变频器恒压供水系统方案设计
赵毅
摘要：随着变频调速技术的发展和人们节能意识的不断增强，变频恒压供水系统的节能特性使得其越来越广泛用于工厂、住宅、高层建筑的生活及消防。变频恒压供水系统是由PLC、传感器、变频器及水泵机组组成闭环控制系统。变频器、PLC是恒压供水系统控制的核心部件。该系统经变频器内置PID进行运算，通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节变频恒压供水，代替了传统的水塔供水控制方案。变频恒压供水系统具有自动化程度高，高效节能的优点。在城市供水和工厂供水控制中得到广泛应用，取得了明显的经济效益。
关键词：恒压供水；变频调速；变频器；PLC
0 引言
近年来，我国的能源工业面临着经济增长与环境保护的双重压力，对电能的有效利用已经成为必然要求。在城市高楼林立的今天，以前的供水设备已经远远不能满足现代人民生活的需要，给水系统的自动化改造迫在眉睫。交流变频调速技术近些年在国内外得到了广泛的应用，变频器具有体积小、重量轻、安装作简单、数据可靠、性能稳定和节电明显等特点。近年来，国内外各行业相继引进交流变频调速的各类产品，以满足生产现场的需求。变频器恒压供水利用传感器、P L C 、变频器及水泵机组组成闭环控制系统，使管网压力保持恒定，代替了传统的水塔供水控制方案，具有自动化程度高、高效节能的优点，在城市供水和工厂供水控制中得到广泛应用，取得了明显的经济效益。
1 系统总体方案的设计
1.1供水系统的结构
供水控制系统的设计主要包括两方面：一方面是机械结构的设计；另一方面
是PLC和变频器电气控制方面的设计。机械结构是控制系统的基础，是实现控制功能的前提；PLC对变频器的控制系统是实现控制功能的核心部分。机械部分的设计相对简单，其结构、设备组成都比较固定。
1.1.1主要组成部分
变频器恒压供水系统的组成比较简单，主要是一些管道、水泵、控制器、变频器、压力传感器以及其他辅助设备构成，其主要组成部分如图1-1所示。
用户
图1-1 供水系统主要组成部分示意图
1）压力传感器：作为系统的控制输入量，能否准确采集该信号决定控制系统的精度及可靠性。
2）控制器：是整个控制系统的核心，通过对外界输入状态进行检测，输出控制量；对外界输入的数据进行运算处理后，输出相应的控制量。例如单片机、可编程逻辑控制器、计算机等。本系统采用西门子的SIMATIC S7系列。CPU226具有24个输入点和16个输出点，共40个I/O点。
3）变频器：作为核心控制器的后续控制单元，对终端设备进行控制，最终达到控制要求。本系统主要采用全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家MM430型变频器。功率范围7.5kW至250kW。具有高度可靠性和灵活性。
4）水泵：供水系统的执行机构，通过变频器控制电动机的转速，最后达到控制水泵流量大小的要求。
1.1.2电气控制系统
电气控制系统主要包括操作面板、电气控制柜等单元。在该系统中需要检测较多的数字输入量，并且还要检测模拟量的输入，然后根据设定的程序进行数据处理，输出控制信号，如图1-2所示。
图1-2 电气控制系统示意图
供水系统的监控主要包括水泵的自动启停控制、供水压力的测量与调节、系统水处理设备运转的监视及控制、故障及异常状况的报警等。电气控制系统安装在电气控制柜中，包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。1.2恒压供水系统的工作原理
变频恒压供水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。
图1-3 系统原理图
1.3恒压供水系统的工作过程
城市供水系统在手动状态下，各类设备的控制根据操作面板上的按钮输入来控制，无逻辑限制，即不根据传感器的状态进行控制。在自动方式下，进行闭环控制，系统根据检测到外部传感器的状态对设备进行起停、调速控制，其工作过
程如下：
1.4变频调速恒压供水的两种工作模式
1）手动工作模式：该方式主要供检修及变频器故障时用。可根据需要分别按下相应启动或停止按钮，控制1#-3#泵工频运行。
2）自动工作模式：该方式为系统正常工作时的运行方式。合上自动开关，系统启动若单台水泵运行可以满足当前用户用水量，则工作水泵定时轮流切换变频运行，以延长电动机的使用寿命;当单台泵已经处于满负荷运行，即变频器到了上限频率，仍不能满足当前用户用水量时，该泵转为工频运行，启动另一工作水泵变频运行;这期间若用户用水量减小，变频器到了设定的下限频率时，断开工频泵，转为单泵变频运行。
2 恒压供水系统电路设计
2.1恒压供水系统主电路设计
该系统包括3台水泵电动机M l、M 2、M 3，其中Ml的功率为45kW，M2为22kW，M3为22kW。该系统为一台变频器依次控制每台水泵实现恒压控制。系统具有变频和工频两种运行状态，当变频泵达到水泵额定转速后，如水压在所设定的判断时间内还不能满足恒压值时，系统自动将当前变频泵状态切换为工频状态，并指示下一台泵为变频泵。其中接触器KM2、KM4、KM6分别控制Ml、M2、M3变频运行，KMl、KM3、KM5分别控制Ml、M2、M 3工频运行，FR1、FR2、FR3分别为三台水泵电机过载保护用的热继电器；QS1、QS2、QS3和QS4分别为变频器和三台泵电机主电路的隔离开关；FU为主电路的熔断器；变频器是风机水泵负载专用变频器MM430，主电路图4-3所示。
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图4-3 系统主电路图
2.1恒压供水系统控制电路设计
控制电路的设计包括继电控制电路及PLC控制电路。继电控制电路图如图4-4所示图中SA为手动/自动转换开关，SA打在1的位置为手动控制状态，打在2的状态为自动控制状态。手动运行时，可用按钮SB1～SB8控制三台泵的起/停和电磁阀YV2的通/断；自动运行时，系统在PLC程序控制下运行。
图4-4 继电控制电路图
