案例4.4__变频水泵恒压供水装置
1.概况：
近年来由于城市建设飞速发展，高层楼宇大量涌现，居民用水矛盾日益突出。如采用水箱供水存在水压不稳、二次污染和耗能等问题。随着PLC控制和变频技术的发展，变频恒压供水逐步为大家认可。
变频恒压供水目前国家尚无标准。因此变频恒压供水系统的构成各不相同，一般按用户要求进行生产。通常控制采用PLC, 调速采用变频器, 用压力变送器作为管网压力采样和反馈信号与压力设定信号进行比较，经过PID调节器运算，它的输出作为变频器频率给定，从而调节电动机的转速，使管网压力维持恒定。一台变频器可以控制二台或多台水泵。
在本实例中，因考虑到本系统的使用环境是居民大楼，用水量需根据季节变换和气温变化经常要进行调整。而控制室为无人值守，操作者是一般物业人员，要求系统工作可靠，操作简单。因此对系统的总体设计中采用PLC来对水泵的开、关和切换进行控制及对故障进行处理；使用PID调节器来实现闭环控制，而水泵的驱动则采用变频器，变频器工作在开环运行状态，由PID调节器的输出（4～20mA电流）作为变频器的频率给定信号。供水管网中的压力则通过压力变送器转换为4～20mA的电流信号反馈到PID调节器。压力给定信号在调节器面板中以键盘设置。系统的控制方框图如图4-1所示。
水泵房的现场照片和控制柜外形照片分别见图4-2和图4-3，
图4-2 水泵房现场照片图4-3 恒压供水系统电气控制柜外形图本系统在正常工作时只须二台泵，另一台作为备用泵。考虑到三台泵应均衡使用，故不设备用泵，而改为三台泵轮流工作制。如大楼居民用水流量少时，用一号泵作变频运行,电动机低速运行。当用水流量增加造成管网压力降低，压力变送器输出信号减小，使PID调节器输出信号增加，从而使变频器输出频率增加，使电动机升速,管网压力随之增加。PID调节器调节压力的过程如下：PID调节器的给定量P g恒定，
当用水流量增加时，供水能力Q G小于用水流量Q u，则压力降低，压力反馈信号P F↓→偏差信号△P＝(P g—P F)↑→变频器输出频率f↑→电动机转速n↑→供水能力Q G↑→直至压力大小回复到目标值，供水能力与用水流量重新达到平衡(Q G=Q u)时为止。如果变频器输出已经达到水泵额定频率，且经过一定时间后管网压力仍小于设定值，说明只用一台水泵供水能力还不够，则通过PLC控制一号泵改为工频运行，接通二号泵并由变频器控制，使管网压力继续上升直到达到压力平衡。
当用水流量下降使压力升高时，通过PID调节器的调节作用使变频器输出频率降低，二号泵转速下降。即用水流量减小，使Q G＞Q u时，则P F↑→(P g-P F) ↓→f↓→n↓→Q G↓→Q G=Q u，又达到新的平衡。如果变频器输出频率下降到下限值，管网压力仍大于设定值，说明用不到两台泵同时工作，则通过PLC控制一号工频泵停止工作，剩下二号变频泵低速运行，维持管网压力。
当用水流量又增加使压力下降时，变频器输出频率又上升；如果输出频率达到额定，而管网压力仍小于设定值，则二号泵转为工频泵，接通三号泵并由变频器控制，使管网压力上升最终达到压力平衡。根据管网压力的变化，三台泵的工作状况可以轮流切换。
本系统的控制电路电气原理图如附图4-4所示。
电气原理图中所用元器件清单见表4-1
表4-1 元器件清单
2. 变频器
采用三菱公司风机、水泵专用型FR-F540系列变频器，容量11kW。由于采用外围PID调节器，因此对变频器性能要求不高，采用其它型号变频器均可。端子接线图如图4-5所示。参数设置见表4-2所示：表4-2 FR-F540系列变频器参数设置
注：其它参数为出厂设定值。
3. 数字式多功能PID调节器（PXR5）
该调节器系日本富士电气公司产品。它可以作为温度、压力、流量等控制仪。它具有使用方便、体积小(相当于一只中间继电器大小)、价格低和功能强等优点。
PXR5的各接线端子如图4-6所示，实际接线时，接线端子在调节器背面，通过螺钉与导线连接。
本实例中，在上图中确定电源端子11,12为100～240V AC；控制输出1端子31,32为电流输出；测量值输入端子35,36为电流/电压输入，并应在端子35,36之间并接250Ω电阻；报警AL1输出端子7,8为常开触点。据此，可画出PXR5与PLC、变频器之间的连接图如图4-7所示：
在图4-7中，管网压力通过压力变送器输出4-20mA电流信号送到PXR5的输入端，作为反馈值。压力变送器采用宝鸡华水自动化工程有限公司生产的HSA变频专用压力变送器，型号为PB-DA-2YA，量程为0～1.0MPa，输出信号为4～20mA。PB-DA-2Y系列产品是一种新型的压力变送器，广泛应用于冶金、
电力、自来水、化工和石油等工业现场，实现远程监控和控制。PB-DA-2Y系列产品采用德国AMG 公司传感器及专用变送器用集成电路，传感器部件为光刻箔式电阻应变计。它设计新颖独特，工艺先进，信号输出稳定，信号输出精度达1.0级，表面指针精度为1.6级。使用环境温度为-20℃～45℃，相对湿度不大于80%。仪表接线为三线制：黑色――电源正极；红色-－输出正极；兰色-公共负极。接头螺纹选用ZG1/2，与管道直接相接。该压力变送器外形如图4-8所示。本例中，压力变送器安装在水泵出水口的管道上，如图4-9所示。
图4-8 压力变送器外形图图4-9 压力变送器安装图
该调节器的参数分为三组，可以根据不同要求分别设置，这3组参数的分类及各参数的定义分别如表4-3、表4-4、表4-5所示。在需要设置其中的有关参数时，按住SEL键保持1秒（或2秒、3秒），就可分别进入第一组（或第二组、第三组）参数的设定状态，使用∧或∨键可以在本组参数中选择需要设置的参数并进行修改。当该组参数设置完成后，按SEL键2秒钟，就可返回工作状态，可继续进入其它参数组进行设置，也可保持在工作状态开始进行控制。
在本实例中，是将该调节器作为压力调节使用的，不需要较复杂的多段升温、保温的程序，只需使其进行简单的PID运算即可，因此需设置的参数不多。本例中所设置的参数如下：
（1）运行控制参数Stby（第一组）
