变频恒压供水控制系统 发表时间：2019-01-08T16:21:17.107Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：蒋正锋[导读] （四川理工技师学院四川成都 611130） 1、系统构成 整个系统由一台PLC，一台变频器，水泵机组（3台），一个压力传感器，低压电器及一些辅助部件构成。 2、系统硬件设计 2.1.1 PLC选型 本系统选用FX2N-32MR型PLC。 2.1.2 接线及I/O分配 2.3 变频器选型及接线 2.3.1 变频器选型 根据设计的要求，本系统选用FR-A740系列变频器。 2.3.2变频器的接线 变频器端子 PLC端子功能 STF Y7 电机正转 FU X2 增泵、减泵 OL X3 增泵、减泵 2.6系统主电路设计 系统主电路接线 3 系统的软件设计 （1）自动运行部分 LD M8002 SET M0 LD X015 CJ P0 LD M0 AND X000 RST M0 SET M2 SET M7 SET M8 1）启动1#泵 按下启动按钮，系统检测采用那种运行模式。如果按钮SB7没按，则使用自动运行模式。变频启动1#水泵。 LD M2 AND X002 RST M2 SET M1 SET M4 2）启动1#，2#泵： 接收到变频器上限信号，PLC通过这个上限信号后将1#水泵由变频运行转为工频运行，KM1断开KM0吸合，同时KM3吸合变频启动第2#水泵。 LD M1 AND M4 AND X003 RST M1 RST M4 SET M2 3）启动1#泵： 接到下限信号就关闭KM3、KM0，吸合KM1，只剩1#水泵变频运行。 LD M1 AND M3 AND M6 AND X003 RST M6 RST M3 SET M4 4）启动1#，2#泵： 输出的下限信号使PLC关闭KM5、KM2，开启KM3，2#水泵变频启动。 LD M1 AND M4 AND X003 RST M4 RST M1 SET M2 5）启动1#泵： 接到下限信号关闭KM3、KM0，吸合KM1，只剩1#水泵变频运行。
箱式变频无负压供水设备工作原理 智能型箱式泵站主要是由密封结构水箱、增压设备、变频控制柜、稳流器及泵组组成。系统分两路进水，一路进水箱，一路进稳流器，当用水量小，自来水服务压力高时，智能型箱泵一体化泵站直接从自来水管网取水，叠压供水。当自来水服务压力低时，增压装置开始工作，将水箱内的水加压到设置的服务压力，进行差量补偿，从而达到节能、无二次污染、恒压供水的目的。对市政自来水管网没有影响，是供水领域的新一代节能产品。 智能型箱泵一体化泵功能特点 1、保持恒压压力 智能型箱式泵站实时通过压力传感器检测出口压力，将检测值和设定值进行比较运算，确定电机及水泵投入台数和变频器输出频率（反应为电机及水泵转速），以实现恒压供水的目的。当自来水管网压力波动使得压力值小于正常压力值，进水量暂时小于出水量时，系统自动将稳压装置关到适合的位置，并启动增压装置通过多点取水，进行加压，知道进水口压力口压力到达市政自来水管网正常压力值，确保设备进水口水量充足，以满足用户的用水需求。 2、高度自动化 系统能实现全自动控制，具有手动/自动切换、主副泵定时轮换、压力调整、恒压、高低电压保护、欠相保护、漏电保护、过载保护、过热保护、缺水保护、不用水停车、瞬间跳闸保护等功能。另可根据用户需求配置人机界面，可视化远程调整、监测和维护。 3、卫生-过流部件均采用不锈钢等食品级材料制造，符合国际涉水卫生规范。 4、叠压运行，节省费用 系统保证管道恒压是根据用水量的变化调整投入台套数和运转速度，用水量大时投入功率大，用水量小时投入功率小。小用水量时（如夜间）系统由小功率泵变频调速恒压供水。系统一直在高效率点运行。因而大大降低了运行费用。可节约能源60%以上。-如市政管网有一定的压力，运行是只需在市政压力基础上补压即可。与传统具有蓄水池的供水设备相比达到同样的效果而从电网吸取的功率较小。及恩呢该效果十分显著。-系统全自动运行无须专人值守：又因没有蓄水池等土建贮水设施，也没有水质处理仪器，免去定期清洗、消毒等工作。故进一步降低了运行费用。 5、反冲洗功能-系智能型箱式泵站具有反冲洗控制功能，当水箱使用一段时间后，系统利用水泵的高压水定期对水箱进行冲洗，同时将含有杂质的水排放出去，确保水箱内不会产生污垢，保证用户用水洁净。 智能型箱泵一体化泵站示意图
