小區(qū)自來(lái)水恒壓變頻供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與控制方式

    小區(qū)自來(lái)水恒壓變頻供水系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用智能組態(tài)理念，吸收當(dāng)前國(guó)內(nèi)外組態(tài)軟件的優(yōu)秀成果，并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)測(cè)試和眾多行業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐。    小區(qū)自來(lái)水恒壓變頻供水系統(tǒng)是國(guó)民生產(chǎn)生活中不可缺少的重要一環(huán)。傳統(tǒng)供水方式占地面積大，水質(zhì)易污染，基建投資多，而最主要的缺點(diǎn)是水壓不能保持恒定，導(dǎo)致部分設(shè)備不能正常工作。變頻調(diào)速技術(shù)是一種新型成熟的交流電機(jī)無(wú)極調(diào)速技術(shù)，它以其獨(dú)特優(yōu)良的控制性能被應(yīng)用于速度控制領(lǐng)域，特別是供水行業(yè)中。由于安全生產(chǎn)和供水質(zhì)量的特殊需要，對(duì)恒壓供水壓力有著嚴(yán)格的要求，因而變頻調(diào)速技術(shù)得到了更加深入的應(yīng)用。恒壓供水方式技術(shù)前進(jìn)、水壓恒定、操作方便、運(yùn)行可靠、節(jié)約電能、自動(dòng)化程度高，在小區(qū)自來(lái)水恒壓變頻供水系統(tǒng)中可完成以下功能：
（1）維持水壓恒定
（2）控制系統(tǒng)可手動(dòng)/自動(dòng)運(yùn)行
（3）多臺(tái)泵自動(dòng)切換運(yùn)行
（4）系統(tǒng)睡眠與喚醒，當(dāng)外界停止用水時(shí)，系統(tǒng)處于睡眠狀態(tài)，直至有用水需求時(shí)自動(dòng)喚醒
（5）在線調(diào)整PID參數(shù)；
（6）泵組及線路保護(hù)檢測(cè)報(bào)警，信號(hào)顯示等將管網(wǎng)的實(shí)際壓力經(jīng)反饋后與給定壓力進(jìn)行比較，當(dāng)管網(wǎng)壓力不足時(shí)，變頻器增大輸出頻率，水泵轉(zhuǎn)速加快，供水量增加，迫使管網(wǎng)壓力上升。反之水泵轉(zhuǎn)速減慢，供水量減小，管網(wǎng)壓力下降，保持恒壓供水。

    一般供水方式，多為用水量調(diào)節(jié)開(kāi)停泵數(shù)量，壓力偏小時(shí)加泵，壓力偏高時(shí)減泵。傳統(tǒng)控制方式為人工手動(dòng)控制，存著如下缺點(diǎn)： 操作方式落后，人為因素很大；管理方式落后，無(wú)法建立嚴(yán)格科學(xué)管理體制；設(shè)備運(yùn)行不合理，維修量大，使用壽命短；能耗高、機(jī)械磨損大，生產(chǎn)成本高；采用小區(qū)自來(lái)水恒壓變頻供水系統(tǒng)，可以大大改善供水性能，穩(wěn)定供水壓力，節(jié)約電能。

    小區(qū)自來(lái)水恒壓變頻供水系統(tǒng)采用一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)水泵以循環(huán)工作方式，中心控制器為PLC可編程控制器，以設(shè)定壓力和反饋壓力為控制目標(biāo)，以PID為控制算法組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。以降壓?jiǎn)?dòng)柜或軟啟動(dòng)器作為工頻運(yùn)行回路或獨(dú)立后備系統(tǒng)。實(shí)時(shí)采集水網(wǎng)參數(shù)、電網(wǎng)參數(shù)、電機(jī)溫度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到優(yōu)化運(yùn)行、可靠保護(hù)、確保供水、節(jié)約電耗。