参数Stby 可以使仪表在控制待机状态和控制运行状态（即工作状态）之间切换。设置STby=ON则为待机状态，此时可以进行参数设置，但控制和报警都无输出；Stby=OFF为运行状态，控制及报警功能正常进行。在此状态下也可通过SEL键进入参数设定状态。
（2）报警1动作值参数AL1、A1-L、A1-H（第一组）
这3个参数都是对报警1的动作值进行设置的。AL1是设定值；A1-L是报警1下限值；A1-H是报警1上限值。要根据所用的报警方式的不同，在这3个参数中进行选用。例如报警方式是高低限报警时，即测量值超出高限或低限要报警，在高、低限之间不报警，就要分别设置A1-H和A1-L；而若使用高（或低）报警方式，即测量值超出高限（或低限）时报警，低于高限（或高于低限）时不报警，就只要对AL1设置即可。本例中使用高报警方式，因此设置AL1=10，即压力测量值超出给定值10%时报警。
（3）控制方式参数CTrL（第二组）
可设置3种控制方式：PID控制、模糊控制及PID自整定方式。本例选用PID控制方式，因此设置CTrL=PID。
（4）输入信号代码P-n2（第二组）
PXR系列温度控制器允许使用热电阻或热电偶测量温度，也可直接输入1～5V直流电压或4～20mA 直流电流。各种不同的输入信号以不同的代码来表示，如表4-6所示。本例中用4～20mA直流电流输入，因此设置P-n2=16。
（5）小数点位置设定P-dP（第二组）
当输入类型设定为4～20mA电流后，仪表已规定显示形式为百分比，显示范围为0%～100%，即显示为0～100。显示1即代表4～20mA量程的1%。由于输入电流是由压力变送器输出的，压力变送器量程为0～1Mpa，对应输出4～20mA电流，则量程的1%就对应0.01Mpa。而压力值0.01Mpa近似为0.1kg/cm2，因此设置小数点位置为1位，即参数P-dP=1，这样当显示1%时显示的形式就变为0.1，可近似看作为0.1kg/cm2的压力值。
（6）设定报警1动作模式ALM1（第二组）
PXR5系列调节器具有31种报警方式，可通过对参数ALM1设置不同的报警代码来指定。各种报警动作的模式如表4-7和表4-7（续表）所示：
在表4-7中，报警代码分为标准报警代码和双报警代码。在标准报警代码中，报警动作的方式是当测量值超过参数AL1（在表32-7的作用图中以ALn 表示，n=1、2，本例所选型号只有1个报警，无AL2，故n 只能取1)的设定值时报警输出触点接通（绝对值报警模式）；或当测量值超过给定值SV 一定的偏差（偏差即参数AL1的设定值）时报警输出触点接通（偏差报警模式）。标准报警模式中只用到AL1一个参数。而在双报警代码中，报警动作的方式是当测量值超过高限或低限时或超出SV 的上、下偏差时报警触点动作，要用到参数A1-L 和A2-H 来分别设定低限（下偏差）和高限（上偏差）。本例采用的报警方式是上偏差报警，故设置参数ALM1=5。因设定AL1=10，所以本例中报警输出动作是在实际管网压力超出给定值SV 的10%时发生。
（7）P、I、D运算数值设置（第二组）
本调节器的主要任务是对管网压力进行PID控制，为了使压力的变化平稳，当用水量出现波动时调节器要及时作出响应，使管网压力尽快满足用水量的需要，同时又不能出现过大的超调量，因此要将P、
I、D参数设定为最佳状态。在设置PID参数时，需注意的是，在变频器中，内置PID调节功能的“P”
参数，是直接预置比例增益Kp。而在专用的PlD调节器中，比例增益的大小常常是通过“比例带”来进行调节的（PXR5中即是）。本实例中只使用PI控制，未使用微分控制，设置参数D=0，参数P和I 在调试中整定。
（8）SV设定范围Sv-L和Sv-H（第三组）
参数Sv-L和Sv-H分别用于指定给定值设置范围的下限和上限。当在参数P-n2中设定输入信号种类是4～20mA电流时，已规定SV和PV显示的单位是百分比，显示范围为0%～100%，因此Sv-L和Sv-H 的数值范围必须在0～100之间。本例要求压力值在0～1Mpa之间可任意给定，因此设置Sv-L=0，Sv-H=100，使SV设定范围为0%～100%。
4.PLC及控制程序的编写
（1）PLC的选用及输入/输出端口的分配
在本实例中，PLC用于对变频器的运行、停止进行控制，并负责三台电动机的切换。PLC选用三菱公司的FX系列，型号为FX2N-48MR，继电器输出，输入点24点，输出点24点。PLC的接线图参见附图4-4，其I/O分配表如表4-8所示：
表4-8 输入/输出分配表
（2）控制程序的分析
本例的梯形图如图4-10所示。
附：PLC控制系统设计的一般步骤
如图4-11所示，PLC控制系统的一般设计步骤可以分为以下几步：熟悉控制对象、PLC选型及确定硬件配置、设计PLC的外部接线、设计控制程序、程序调试和编制技术文件。
威乐（中国）水泵系统有限公司 恒压供水变频控制柜恒压供水变频控制柜 操作使用操作使用说明说明 威乐威乐（（中国中国））水泵系统有限公司
1.1.概述概述概述 安装及调试只能由有资质的人员进行。 1.1使用范围使用范围 WILO 变频恒压供水系统采用了交流变频调速技术及可编程序(PLC) 控制技术，采用结构化软件设计,构成了性能先进,合理可靠的电控产品。它可以取代水塔、高位水箱及传统的气压罐供水装置，适用于各种类型的水厂、加压站、饭店宾馆、居民小区等高层建筑的生活、生产供水。 1.2技术数据技术数据：： 电源要求：3相380V±10％，50HZ 控制电压：220VAC/24VDC 所控制水泵电机的最大额定功率：根据不同的水泵需要，选择不同的电机功率控制柜 保护等级： IP44（更高等级的需要注明） 环境温度： 0~40℃ ２. . 安全注意事项安全注意事项安全注意事项 安装和操作水泵时请严格遵守以下规定。在安装前请相关安装人员仔细阅读操作手册。请注意“安全提示”以及以下相关章节中危险符号所提示的内容，避免发生安全事故。 2.1危险符号危险符号 表示“小心触电” 注意注意!! 表示如果忽略有关安全规定，会造成水泵/部件损坏并影响其功能 2.2人员培训人员培训 人员必须经过培训合格后才能进行水泵安装。 2.3危险提示危险提示 不遵守操作规定会导致人员伤害和设备损坏；因违反操作规定致使设备人为损坏不在正常的保修范围内。 误操作可能引起很多问题，例如： —水泵及部件功能故障