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 (3) 2 变频恒压供水系统设计 (4) 2.1 设计任务及要求 (5) 2.2 恒压供水系统主电路设计 (6) 2.3 系统工作过程 (7) 3 器件的选型及介绍 (9) 3.1 变频器简介 (9) 3.1.1 变频器的基本结构与分类 (9) 3.1.2 变频器的控制方式 (9) 3.2 变频器选型 (10) 3.2.1 变频器的控制方式 (10) 3.2.2 变频器容量的选择 (11) 3.2.3 变频器主电路外围设备选择 (13) 3.3 可编程控制器(PLC) (15) 3.3.1 PLC的定义及特点 (15) 3.3.2 PLC的工作原理 (16) 3.3.3 PLC及压力传感器的选择 (16) 4 PLC编程及变频器参数设置 (18) 4.1 PLC的I/O接线图 (18) 4.2 PLC程序 (18) 4.3 变频器参数的设置 (22) 4.3.1 参数复位 (22) 4.3.2 电机参数设置 (22) 总结 (23) 参考文献 (24)
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为供水系统的基本特征。 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
智能型箱式泵站主要是由密封结构水箱、增压设备、变频控制柜、稳流器及泵组组成。系统分两路进水，一路进水箱，一路进稳流器，当用水量小，自来水服务压力高时，智能型箱泵一体化泵站直接从自来水管网取水，叠压供水。当自来水服务压力低时，增压装置开始工作，将水箱内的水加压到设置的服务压力，进行差量补偿，从而达到节能、无二次污染、恒压供水的目的。对市政自来水管网没有影响，是供水领域的新一代节能产品。 智能型箱泵一体化泵功能特点 1、保持恒压压力 智能型箱式泵站实时通过压力传感器检测出口压力，将检测值和设定值进行比较运算，确定电机及水泵投入台数和变频器输出频率（反应为电机及水泵转速），以实现恒压供水的目的。当自来水管网压力波动使得压力值小于正常压力值，进水量暂时小于出水量时，系统自动将稳压装置关到适合的位置，并启动增压装置通过多点取水，进行加压，知道进水口压力口压力到达市政自来水管网正常压力值，确保设备进水口水量充足，以满足用户的用水需求。 2、高度自动化 系统能实现全自动控制，具有手动/自动切换、主副泵定时轮换、压力调整、恒压、高低电压保护、欠相保护、漏电保护、过载保护、过热保护、缺水保护、不用水停车、瞬间跳闸保护等功能。另可根据用户需求配置人机界面，可视化远程调整、监测和维护。 3、卫生-过流部件均采用不锈钢等食品级材料制造，符合国际涉水卫生规范。 4、叠压运行，节省费用 系统保证管道恒压是根据用水量的变化调整投入台套数和运转速度，用水量大时投入功
率大，用水量小时投入功率小。小用水量时（如夜间）系统由小功率泵变频调速恒压供水。系统一直在高效率点运行。因而大大降低了运行费用。可节约能源60%以上。-如市政管网有一定的压力，运行是只需在市政压力基础上补压即可。与传统具有蓄水池的供水设备相比达到同样的效果而从电网吸取的功率较小。及恩呢该效果十分显著。-系统全自动运行无须专人值守：又因没有蓄水池等土建贮水设施，也没有水质处理仪器，免去定期清洗、消毒等工作。故进一步降低了运行费用。 5、反冲洗功能-系智能型箱式泵站具有反冲洗控制功能，当水箱使用一段时间后，系统利用水泵的高压水定期对水箱进行冲洗，同时将含有杂质的水排放出去，确保水箱内不会产生污垢，保证用户用水洁净。 智能型箱泵一体化泵站示意图 箱式无负压供水设备是在组合式不锈钢水箱和变频恒压供水的基础上开发研制的，并加装防负压、防倒流、防水质恶化等控制装置。该设备与普通的变频供水设备和无负压供水设备相比，具有节能显著、噪音低、占少、可靠性高等优点，是目前最先进的供水模式。箱式
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。
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)
