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多台水泵的变频恒压控制系统解决案例对于多台水泵的供水系统，除了上述的控制过程外，还有一个增减泵的控制，一般情况下需要增加一个plc（或类似的控制装置）。
其控制过程为：当管网压力PV低于设定压力SV时，PID输出增加，变频器频率增加，电动转速增加，随着水泵的加速，PV增加，PID的输出一直增大到最大(20mA)时，变频器的输出频率达到最高频率(50Hz)，水泵转速达到额定转速；如果PV仍低于SV，则PID输出压力低的报警（开关量）信号，PLC接到该压力低报警信号，延时一定的时间（一般为30s~15min）；如果PV一直小于SV，则说明一台水泵已经不够用了，应使PLC控制第二台水泵投入运行，一直到开泵台数满足要求为止，PV值基本稳定在SV值附近。
当管网压力PV大于设定值SV时，如果PID的输出已经最小(4mA)，调速水泵停止运行，如果此时PV仍大于SV，则PID输出压力高的报警信号，PLC接收到此输入信号，延时一定的时间(30s~15min)，PLC 控制关掉一台水泵，知道关泵台数满足要求为止，PV值基本稳定在SV值附近。
案例分享以3台泵为例，3台泵的恒压变频控制系统电气控制图如下图所示。
目前，很多变频器本身自带PID和PLC，这样造价也低，所以在选型时可以选择这样的变频器，如富士公司的FRENIC5000-P11变频器、西门子公司的M430变频器和爱默生公司的TD2100变频器等。
在图中，万能转换开关SA2在右边“手动”位置时，①和②接通，③和④接通，⑤和⑥断开，按下起动按钮SB2，交流接触器KM1吸合，电动机M1工频起动；按下停止按钮SB1，交流接触器KM1释放，电动机M1停止运行；按下起动按钮SB4，交流接触器KM2吸合，电动机M2工频起动；按下停止按钮SB3，交流接触器KM2释放，电动机M2停止运行。
在图中，万能转换开关SA2在左边“自动”位置时，①和②断开，③和④断开，⑤和⑥接通，KA3吸合，PLC控制变频器的起动，PID的压力高报警信号和压力低报警信号接在PLC的输入端，PLC测量到压力高报警信号或压力低报警信号，如果一直存在该信号，延时一定时间，则PLC控制电动机M1和电动机M2起动或停止。
恒压供水系统
恒压供水系统是一种能够在变动水流条件下维持稳定水压
的供水系统。
它通过利用压力感应器和变频器来监测水压，并自动调节给水泵的转速，以保持稳定的出水压力。
恒压供水系统的工作原理如下：当用户打开水龙头时，水
流量增加，导致供水管道中的压力下降。
压力感应器感知
到下降的压力信号，然后通过变频器控制给水泵的转速增加，以提供更多的水流量并恢复正常的出水压力。
相反，当用户关闭水龙头时，水流量减少，供水管道中的
压力上升。
压力感应器感知到上升的压力信号，然后通过
变频器控制给水泵的转速减少，以避免过高的水压。
恒压供水系统的优点包括：能够在不同水流条件下保持稳
定的水压，可以提供舒适的水流体验，并且可以满足不同
用户的需求；通过自动调节给水泵的转速，能够实现能耗
节约并延长设备寿命；可以减少水泵启停的频率，降低噪音和振动。
因此，恒压供水系统被广泛应用于住宅、商业建筑和工业设施等场所，以提供稳定的供水服务。
恒压供水系统原理
恒压供水系统是一种根据使用水量的实际需求来调节水泵工作的供水系统。
其原理是通过安装压力传感器和调节阀来实时监测管网压力，并根据需求调节水泵的运行状态，保持管网中的水压恒定。
恒压供水系统主要由水泵、压力传感器、调节阀和控制系统组成。
当用户使用水时，压力传感器会检测到管网压力下降，控制系统会发出信号开启水泵。
随着水泵的运行，管网压力得到提升，当达到设定的恒定压力值时，控制系统会发出信号关闭水泵或调节阀来减少供水量。
恒压供水系统的优点是可以根据不同的用水需求实时调节供水量，保持管网中的水压稳定。
它可以避免高水压造成的水消耗过多和水管破裂的问题，同时也可以提高供水系统的效率和节能性。
总结来说，恒压供水系统通过监测管网压力并调节水泵运行来保持供水系统中的水压恒定，以满足用户的实际用水需求。
这种系统可以提高供水系统的稳定性、节能性和效率。
1 引言通常的方法是:用水量大时，增加水泵数量或提高水泵的转动速度以保持管网中的水压不变，用水量小时又需做出相反的调节。
这就是恒压供水的根本思路。
交流变频器的诞生和PLC的运用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。
2 恒压供水控制系统的根本控制策略采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成控制系统，进展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，在管网流量变化时到达稳定供水压力。
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应的总管压力实际值进展比拟，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，从而到达给水总管压力稳定在设定的压力值上。