2.4操作人员安全要求操作人员安全要求 请遵守现行的安全操作规定。 请检查电气方面的安全隐患。 请遵守当地电力公司发布的安全规定。 2.5安装和检修安装和检修 请用户确保安装和检修由专业人员完成，请专业人员仔细阅读操作手册。请勿对运行的水泵进行检修、安装等工作；而且需要有第二个人在场，确保发生事故时及时处理。。 2.6备品备件备品备件 为了确保安全性，建议使用原产备件，或经过WILO 生产商授权的其他厂家的备件。由于使用未经许可的生产商的备件造成设备损坏，本公司不承担维修责任和相关法律责任。 3.3. 运输与储存运输与储存 注意：系统必须防潮并严禁机械破坏与震动。 电气原件不能在0℃到40℃范围外工作。 接电装置避免与湿气接触，避免摇晃和碰撞，以免造成机械损坏。 4.4.控制系统基本工作原理控制系统基本工作原理控制系统基本工作原理 系统运行时,供水管网上压力变化,通过压力/压差传感器变成电信号,经PLC 自动调节变频器的输出频率,以达到改变泵速而稳定压力/压差的目的。同时,当压力/压差在调节过程中高于或低于一定界限时,通过PLC 控制器对电机进行循环开停,并具有工频与变频之间的自动切换,以保证大流量变化时压力恒定。 压力/压差 PLC 变频器 切换装置 电机水泵 供水 压力/压差变送 压力/压差检测 CC 变频控制柜结合各种类型的压力/压差或水位传感器来控制和监督多台泵的工作。将总的供水量分散在几台小容量的水泵上，控制器根据供水量的需求控制各台水泵的启动和关闭。这种供水方式的优点：更精确的满足变化的供水需求，并使各台水泵工作在其最佳的工作范围。从而使设备的运行即可靠又经济。
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
技术协议 一、总则 1.1本协议书适用于山西柳林王家沟煤业有限公司变频恒压供水系统。它包括了设备的功能设计、结构、性能、供货等方面的技术要求。 1.2如卖方没有以书面形式对技术规范书明确提出异议，那么卖方提供的产品应完全满足技术协议书的要求。若供方所提供的协议书前后有不一致的地方，应以更有利于设备安装运行、工程质量为原则，由买方确定。设备采用的专利涉及到的全部费用均被认为已包含在设备报价中，卖方应保证买方不承担有关设备专利的一切责任。 1.3本技术协议书所使用的标准如与卖方所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。 二、设备概述 2.1变频恒压供水是指在供水管网中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。供水管网的出口压力值是根据用户需求确定的。 2.2变频恒压供水系统以管网水压 (或用户用水流量)为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节 (PID)，使供水系统自动恒稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应增大；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，供水量亦相应减小，这样就保证了供水效率用户对水压和水量的要求。 2.3变频恒压供水系统是一项成熟的技术，我公司已为多家水处理厂进行设计和改造，并取得可观的经济和社会效益。
三、设备规范 3.1设备名称：变频恒压供水系统 3.2型号：HHY-50/72-Q3 3.3设备组成：主泵、副泵、稳压罐、系统机组、智能变频控制柜 3.4主要参数： 3.5位置：室内安装
3.6变频恒压供水系统型号说明 3.7该系统设备主泵有二台，全部可软启动，均可变频调速，若按正顺序启动则按逆顺序停止。在三台水泵并联供水时，只有一台泵是变频调速泵，其余为恒速泵。在水泵出水管附近安装压力传感器，并将出水口压力信号反馈给变频恒压控制柜，控制水泵按设计给定的压力自动选择水泵的开停及台数，由用户需水量决定水泵供水量。 四、变频调速水泵恒压供水的特点： 我公司的变频调速水泵恒压供水有如下特点： 4.1供水压力稳定： 系统实现闭环控制，传感器返回系统压力，通过与设定值的比较，输出相应频率，拖动水泵运行在相应的转速，使系统压力保持恒定。 4.2高效节能： 系统能按需设定压力，根据设定的压力自动调节水泵转速和水泵运行台数，使设备运行在高效节能的最佳工作状态。 4.3操作方便简单，稳定可靠： 系统由变频器和PLC自动控制，可实行无人操作，操作简单。配有自动/手动开关控制，保证设备的安全连续运行。
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。
水泵，众所周知，它是用来输送液体动力元件，国民经济许多部门要用到它。其品种规格繁多，对它分类方法也各不相同，按其工作原理可以分为三大类：叶片式水泵，容积式水泵，其他类型水泵。 目前市场主要产品为离心泵，是叶片泵一种，亦为应用最为广泛泵型。此种泵工作原理是靠叶轮高速旋转时叶片拨动液体旋转，使液体获离心力而完成水泵输水过程，这种泵称为离心泵。其应用领域涉及生活热水供水、污水排水、工业应用、商业建筑暖通空调循环、冷却水输送等各个方面。离心泵是一种重要设备，它运转需要消耗大量动力！据统计，全世界20%电能是消耗水泵系统上。而事实上，采取必要技术措 施及控制手段，其中30%-50%能耗是可以节省下来。 一：定速泵与变速泵： 传统供热、空调系统，是按单独质调节运行方式选择循环水泵，选泵原则是泵流量不能小于外网所需流 量，一般外网理论流量 1.1?1.2倍，扬程按管路及用户总阻力 1.05?1.10倍进行选择，这时对应轴功率已大于100%。可见按定流量运行方式，水泵运行电耗是很大。带来调节效果十分理想。 