14 / - 1 - 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： 14 / - 2 - PLC 变频PIT 恒压供水变频控制系统原理图图1 系统设备选型三、 主要电气元件参数指标1，三相异步电动机水泵：35KW1.0Mpa 恒压设定点：，两线制，4-20mA电流输出压力变送器：0-1.6Mpa VVVF变频器变频器： 1）水泵（小时，35m3/根据设计要求水泵正常供水20m3/小时，最大供水量50 ，流量扬程45m扬程。参考相关资料选择型号为IS50-32-125(50m 的水泵即可满足要求。m3/小时) (2)远传压力表结合具体有数据读取表盘等优点，由于远传压力表具有价格低、14 / - 3 - 实际设计，故在此处选择其作为反馈信号。 四、系统控制要求 1、设两台水泵。一台工作，一台备用。正常工作时，始终有 一台水泵供水。当工作泵出现故障时，备用泵自投。 2、两台泵可以互换。 3、给定压力可调，压力控制点设在水泵处。 4、具有自动，手动工作方式，各种保护、报警装置。 5、用PLC为主要器件完成控制系统的设计。
供水系统方案图
变频恒压供水系统构成及工作原理 1系统的构成 图3-1 系统原理图 如图3-1所示，整个系统由三台水泵，一台变频调速器，一台PLC和一个压力传感器及若干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵协调工作以满足供水需要；变频供水系统中检测管路压力的压力传感器，
一般采用电阻式传感器(反馈0～5V电压信号)或压力变送器(反馈4～20mA电流)；变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。 从原理框图，我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、以及报警装置等部分组成。 (1)执行机构 执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，图2.3中的3个水泵分为二种类型: 调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。 恒速泵:水泵运行只在工频状态，速度恒定。它们用于在用水量增大而调速泵的最大供水能力不足时，对供水量进行定量的补充。 (2)信号检测 在系统控制过程中，需要检测的信号包括自来水出水水压信号和报警信号: ①水压信号:它反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。 ②报警信号:它反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有异常。该信号为开关量信号。 (3)控制系统 供水控制系统一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。 ①供水控制器:它是整个变频恒压供水控制系统的核心。供水控制器直接对系统中的工况、压力、报警信号进行采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，通过变频调速器和接触器对执行机构(即水
浅谈变频恒压供水系统中水泵选择 目前，供水行业中经常用到无负压给水设备和变频恒压给水设备，以上两种设备的基本原理都是根据供水系统的压力变化（对应流量变化）。利用变频器调节执行单元（水泵、电机）的转速，达到恒压供水目的（f1：f2＝n1: n2= Q1: Q2=H12: H22。该系统中，执行单元是系统中主要工作消耗能源的设备及主要影响系统综合性能的设备之一。泵的选择合理与否则直接影响到系统的两个重要指标： 一、运行费用——耗电量及出水量。 二、使用维护成本——设备使用寿命，日常维护费用。 所以，在变频恒压供水系统中，水泵的选择至关重要。 变频恒压供水系统中水泵的选择必须考虑以下几方面： 1.流量、扬程，满足系统设计的供水要求，泵的基本参数合理与否是系统供水功能的基本保障。 2.水泵配电机的供电要求必须满足使用地供电情况。 3.尽量选择高效率水泵，由于变频恒压供水为不间断供水，运转时间长，水泵在该系统中又是主要耗能单元，高效率的水泵选择是系统节能理念的根本保证。 4.性能曲线（Q－H线）选择较陡峭的水泵。 变频恒压供水主要是通过水泵转速的变化来调节因用水量变化带来的压力变化，使压力恒定、平稳，性能曲线陡峭的泵相对于性能曲线平稳的泵在转速、流量发生变化压力恒定时频率的调节幅度大，选择性能曲线陡峭的水泵在变频恒压给水系统中满足不同用水量的变化更加节能。 5.选择使用寿命相对长的水泵。水泵作为能量转换工作单元，本身就是易损坏，高维修保养的部份。