变频器在恒压供水中的应用

变频器在恒压供水系统的应用摘要：应用变频器实现供水系统的恒压供水，避免了调节闸阀的开度来控制管道压力而造成的损失，节约了电能；泵站由变频器来控制水泵机组的运行，减少了设备的维修，改善了工作环境。

关键词：变频器恒压供水闭环控制节能中图分类号：tn773文献标识码： a 文章编号：前言鹤岗诚基水电热力有限责任公司南部供水系统由富力泵站、鹿林加压站和南山配水池组成，富力泵站以0.76mpa恒压运行，在保证鹿林山地区用水的前提下，多余水量送到鹿林加压站，由鹿林加压站将水送至南山配水池，通过自流供南山地区用水。

为保证富力泵站的恒压供水和南山配水池有调节水量的能力来满足南山地区用水，诚基水电热力有限责任公司在富力泵站、鹿林加压站安装了变频器，通过plc实现了南部供水系统的自动化控制。

高压变频器的工作原理变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一种频率的电能控制装置。

变频器由移相变压器、功率单元和控制器组成。

它采用直接“高-高”形式，6kv输入直接高压 6kv输出，6kv系列有15个功率单元，单元串联多电平拓扑结构，每相由5个功率单元串联而成，每个功率单元可以互换，其电路结构如图3为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，通过对igbt逆变桥进行正弦pwm控制，可得到单相交流输出。

功率单元输入侧由移相变压器供电，移相变压器的副边绕组分为三组，构成30脉冲整流方式，经过多级移相叠加的整流方式，消除了大部分由独立功率模块引起的谐波电流，大大改善网侧的电流波形。

输出侧由每个单元的u、v输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的pwm波形进行重组，可得到阶梯pwm 波形。

这种波形正弦度好，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，完全适合旧设备的改造。

控制器由高速单片处理器、人机界面和plc共同构成，单片机实现pwm控制，人机界面提供了全中文监控界面实现远程监控和网络化控制，内置plc则用于信号的逻辑处理。

PLC 变频器在恒压供水上的应用摘要建设节约型社会，合理开发、节约利用和有效保护水资源是一项艰巨任务。

根据高校用水时间集中，用水量变化较大的特点，分析了供水系统存在成本高，可靠性低，水资源浪费，管网系统待完善的问题。

提出以利用自来水水压供水与水泵提水相结合的方式，并配以变频器、软启动器、PLC、微泄露补偿器、压力传感器、液位传感器等不同功能等传感器，根据管网的压力，通过变频器控制水泵的转速，使水管中的压力始终保持在合适的范围。

从而可以解决因楼层太高导致压力不足及小流量时能耗大的问题。

另外水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系，所以水泵调速运行的节能效果非常明显，平均耗电量较通常供水方式节省近四成。

结合使用可编程控制器，可实现主泵变频，副泵软启动，具有短路保护、过流保护功能，工作稳定可靠，大大延长了电机的使用寿命。

关键词：变频调速，PLC，恒压供水，自动控制PLC FREQUENCY CONVERTER IN THEAPPLICATION OFCONSTANT PRESSURE ON THE WATERABSTRACTBuilding the conservation-oriented society, the reasonable development, saves and the effective protecting water resources is an arduous task. Be centralized according to the university water used time, the water consumption change major characteristic, analyzed the campus original water supply system existence cost to be high, the reliability was low, the water resources waste, the pipe network system treated the consummation the question. Proposed that draws water the way which using the running water hydraulic pressure water supply and the water pump unifies, and matches by the inverter, the soft starter, PLC, Micro reveals the compensator, the pressure transmitter, the fluid position sensor and so on. according to the network management pressure, controls water pump's rotational speed through the inverter, causes in water pipe's pressure maintains at throughout the appropriate scope, thus may solve the problem which the floor high pressure is too insufficient when small current capacity the energy consumption is big.Moreover the water pump consumes the electric power and the electrical machinery rotational speed is proportional three cubed the relations, therefore the water pump velocity modulation movement's energy conservation effect is obvious, the average power consumption usual water supply way saves 40%.The union uses the programmable controller, may realize the main pump frequency conversion, the auxiliary pump soft start, has the short circuit protection, the overflow protection function stably, the work reliable, lengthened electrical machinery's service life greatly.目录摘要ABSTRACT目录第一章绪论1.1变频恒压供水产生的背景和意义1.2变频恒压供水系统的国内研究现状第二章变频恒压供水系统结构及工艺流程2.1 恒压供水系统原理2.2 工艺流程第三章硬件设计方案3.1主要器件选型3.1.1 PLC简介3.1.2 PLC的选型3.1.3 变频器简介3.1.4 变频器的选型3.2供水系统电气设计3.3变频器、PLC接线图及参数设置3.4 PLC I/O分配表第四章软件设计方案4.1 梯形图的基本绘制规则4.2 程序流程图4.3 程序清单总结致谢参考文献第一章绪论1.1变频恒压供水产生的背景和意义水已经成为中国21世纪的热点问题，水有其自然属性，它既是一种特殊的、不可替换的资源，又是一种可重复使用、可再生的资源；水又有其经济和社会属性，不仅工业、农业的发展要靠水，水更是城市发展、人民生活的生命线。