水泵按定流量运行方式，当部分负荷状态下，系统所需流量降低，为适应其流量变化，需减小阀门开度调节以改变系统特性曲线，即消耗多余压头，浪费了大量电能！ 改变阀门开度完成对水泵运行点调节，我们还可以采用改变泵转速方法： 由可以看岀：当泵转速改变后泵性能曲线将同时改变，而转速将随频率］Hz ］改变而改变。对循环水泵性能分析可知：水泵流量、扬程和轴功率均与水泵叶轮转速之间存着一定比例关系： 如由此可以看岀，水泵扬程与电机转速平方成正比，水泵轴功率与电机转速立方成正比。即当水泵流量 降低20%时候，电机转速应降低20%，水泵电耗将降低50% ;当水泵流量降低50%时候，电机转速就降低50%，水泵电耗降低87.5%。当系统需要流量降低时，降低转速，相应水泵流量降低，水泵轴功率降低, 节约电能效果显著。，采用变速调节，也避免了采用阀门调节时不必要阀门压头损耗。 二：速度控制原理： 当流量降低时，控制器将检测压力信号（传感器电机电流或转速状态）。此时，控制器将向变频器发岀一个信 号，使其降低输岀（较低频率）直至压力回到要求水平（设定点）。反之，当流量再次升高时，控 制器将检测到压力降低。控制器将向变频器发出一个信号，使其提高输出（较高频率）直至压力回到要求
22KW深井泵恒压变频控制方案 变频调速恒压供水具有节能、安全、高品质的供水质量等优点，恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。 一、恒压供水原理 通过管网中的远传压力表或者压力传感器将信号送入变频器，使用英威腾变频器自带的PID运算调节功能，自动调整电机转速，当管网中压力增大时，远传压力表或压力变送器的反馈信号增大，变频器输出频率、电压下降，电机速度下降，水泵轴功率减小，水泵的流量减少，当到达所需恒定压力值时，此时系统处于动态平衡。当管网中压力减小时，远传压力表或压力变送器的反馈值减小，变频器经过PID运算，调节输出频率上升，从而使得电机转速上升，直到达到设定压力，动态平衡。当不用水时，由于管网压力已达恒定，变频器进入休眠待机状态，此时电机不转，水泵停止工作。当管网压力发生改变时，变频器再次自动唤醒，从而达到恒压动态调节水的流量，达到恒压节能的目的。 本控制回路，设有工频备用回路。当变频器回路出现故障时，将选择开关打到“工频模式”，手动启动工频回路，以保证生产生活用水需求。在工频回路设有电动机保护器，电动机保护器具有电动机过载、缺相、短路保护功能，时刻保证水泵机组安全。 二、恒压供水节能方案 如上所述，流量是供水系统的基本控制对象，供水流量需要随时满足用水流量。在供水系统中，管道中的水压能够充分反映供水能力与用水需求之间的关系： 若供水流量 > 用水流量→管道水压上升↑ 若供水流量 < 用水流量→管道水压下降↓ 若供水流量 = 用水流量→管道水压不变 所以,保持管道中的水压恒定，就可保证该处供水能力恰好满足用水需求，这就是恒压供水系统所要达到的目的。 整个控制过程如下： 用水需求↑——管路水压↓——压力设定值与返馈值的差值↑——PID输出↑——变频器输出频率↑——水泵电机转速↑——供水流量↑——管路水压趋于稳定 控制原理框图如下：
概况： HDL系列水泵控制柜是海德隆公司充分吸收国内外水泵控制的先进经验，经多年的生产和应用，不断完善优化，精心设计制作而成。该产品具有过载、短路、缺相保护以及泵体漏水、电机超温及漏电等多种保护功能及齐全的状态显示。还具备单泵及多泵控制工作模式，多种主、备泵切换方式及各类起动方式。可广泛适用于工农业生产及各类建筑的给水、排水、消防、喷淋管网增压以及暖通空调冷热水循环等多种场合的自动控制系统。 海德隆公司的控制设备根据不同的使用情况，可分为液位控制、压力(恒压)控制、时间控制、温度控制、空调联控、消防专用等类型。按产品使用的特点可分为：生活泵控制设备、变频恒压控制设备、消防泵专用控制设备、空调泵专用控制设备、潜水排污泵专用控制设备等。 启动方式： 1、直接启动：一般电机功率为15kW以下的水泵采用直接起动。 2、自耦降压启动：15kW以上的排污泵，一般采用自耦降压启动。消防喷淋泵亦多选用此起动方式。 3、Y-△降压启动：其余型号15kW以上的水泵，若无特殊要求，一般采用Y-△降压方式起动。 4、软启动器启动：若希望进一步降低起动时对电源及电机的冲击，延长机械寿命，完全消除水锤现象和噪音，并达到节能的目的，则采用软起动方式。 5、变频启动：适用于任何功率情况下的控制设备，变频控制系统设在自动状态下，水泵启动方式为通过改变电源的频率由小到大延时启动，达到平稳启动的目的。 工作条件: 1、周围最高空气温度不超过40℃，最低温度不低于-5℃。 2、安装地点海拔高度不超过1000米。 3、周围空气中无爆炸危险的介质，且介质中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电尘埃。 4、工作电压为380±10%。 5、震动：＜5.9m/s2(0.6G); 功能原理及用途: 多泵控制工作模式： 一用一备：控制Ⅰ、Ⅱ二台水泵，可工作于“Ⅰ主Ⅱ备”或“Ⅱ主Ⅰ备”两种方式。 二用一备：控制Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三台水泵，可工作于“Ⅰ、Ⅱ主Ⅲ备”或“Ⅱ、Ⅲ主Ⅰ备”或“Ⅰ、Ⅲ主Ⅱ备”三种方式。 三用一备：控制Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四台水泵，可工作于“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ主Ⅳ备”或“Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ主Ⅰ备”或“Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ主Ⅱ备”
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。
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