其中接触器KM2、KM4、KM6分别控制M l、M2、M3变频运行，KM l、KM3、KM5分别控制M l、M2、M3工频运行。HL1～HL6为指示灯，其中HLl、HL3和HL5分别指示Ml～M 3的工频运行，HL2、HL4、HL6分别指示M l～M 3的变频运行。HL7、HL8分别水位的上下限指示灯，KA为报警电铃。KA1为生活消防转换接触器。图中的HL9为自动运行状态电源指示灯。HL10为报警指示灯。KA2为变频器复位接触器。
3其它辅助设备的选用和系统电路的设计
如下图4-1系统的整体硬件框图，要完成系统的控制功能除了需要可编程控制器（PLC）和变频器核心器件外，还需要各种按钮、接触器、传感器等辅助仪器设备的选用，以及电气控制电路的设计。
工频电网
图4-1系统的整体硬件框图
如图4-1系统的整体硬件框图，该系统主要由PLC、变频器、频率和压力显示器、报警器等构成。另外还有PID调节器、TC时间控制器等。通过控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关了解和控制系统的运行。通过安装在出水管网上的压力传感器，把出口压力信号变成4-20mA的标准信号送人PID调节器，经运算与给定压力参数进行比较，得出的调解参数送给变频器，由变频器控制水泵的转速，从而调节系统供水量。当用水量超过一台泵的供水量时，通过PLC控制器加泵。当出现缺相、变频器故障、液位下限、超压、差压等情况时，系统能发出报警信号；特别是当出现缺相、变频器故障、液位下限、超压时系统会自动停机并报警。当变频器故障时，系统会自动停机，此时切换至手动方式保证系统不间断供水。
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增压泵变频一拖一，五台联动恒压供水控制系统 1.1 变频恒压供水系统的理论分析 1.1.1 电动机的调速原理 水泵电机多采用三相异步电动机，而其转速公式为： 式中：f表示电源频率，p表示电动机极对数，s表示转差率。 根据公式可知，当转差率变化不大时，异步电动机的转速n基本上与电源频率f成正比。连续调节电源频率，就可以平滑地改变电动机的转速。但是，单一地调节电源频率，将导致电机运行性能恶化。随着电力电子技术的发展，已出现了各种性能良好、工作可靠的变频调速电源装置，它们促进了变频调速的广泛应用。 1.1.2 变频恒压供水系统的节能原理 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。 在供水系统中，通常以压力或者流量为控制目的，常用的控制方法为阀门控制法和转速控制法。 阀门控制法是通过调节阀门开度来调节流量，水泵电机转速保持不变。其实质是通过改变水路中的阻力大小来改变流量，因此，管阻将随阀门开度的改变而改变，但扬程特性不变。由于实际用水中，需水量是变化的，若阀门开度在一段时间内保持不变，必然要造成超压或欠压现象的出现。 转速控制法是通过改变水泵电机的转速来调节流量，而阀门开度保持不变，是通过改变水的动能改变流量。因此，扬程特性将随水泵转速的改变而改变，但管阻特性不变。变频调速供水方式属于转速控制。其工作原理是根据用户用水量的变化自动地调整水泵电机的转速，使管网压力始终保持恒定，当用水量增大时电机加速，用水量减小时电机减速。
PLC变频恒压供水的背景和意义泵站担负着工农业和生活用水的重要任务，运行中需 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。我国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 等原因，致使在技术水平、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，大量的电 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的比例。这一方面是由于我国居民 多，用水量大，造成用电量大:另一方面是因为我国供水设 备工作效率低，控制方式不够科学合理。造成不必要的能量 浪费。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，这里大有潜力可挖，是减少能耗，保障供水的 一个很有意义的工作。 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、远程监控技术于一体。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，方便地实现供 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。 国内外研究概况 变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。在早期，由于国外生产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功能的变频器，像瑞典、瑞士的ABB集团推出了HVAC变频技术，法国的施耐德公司就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。它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上，通过设置指令代码实现PLC
变频器调试的基本步骤 Basic Step of Debugging for Frequency Converter 滕峰张春玲济南第一棉纺织厂鲁港公司 摘要变频器调试的基本步骤有空载检验、带电机空载运行、带载试运行、与上位机联机统调等；完成这些步骤应注意的问题。 在开发、制造变频器时，为满足用户需要，设计了多种可供选择的设定、保护和显示功能，但如何充分发挥这些功能，合理使用变频器，仍是用户需要注意的问题。 首先，在将变频器接通电源前需要检查它的输入、输出端是否符合说明书要求。特别要看是否有新的内容增加，认真阅读注意事项。 一、变频器的空载通电检验 1.将变频器的接地端子接地。 2.将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上。 3.检查变频器显示窗的出厂显示是否正常，如果不正确，应复位，否则要求退换。 4.熟悉变频器的操作键。 