变频调速在恒压供水系统中的应用目前，变频调速已经被广泛地应用在城市供水系统中，变频调速在恒压供水系统中以其节能、安全、技术先进、供水质量高特点在城市供水中广泛应用。

变频调速恒压供水系统实现水泵电机的无级调速，依据用水量发生变化引起管网压力发生变化，自动调节供水系统设备运行参数，在用水量发生变化时保持管道水压恒定。

很好地解决了城市自来水管网压力不能满足日常用水要求和城市消防用水的需】【求12。

解决了利用阀门控制水量消耗能源的供水调节方式，是取代水塔、高地水池、高位水箱、加压气罐等给水设备的先进型供水控制设备。

〔一〕控制系统原理变频调速恒压供水系统主要由出水管压力变送器、PID 调节器、PLC 可编程控制器、变频器、仪表、水泵机组、电脑、低压电器等组成。

蓄水池或吸水井的水经加压泵送入城市管网，通过压力变送器接入出水管压力信号，传递给PID 调节器，由PID 调节器将管网传输来的压力信号与预先设定的压力信号比较运算后输送给变频器一个转速控制信号，同时PID 调节器输送给可编程控制器PLC 压力控制信号。

由可编程控制器PLC 实现对加压泵的变频运行或工频运行的自动控制。

变频调速恒压供水装置应用于水泵调速节能效果非常显著。

变频调速恒压供水装置可根据用户需要设置恒压值，实现恒压供水的目的。

当供水能力与用水量平衡时变频装置工作在恒压值上，假设用水量减少时，供水流量g Q 大于用水量y Q 则供水压力g P 升高，引起反馈压力信号增加，反馈压力信号与PID 调节器预先设定目标信号比较后的合成信号下降，PID 调节器传输给变频器的转速控制信号减小，变频器输出频率b F 下降引起加压泵电机转速n 下降，由于电动机转速n 下降引起加压泵供水流量g Q 下降直到管道压力信号回到预先设定的目标值，供水能力与用水流量又重新平衡y g Q Q 。

假设用水量增大时，供水流量g Q 小于用水流量y Q ，则供水压力g P 下降，引起反馈压力信号值减小，反馈压力信号与PID 调节器预先设定目标信号比较后的合成信号上升， PID调节器传输给变频器的转速控制信号增大，变频器输出频率Fb上升引起加压泵电机转速n 上升，由于电动机转速n上升引起加压泵供水流量g Q上升直到管道压力信号回到预先设定的目标值，供水能力等于用水流量yQ ，又到达新的平衡实现恒压供水。

浅谈变频器在恒压供水系统中的应用摘要：在“高产、高能、高效”的三高社会中，如何有效的提高经济效益成为企业的重中之重。

其中，提高设备技术含量，加强技术革新是重要手段之一。

本文主要阐述变频器在工厂恒压供水系统中的应用，分析了恒压供水系统的工作原理及其系统功能。

关键词：变频器恒压供水系统工作原理l 引言恒压供水控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置与可编程控制器(plc)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。

系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入cpu运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。

随着电力电子技术的发展，电力电子器件的理论研究和制造工艺水平的不断提高，电力电子器件在容量、耐压、特性和类型等方面得到了很大的发展。

进入90年代电力电子器件向着大容量、高频率、响应快、低损耗的方向发展。

作为应用现代电力电子器件与微计算机技术有机结合的交流变频调速装置，随着产品的开发创新和推广应用，使得交流异步电动机调速领域发生一场巨大的技术革命。

目前自动恒压供水系统应用的电动机调速装置均采用交流变频技术，而系统的控制装置采用pi 控制器，因plc不仅可实现泵组、阀门的逻辑控制，并可完成系统的数字pid调节功能，可对系统中的各种运行参数、控制点的实时监控，并完成系统运行工况的crt 画面显示、故障报警及打印报表等功能。