第一篇 一、接线： 按图所示的电路，连接空气开关、漏电开关、电源，检查接线无误后，合上空气开关，变频器上电，数码管显示0.0。 关掉电源，电源指示灯熄灭后，再连接电机、起停开关、远程压力表、限流电阻等，变频器和电动机接地端子可靠接地，并仔细检查。 压力表选用YTZ-150电位器式远程压力表，安装在水泵的出水管上，该压力表适用于一般压力表适用的工作环境场所，既可直观测出压力值，又可以输出相应的电信号，输出的电信号传至远端的控制器。压力表有红、黄、蓝三根引出线。 压力表电气技术参数：电阻满量程：400Ω（蓝、红）；零压力起始电阻值：≤20Ω （黄、红）；满量程压力上限电阻值：≤360Ω（黄、红）；接线端外加电压：≤10V（蓝、红） 二、开环调试： 检查接线无误后，合上空气开关和漏电开关，变频器上电，数码管显示0.0，按JOG键，检查水泵的转向，若反向，改变电机相序。 按运行键RUN，运行指示灯亮（绿色），顺时针方向旋转键盘旋钮，输出频率上升，观察压力表的压力指示，同时用万用表直流电压档测量变频器端子VF 和GND之间电压值，随着变频器输出频率升高，压力增加，VF和GND之间的反
馈电压上升，记录下将要设定的恒定压力（比如5Kg）对应的反馈电压值（比如 3.1V）。按停车键STOP，变频器减速停车。 三、闭环变频恒压运行： 合上起停开关，变频器运行指示灯亮，输出频率从0.0Hz到达30.0Hz后，根据用水情况自动调节，保证出水口的压力恒定为5Kg。增大F4.06的参数设定值，出水口的压力增加，减小F4.06的参数设定值，出水口的压力降低。 第二篇 一、前言 目前，应用最广泛的变频恒压供水系统是水泵出口压力恒定系统，其工作原理是在水泵出水口安装压力传感器，将测定的压力值转换成电信号输入压力控制器，压力控制器根据设定压力值与测定压力之间的差值，通过PI调节运算后，控制变频器，调节水泵的转速，使水泵出口压力保持恒定。 这种控制系统电控部分较简单，国内外采用广泛。缺点是仍有小量能量浪费且不能反映水流通过给水管网时，管网阻力持性的变化。所以当用水低峰时，虽然由于转速的改变水泵扬程能保持恒定不再升高，但管道最末端的出口水压将高于其所需的流出水头。 采用泵出口变压力控制系统，则可解决以上的不足，即泵出口的设定压力随用水量的变化而变化，使管道最末端的出口水压恒定在其所需的流出水 头。 ABB公司的ACS510系列变频器是专为风机、水泵控制系统设计的，其中参数“给定增量8103、8104和8105”可完成泵出口变压力控制功能。 二、ACS510中的变压力控制部分参数设置 在多台并联泵供水系统中，随着泵的运行数量的增加，流量会成倍的增大，管道阻力会迅速增高。如果随着流量的变化，增减恒压控制系统的设定压力，做到小流量小压力，大流量大压力，则可以最大限度的较少管道阻力对管道出口压力的影响，并且提高了节能比例。ABB公司的ACS510系列变频器就提供了上述功能。 在ACS510中，参数8103、8104、8105是给定增量参数，他们的作用是每多
水泵恒压供水变频器节能改造 叶良禄 提要：变频器传动时要得到与工频电源传动相同的转矩特性，变频器输出电压的基波有效值通常要等于工频电源的有效值。因此，变频器调速改造选型时要充分考虑电动机的负载特性。 摘要论述了水泵恒压供水变频节能改造的原理；变频器的选型要点及容量计算；节电计算及运行效果分析。 关键词变频器电动机改造 一、引言 动能公司供水车间七泵房主要承担着热力车间老区3台锅炉和3台汽机生产用水的供水任务。该系统共有水泵机组两大两小，大水泵机组型号为600S-32，额定流量3170m3/h，扬程32m，转速970r/min，配套功率400kW；配用电机为Y4005-6，额定功率400kW，电压6kV，额定电流46.5A，转速988r/min；小水泵机组型号为350S-44A，额定流量1116m3/h，扬程36m，转速1450r/min，配套功率160kW；配用电机为Y315L1-4，额定功率160kW，电压380V，额定电流289A，转速1485r/min。根据平时用水情况来确定机组的匹配数量和阀门开度，平时开一大一小，系统组管压力偏高有富余，有时只需一台大机，有时需要一大两小，其中一台小机的阀门开度仅为20％左右，系统瘪压情况较严重，压力不稳定。设备振动厉害，给生产带来很多不稳定的因素。系统的给水压力和供水量整年呈现一个动态的变化过程。为此，于2005年初对该系统的两台小机组进行了恒压供水变频节能改造，改造后的供水系统完全满足3台锅炉、3台汽机的生产用水要求，同时节能效果也十分显著。 二、恒压供水变频节能的原理 如图1所示，当水泵工作在曲线②的A点时，其流量与压力分别为Q1、p2，此时水泵所需的功率正比于p2与Q1的乘积。由于工艺要求需减小水量到Q2，通过增加管网管阻，使水泵的工作点移到曲线③上的B点，水压增大到p1，这时水泵所需的功率正比于p1与Q2的乘积，由图可见这种调节方式控制虽然简单，但功率消耗并无减少。
目录 1变频器恒压供水系统简介 ................................................................... 错误！未定义书签。 1.1变频恒压供水系统节能原理 .................................................... 错误！未定义书签。 1.2变频恒压控制理论模型 ............................................................ 错误！未定义书签。 1.3恒压供水控制系统构成 ............................................................ 错误！未定义书签。 1.4恒压供水系统特点 .................................................................... 错误！未定义书签。 