高品质的水泵关系到整个系统的使用寿命，直接影响使用成本。 6.选择维修维护简单的水泵 一般设备将交到物业公司管理，物业公司的维修技术力量不强，不方便维修或维修技术要求高的水泵会增加使用成本，特别是零部份互换性差的水泵更会增加日常的维护成本。 其它如：使用环境对防护等级及噪音要求等根据实际情况加以考虑。 以下为典型不能用于变频恒压供水系统中的水泵实例： 一、填料密封水泵 该类水泵启动转矩大，变频启动的启动转矩小，使用中经常会使变频器报故障，并且使用中密封耗能量大，也不节能。 二、屏蔽泵 1.该泵效率相对于单端面机械密封离心泵低，一般不会高于60%。 2.变频恒压供水系统流量是变化的，经常会出现长时间小流量供水，如夜间及其他供水各区，屏蔽泵在长时间小流量情况下运转，由于其效率低，会导致发热，使液体蒸发，而导致干转，从而损坏滑动轴承或过热后烧毁电机。 3.屏蔽泵为单级泵，性能曲线较为平坦，压力恒定，流量发生变化要求的转速变化不大，
无负压变频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，能始终维持压力表压力（即用户管网水压）等于用户设定值。可用于一般生活或生产供水。供水系统组成方式有： 1、变频恒压供水设备与市政管网并网恒压供水，在供水压力可满足需要时，自动停运全部水泵。否则，恒压供水设备起动，增大压力满足用水要求。 2、附加小泵或气压罐，为完全消除小流量或零流量供水电耗，可增加辅助小泵或辅助气压罐，当供水量小或零供水时，自动停运主泵，使小泵或气压罐运行。无负压变频供水设备的分类： 无负压变频供水设备一种新型变频供水设备。分为箱式无负压设备和罐式无负压设备。系统串接在市政自来水管网压力不足的地方，通过传感器检测出口压力并与设定值进行比较，运算出需要增加的压力值，确定水泵投入运行台数和电机转速。该设备最大限度地利用了市政自来水管网的原有压力，对市政管网不产生负压，用不锈钢水箱或无负压罐取代老式水池，减少了用水二次污染。是供水领域新一代节能型产品。 无负压变频供水设备与传统供水设备优缺点对比 传统设计：普通变频恒压 供水设备CFSS无负压（无吸程）供水设备 供水方式普通的给水设备如果直接 串接到自来水管道上，工作 时会有吸程，使自来水管网 产生负压，如果大面积使用 就会出现抢水现象，使整个 城市给水出现混乱。于是人 们采用修不锈钢水箱或设 置水池的给水方式二次加 压给水，自来水全部放入不 锈钢水箱或水池中，再二次 加压给水。 采用真空抑制技术，使给水 设备与自来水管网直接串 接，不产生负压，不用建水 池,设水箱。 供水质量纯净的自来水全部放入水 池中，各种脏物极易进入水 池，严重污染水源，尤其夏 天，水极易变质、变味，影 响用户的身体健康。 纯净的自来水经加压后直 接供到住户，稳流补偿器S US304不锈钢材质，密封连 接，不产生任何污染，用户 可以喝到符合卫生标准的 饮用水。 节水水箱的渗、跑、冒、滴、漏 现象严重，大量的水白白流 失。水箱还需定期消毒冲 洗，耗费一定的水资源。 全封闭结构运行，避免了 渗、跑、冒、滴、漏等现象 发生，取消水箱，节约了消 毒冲洗用水。经过对8个地 区105家顾客调查测算，综 合节水可达13％以上。 无负压变频供水设备最新技术产品简报
课题名称变频恒压供水控制系统设计 学院(部) 电子与控制工程学院 专业电气工程及其自动化 班级 2011320401 学生阿不都热扎克·阿不都拉 _ 学号 06 月 23 日至 06 月 27 日共 1 周 指导教师(签字) 2011年 06 月 7 日
目录 摘要 (3) 一、设计容 (4) 二、设计要求 (4) 三、设计容 1、方案的确定 (5) 2、变频调速恒压供水系统简介及工作原理 (6) 3、水泵的容量计算 (8) 4、水泵/变频器/PLC的选择 (9) 5、变频器参数设定 (10) 6、PID控制器参数选择 (10) 7、PLC外部接线图的设计 (11) 8、主电路的设计 (12) 9、系统的工作原理 (12) 四、设计图纸 (13) 五、操作使用说明书 (14) 六、设计体会 (15) 七、主要参考资料 (16) 附录一/附录二 (17) 附录三 (18) 附录四 (19)