自动恒压供水系统具有标准的通讯接口，可与城市供水系统的上位机联网，实现城区供水系统的优化控制，为城市供水系统提供了现代化的调度、管理、监控及经济运行的手段。

2 组成及工作原理一般供水系统三台泵组成，每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵为一台小泵两台大泵组成，小泵为1 5kw大泵为30kw，三台泵的协调工作以满足供水需要。

变频器在恒压供水系统中的运用分析摘要：恒压供水系统中运用变频器不但能提升系统的稳定性和可靠性，而且能够起到延长水泵使用寿命、节约电能的作用。

本文首先以恒压供水需求特点展开分析，并重点介绍了基于变频器驱动技术的恒压供水系统的硬件构成及控制策略分析，最后提出了几点在恒压供水系统中变频器选择和设计的关键要点，希望为我国供水领域提供一些参考思路。

关键词：变频器；恒压供水系统；控制原理引言在我国的市政供水系统中，主要包括三种供水模式，一是直接供水、二是利用天台水池供水，三是利用泵站进行恒压供水。

其中前两种供水方式水压很不稳定，容易造成局部楼层缺水，且容易造成二次污染，卫生管理较为困难。

而恒压供水模式水压恒定，适用性强，但也具有系统负载大，耗电量高的问题。

因此，为解决恒压供水模式的不利因素，可以利用变频器驱动技术来控制水泵运行，提高系统的稳定性，降低系统用电载荷。

一、恒压供水需求特点分析近年来，随着城市化发展进程的不断推进，城市所辖面积越来越大，城市人口数量和密度也在不断增加，高层建筑也越来越多。

因此，高层建筑供水面临着更加严峻的压力，供水系统的稳定是社会安定和谐的重要保证。

对于建筑供水系统而言，最重要的一点是要保持适当的供水压力，如果压力过低，较高楼层可能会出现供水量不足或者停水问题，如果压力过高，一方面会浪费能源，另一方面也容易造成供水管路负载过大，导致水管爆裂或阀门泄露等各种问题。

所以，当前的建筑供水大多采用恒压供水工作模式。

恒压供水系统的主要功能是根据供水系统内的压力反馈来调节供水泵站的运行状态，当用水量较小时，水管内的压力值相对稳定，供水泵就需要工作在较小的负荷水平下，维持住必要的供水压力即可。

当在用水高峰期时，供水管路系统内的压力值快速下降，这时就需要加大供水水泵运行负荷，快速补充供水管线内的水压，保证供水压力稳定。

因此，供水泵的运行工况是处在较为复杂的变载荷运行工况下的，需要完善的控制系统和变频驱动设备来实现对泵站电机的平滑控制，进而维持供水系统水压基本处于恒定状态。

变频恒压供水系统工作原理变频恒压供水系统是一种新型的供水系统，它采用了变频技术和恒压控制技术，能够实现水泵的自动控制和恒压供水。

本文将从工作原理、优点和应用范围三个方面来介绍变频恒压供水系统。

一、工作原理变频恒压供水系统的工作原理是将水泵的电机与变频器相连，通过变频器对电机进行调速，从而实现水泵的自动控制。

同时，系统还配备了压力传感器和控制器，通过对压力传感器的监测和控制器的调节，实现恒压供水。

具体来说，当水压下降到一定程度时，压力传感器会发出信号，控制器接收到信号后，会自动启动水泵，通过变频器对电机进行调速，使水泵的流量和压力达到设定值。

当水压达到设定值时，控制器会自动停止水泵的运行，从而实现恒压供水。

二、优点1. 节能环保：变频恒压供水系统采用变频技术，能够根据实际需求对水泵进行调速，避免了传统供水系统中水泵长时间运行的情况，从而节约了能源，减少了二氧化碳的排放。

2. 稳定可靠：系统采用恒压控制技术，能够保持水压稳定，避免了传统供水系统中水压波动的情况，从而保证了供水的稳定性和可靠性。

3. 操作简便：系统采用自动控制技术，能够实现水泵的自动启停和恒压供水，操作简便，减少了人工干预的需求。

4. 维护成本低：系统采用先进的技术，能够自动检测和报警，及时发现故障并进行维修，从而降低了维护成本。

三、应用范围变频恒压供水系统适用于各种供水场合，如住宅小区、商业楼宇、工业园区、医院、学校等。

特别是在高层建筑中，由于水压的变化会影响到供水的稳定性和可靠性，因此采用变频恒压供水系统能够有效解决这一问题。

变频恒压供水系统还可以与太阳能、风能等新能源相结合，实现绿色供水，为环保事业做出贡献。

变频恒压供水系统是一种先进的供水系统，具有节能环保、稳定可靠、操作简便、维护成本低等优点，适用于各种供水场合，是未来供水系统的发展方向。