1.5恒压供水设备的主要应用场合 ................................................ 错误！未定义书签。2变频恒压供水系统设计 ....................................................................... 错误！未定义书签。 2.1设计任务及要求 ........................................................................ 错误！未定义书签。 2.2系统主电路设计 ........................................................................ 错误！未定义书签。 2.3系统工作过程 ............................................................................ 错误！未定义书签。 2.3.1减泵过程 ....................................................................... 错误！未定义书签。 2.3.2加泵过程 ....................................................................... 错误！未定义书签。 3 器件介绍及选型 .................................................................................. 错误！未定义书签。 3.1变频器介绍 ................................................................................ 错误！未定义书签。 3.2变频器的种类 ............................................................................ 错误！未定义书签。 3.3变频器选型 ................................................................................ 错误！未定义书签。 3.3.1变频器的控制方式 ....................................................... 错误！未定义书签。 3.3.2变频器容量的选择 ......................................................... 错误！未定义书签。 3.3.2变频器主电路外围设备选择 ......................................... 错误！未定义书签。 3.4可编程逻辑控制器（PLC）..................................................... 错误！未定义书签。 3.4.1 PLC的工作原理 ........................................................... 错误！未定义书签。 3.4.2 PLC及压力传感器的选择 ........................................... 错误！未定义书签。4PLC编程及变频器参数设置............................................................ 错误！未定义书签。 4.1 PLC的I/O接线图 ............................................................... 错误！未定义书签。 4.2 PLC .......................................................................................... 错误！未定义书签。 4.3 变频器参数的设置 ................................................................. 错误！未定义书签。总结 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献 .................................................................................................. 错误！未定义书签。
水泵变频运行的特性曲线(一） 1 引言 水泵冷油泵采用变频调速可以达到很好的节能效果，这在同行业中已经有很多人写了大量的论文进行论述。但其结果却有很多不尽人意的地方,有很多结论甚至是错误的和无法解释清楚的，本文以简易的图解分析法来进行进一步的解释和分析。 2 水泵罗茨真空泵变频运行分析的误区 2。1 有很多人在水泵变频运行的分析中都习惯引用风机水泵中的比例定律流量比例定律Ｑ１／Q２=n1/n２ 扬程比例定律 H１／H2=(n1／ｎ2）2 轴功率比例定律Ｐ1／P2=（n1/ｎ２)３ 并由此得出结论：水泵的流量与转速成正比，水泵的扬程与转速的平方成正比，水泵的输出功率与转速的3次方成正比。 以上结论确实是由风机和水泵的比例定律中引导出来的，但是却无法解释如下问题: (1) 为什么水泵变频运行时频率在30~3５Hz以上时才出水？ (2) 为什么水泵在不出水时电流和功率极小,一旦出水时电流和功率会有一 个突跳,然后才随着转速的升高而升高？ 2。2 绘制水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线 很多人绘制出水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线如图1所示.
