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      變頻器在恒壓供水方面的應用

      發布時間:2022-01-06 15:54 瀏覽次數:

         變頻器在恒壓供水方面的應用 

          一、變頻調速的特點及分析
        用戶用水量一般是動態的,因此供水不足或供水過剩的情況時有發生。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上,即用水多而供水少,則壓力低;用水少而供水多,則壓力大。保持供水壓力的恒定,可使供水和用水之間保持平衡,即用水多時供水也多,用水少時供水也少,從而提高了供水的質量。
        恒壓供水系統對于用戶是非常重要的。在生產生活供水時,若自來水供水因故壓力不足或短時斷水,可能影響生活質量,嚴重時會影響生存安全,如發生火災時,若供水壓力不足或或無水供應,不能迅速滅火,可能引起重大經濟損失和人員傷亡。所以,用水區域采用恒壓供水系統,能產生較大的經濟效益和社會效益。

         二、PID控制原理
        根據反饋原理:要想維持一個物理量不變或基本不變,就應該引這個物理量與恒值比較,形成閉環系統。我們要想保持水壓的恒定,因此就必須引入水壓反饋值與給定值比較,從而形成閉環系統。但被控制的系統特點是非線性、大慣性的系統,現在控制和PID相結合的方法,在壓力波動較大時使用模糊控制,以加快響應速度;在壓力范圍較小時采用PID來保持靜態精度。這通過PLC加智能儀表可時現該算法,同時對PLC的編程來時現泵的工頻與變頻之間的切換。實踐證明,使用這種方法是可行的,而且造價也不高。

        要想維持供水網的壓力不變,根據反饋定理在管網系統的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件,由于供水系統管道長、管徑大,管網的充壓都較慢,故系統是一個大滯后系統,不易直接采用PID調節器進行控制,而采用PLC參與控制的方式來實現對控制系統調節作用。

         三、變頻控制原理
        用變頻調速來實現恒壓供水,與用調節閥門來實現恒壓供水相比,節能效果十分顯著(可根據具體情況計算出來)。其優點是:
         1、 起動平衡,起動電流可限制在額定電流以內,從而避免了起動時對電網的沖擊;
         2、 由于泵的平均轉速降低了,從而可延長泵和閥門等的使用壽命;
         3、 可以消除起動和停機時的水錘效應;

        一般地說,當由一臺變頻器控制一臺電動機時,只需使變頻器的配用電動機容量與實際電動機容量相符即可。當一臺變頻器同時控制兩臺電動機時,原則上變頻器的配用電動機容量應等于兩臺電動機的容量之和。但如在高峰負載時的用水量比兩臺水泵全速供水量相差很多時,

      可考慮適當減小變頻器的容量,但應注意留有足夠的容量。

        雖然水泵在低速運行時,電動機的工作電流較小。但是,當用戶的用水量變化頻繁時,電動機將處于頻繁的升、降速狀態,而升、降速的電流可略超過電動機的額定電流,導致電動機過熱。因此,電動機的熱保護是必需的。對于這種由于頻繁地升、降速而積累起來的溫升,變頻器內的電子熱保護功能是難以起到保護作用的,所以應采用熱繼電器來進行電動機的熱保護。
        在主要功能預置方面,最高頻率應以電動機的額定頻率為變頻器的最高工作頻率。升、降速時間在采用PID調節器的情況下,升、降速時間應盡量設定得短一些,以免影響由PID調節器決定的動態響應過程。如變頻器本身具有PID調節功能時,只要在預置時設定PID功能有效,則所設定的升速和降速時間將自動失效。

         四、恒壓供水系統特點
         1、 節電:優化的節能控制軟件,使水泵實現最大限度地節能運行;
         2、 節水:根據實際用水情況設定管網壓力,自動控制水泵出水量,減少了水的跑、漏現象;
         3、 運行可靠:由變頻器實現泵的軟起動,使水泵實現由工頻到變頻的無沖擊切換,防止管網沖擊、避免管網壓力超限,管道破裂。
         4、 聯網功能:采用全中文工控組態軟件,實時監控各個站點,如電機的電壓、電流、工作頻率、管網壓力及流量等。并且能夠累積每個站點的用電量,累積每臺泵的出水量,同時提供各種形式的打印報表,以便分析統計。
         5、 控制靈活:分段供水,定時供水,手動選擇工作方式。
         6、 自我保護功能完善:如某臺泵出現故障,主動向上位機發出報警信息,同時啟動備用泵,以維持供水平衡。萬一自控系統出現故障,用戶可以直接操作手動系統,以保護供水。
         五、系統應用范圍
         1、 自來水廠、加壓泵房
         2、 居民生活區、賓館及其它建筑
         3、 企業生產用水
         4、 鍋爐循環水系統
         5、 農田灌溉系統


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