一般的变频器均有运行（RUN）、停止（STOP）、编程（PROG）、数据/确认（DATA/ENTER）、增加（UP、▲）、减少（DOWN、▼）等6个键，不同变频器操作键的定义基本相同。此外有的变频器还有监视（MONTTOR/DISPLAY）、复位（RESET）、寸动（JOG）、移位（SHIFT）等功能键。 二、变频器带电机空载运行 1.设置电机的功率、极数，要综合考虑变频器的工作电流。 2.设定变频器的最大输出频率、基频、设置转矩特性。V/f类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等项目。最高频率是变频器—电动机系统可以运行的最高频率，由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电压进行设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的V/f类型图和负载特点，选择其中的一种类型。通用变频器均备有多条V/f曲线供用户选择，用户在使用时应根据负载的性质选择合适的V/f曲线。如果是风机和泵类负载，要将变频器的转矩运行代码设置成变转矩和降转矩运行特性。为了改善变频器启动时的低速性能，使电机输出的转矩能满足生产负载启动的要求，要调整启动转矩。在异步电机变频调速系统中，转矩的控制较复杂。在低频段，由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持V/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。一般变频器均由用户进行人工设定补偿。日立J300变频器则为用户提供两种选择：自行设定和自动转矩提升。 3.将变频器设置为自带的键盘操作模式，按运行键、停止键，观察电机是否能正常地启动、停止。 4.熟悉变频器运行发生故障时的保护代码，观察热保护继电器的出厂值，观察过载保护的设定值，需要时可以修改。变频器的使用人员可以按变频器的使用说明书对变频器的电子热
恒压供水技术方案文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
恒压供水技术方案 一、综述 1、概述：以变频器为核心的自动给水设备已经成为当下现代高楼自动供水设备的核心 设备。可以取代传统的高位水箱、气压罐供水，避免水质的二次污染，具有节能、操作方便、自动化程度高的特点。变频调速恒压供水设备可在生产生活用水、锅炉恒压补水、供暖系统、空调系统、定压差循环水、消防用水等方面直接应用。 2、特点： （1）高效节能； （2）可取代高位水箱或者水池，减少土建投资，避免水质二次污染； （3）采用恒压供水，大大提高供水品质； （4）延迟设备使用寿命，采用变频恒压供水，启动方式是软启动，对机械、电气设备冲击小，可大大延迟设备使用寿命，特别是机械设备。 （5）控制系统可根据客户需求配置人机管理系统、中文提示、中文监控操作，极大方便了客户的操作使用和设备维修； （6）全自动控制，无需人工干预； （7）具有完善的保护功能，变频器保护、欠电压保护、过电压保护、短路保护、过载保护、过热保护、缺相保护。 3、适用范围 （1）适用于自来水厂及加压泵站； （2）适用于住宅小区、宾馆、饭店及其它大型公共建筑的生活供水； （3）适用于大中型工矿企业的生产生活用水； （4）适用于居民住宅小区、宾馆、饭店、大型公共建筑和各种工矿企业的消防供水、生产供水； （5）适用于工矿企业恒压、冷却水工会和循环供水系统； （6）适用于热水供水、采暖、空调、通风系统的供水； （7）适用于污水泵站、污水处理中的污水提升系统； （8）适用于农田排灌、园林喷洒、水景和音乐喷泉系统； 二、工作原理
安邦信AM300变频器供水参数表 F0.04=1 端子COM 与X1短接启动变频器 F0.02=30 加速时间 如启动过程中出现过流报警现象请加大此值 F0.03=30 减速时间 F0.05=5 PID 控制设定 闭环控制 F0.07=50 上限频率 F0.08=30 下限频率 F4.01=1 P 型机 F9.01= 键盘预置PID 给定 压力设定（100%对应压力表满量程）1Mpa （10公斤）压力 设定值40，则设定压力为4公斤 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。 安邦信G7-P7系列变频器供水参数表 F9= 给定压力值（0—50对应压力表压力） F10= 1：外部端子0（本机监视） 3：外部端子1（远程监视） F11=0 本机键盘/远控键盘 F17= 下限频率，休眠启动模式下为休眠频率 F76= 运行监视功能选择 0：C00输出频率/PID 反馈 1：C01参考频率/PID 给定 6：C06机械速度（PID 模式下变频器输出频率） F80=1 PID 闭环模式有效 F87=4 比例P 增益 F88=0.2积分时间常数Ti F114= 休眠时间，10秒，0表示休眠关闭 F115= 唤醒频率，唤醒压力，此值要低于给定的压力值（小于F9）。需根据现场情况自行调整 F116= 0：G 型机 1：P 型机 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。
基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计 赵华军钟波 （广州铁路职业技术学院） 摘要：文章介绍一种基于三菱PLC 和变频器控制恒压供水系统，详细地介绍了硬件的构成和控制流程。系 统较好地解决高层建筑、工业等恒压供水需求。系统具有节能、工作可靠、自动控制程度高、经济易配置等优点。 关键词：变频器；PID；PLC；恒压供水 1 引言 目前，在城市供水系统中，还有很多高楼、生活 小区、边郊企业等采用高位水塔供水方式。这样，由 于用水量具有很大随机性，常常出现在用水高峰时供 水量很小甚至没有水用的问题；且采用高位水塔，很 容易造成自来水的二次污染问题。针对这一情况，本 文设计了一套基于变频器内置PID 功能的恒压供水 系统，采用了PLC 控制及交流变频调速技术对传统 水塔供水系统的技术改造。该系统根据用水量的变 化，经过压力传感器将水压变化情况反馈给系统，使 得系统能自动调节变频器输出频率，从而控制水泵转 速，调节输出数量，使得水量变化时可保持水压恒定； 可取代高位水塔或直接水泵加压供水方式，为城市供 水系统的建设提出了一条极具推广、应用的新途径[1]。 