1、自動(dòng)化工程應(yīng)用實(shí)例自動(dòng)化工程應(yīng)用實(shí)例（二）（二）恒壓供水系統(tǒng)恒壓供水系統(tǒng) 由水泵由水泵- -管道供水原理可知，調(diào)節(jié)供水流量，原則上管道供水原理可知，調(diào)節(jié)供水流量，原則上有兩種方法：有兩種方法： 1. 1.節(jié)流調(diào)節(jié)：開大供水閥，流量上升；關(guān)小供水閥，節(jié)流調(diào)節(jié)：開大供水閥，流量上升；關(guān)小供水閥，流量下降。水泵轉(zhuǎn)速不變，浪費(fèi)能量。流量下降。水泵轉(zhuǎn)速不變，浪費(fèi)能量。 2. 2.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)：水泵轉(zhuǎn)速升高，供水流量增加，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)：水泵轉(zhuǎn)速升高，供水流量增加，轉(zhuǎn)速下降，流量降低。對(duì)于用水量經(jīng)常變化的生活用水下降，流量降低。對(duì)于用水量經(jīng)常變化的生活用水場(chǎng)合，節(jié)能效果明顯。場(chǎng)合，節(jié)能效果明顯。 一一、供水流量

2、調(diào)節(jié)原理供水流量調(diào)節(jié)原理1. 1.變頻器閉環(huán)控制變頻器閉環(huán)控制 供水系統(tǒng)的關(guān)鍵是壓力恒定，壓力低則高層無法得到供水系統(tǒng)的關(guān)鍵是壓力恒定，壓力低則高層無法得到供水，壓力高則浪費(fèi)能量。供水，壓力高則浪費(fèi)能量。 傳統(tǒng)的方法是使用水箱或水塔，但在供水質(zhì)量、日常傳統(tǒng)的方法是使用水箱或水塔，但在供水質(zhì)量、日常維護(hù)和應(yīng)付火警等方面均顯示出明顯的不足。維護(hù)和應(yīng)付火警等方面均顯示出明顯的不足。 利用變頻器壓力閉環(huán)控制可以實(shí)現(xiàn)無塔恒壓供水，獲利用變頻器壓力閉環(huán)控制可以實(shí)現(xiàn)無塔恒壓供水，獲得了廣泛應(yīng)用。得了廣泛應(yīng)用。二、變頻器二、變頻器 在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用1. 1.變頻器閉環(huán)控制變頻器閉環(huán)

3、控制 不同品牌的變頻器不同品牌的變頻器端子名稱不同。端子名稱不同。圖圖2-1 變頻恒壓變頻恒壓 供水系統(tǒng)供水系統(tǒng) 圖圖2-12-1示出了一個(gè)恒壓供水系統(tǒng)。水泵電動(dòng)機(jī)示出了一個(gè)恒壓供水系統(tǒng)。水泵電動(dòng)機(jī)M M由變頻器由變頻器VFVF供電供電,SP,SP是壓力傳感器是壓力傳感器, ,其檢測(cè)到的其檢測(cè)到的壓力信號(hào)作為反饋信號(hào)壓力信號(hào)作為反饋信號(hào)XF被送到變頻器的反饋被送到變頻器的反饋信號(hào)輸入端信號(hào)輸入端(VPF)(VPF)。壓力給定信號(hào)。壓力給定信號(hào)XT從外接電從外接電位器位器RP上取出上取出, ,接到變頻器的給定信號(hào)輸入端接到變頻器的給定信號(hào)輸入端(VRF)(VRF)。 不同的變頻器端子符號(hào)有所不同