控制方式
    以出口總管網(wǎng)水壓為控制目標(biāo)，以供水時(shí)間、季節(jié)為參考值，合理組合開(kāi)泵臺(tái)數(shù)，減少開(kāi)停泵次數(shù)，達(dá)到穩(wěn)定水壓、節(jié)電供水之目。
1、調(diào)節(jié)開(kāi)、停泵組數(shù)量和變頻調(diào)速泵轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)管網(wǎng)水壓目，穩(wěn)定供水壓力。
2、調(diào)節(jié)精度：-0.1Mpa～+0.1Mpa。
3、以管網(wǎng)水壓為控制目標(biāo)，達(dá)到高效節(jié)能供水。
4、以24小時(shí)為周期，用水量不同可上分段設(shè)定供水壓力，PLC依據(jù)設(shè)定值自動(dòng)運(yùn)行。
5、以“先入先出”為準(zhǔn)則，對(duì)水泵進(jìn)行優(yōu)化組合，循環(huán)投切。 對(duì)變頻機(jī)組負(fù)荷實(shí)時(shí)計(jì)算，確定各泵開(kāi)、停時(shí)間，使各泵高效區(qū)段工作并磨損均勻。
6、閥門自動(dòng)控制。工作程序?yàn)椋?br/>開(kāi)泵----檢測(cè)泵出口水壓----壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)開(kāi)閥----檢測(cè)閥門開(kāi)盡限位。
關(guān)閥----檢測(cè)閥門關(guān)盡限位----停泵。
7、PLC智能控制，使泵組變、工頻運(yùn)行實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換。并保證各泵磨損均勻。8、對(duì)供水量計(jì)算，限制泵組臨界狀態(tài)頻繁起停。
9、每臺(tái)泵組后備手動(dòng)軟起控制功能，確保故障情況下不間斷供水。
10、水壓異常報(bào)警，低水池水位過(guò)低自動(dòng)停機(jī)，用水量極小時(shí)自動(dòng)停機(jī)。
11、軟啟動(dòng)，減少了單泵啟動(dòng)電流、沖擊和水泵機(jī)械磨損，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
12、PLC與上位監(jiān)控站連網(wǎng)功能。
13、自動(dòng)運(yùn)行，遠(yuǎn)程運(yùn)行，手動(dòng)運(yùn)行。手動(dòng)運(yùn)行為高優(yōu)先權(quán)。
14、 監(jiān)測(cè)所有設(shè)備相關(guān)參數(shù)：電機(jī)電壓、電流、溫度、運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行狀態(tài)、出口水壓、閥門 狀態(tài)、閥門故障、水池水位、管網(wǎng)水壓、水質(zhì)參數(shù)。 中心控制室進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，協(xié)調(diào)生產(chǎn)。
15、 對(duì)排污泵進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)控制。

小區(qū)自來(lái)水恒壓變頻供水系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析
1、水泵其揚(yáng)程（H）、流 量（Q）、轉(zhuǎn)速（N）和軸功率（P）之間存如下關(guān)系： Q=K1*N H=K2*N2 P=K3*H*Q=K1*K2*K3*N3=K*N3
由此可見(jiàn)，水泵出口流量與轉(zhuǎn)速成正比，揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速平方成正比，消耗軸功率與轉(zhuǎn)速三次方成正比。對(duì)水泵進(jìn)行調(diào)速運(yùn)行，對(duì)供水流量與壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，有著非常明顯節(jié)能效果。當(dāng)變頻泵運(yùn)行45Hz時(shí)。比工頻運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)電27%。P（45）/p（50）=（45/50）3=73%

2、應(yīng)用變頻調(diào)速可以用水需求量對(duì)水泵流量進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)整，減少開(kāi)停工頻泵次數(shù)，減少對(duì)電網(wǎng)及水泵機(jī)械沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，大大減少爆管危險(xiǎn)性，減少工程維修費(fèi)用和跑水浪費(fèi)，間接節(jié)約了成本。

3、供水施工經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，一般每天可分為幾個(gè)檔次壓力供水，其直接節(jié)電率10%以上?？紤]減少維修費(fèi)用，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提高管理水平和自動(dòng)化監(jiān)控能力等間接節(jié)能效率，總節(jié)能率可達(dá)18%以上。