2 工作原理 本文采用的变频器是三菱FR-A540，该变频器内 置PID 控制功能；供水系统方案如图1 所示。 将通往用户供水管中的压力变化经传感器采集 到变频器，与变频器中的设定值进行比 较，根据变频器内置的PID 功能，进行数 据处理，将数据处理的结果以运行频率的 形式进行输出[2]。 当供水的压力低于设定压力，变频器 就会将运行频率升高，反之则降低，且可 根据压力变化的快慢进行差分调节。由于 本系统采取了负反馈，当压力在上升到接 近设定值时，反馈值接近设定值，偏差减小，PID 运算会自动减小执行量，从而降低变频器输 出频率的波动，进而稳定压力。 在水网中的用水量增大时，会出现“变频泵” 效率不够的情况，这时就需要增加水泵参与供水，通 过PLC 控制的交流接触器组负责水泵的切换工作； PLC 是通过检测变频器频率输出的上下限信号，来判 断变频器的工作频率，从而控制接触器组是否应该增 加或减小水泵的工作数量。
通用变频器调试步骤和参数设置快速调试 当选择P0010=1（快速调试）时，P0003（用户访问级）用来选择要访问的参数。这一参数也可以用来选择由用户定义的进行快速调试的参数表。在快速调试的所有步骤都已完成以后，应设定P3900=1，以便进行必要的电动机数据的计算，并将其它所有的参数（不包括P0010=1）恢复到它们的缺省设置值。
一、快速调试步骤和参数设置
二、功能调试 1、开关量输入功能 2、开关量输出功能 可以将变频器当前的状态以开关量的形式用继电器输出，通过输出继电器的状态来监控变频器的内部状 的每一位更改。 3、模拟量输入功能
1电压信号2～10V作为频率给定，需要设置: 以模拟量通道2电流信号4~20mA作为频率给定，需要设置： 注意：对于电流输入，必须将相应通道的拨码开关拨至ON的位置。 4、模拟量输出功能 MM440变频器有两路模拟量输出，相关参数以in000和in001区分，出厂值为0～20mA输出，可以标定为4～20mA输出（P0778＝4），如果需要电压信号可以在相应端子并联一支500Ω电阻。需要输出的物理量可以 5、加减速时间 加速、减速时间也称作斜坡时间，分别指电机从静止状态加速到最高频率所需要的时间，和从最高频率
设置过小可能导致变频器过电流。P1121设置过小可能导致变频器过电压。 6、频率限制 多段速功能，也称作固定频率，就是设置参数P1000=3的条件下，用开关量端子选择固定频率的组合，实现电机多段速度运行。可通过如下三种方法实现： 1）直接选择（P0701～ P0706 = 15） 在这种操作方式下，数字量输入既选择固定频率（见上表），又具备起动功能。 3）二进制编码选择+ON命令（P0701～P0704 = 17）
变频恒压供水的应用方案 一、前言 随着变频调速技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，变频供水设备已广泛应用于多层住宅小区生活及高层建筑生活消防供水系统。变频调速供水设备一般具有设备投资少，系统运行稳定可靠，占地面积小，节电节水，自动化程度高，操作控制方便等特点。但在实际应用中若选型及控制不当，不但达不到节能目的，反而“费电”。以下结合我们多年来的实践经验，对几种变频供水系统的应用及其控制方法进行介绍，供同行及用户在设计、改造、选型时参考。 二、一拖二变频供水方式（见图1） 适用一般小区恒压供水，特点：是无需附加供水控制盒，成本低。利用变频器本身内置的恒压PID 控制功能。就能达到2 台水泵循环启停功能。 三、带小流量循环软启动变频供水设备（如3+1 供水模式，见图2） 该类型设备在实际应用中较多，系统由水泵机组、循环软启动变频柜、压力仪表、管路系统等构成。变频柜由变频调速器，供水盒（PLC+AD 模块+DA 模块），低压电器等构成。系统一般选择同型号水泵2~3 台，以3 台泵为例，系统的工作情况如下： 平时1 台泵变频供水，当1 台泵供水不足时，先开的泵切换为工频运行，变频柜再软启动第2 台泵，若流量还不够，第2 台泵切换为工频运行，变频柜再软启动第3 台泵。若用水量减少，按启泵顺序依次停止工频泵，直到最后1 台泵变频恒压供水。 另外系统具有定时换泵功能，若某台泵连续运行超过24h 变频柜可自动停止该泵切换到下一台泵继续变频运行。换泵时间由程序设
定，可按要求随时调整。这样可均衡各泵的运行时间，延长整体泵组的寿命，防止个别水泵因长时间不工作而锈死。 当变频供水系统在小流量或零流量的情况下，比如在夜间用水低谷时，系统内的用水量很小，此时水泵在低流量下运行，会造成水泵效率大大降低，不能达到节能的目的，水泵功率越大用电越多。例如对300~1000 户的多层住宅小区或600 户左右的小高层住宅楼群（12 层以内）的生活用水系统，生活主泵功率一般在15kW 左右，系统的零流量频率fo 一般为25~35Hz 故在夜间小流量时，采用主泵变频供水效率较低。 这就涉用供水系统在小流量或零流量时的节电问题，一般可以采取4 种方案：a 变频主泵+工频辅泵；b 变频主泵+工频辅泵+气压罐； c 变频主泵+气压罐； d 变频主泵+变频辅泵。从节能、投资角度看第4 种方案更为适宜，该方案即在原变频主泵基础上，再配备1~2 台小泵专用在夜间或平时小流量时变频供水，一般选择小泵流量为3~6m3/h，居民区户数越多，流量可适当选择大些。小泵功率一般为1.5~3kW，小泵的扬程按主泵的扬程或略低扬程即可。 四、深水井变频供水设备