摘要 随着我国社会经济的不断发展，住房制度改革的不断深入，人民生活水平的不断提高，城区中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到小区住户的正常生活与工作，也直接体现了小区物业水平的高低。传统的恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水灯供水方式普遍不通话程度的存在效率低、可靠性差、自动化不高等缺点，难以满足当前经济生活的需要。 论文分析了采用变频调速方式实现恒压供水的工作机理，通过对PID模块的参数预置，利用远传压力表的水压反馈量，构成闭环调节系统，利用变频器与水泵的配合作用实现恒压供水且有效节能。 论文论述了多种供水方案的合理性，同时也指出各种方案存在的问题，通过对比比较给出了比较适合该系统的方案——PLC控制变频恒压供水。 关键字：恒压供水变频调速 PLC
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/e29040131.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/e29040131.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。
随着二次供水加压技术的发展，箱式无负压变频供水设备从根本上解决了这些问题。据“供水设备推广中心”的资料显示，该设备不需建造水塔，投资小、占地少，采用水气自动调节、自动运转、节能与自来水自动并网，停电后仍可供水，调试后数年不需看管。比建造水塔节约投资70%，比建造高位水箱节约投资60%，大大节约土建投资。下面我们来了解下它的工作原理。 当公共供水管网≤0.2Mpa时(可自由设定0.2—0.4Mpa)无负压装置关闭，无负压进水装置打开，由水箱供水，反之当公共供水管网压力≥0.2Mpa时，延时10分钟(时间可调整)无负压装置打开无负压进水装置关闭，由公共供水管网供水。无负压水箱内存储的水通过智能控制每6小时循环一次确保水质新鲜、纯净。 箱式无负压供水设备的变频泵以一定的转速运行，利用自来水原有的压力实现叠加能确保用户所需的压力和压力恒定。无负压水箱变频泵的进水口与无负压装置和无负压进水装置连接，通过无负压装置的开启与停止达到自来水管网不产生负压在无负压装置起停的同时无负压进水装置会做出与无负装置相反的动作。 自来水管网停水无负压装置自动关闭，水箱的无负压进水装置自动打开由水箱供水。当水箱液位低至一定程度时，无负压进水装置自动关闭，设备自动停机，
复电时自动投入运行。 智能型箱式泵站主要是由密封结构水箱、增压设备、变频控制柜、稳流器及泵组组成。系统分两路进水，一路进水箱，一路进稳流器，当用水量小，自来水服务压力高时，智能型箱泵一体化泵站直接从自来水管网取水，叠压供水。当自来水服务压力低时，增压装置开始工作，将水箱内的水加压到设置的服务压力，进行差量补偿，从而达到节能、无二次污染、恒压供水的目的。对市政自来水管网没有影响，是供水领域的新一代节能产品。 上田泵业是专业从事各类给排水成套设备生产和销售的企业。产品涵盖一体化预制泵站，无负压变频箱式供水泵站，污水提升装置，油水分离装置，地埋式一体化污水处理装置，食品级不锈钢水箱，智能控制柜等，深受广大用户的欢迎。
无负压变频供水设备是一种加压供水机组，直接与市政供水管网联接、在市政管网剩余压力基础上串联叠压供水而确保市政管网压力不小于设定保护压力（设定压力必须高于小区直供区压力需求，一般不低于1.2Kg）的二次加压供水设备。 主要有这些部分构成：稳流罐、真空抑制器、变频调速水泵机组、压力传感器、变频控制柜、倒流防止器（可选）、消毒装置（可选）、小流量保压罐（可选）等组成。 从市政管网引来的进水管直接连接到稳流罐的进水口，稳流罐的出水口通过消毒装置后连接到加压泵组的进水管，加压机组的出水管与用户用水管连接，直接向用户管网供水。 设备主要分为以下两类： 1.稳流罐式 罐式无负压供水设备在水泵前装设压力密封罐，罐内部或外部加设稳流补偿器（又称“真空消除器”），水泵通过稳流罐吸水，加压后供至用户，靠稳流补偿器的调节作用，降低对公共供水管网的影响。此方式无储备水量，城市公共供水管网停水时，易出现断水现象。
2.调节水箱式 该方式设有不承压的调节水箱，内部加设有稳流补偿器，通过电控装置，使调节水箱内的水每天至少循环两次，确保水质不变。当市政管网的水量、水压条件能满足无负压供水要求时，直接从市政管网取水；否则，从调节水箱取水。此方式具备一定的储备水量，可用于供水管网不稳定的区域，但是由于存在水箱和检修人孔，仍要按规定定期进行清洗消毒。用户可以根据自己的实际需求进行选择。 其应用范围是： 1、高层建筑、居民小区、别墅等居民生活用水。 2、企事业单位、宾馆、写字楼、百货商场，大型桑拿浴、医院、学校，体育馆，高尔夫球场，机场等场所的日常用水。 3、生产制造、洗涤装置、食品工业、工厂、工矿的生产用水。 3、已建好的水池，可以采用无负压供水设备与水池共用的供水方式，进一步节能； 4、对原有气压供水设备进行改造，可以充分利用原有的气压罐； 5、各种循环系统，自来水厂的中间加压泵站等。