恒压供水就是利用变频器的PID或PI功能实现的工业过程的闭环控制。
即将压力控制点测的压力信号(4－20ｍＡ)直接输入到变频器中，由变频器将其与用户设定的压力值进展比拟，并通过变频器内置PID运算将结果转换为频率调节信号调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速。
供水系统选用原那么水泵扬程应大于实际供水高度，水泵流量总和应大于实际最大供水量。
3 恒压供水系统的根本构成而恒压供水的主要目标是保持管网水压的恒定，水泵电机的转速要跟随用水量的变化而变化的，那么这就是要用变频器为水泵电机供电。
另一种方案那么是数台电机配一台变频器，变频器与电机间可以切换的，供水运行时，一台水泵变频运行，其余的水泵工频运行，以满足不同的水量需求。
如图为恒压供水泵的水的构成示意图1。
图1中压力传感器用于检测管网中的水压，常装设在泵站的出水口。
当用水量大时，水压降低;用水量小时，水压升高。
水压传感器将水压的变化转变为电流或电压的变化送给调节器。
图1 恒压供水泵的构成调节器是一种电子装置，它具有设定水管水压的给定值、承受传感器送来得管网水压的实测值、根据给定值与实测值的综合依一定的调接规律发出的系统调接信号等功能。
恒压供水解决方案恒压供水解决方案概述恒压供水解决方案技术以其节能、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。
恒压供水解决方案特点恒压供水解决方案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。
恒压供水解决方案系统优点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。
恒压供水解决方案的特点1 .投资省无需修建水池或水箱，也不需设置大型气压罐，节省了一大笔投资，而且由于能充分利用自来水管网供水压力加压泵选型可以减少，设备投资减少。
2 .恒压供水解决方案卫生无污染供水系统从自来水管网至用户水龙头为全封闭结构。
污染物不会进入系统，水体不与空气直接接触，过滤部件采用食品级不绣钢制作，无二次污染机会，环保卫生。
ABB ACS510的SPFC功能在多泵恒压供水系统中的实现ABB ACS510变频器SPFC功能，又称循环软启动功能，内置在ACS510变频器中。
该功能不同于PFC功能之处在于，SPFC功能每次启动新电机的时候，都是用变频器来启动的，而变频器刚刚拖动过的电机，将投切到工频上。
三泵控制主回路电路图1拖3控制的主回路电路图如图1所示。
变频器在SPFC 功能下运行时，3 泵恒压供水系统的主回路硬件配置有变频器，接触器，熔断开关等，根据需要选配OREL-01（ACS510 继电器扩展选件）。
SPFC宏的主要控制特点为：1）当电机1 频率到达上限设定频率时，如果压力没有达到给定要求，电机脱离传动单元，经过一段时间延迟后，直接接入电网运行；2）电机2 连接到传动单元，2 号电机速度根据PID 的给定值和实际值的运算结果逐步增加，直到满足泵的实际工况；3）电机3使用同样的步骤进行启动；4）停止电机的过程如同标准PFC控制（停止辅助电机，并继续调节正在控制的电机速度）；5）设置电机的启动顺序可以分为平均运行时间和继电器顺序（参考参数8127）。
系统的工作逻辑三泵控制原理图如图2所示，变频器工作逻辑时序图如图3 所示。
如果最终用户在使用过程中，没有特殊的要求，基本上按照图（2）就可以实现三泵的SPFC功能。
从图2、图3中，可以看到的有变频器ACS510 的继电器与DI 口，三位开关S1，S2，S3，以及继电器线包与常开常闭触点等元件。
结合变频器主回路图，控制回路图，逻辑时序图，系统的工作逻辑如下所述。
1）DI 信号闭合，传动单元启动，RO1（继电器1）闭合，接触器K1 也吸合。
此时调制被禁止。
2）传动单元经历一段PFC 启动延时（参数8122）。
此时调制仍被禁止，因为传动单元需要等待所有接触器稳定。
3）允许调制，M1变频起动，调制从零速启动。
4）如果实际压力小于给定压力，就准备将M2投入。
于是，当输出频率fout 超过启动频率1 Hz时，辅机启动延时（参数8115）。
多泵并联恒压供水水泵的合理配置由多泵并联恒压供水原理，一台变频泵与多台工频泵并联恒压供水，其最大供水流量等于各并联泵在恒压工频转速下流量之和。
在恒压供水过程中，工频泵的流量是恒定的(恒压工频转速下的流量)，变频泵的流量随用水流量而变化。
为保证能在零到最大流量范围内均能获得恒压供水，在配泵时要求变频泵是所有泵中的最大者。
考虑到变频器的价格与其功率成正比，最经济的配泵方案是所有泵的大小、型号相同。
6 多泵并联恒压供水时各泵的自动投入和退出方式由多泵并联恒压供水原理可知，多泵并联恒压供水，只要变频泵在所有泵中是最大的，即可实现恒压供水。
随用水流量变化，各并联泵可自动投入或退出。
其自动投入或退出的方式有二种:(1) 以工频状态自动投入或退出第一种方式是基本方式，各台工频泵以工频状态自动投入或退出。