如对你有帮助，请购买下载打赏，谢谢！ 安邦信AM300变频器供水参数表 F0.04=1 端子COM 与X1短接启动变频器 F0.02=30 加速时间 如启动过程中出现过流报警现象请加大此值 F0.03=30 减速时间 F0.05=5 PID 控制设定 闭环控制 F0.07=50 上限频率 F0.08=30 下限频率 F3.05=1 停机方式选择 自由停车 F4.00=1 P 型机 F9.01= 键盘预置PID 给定 压力设定（100%对应压力表满量程）1Mpa （10 公斤）压力设定值40，则设定压力为4公斤 F0.12=1 恢复出厂设置 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。 安邦信G7-P7系列变频器供水参数表 F9= 给定压力值（0—50对应压力表压力） F10= 1：外部端子0（本机监视） 3：外部端子1（远程监视） F11=0 本机键盘/远控键盘 F16=50 上限频率 F17= 下限频率，休眠启动模式下为休眠频率 F28=30 加速时间 F29=30 减速时间 F74=1 自由停车 F76= 运行监视功能选择 0：C00输出频率/PID 反馈 1：C01参考频率/PID 给定 6：C06机械速度（PID 模式下变频器输出频率） F80=1 PID 闭环模式有效 F87=4 比例P 增益 F88=0.2积分时间常数Ti F114= 休眠时间，10秒，0表示休眠关闭 F115= 唤醒频率，唤醒压力，此值要低于给定的压力值（小于F9）。需根据现场情况自行调整 F116= 0：G 型机 1：P 型机 F66=1 恢复出厂设置 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。 调试 在试运行时，可以先通过操作面板的上下键调一个比较小的值，比如10.0，然后通过端子运行，等压力稳定了，看变频器的运行情况，等运行正常后，看着远传压力表，这时候根据所需要的压力通过调节操作面板的上下键调节；调到所需要的压力；若压力不稳定，可通过调节参数F87（PID 的比例增益），参数F88（PID 的积分）使压力趋于稳定； 1、休眠功能的调试 1．1、进入休眠功能的调试：将变频器的压力设定值调到所需要的设定值，再把参数F76调成6，让变频器运行，在没有用户用水的情况下，看变频器的运行频率，把看到的频率值再给上稍微加个几HZ(如2HZ)设定到F17下限频率中；当变频器的运行频率小于下限频率时，再经过时间F114的延时，变频器进入休眠状态； 1．2、进入唤醒功能的调试：将变频器的压力设定值调到所需要的设定值，再把参数F76调成0，让变频器运行，看变频器的反馈压力值，把看到的反馈值再给稍微减去个点儿(如2)设定到F115唤醒压力中；当实际压力小于F115唤醒压力时，变频器进入运行状态； 欧陆EV500变频器PID 供水参数 参数设置： P0.00 设为1 P 机型 P0.02 面板运行时设为0，端子运行时设为1 P0.04 设为20 加速时间（根据机型设定）(秒) P0.05 设为20 减速时间（根据机型设定）（秒） P0.10 设为20 最小频率（Hz ） P0.11 设为50 最大频率（Hz ） P1.05 设为1 自由停止 P6.00 设为 1 PID 控制 P6.01 设为2 比例，积分控制 P6.02 设为 1 压力设定通道 1面板数字设定 P6.03 设为0 反馈通道选择 V1（0-10V ） P6.07 设为0.5 比例增益 P6.08 设为 1 积分时间常数 P6.15 设为0—F6.16 PID 睡眠频率 P6.16 设为F6.16—最大频率 PID 苏醒频率（设置范围为0-100压力百分数。例如，压力设定值d-08设为30，P6.16设为25，假设远程压力表为10公斤，则当压力降为2.5公斤时变频器苏醒） P6.18 设为 30 预置频率，开始运行频率（Hz ） P6.19 设为 10 预置频率运行时间（秒）（本变频器为使系统快速达到稳定状态，避免对管网的冲击，可先预置30 Hz 运行，10秒钟后在闭环运行） d-08 设定压力值（此值为百分比形式，例：压力表量程为1Mpa(10公斤)，如果想设定压力为3公斤，则此值应设为30） P0.13 1初始化动作 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。 日业SY3200供水参数 0017 PI 控制反馈值 0100=1 端子FWD 与COM 短接启动变频器 运行命令选择 0105=30 加速时间，如启动过程中出现过流报警现象请加大此值 0106=30 减速时间 0107=50 上限频率 （0211=1 停电后电压恢复后再自动启动） （0212=0.0 允许停电的最大时间） 0216=1 自由停止 变频器停止方式 0500=1 PID 闭环控制 0501=0 PI 调节误差极性（正极性，反馈值减小，PI 输出频率增加） 0502=0 PI 给定信号选择（数字给定） 0503= PI 数字给定值（0.0-100.0%） 压力设定（100%对应压力表满量程）1.0Mpa （10公斤）压力表设定值为40，则设定压力为4公斤 0504=2 PI 反馈信号（外部VF ） 0506=0.4 比例增益P 0507=6 积分增益TI 0509= PI 调节最小运行频率 1017 睡眠延时 0.0—600.0S 0.1S 0.0S 1018 唤醒差值 0.0—10.0% 0.1% 10.0% 1000 22恢复出厂值设定 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。 三肯变频器IPF （同SPF ）恒压供水参数(一拖一) 1=2 外部端子信号操作面板 7=50 上限频率 8=15 下限频率 55=50 增益频率 71=3 内置PID 控制模式 120=1 122=1 PID 控制比例增益 123=0.5 PID 控制积分增益
PLC与变频器控制的自动恒压供水系统 1 系统简介 为改善生产环境，沱牌公司投资清洁水技改工程并建成一座日产水2.5万顿的供水系统，分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点，从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门，一部分则需通过加压泵输送到高位水池，而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里，高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决的。 