变频恒压供水系统组成及工作原理变频恒压供水最简单的方式：一台变频器，一个电接点压力表。变频器是电子元件，没有机械运动；水泵总的转速还是跟水量成比例的。另外，供水系统对水压没精度要求，况且压力波动不会超过0.02MPa(设定0.3MPa时）。变频器在恒压供水系统中的应用变频恒压供水主要有分为：恒压变流量和变压变流量两大类。 一、变频恒压供水系统组成 系统为变频恒压的供水系统，分为冷水、热水两大供水系统，系统为1拖1的恒压供水，两台电机为互备，可选择使用1#泵或2#泵运行，KM3、 KM8为手动工频运行选择，作为变频的维修系统备用，KM2 ，KM3、 KM7，KM8为机械互锁的接触器，保证选择变频运行和工频运行的正确切换。 变频恒压供水的基本原理:以压力传感器和变频器组成闭环系统，根据系统管网的压力来调节电机的转速，实现高峰用户的水压恒定，和低峰时的变频的休眠功能，得到恒压供水和节能的目的。 二、系统硬件参数 热水系统： 电机参数： Pe=15kw Ue=380v Ie=26.8A Ne=1490rpm 变频器型号： 6SE64430-2AD31-8DA0 Pe=18.5kw Ie=38A 压力传感器： GYG2000 反馈信号4-20mA 供电+24V 量程0-0.5Mpa 冷水系统： 电机参数： Pe=22kw Ue=380v Ie=39.4A Ne=2940rpm 变频器型号： 6SE64430-2AD33-7EA0 Pe=30.5kw Ie=62A 压力传感器： GYG2000 反馈信号4-20mA 供电+24V 量程0-0.5MPa 三、PID闭环控制功能原理及调试方法 变频器的内置PID功能，利用装在水泵附近的主出水管上的压力传感器，感受到的压力转化为4-20mA电信号作为反馈信号。根据变频恒压的层高设定压力值作为给定值，变频器内置调节器作为压力调节器，调节器将来自压力传感器的压力反馈信号与出口压力给定值比较运算，其结果作为频率指令输送给变频器，调节水泵的转速使出口压保持一定。即当用水量增加，水压降低时，调节器使变
变频恒压供水系统文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
供水系统方案图 变频恒压供水系统构成及工作原理 1系统的构成 图3-1 系统原理图 如图3-1所示，整个系统由三台水泵，一台变频调速器，一台PLC和一个压力传感器及若干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵协调工作以满足供水需要；变频供水系统中检测管路压力的压力传感器，一般采用电阻式传感器(反馈0～5V电压信号)或压力变送器(反馈4～20mA电流)；变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。 从原理框图，我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系 统、人机界面、以及报警装置等部分组成。 (1)执行机构 执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，图中的3个水泵分为二种类型: 调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。 恒速泵:水泵运行只在工频状态，速度恒定。它们用于在用水量增大而调速泵的最大供水能力不足时，对供水量进行定量的补充。 (2)信号检测 在系统控制过程中，需要检测的信号包括自来水出水水压信号和报警信号:
①水压信号:它反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。 ②报警信号:它反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有异常。该信号为开关量信号。 (3)控制系统 供水控制系统一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。 ①供水控制器:它是整个变频恒压供水控制系统的核心。供水控制器直接对系统中的工况、压力、报警信号进行采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，通过变频调速器和接触器对执行机构(即水泵)进行控制。 ②变频器:它是对水泵进行转速控制的单元。变频器跟踪供水控制器送来的控制信号改变调速泵的运行频率，完成对调速泵的转速控制。 ③电控设备:它是由一组接触器、保护继电器、转换开关等电气元件组成。用于在供水控制器的控制下完成对水泵的切换、手/自动切换等。 (4)人机界面 人机界面是人与机器进行信息交流的场所。通过人机界面，使用者可以更改设定压力，修改一些系统设定以满足不同工艺的需求，同时使用者也可以从人机界面上得知系统的一些运行情况及设备的工作状态。人机界面还可以对系统的运行过程进行监示，对报警进行显示。 (5)通讯接口
什么是无负压供水，什么是变频供水，有什么区别什么是无负压，什么是变频，有什么区别？无负压和变频往往代表两种不同的给水设备，我们可以以无负压给水设备和恒压变频供水设备为例分析。 无负压：市政管网不产生负压。什么是无负压，就是不低于环境压力的状态，唯有不产生负压才能保证供水压力的稳定。以无负压供水设备为例，系统与市政自来水管网直接加压运行不会造成市政自来水管网出现负压，在市政管网的基础上进行二次加压，保证高楼供水压力不足时的正常供水。 变频：定速驱动，微电脑控制变频供水，就是通过对水泵电机实行无级调速，依据用户用水量及水压变化通过微机检测、运算，自动改变水泵转速保持水压恒定以满足用水要求，实现恒定出水压力，变量供水，达到节水节电的目的，变频的目的实际上就是保证恒压供水的前提下根据用水量变化告便水泵转速。以恒压供水设备为例，保证供水，恒压稳定，是很理想的的供水设备。 什么是无负压什么是变频有什么区别？如果要想比较的话，各有各的好处，在实际用途上恒压变频供水设备比较适合于各种生活给水系统的使用。 奥凯供水设备-2010年广州亚运会供水成套设备供应商 一、恒压无塔供水设备的产品优点： 1、卫生： ——恒压无塔供水设备过流部件均采用不锈钢等食品级材料制造，符合国家涉水卫生规范。箱式无负压装置能确保水箱内储水通过用 户用水每天自动更新，罐式无负压装置实时置换，确保用水卫生。 2、节省运行费用： ——恒压无塔供水设备系统没有蓄水池等土建出水设施，节省了占地面积，降低了建筑承载负荷，因而大大降低了投资费用。 ——恒压无塔供水设备系统保证管道恒压是根据用水量的变化调整水泵投入台数和运转速度，用水量大时投入功率大，用水量小时投入功率小。小用水量时（如夜间）系统由气压罐或小流量泵变频调速供水。系统一直在高效率点运行。因而大大降低了运行费用。可节约能源60%以上。 ——恒压无塔供水设备系统全自动运行无须专人值守，又因没有蓄水池等土建储水设施，也没有水质处理仪器，免去定期清洗、消毒等工作，故进一步
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
摘要 随着改革开放的不断深入，我国中小城市的城市建设及其经济迅猛发展，人民的生活水平不断提高；同时，城市需水量日益加大，对城市供水系统提出了更高的要求。供水的可靠性、稳定性、经济节能性直接影响到城区的建设和经济的发展，也影响到城区居民的正常工作和生活。本文根据城区供水管网改造工程设计了一套由PLC、变频器、远传压力表、多台水泵机组、计算机等主要设备构成的全自动变频恒压供水及其远程监控系统，具有自动工频/变频恒压运行、可实现远程自动控制和现场手动控制等功能。论文分析了采取变频调速方式实现恒压供水相对于传统的阀门控制恒压供水方式的节能机理。通过对变频器内置PID模块参数的预置，利用远传压力表的水压反馈量，构成闭环系统，根据用水量的变化，采取PID调节方式，在全流量范围内利用变频泵的连续调节和工频泵的分级调节相结合，实现恒压供水且有效节能。论文论述了采用多泵并联供水方案的合理性，分析了多泵供水方式的各种供水状态及转换条件，分析了电机由变频转工频运行方式的切换过程及存在的问题。给出了实现有效状态循环转换控制的电气设计方案和PLC控制程序设计方案。系统有效地解决了传统供水方式中存在的问题，增强了系统的可靠性。并与计算机实现了有机的结合，提升了系统的总体性能。 