4、。不同的變頻器端子符號(hào)有所不同。變頻器內(nèi)置有變頻器內(nèi)置有PIDPID調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器的輸出調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器的輸出是頻率給定。是頻率給定。假設(shè)假設(shè)Q Q1 1是水泵輸出的是水泵輸出的“供水流量供水流量”, ,而而Q Q2 2是用戶所需要的是用戶所需要的“用水流量用水流量”, ,顯然：顯然： 如果如果Q Q2 2 Q Q1 1, ,則壓力必減小則壓力必減小, ,反饋信號(hào)反饋信號(hào)X XF F也隨之減小；反之也隨之減??；反之, ,如果如果Q Q2 2 Q Q1 1, ,則壓力必增大則壓力必增大, ,反饋信號(hào)反饋信號(hào)X XF F也隨之增大也隨之增大； 如果如果Q Q1 1= =Q Q2 2, ,則壓力保持不

5、變則壓力保持不變, ,反饋信號(hào)反饋信號(hào)X XF F也保持不變也保持不變, ,則水則水泵的泵的“供水流量供水流量”和用戶的和用戶的“用水流量用水流量”之間處于之間處于平衡狀平衡狀態(tài)；態(tài)； 變頻器通過內(nèi)部的變頻器通過內(nèi)部的PIDPID調(diào)節(jié)功能調(diào)節(jié)功能, ,不斷地根據(jù)給定信號(hào)不斷地根據(jù)給定信號(hào)XTXT與來自與來自SPSP的反饋信號(hào)的反饋信號(hào)XFXF之間的比較結(jié)果之間的比較結(jié)果, ,調(diào)整變頻器的頻調(diào)整變頻器的頻率率, ,從而調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速從而調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速, ,達(dá)到供需平衡達(dá)到供需平衡, ,使水壓保持恒定。使水壓保持恒定。 Q P(XF) PID fXtttt0 t1 t2 t3 t4圖圖2-2恒

6、壓供水的調(diào)節(jié)過程恒壓供水的調(diào)節(jié)過程(a)流量流量 (b)壓力壓力 (c)調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)量 (d)頻率頻率a)b)c)d) 0t1段：流量段：流量Q無變化無變化,壓力壓力P也無變也無變化化,PID的調(diào)節(jié)量的調(diào)節(jié)量PID為為0,變頻器的變頻器的輸出頻率輸出頻率fX也無變化；也無變化； t1t2段：流量段：流量Q增加增加,壓力壓力P有所下有所下降降,產(chǎn)生正的調(diào)節(jié)量產(chǎn)生正的調(diào)節(jié)量(PID為正為正),變頻變頻器的輸出頻率器的輸出頻率fX上升；上升； t2t3段：流量段：流量Q穩(wěn)定在一個(gè)較大的穩(wěn)定在一個(gè)較大的數(shù)值數(shù)值,壓力壓力P已經(jīng)恢復(fù)到給定值已經(jīng)恢復(fù)到給定值,調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)量量PID=0,變頻器的輸出頻率變頻器的

7、輸出頻率fX停止停止上升；上升； t3t4段：流量段：流量Q減小減小,壓力壓力P有所增有所增加加,產(chǎn)生負(fù)的調(diào)節(jié)量產(chǎn)生負(fù)的調(diào)節(jié)量(PID為負(fù)為負(fù)),變頻變頻器的輸出頻率器的輸出頻率fX下降；下降； t4以后：流量以后：流量Q停止減小停止減小,壓力壓力P又恢又恢復(fù)到給定值復(fù)到給定值,調(diào)節(jié)量為調(diào)節(jié)量為0,變頻器的輸變頻器的輸出頻率出頻率fX停止下降。停止下降。 由于采用變頻調(diào)速，該恒壓供水系統(tǒng)可以節(jié)能，特由于采用變頻調(diào)速，該恒壓供水系統(tǒng)可以節(jié)能，特別是在流量小的情況下節(jié)能效果明顯。別是在流量小的情況下節(jié)能效果明顯。 多數(shù)品牌通用變頻器支持恒壓供水功能，無須增加多數(shù)品牌通用變頻器支持恒壓供水功能，無須