鉴于以上特点，从技术可靠 和>'https://www.doczj.com/doc/906667203.html,/jingjilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>经济实用角度综合考虑，我们设计了用PLC控制与变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统，同时通过主水管线压力传递 较>'https://www.doczj.com/doc/906667203.html,/jingjilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的。 2 系统方案 系统主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的变频器、施耐德公司的软启动器、电机保护器、数据采集及其辅助设备组成（见图1）。 2.1 抽水泵系统 整个抽水泵系统有150KW深井泵电机四台，90KW深井泵电机两台，采用变频器循环工作方式，六台电机均可设置在变频方式下工作。采用一台 150KW和一台90KW的软起动150KW和90KW的电机。当变频器工作在50HZ，管网压力仍然低于系统设定的下限时，软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行，当压力达到高限时，自动停掉工频运行电机。一次主电路接线示意图见图2所示。
恒压供水变频柜 恒压供水变频柜变频控制原理 用变频调速来实现恒压供水，与用调节阀门来实现恒压供水相比，节能效果十分显着(可根据具体情况计算出来)。其优点是： 1、起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击; 2、由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命; 3、可以消除起动和停机时的水锤效应; 一般地说，当由一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时，可考虑适当减小变频器的容量，但应注意留有足够的容量。 恒压供水变频柜的特点： 1.节能，可以实现节电20%-40%，能实现绿色用电。 2.占地面积小，投入少，效率高。 3. 配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠。 4. 运行合理，由于是软起和软停，不但可以消除水锤效应，而且电机轴上的平均扭矩和磨损减小，减少了维修量和维修费用，并
且水泵的寿命大大提高。 5. 由于恒压供水变频柜直接从水源供水，减少了原有供水方式的二次污染，防止了很多传染疾病的传染源头。 6. 通过通信控制，可以实现无人值守，节约了人力物力。 恒压供水变频柜性能特点： 1、恒压供水变频柜具有强大的贮能保压能力，特别是在夜间时应付少量供水时,可以大大节约电能。 2、调节容积(水泵每启动一次可供用户使用的水量)大.泵每启动一次,可以长时间地维持管网压力,设备启动次数少,运行费用低 3、恒压供水变频柜设备采用国际领先的补气技术 气压罐的补气采用微电脑电子检测、限量补气与排气技术，随时保证罐内气体有一定容积，根本解决了气体长期失效带来的水泵频繁启动问题，填补了国际、国内在该问题上的技术空白。 4、恒压供水变频柜的现场条件,无塔自动上水器可采取以下不同的配置 (1)、恒压供水变频柜的水源是自备井: 1)潜水泵+控制系统+气压罐 2)潜水泵+水池(水箱)+控制系统+气压罐 (2)恒压供水变频柜的水源是自来水: 1)离心管道泵+控制系统+气压罐 2)离心管道泵+水池(水箱)+ 控制系统+气压罐
变频器参数基本设置 变频器应用领域涉及到钢铁行业，化工行业，汽车行业，机床行业，电机机械行业，食品行业，造纸行业，水泥行业，矿业行业，石油行业，工厂建筑等，它促进企业实现了自动化，节约了能源，提高了产品质量和合格率以及生产率，延长了设备使用寿命。通过变频器的功能参数的设置调试，就可以实现相应的功能，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择，在实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进行参数的设定和调试。变频器调试的好坏决定了变频器运行的稳定性、应用效果以及使用寿命等，最终关系到企业经济效益的大小，调好了可能大大节约费用，调不好可能损失惨重。以下是作者在普传变频器使用中的经验总结，希望能供其他用户参考，使变频器能更好地推广使用，为企业带来更大的经济效益。 1 变频器调试的步骤 变频器能否成功地应用到各种负载中，且长期稳定地运行，现场调试很关键，必须按照下述相应的步骤进行。 1.1 变频器的空载通电检验 1）将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上。 2）将变频器的接地端子接地。 3）确认变频器铭牌上的电压、频率等级与电网的是否相吻合，无误后送电。 4）主接触器吸合，风扇运转，用万用表AC 挡测试输入电源电压是否在标准规范内。5）熟悉变频器的操作键盘键, 以普传科技变频器为例： FWD为正向运行键，令驱动器正向运行； REV为反向运行键,令驱动器反向运行； ESC/DISPL为退出/显示键，退出功能项的数据更改，故障状态退出，退出子菜单或由
功能项菜单进入状态显示菜单； STOP/RESET 为停止复位键，令驱动器停止运行，异常复位，故障确认； PRG为参数设定/移位键； SET 为参数设定键，数值修改完毕保存，监视状态下改变监视对象； ▲▼为参数变更/加减键，设定值及参数变更使用，监视状态下改变给定频率； JOG为寸动运行键，按下寸动运行，松开停止运行，不同变频器操作键的定义基本相同。6）变频器运行到50 Hz，测试变频器U V W三相输出电压是否平衡。 7）断电完全没显示后，接上电机线。 1.2 变频器带电机空载运行 1）设置电机的基本额定参数，要综合考虑变频器的工作电流。 2）设定变频器的最大输出频率、基频、设置转矩特性。v/f类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等项目。最高频率是变频器—电动机系统可以运行的最高频率，由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电压进行设定。转矩类型指负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的v/f类型图和负载特点，选择其中的一种类型。通用变频器均备有多条v/f曲线供用户选择，用户在使用时应根据负载的性质选择合适的v/f 曲线。为了改善变频器启动时的低速性能，使电机输出的转矩能满足生产负载启动的要求，要调整启动转矩。在异步电机变频调速系统中，转矩的控制较复杂。在低频段，由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持v/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。一般变频器均由用户进行人工设定补偿。普传变频器则为用户提供两种选择，即42种v/f提升方式，自动转矩提升。