图１水泵的特性曲线 图1中，水泵液下排污泵在工频运行的特性曲线为Ｆ1,额定工作点为A，额定流量ＱA，额定扬程ＨA,管网理想阻力曲线R1=Ｋ1Q与流量Q成正比.采用节流调节时的实际管网阻力曲线R2，工作点为Ｂ，流量Q B，扬程ＨB。采用变频调速且没有节流的特性曲线F２,理想工作点为C,流量Q C，扬程H C;这里ＱＢ=Q C。 按图1中所示曲线，要想用调速的方法将流量降到零,必须将变频器的频率也降到零,但这与实际情况是不相符的。实际水泵变频调速时,频率降到30～３５Hz 以下时就不出水了，流量已经降到零。 2．3 变频泵与工频泵并联 变频泵与工频泵并联运行时，由于工频泵出口压力大,变频泵出口压力小,因此怀疑变频泵是否会不出水?是否工频泵的水会向变频泵倒灌？
变频水泵(变频离心泵、变频增压泵)选型数据手册概念及用途 变频水泵(又名变频离心泵、变频增压泵)表示用单相/三相交流变频器驱动并实时调节水泵转速以实现恒压供水一类水泵设备的统称。一般习惯性的称只有一台水泵的变频水泵机组为变频水泵；两台或两台以上水泵的变频水泵机组为变频供水设备。变频水泵是新一代全自动增压泵的典型代表产品，其具备全自动运行、恒压、清洁卫生、低噪音低震动、节能环保、使用寿命长、保护功能齐全、操作和维护简便等系列优点，被广泛用于各种城镇大中小规模建筑大厦、工农业生产制造、农业/园林灌溉等需要二次供水增压并且需要恒压自动给水的场合。以下分别介绍几种常规的卧式和立式变频水泵的特点及性能范围： 变频水泵分类 1、根据材质不同分为铸铁变频水泵和不锈钢变频水泵； 2、根据泵结构不同分为立式变频水泵和卧式变频水泵； 3、根据变频器的输入电源不同分为单相变频水泵和三相变频水泵； 4、根据水泵台数不同分为单控式变频水泵和变频供水设备(行业一般习惯性的称只有一台水泵的变频水泵机组为变频水泵；两台或两台以上水泵的变频水泵机组为变频供水设备)。 如图1，分别为卧式变频水泵、立式变频水泵和变频供水设备机组实拍图技术指标 水泵台数通常1-5台不等 必备功能全自动、恒压、压力可调 流量范围1-500m3/h 扬程范围10-250m 压力范围0.1-2.5Mpa 功率范围0.37-45Kw 进出口径DN25-DN300 主体材质铸铁或SUS304不锈钢 介质温度0-100℃
推荐产品一：JWS-BL卧式全自动恒压变频水泵(单控式) 整体介绍 JWS-BL卧式全自动变频水泵是新一代卧式结构的小型恒压供水系统，主要由卧式多级不锈钢离心泵、单相/三相交流变频器、传感器、阀门和稳压罐组成。具有全自动、恒压调速、压力可自由设定、304不锈钢清洁卫生、低震动低噪音、工作效率高、节能环保、操作简便、维护维修方便等系列优点。 功能特点 全自动。变频水泵全自动运行启停是必须具备的基本功能之一，并且是基于差量补偿的运行模式。 清洁卫生。主体材质为SUS304食品级不锈钢制造，确保了对水质的二次污染甚微。 恒压。基于闭环控制的PID控制系统，出水压力趋于恒定，管道出水口水压绝不会一大一小。 自由调节压力。无论你需要多少压力，只要在泵的性能范围内，压力都是可以随意调节。 低噪音。新一代轻型卧式多级离心泵增压，变频调速优化输出，设备无论是震动还是噪音都较小。 节能环保。基于差量补偿运行机制，差多少补多少，大大减少了无用功的输出，节能环保。 性能范围（详细数据查阅数据手册） 输入电压单相220V/50-60Hz、三相380V/50-60Hz 水泵台数1台 流量范围1-30m3/h 扬程范围10-55m 压力范围0.1-0.55Mpa 最大耐压 1.0MPa 功率范围0.37-3.0Kw 电机转速0-2900r/min 进出口径G1-G2 主体材质SUS304不锈钢 防护等级IP55 介质温度0-104℃
水泵恒压供水方案 一.泵房供水电机一般以恒定速度运行,用大小泵切换或调节 进出水阀的方法调节水压及流量,以满足各种不同的需求.这种低效率控制流量的方法,不能满足实际工作要求,由于工作中水量变化,可能使平均水压升高,一方面造成不必要的能量消耗还会使管网因较大的压力冲击,使管网破裂;另一方面使水压不稳,影响供水品质. 二.采用变频恒压供水自动化控制的特点: 1.节省电能,降低能源消耗,能24小时维持恒定压力,并根据 压力信号自动启动备用泵,无级调整压力,供水质量好,与 传统供水相比,不会造成管网破裂及水龙头共振现象. 2.启动平滑,减少电机水泵的冲激,延长了电机及水泵的使 用寿命,降低了维修成本,避免了传统供水中的水锤现象. 3.变频恒压供水保护功能齐全,运行可靠,具有欠压,过压, 过流,过热等保护功能.可根据用户需要,选择各种附加功 能. 三.供水工况 目前通过二台45KW,二台15KW的水泵(一用一备),工艺要求水压为5Mpa。主要考虑节能及自动化的要求,内置自动节能,PID,简易PLC及通讯接口等功能,可以