关键词：PLC；变频调速；恒压供水；变频工频切换 Abstract With the continuous deepening of reforming and opening up, the construction and economy of small and medium-sized cities in China have developed rapidly. People's living standards have improved constantly. The water supply system is demanded more as city water consum ption increasing. The urban construction and economic development and also people’s daily work and life are impacted directly by the reliability, stability and the economical of energy conservation of the water supply system.An autom atic conversion and voltage constant Water Supply and remote monitoring system, which consist of the PLC, the converter, the remote transition pressure gauges, the multi-pumps unit, the computer and so on. It is of automatic line-frequency /conversion function, remote and local automatic control. In this paper, the mechanism of energy
传统水池供水与无负压变频生活供水方案对比分析 1、供水方式 传统供水方式采用地下水池和水泵联合供水方式，即由市政外网供水至地下生活水池，利用水泵提升来满足水量水压。该方案虽能满足供水压力的稳定性和供水的可靠性，但由于自来水全部被放入水池中，再经水泵二次加压提升至水箱向用户供水，不能利用自来水原有压力，系统电耗大；安装维护麻烦；同时因需设置地下水池而带来的如一次性基建投资大，易造成二次污染、漏水等一系列弊病。 无负压给水设备方案选用变频无负压（无吸程）管网增压稳流供水方式，不需修建水池和加设水箱，二次加压供水可直接串接在自来水管网上，采用密闭式稳流补偿器和真空抑制及补偿系统，利用微电脑控制，自动调节，使自来水管道不产生负压。因此，新方案不仅不会影响周围用户的用水，而且可充分利用自来水原有的压力，达到节能的目的（节电 可达50%?90%以上），另外可消除因修建水池而引起的一系列弊病。 2、供水质量 根据有关专家研究，生活饮用水产生二次污染主要环节是在二次加压系统中的取调节作用的水池和水箱。因为将纯净的自来水放入水池或水箱中,各种杂质、污染物极易进入水中，尤其是夏天，水质极易变质、变味, 严重污染了水源，影响了人们的身体健康。另外，水池或水箱的制作材料或防腐选择不当，也将直接污染水质。 变频无负压（无吸程）供水设备任何中间调节装置，无地下生活水箱和
高位水箱，且为全封闭系统，取消了二次污染的主要环节，保证了供水系统中的水质安全。同时设备本身经过了防腐处理或采用不锈钢优质材料配置，彻底杜绝了二次加压供水系统中的二次污染，保证了用户的供水安全。3、投资情况 变频无负压给水设备可直接串接到任何自来水压力不足的管网上进行加压供水，不需修建水池水箱，同时也可省去因二次污染而投入的消毒设备。省掉了水池水箱等构筑物的修建费用及水质二次污染的消毒处理费用，少则几万，多则十几万。 4、节能分析 原有的设计方案将自来水放入地下水池，原有的市政管网的压力全部变 为零，再从零幵始重新加压供水各用水点，存在着自来水原有供水压力被白白浪费。 无负压（无吸程）供水设备与自来水管网直接串接，可以充分利用自来水管网的压力，采用变频调速，设备的电机泵在微机控制的控制下，根据自来水的压力来调节电机的转速，只对自来水的进水压力和所需压力的差 进行补压，当自来水满足要求时设备就停止工作，而由自来水直接供用户，与其他供水设备相比，节电可达50%?90%以上。 5、占地方面 传统供水方式需设置地下水箱和高位水箱等调节装置，假设其储水净高为2米，2个地下水池占地面积为60m 2，选无负压（无吸程）管网