V20变频器PID控制恒压供水操作指南 1.硬件接线 西门子基本型变频器SINAMICS V20 可应用于恒压供水系统，本文提供具体的接线及简单操作流程。 通过BOP设置固定的压力目标值，使用4~20mA管道压力反馈仪表构成的PID控制恒压供水系统的接线如下图所示： 图1-1.V20变频器用于恒压供水典型接线 2调试步骤
2.1 工厂复位 当调试变频器时，建议执行工厂复位操作： P0010 = 30 P0970 = 1 (显示50? 时按下OK按钮选择输入频率，直接转至P304进入快速调试。) 2.2 快速调试 表2-1 快速调试参数操作流程 参数功能设置 P0003 访问级别=3 （专家级） P0010 调试参数= 1 （快速调试） P0100 50 / 60 Hz 频率选择根据需要设置参数值： =0: 欧洲[kW] ，50 Hz （工厂缺省值） =1: 北美[hp] ，60 Hz P0304[0] 电机额定电压[V] 范围：10 (2000) 说明：输入的铭牌数据必须与电机接线 （星形/ 三角形）一致 P0305[0] 电机额定电流[A] 范围：0.01 (10000) 说明：输入的铭牌数据必须与电机接线 （星形/ 三角形）一致 P0307[0] 电机额定功率[kW / hp] 范围：0.01 ... 2000.0 说明：如P0100 = 0 或2 ，电机功率 单位为[kW] 如P0100 = 1 ，电机功率单位为[hp] P0308[0] 电机额定功率因数（cosφ ）范围：0.000 ... 1.000 说明：此参数仅当P0100 = 0 或 2 时可见P0309[0] 电机额定效率[%] 范围：0.0 ... 99.9 说明：仅当P0100 = 1 时可见 此参数设为0 时内部计算其值。 P0310[0] 电机额定频率[Hz] 范围：12.00 ... 599.00 P0311[0] 电机额定转速[RPM] 范围：0 (40000) P0314[0] 电机极对数设置为0时内部计算其值。 P0320[0] 电机磁化电流[%] 定义相对于电机额定电流的磁化电流。 设置为0时内部计算其值。 P0335[0] 电机冷却根据实际电机冷却方式设置参数值 = 0: 自冷（工厂缺省值） = 1: 强制冷却 = 2: 自冷与内置风扇 = 3: 强制冷却与内置风扇
课程设计 课题名称变频恒压供水控制系统设计学院(部) 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师(签字)
一、设计概述 变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。本课程设计为实现恒压供水功能而按照设计任务书要求完成设计任务。最终实现控制系统的自动稳定运行。 根据设计要求本系统采用西门子PLC300控制系统对变频器进行调速控制和系统输入输出信号的采集以及系统报警功能的实现。本系统内的电机调速由变频器来实现，通过PLC控制变频器和现场压力仪表检测的反馈信号来实现对电机的自动恒压控制功能。 二、设计任务 例如一楼宇供水系统，正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。本恒压供水系统，要求以1.0Mpa的恒定压力对用户进行供水。水泵有2台，由一台变频器驱动。PLC按照压力变送器（PIT）的信号，调节变频器的输出，使水泵的转速变化，从而保证供水压力的恒定。两台水泵互为备份，可任意选择一台水泵处于变频模式或工频模式。控制系统原理如图1所示：
PLC 图1 恒压供水变频控制系统原理图 三、系统设备选型 1主要电气元件参数指标 水泵：35KW，三相异步电动机 恒压设定点：1.0Mpa 压力变送器：0-1.6Mpa，两线制，4-20mA电流输出 变频器：VVVF变频器 （1）水泵 根据设计要求水泵正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。参考相关资料选择型号为IS50-32-125(扬程50m，流量50 m3/小时)的水泵即可满足要求。 (2)远传压力表 由于远传压力表具有价格低、有数据读取表盘等优点，结合具体
变频恒压供水设备工作原理及原理图 变频恒压供水设备工作原理这一相关知识，由兴崛供水为您全面讲述并提供工作原理图。 变频恒压供水设备工作原理：交流电动机的旋转速度与输入电的频率成正比，变频调速供水设备就是基于上述原理，采用压力传感器、可编程控制器、变频器及水泵电机构成以及设定压力为基准的闭环自动调节系统，具有控制水泵恒压供水的功能；通过压力传感器按受管网的压力信号，经微机与设定压力进行比较运算，输出调节参数送给变频器控制其频率的变化。用水量多时，频率提高，电机泵转数加快；反之频率降低，电机泵转数下降，既能保证用户用水又节省电能。 变频恒压供水设备一台变频器控制多台水泵”的多泵控制系统。在这里兴崛供水利用PLC设计一套变频调速恒压供水系统，该系统可根据管网瞬间压力变化自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入及退出，使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值，并满足用户的流量需求，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。可实现恒压变量、双恒压变量等控制方式，多种启停控制方式，该系统可以通过人意修改参数指令（如压力设定值、控制顺序、控制电机数量、压力上下限、PID值、加减速时间等）；具有完善的电气安全保护措施，对过流、过压、欠压、过载、断水等故障均能自行诊断并报警。 兴崛变频恒压供水设备是非常理想的一种节能供水设备，节能效果好，结构紧凑，占地面积小，运行稳定可靠，使用寿命长，方案设计灵活，供水压力可调，流量可大可小，完全可以取代水塔、高位水箱及各种气压式供水设备，可彻底免除水质的二次污染。全自动变频恒压供水设备亦用于改造原有老式泵房设备，改造后同样可以达到高效节能、自动恒压供水的目的。 变频恒压供水设备组成： 变频恒压供水设备主要由水泵机组、测压稳压罐、压力传感器、变频控制柜等组成，能