8、增加任何硬件，也無須修改軟件，只要適當(dāng)設(shè)定變頻器任何硬件，也無須修改軟件，只要適當(dāng)設(shè)定變頻器的工作模式與有關(guān)參數(shù)（的工作模式與有關(guān)參數(shù)（PIDPID參數(shù)等）就可以了，參數(shù)等）就可以了，這是通用變頻器眾多功能當(dāng)中的一個(gè)。這是通用變頻器眾多功能當(dāng)中的一個(gè)。1. 1.變頻器閉環(huán)控制變頻器閉環(huán)控制 變頻恒壓供水系統(tǒng)由變頻恒壓供水系統(tǒng)由PLCPLC控制器、變頻調(diào)速器、壓力變送控制器、變頻調(diào)速器、壓力變送器、水位變送器、交流接觸器和其它電控設(shè)備及泵組構(gòu)成，器、水位變送器、交流接觸器和其它電控設(shè)備及泵組構(gòu)成，如如圖圖2-32-3所示。所示。在供水系統(tǒng)總出水管上安裝壓力變送器。在供水系統(tǒng)總出水管上安裝壓力變送

9、器。PLCPLC具有模擬量具有模擬量輸入模塊，可檢測(cè)壓力變送器和液位變送器輸出的輸入模塊，可檢測(cè)壓力變送器和液位變送器輸出的4-20mA4-20mA信號(hào)，并將檢測(cè)的壓力信號(hào)與給定的壓力信號(hào)的差值經(jīng)運(yùn)信號(hào)，并將檢測(cè)的壓力信號(hào)與給定的壓力信號(hào)的差值經(jīng)運(yùn)算后，輸出頻率給定給變頻器算后，輸出頻率給定給變頻器, ,達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，保持供水壓力的恒定的目的。保持供水壓力的恒定的目的。2. 2.恒壓供水恒壓供水系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 蓄水池（小區(qū)水廠）蓄水池（小區(qū)水廠）交交流流接接觸觸器器PLC變頻器變頻器 4#4#泵泵3#3#泵泵2#2#泵泵1#1#泵泵 P P 壓力信號(hào)壓力信號(hào)

10、 液位信號(hào)液位信號(hào)市政供水管閘市政供水管閘 圖圖2-3 小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)框圖小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)框圖 出水管網(wǎng)出水管網(wǎng)返回10 PLCPLC自動(dòng)檢測(cè)水池水位信號(hào)并與設(shè)定的水位下自動(dòng)檢測(cè)水池水位信號(hào)并與設(shè)定的水位下限比較，如果水位低于下限，輸出水位報(bào)警信限比較，如果水位低于下限，輸出水位報(bào)警信號(hào)或直接停機(jī)。該系統(tǒng)還有多種保護(hù)功能，可號(hào)或直接停機(jī)。該系統(tǒng)還有多種保護(hù)功能，可以保證正常供水，做到無人值守。以保證正常供水，做到無人值守。 如果供水系統(tǒng)配置一臺(tái)變頻器和多臺(tái)水泵電機(jī)，如果供水系統(tǒng)配置一臺(tái)變頻器和多臺(tái)水泵電機(jī)，PLCPLC還要自動(dòng)完成多臺(tái)水泵電機(jī)的投切。還要自動(dòng)完成多臺(tái)水泵電機(jī)的投切。2

11、. 2.恒壓供水系統(tǒng)的組成恒壓供水系統(tǒng)的組成 該系統(tǒng)有手動(dòng)和自動(dòng)二種工作方式。該系統(tǒng)有手動(dòng)和自動(dòng)二種工作方式。 （1 1）手動(dòng)運(yùn)行）手動(dòng)運(yùn)行 按下按鈕，工頻啟動(dòng)或停止水泵，可根據(jù)需要按下按鈕，工頻啟動(dòng)或停止水泵，可根據(jù)需要控制泵的啟、停。該方式主要供檢修及變頻器出控制泵的啟、停。該方式主要供檢修及變頻器出故障時(shí)使用。故障時(shí)使用。 手動(dòng)啟動(dòng)水泵電機(jī)需要使用軟啟動(dòng)器或其它降手動(dòng)啟動(dòng)水泵電機(jī)需要使用軟啟動(dòng)器或其它降壓?jiǎn)?dòng)措施。壓?jiǎn)?dòng)措施。3.3.恒壓供水系統(tǒng)的工作原理恒壓供水系統(tǒng)的工作原理 （2 2）自動(dòng)運(yùn)行）自動(dòng)運(yùn)行 合上自動(dòng)開關(guān)后，系統(tǒng)自動(dòng)變頻啟動(dòng)合上自動(dòng)開關(guān)后，系統(tǒng)自動(dòng)變頻啟動(dòng)1 1# #泵，