具体方式如下，当用水流量增加，变频泵的转速上升，当上升到工频转速，如用水流量继续增加，下一台工频泵以工频状态自动投入，反之，在多泵并联恒压供水过程中，当用水流量减少，变频泵转速下降，当其转速下降到零流量的阈值，最后投入的一台工频自动停泵退出，采用这种控制方式的电控系统比较简单、可靠，是一种工程实用的控制方式。
设有变频恒压供水控制硬件、软件的abb变频器采用的是这种控制方式。
如果要实现变频泵与工频泵定时轮换，可以利用abb变频器的pfc应用宏控制软件以达到所要求的定时轮换控制。
在这种情况下，每台泵可由变频驱动也可由工频驱动，由变频控制以实现定时轮换。
(2) 循环软起动并按先开先停的原则进行控制第二种方式称之为循环软起动并按先开先停的原则进行控制。
具体控制过程如下:当用水流量增加，变频泵转速上升，当转速上升到工频转速，由变频控制器控制使该变频泵切换到工频运行，然后由控制器控制变频软起动一台新泵，新起动的泵是变频泵，它与工频泵并联运行以实现恒压供水。
当用水流量减少，变频泵的转速下降，当转速下降到零流量的阈值，由变频控制器控制使最先开启的一台泵停泵，以实现先开先停的控制原则，要实现先开后停的原则，变频控制器中要应用单片机，由以上可见，采用这种控制方式，其控制系统要复杂得多，其性价比如何尚有待使用实践的检验。
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 (3)1.2 恒压供水控制系统构成 (4)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 (6)2.1 设计任务及要求 (6)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 (13)3.2.3 变频器主电路外围设备选择 (15)3.3 可编程控制器(PLC) (17)3.3.1 PLC的定义及特点 (17)3.3.2 PLC的工作原理 (18)3.3.3 PLC及压力传感器的选择 (19)4 PLC编程及变频器参数设置 (18)4.1 PLC的I/O接线图 (20)4.2 PLC程序 (21)4.3 变频器参数的设置 (25)4.3.1 参数复位 (25)4.3.2 电机参数设置 (25)总结 (26)参考文献 (27)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。
1.1.2 变频恒压控制理论模型变频恒压控制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从图1-2中可以看出，在系统运行过程中，如果实际供水压力低于设定压力，控制系统将得到正的压力差，这个差值经过计算和转换，计算出变频器输出频率的增加值，该值就是为了减小实际供水压力与设定压力的差值，将这个增量和变频器当前的输出值相加，得出的值即为变频器当前应该输出的频率。
该频率使水泵机组转速增大，从而使实际供水压力提高，在运行过程中该过程将被重复，直到实际供水压力和设定压力相等为止。
如果运行过程中实际供水压力高于设定压力，情况刚好相反，变频器的输出频率将会降低，水泵的转速减小，实际供水压力因此而减小。
同样，最后调节的结果是实际供水压力和设定压力相等。
图1-2变频恒压控制原理图1.2恒压供水控制系统构成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，并且把电机和水泵连成一体，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。
水压由压力传感器的信号4-20mA送入变频器内部的PID模块，与用户设定的压力值进行比较，并通过变频器内置PID运算将结果转换为频率调节信号，以调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速。
由于变频器内部自带的PID调节器采用了优化算法，所以使水压的调节十分平滑，稳定。
同时，为了保证水压反馈信号值的准确、不失值，可对该信号设置滤波时间常数，同时还可对反馈信号进行换算，使系统的调试更为简单、方便。
西门子系列PLC编程采用STEP7软件，它是西门子PLC的视窗软件支持工具，提供完整的编程环境，可进行离线编程和在线连接和调试，并能实现梯形图与语句表的相互转换。
系统程序包括主程序和起动子程序，主程序包括参与调节程序和电机切换程序；电机切换程序又包括加电机程序和减电机程序。
起动子程序实际上是清零子程序。
在主程序中，设置两个变频器频率上下限到达滤波时间继电器，用于稳定系统。
1.3 变频器恒压供水产生的背景和意义众所周知，水是生产生活中不可或缺的重要组分部分，但我国长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面的技术一直比较落后，工业自动化程度低。
主要表现生产生活用水量常随时间的变化而发生变动，季节、昼夜相差很大。