方便与PLC,现场总线进行通讯,方便操作及监控,同时可以方便地与压力传感器连用。 四、恒压供水原理 当供水系统阻力一定时,水泵转速的变化,将会改变供水系统的压力和流量。如图1所示,当水泵转速由N1提升到N2时,由于阻力曲线R不变,水泵工况由A点移到B点。则流量由Q1提升到Q2,同时扬程也由H1提升到H2。系统阻力不变时,只需调节电动机的转速,即可改变流量与扬程。 H R H2 N2 P=QⅹHⅹr/102ⅹn (1) H1N1 B P:水泵工况点的轴动功率(KW) H0 A Q:水泵工况点的水压或流量(m3/s ) Q1 Q2 Q H:水泵工况点的扬程(m) r:输出介质单位体积重量(Kg/m H0 ( 图1 ) n:水泵工况点的泵效率(%) 根据离心泵的公式 (1)和水阻力特性曲线,我们可以知道,在水阻特性一定时,调速N与流量Q、 扬程H、轴功率P之间的关系式为: Q2/Q1=N2/N1 (2) H2/H1=(N2/N1)2 P2/P1=(N2/N1)3
1 引言 1.1 本课题的意义 水作为一种能源，是生活中必不可少的，水作为一种可再生资源，同时也是非常脆弱的，这时节约用水就显得非常重要。随着中国经济的飞速发展，大城市里房屋建筑的高度也在迅速的增加，但随之也出现了许多问题，高层住宅供水难就是其中尤为突出的问题。原因是通常，供水系统全天各时段用水量变化较大，如果不及时对供水水量及供水压力进行调节，会使整个供水管网的压力处在波动状态，严重的还会引起管网失压或爆管事故、恶化供水质量。]3[ 传统供水方式主要有：高水塔，高位水箱或增压设备等。它们在不同程度上存在下列许多问题：其设备一次投资费用高，而且必须使水塔高度高于最高层楼用水高度，用压力来提升水量，其结果往往缩短了水泵的使用寿命，还容易造成水的二次污染，造成水电资源的浪费。除此之外传统的供水系统还存在下列问题:1、用水负荷大幅度变化容易引起管网压力的巨幅变化极易造成供水管网的破裂；2、加大了工人的劳动及增加了生产设备维修费用；3、设备的频繁启动产生的大电流易使电网和设备均处于频繁的电流冲击状态，从而使电气设备和机械连接部件的寿命大幅度缩短。]10[在城市供水系统中, 泵的驱动电机绝大部分是交流异步电动机, 其年耗电量约占系统生产成本的80%。目前国内大部分供水企业仍采用传统供水工艺, 即手工操作, 人工监控,经验管理。一般采用调节阀门来满足和适应管网供水压力和需水量的变化，但是用户需水量随时间变化的非常频繁。]9[随着国民经济的迅速发展，能源紧缺问题愈加严重，寻求解决高层建筑供水难的办法迫在眉睫。 对于泵类和风扇负载而言，其功耗与转轴速度的立方根呈正比。当转轴速度降低10%时，气流也减少10%，且能耗减少27%；如果速度降低20%，能耗可降低49%。在工业中应用的离心泵、风扇和鼓风机中，通过使用单片机对电机进行变速控制，取代速度恒定的电机方法，可以节能25%-40%。]5[ 以改善高层住宅用水难为目标，根据城市高层建筑供水系统的实际情况，本系统采用基于恒定管压力的PID 算法对交流电机进行交流变频调速，通过合理配置水泵的工况, 能
变频水泵的意思：使用变频器控制普通水泵电机，或者水泵电机是变频电机。但无论是哪种电机，必须要加装变频器控制系统，才可以达到省电目的。 【变频供水工作原理】 根据用户要求，先设定给水压力，然后通电运行，压力传感器监测管网压力，并变为电信号反馈至变频器，经过对反馈值和设定值的分析处理，由变频器来控制水泵的运行，最终达到反馈值和设定值的一致。当用水量增加时，系统压力降低，反馈值小于设定值，变频器输出电压和频率升高，水泵转速升高，出水量增加；当用水量减小时，水泵转速降低，减少出水量，使管网压力维持设定压力值。在多台水泵并联运行时，自动完成水泵的加减，实现水泵的自动恒压供水。 变频水泵是用普通电机，变频水泵不用时电机是低速运行，也可以增加气压罐，副泵，让主泵电机不转动。【节能分析】 以80DL50-20X3泵为例 额定参数：扬程H=60m，流量Q=50m3/h，功率N=15KW，电机转速n=1450r/min 实际需要的参数往往要小于额定参数，假如实际需要压力为H1=45米，那么实际消耗功率计算如下： 实际转速：n1= √H1/H ×n=1256转/分 实际电机功率：P1=（n1/n）3×P=9.7KW 如电机不采用变频控制，电机将以额定功率进行运转，其消耗功率为15KW；如电机采用变频控制时，电机功率仅为9.7KW。 其节能为：(15-9.7)/15=35% 由此分析可知，水泵采用变频调速控制，节能效果越明显，而且根据实际需要任意设定供水压力。 【变频水泵控制柜】 1、变频水泵控制柜的结构及原理 变频水泵控制柜系统通过测到的管道压力，经变频器系统内置的PID 调节器运算，调节输出频率，然后实现管网的恒压供水。变频器的频率超限信号（一般可作为管网压力极限信号）可适时通知PLC的进行变频泵切 换。为防止水锤现象的产生，泵的开关将联动其出口阀门。水锤是在突然 停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就象锤 子敲打一样,所以叫水锤。水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而破坏阀门和水泵。水锤现象解决办法：①采用变频控制，适当的控制降速时间，应当是控制电机停车时间，也就是让电机软停车！②水泵出口加装缓闭止回阀 变频水泵控制柜工作原理如下: 智能变频恒压供水节能控制柜,变频供水节能控制柜假设整个系统由四台水泵，一台变频器，一台PLC的和的PID（PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于