动定时轮换。能有效防止备用泵长期不使用时的锈死，提高设备的综合利用率，降低维护成本。工时自动累计功能便于节能分析和设备状态维护。当夜间供水量急剧减少时，可以方便地指定每天闭眼工作的起止时间，设置闭眼时的压力给定值。在休息期间，只有休息泵工作，变频器只监测管网压力。当压力低于设定压力时，系统自动唤醒。当变频泵投入运行，当压力高于设定值时，系统再次进入休眠状态，只有休眠泵运行。这样就可以最大限度的节约水电。具有定时关机功能，用户不用水时会自动停机。故障泵退出功能，当泵损坏时，故障泵会自动退出工作。火灾信号有一个外部输入接口。当有火警或火灾信号到来时，系统可以自动切换到火灾模式。有多种消防工作模式可供选择，主要看是否使用消防和生活管网，是否使用进水箱。还有消防泵自动检查功能，可以设置定期检查周期。
利用通信功能，可以实现网络控制。便于楼宇自动化和管理。
此外，还有一些功能，如污水泵控制功能、进水箱水位检测和控制、管网过压/欠压保护功能、温差和压差控制、故障时自动电话拨号(当供水系统或变频器出现故障时，通过内置RS232C串行通信接口与外部MODEM设备连接，自动启动预设的电话号码和信息，并及时通知设备维护人员进行相应处理，可以方便地实现泵房的无人值守)。
可见供水专用变频器功能强大，可以满足供水系统的各种控制方案。如果增加一个小型PLD，可以满足更复杂的工艺要求。
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