再用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象；而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过应求的现象，此时会造成能量的浪费，同时还有可能造成水管爆裂和用水设备的损坏。
传统调节供水压力的方式，多采用频繁启/停电机控制和水塔二次供水调节的方式，前者产生大量能耗，而且对电网中其他符合造成影响，设备不断启停会影响设备寿命；后者则需要大量的占地与投资。
且由于是二次供水，不能保证供水质的安全与可靠性。
而变频调速式的运行十分稳定可靠，没有频繁的启动现象，启动方式为软启动，设备运行十分平稳，避免了电气、机械冲击，也没有水塔供水带来的二次污染的危险。
由此可见，变频调速恒压供水系统具有供水安全、节约能源、节约钢材、节约占地、节约投资、调节能力大、运行稳定可靠的优势，具有广阔的应用前景和明显的经济效益和社会效益。
泵站担负着工农业和生活用水的重要任务，运行中需要大量消耗能量，提高泵站效率；降低能耗，对国民经济有重大意义。
我过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原因，至使在技术水平、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，大量的动能消耗在水泵、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大的比例。
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是目前较为重要的一件事。
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、远程监控技术与一体。
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，方便的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。
2 变频恒压供水系统设计2.1 设计任务及要求本系统是以一个供水系统作为被控对象，PLC与变频器协调控制电机的转速与启动和停止。
系统控制要求:(1) 工艺参数: 供水系统由3台水泵组成：母管压力H≥0.8时，一台定速，一台变速，一台备用。
母管压力H≤0.64时，一台定速或变速，二台备用。
母管压力H≤0.52时，一台变速，二台备用。
(2) 电动机参数：型号：JD-L-39-4功率：75KW额定频率：50Hz额定电压：380VAC；额定转速：1470 r/min额定电流：126.6 A(3) 水泵电机的起动/停止、正转、调速控制。
(4) 变频器采用远方控制方式。
(5) 通过母管压力变送器测得实际压力大小，同时和压力给定组成闭环控制。
(6) 变频器的运行状态指示（如运行、停止、过流、低压等）。
(7) 变频器的报警处理。
2.2 恒压供水系统主电路设计图2.1 系统主电路图由恒压供水主电路图可见，接触器1KM2、2KM2、和3KM2用于变频器输出，分别接到水泵M1、M2和M3，而接触器1KM3、2KM3和3KM3将工频电源接到3台水泵。
变频器可以对任何一台水泵启动和恒压供水控制。
空气开关（QL）是当电动机过载时自动将电动机从电网中断开热继电器（FR）是利用电流的热效应原理工作的保护电路，它在电路中用作电动机的过载保护。
图2.2 系统控制电路图2.3 系统工作过程1、减泵过程当用水量减少、水压上升、变频器输出频率低于下限值时，但管网压力仍偏高时，则各泵将依次退出运行，依次退出运行的方式有两种。
(1)先开先停方式。
PLC接收到下限频率到达信号，延时一定时间后，接触器1KM2失电复位，水泵M1脱离工频电源停止运行。
变频器输出频率仍然低于下限值，重复上述过程，水泵M2脱离工频电源停止运行，变频器驱动水泵M3恒压供水，水压稳定在设定值上。
这种方式称为循环方式，通常用于各台水泵的容量都相等的供水系统中。
其优点是可以自动的使各泵运行的时间比较均衡；缺点是工频运行状态直接停机时，可能由于停机太快而使管网压力发生较大波动。
(2)先开后停方式。
首先使正在变频运行的M3减速停机，然后使变频器的输出频率升至50Hz，将M2切换为变频工作，依此类推这种方式通常用于各台水泵的容量不相等的供水系统中，其优点是水泵的停机比较缓慢，管网压力比较稳定；缺点是不能自动地循环变换。
2、加泵过程首先由M1在变频控制的情况下工作。
当用水量增大、水压下降，变频器输出频率上升到50Hz时水压仍然不足，经过短暂的延时，将M1切换为工频工作，同时变频器的输出频率迅速降低为0，然后使M2投入变频运行。
当M2也达到额定频率而水压仍不足时，重复开始运行时的过程，水泵M2脱离变频器驱动，由工频供电全速运行，变频器驱动水泵M3变频运行，使水压恒定在设定值上。
3 器件的选型及介绍3.1 变频器简介3.1.1 变频器的基本结构与分类1、变频器的基本结构变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。