【前言】 变频调速恒压供水技术以其节能、安全、供水高品质等优点，在供水行业得到了广泛应用。恒压供水调速系统实现水泵电动机无级调速，依据用水量的变化(实际上为供水管网的压力变化)自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今先进、合理的节能型供水系统。普传科技作为具有电机设计生产基础的变频器专业制造商，为市场和客户考虑，开发出多泵供水控制系统软件，配合高性能普传变频器，在恒压供水系统中得到广泛应用。 【特点】 采用普传变频器与普传多泵供水系统专用控制器构成控制系统，进行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，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。 【系统优点】 1.恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率，而达到调节水泵转速改变水泵出口压力，具有降低管道阻力，大大减少截流损失的效能。 — 2.由于变量泵工作在变频工况，在其出口流量小于额定流量时，泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长泵和电动机的机械使用寿命。因实现恒压自动控制，不需要操作人员频繁操作，降低了人员的劳动强度，节省了人力。 3.水泵电动机采用软启动方式，按设定的加速时间加速，避免电动机启动时的电流冲击，对电网电压造成波动的影响，同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。 4.由于变量泵工作在变频工作状态，在其运行过程中其转速是由外供水量决定的，故系统在运行过程中可节约可观的电能（平均25％以上），系统具有收回投资快，而长期受益，其产生的社会效益也是非常巨大。 1.供水系统配线图（以4泵供水为例）
2.变频器与供水板之间的连接示意图：
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 (4) 2 变频恒压供水系统设计 (5) 2.1 设计任务及要求 (5) 2.2 系统主电路设计 (5) 2.3 系统工作过程 (6) 3 器件的选型及介绍 (8) 3.1 变频器简介 (8) 3.1.1 变频器的基本结构与分类 (8) 3.1.2 变频器的控制方式 (8) 3.2 变频器选型 (9) 3.2.1 变频器的控制方式 (9) 3.2.2 变频器容量的选择 (10) 3.2.3 变频器主电路外围设备选择 (12) 3.3 可编程控制器(PLC) (14) 3.3.1 PLC的定义及特点 (14) 3.3.2 PLC的工作原理 (15) 3.3.3 PLC及压力传感器的选择 (15) 4 PLC编程及变频器参数设置 (16) 4.1 PLC的I/O接线图 (16) 4.2 PLC程序 (17) 4.3 变频器参数的设置 (21) 4.3.1 参数复位 (21) 4.3.2 电机参数设置 (21) 总结 (22) 参考文献 (23)
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供水系统的基本特征。
基于PLC和变频器控制的恒压供水系统设计 赵华军钟波 （广州铁路职业技术学院） 摘要：文章介绍一种基于三菱PLC和变频器控制恒压供水系统，详细地介绍了硬件的构成和控制流程。系 统较好地解决高层建筑、工业等恒压供水需求。系统具有节能、工作可靠、自动控制程度高、经济易配置等优点。 关键词：变频器；PID；PLC；恒压供水 1引言 目前，在城市供水系统中，还有很多高楼、生活 小区、边郊企业等采用高位水塔供水方式。这样，由 于用水量具有很大随机性，常常出现在用水高峰时供 水量很小甚至没有水用的问题；且采用高位水塔，很 容易造成自来水的二次污染问题。针对这一情况，本 文设计了一套基于变频器内置PID功能的恒压供水 系统，采用了PLC控制及交流变频调速技术对传统 水塔供水系统的技术改造。该系统根据用水量的变 化，经过压力传感器将水压变化情况反馈给系统，使 得系统能自动调节变频器输出频率，从而控制水泵转 速，调节输出数量，使得水量变化时可保持水压恒定； 可取代高位水塔或直接水泵加压供水方式，为城市供 水系统的建设提出了一条极具推广、应用的新途径[1]。 2工作原理 本文采用的变频器是三菱FR-A540，该变频器内 置PID控制功能；供水系统方案如图1所示。 将通往用户供水管中的压力变化经传感器采集 到变频器，与变频器中的设定值进行比 较，根据变频器内置的PID功能，进行数 据处理，将数据处理的结果以运行频率的 形式进行输出[2]。 当供水的压力低于设定压力，变频器 就会将运行频率升高，反之则降低，且可 根据压力变化的快慢进行差分调节。由于 本系统采取了负反馈，当压力在上升到接 近设定值时，反馈值接近设定值，偏差减小，PID运算会自动减小执行量，从而降低变频器输 出频率的波动，进而稳定压力。 在水网中的用水量增大时，会出现“变频泵” 效率不够的情况，这时就需要增加水泵参与供水，通 过PLC控制的交流接触器组负责水泵的切换工作； PLC是通过检测变频器频率输出的上下限信号，来判 断变频器的工作频率，从而控制接触器组是否应该增 加或减小水泵的工作数量。