12、頻率從泵，頻率從0Hz0Hz開始上升，同時(shí)開始上升，同時(shí)PIDPID調(diào)節(jié)器接收到來自壓力傳感器的信號(hào)，調(diào)節(jié)器接收到來自壓力傳感器的信號(hào)，與壓力給定信號(hào)比較，如果壓力不夠，則調(diào)節(jié)器指揮頻與壓力給定信號(hào)比較，如果壓力不夠，則調(diào)節(jié)器指揮頻率繼續(xù)上升。直到率繼續(xù)上升。直到 50Hz50Hz，此時(shí)如果壓力仍達(dá)不到給定，此時(shí)如果壓力仍達(dá)不到給定值，說明一臺(tái)水泵不夠，值，說明一臺(tái)水泵不夠，1 1# #泵由變頻運(yùn)行切換到工頻運(yùn)泵由變頻運(yùn)行切換到工頻運(yùn)行，然后變頻啟動(dòng)行，然后變頻啟動(dòng)2 2# #泵，逐漸升高頻率至適當(dāng)值，水壓泵，逐漸升高頻率至適當(dāng)值，水壓達(dá)到給定值。多次加泵依次類推。達(dá)到給定值。多次加泵依次類推

13、。3.3.恒壓供水系統(tǒng)的工作原理恒壓供水系統(tǒng)的工作原理 如果用水量減少，則先啟動(dòng)的泵開始退出。如果用水量減少，則先啟動(dòng)的泵開始退出。 如果電源瞬時(shí)停電，則系統(tǒng)停機(jī)。待電源恢復(fù)如果電源瞬時(shí)停電，則系統(tǒng)停機(jī)。待電源恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行，按自動(dòng)運(yùn)行方式正常后，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行，按自動(dòng)運(yùn)行方式變頻啟動(dòng)變頻啟動(dòng)1#1#泵，重復(fù)上述操作，直到在給定水泵，重復(fù)上述操作，直到在給定水壓值上穩(wěn)定運(yùn)行。壓值上穩(wěn)定運(yùn)行。 變頻自動(dòng)運(yùn)行無需軟啟動(dòng)器。變頻自動(dòng)運(yùn)行無需軟啟動(dòng)器。？3.3.恒壓供水系統(tǒng)的工作原理恒壓供水系統(tǒng)的工作原理 使用外加的使用外加的PIDPID調(diào)解器完成閉環(huán)控制，如下圖所調(diào)解器完成閉環(huán)控制，

14、如下圖所示，外加的示，外加的PIDPID調(diào)解器可以是調(diào)解器可以是PLCPLC，如圖，如圖2-32-3所示；所示；也可以是專用的恒壓供水控制器，如圖也可以是專用的恒壓供水控制器，如圖2-52-5所示。所示。圖圖2-52-5 專用恒壓供水系統(tǒng)控制器專用恒壓供水系統(tǒng)控制器 在供水系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速運(yùn)行方式，可根據(jù)實(shí)在供水系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速運(yùn)行方式，可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定水壓，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)際需要設(shè)定水壓，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或加減泵，使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給速或加減泵，使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給定值，以求最大限度的節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)資，定值，以求最大限度的節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地

15、、節(jié)資，使系統(tǒng)可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。使系統(tǒng)可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。 該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)獲得推廣，是今后的發(fā)展方向。該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)獲得推廣，是今后的發(fā)展方向。4. 4.總結(jié)總結(jié) 1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹在自來水廠的供水泵站中，系統(tǒng)一般由若干臺(tái)揚(yáng)程在自來水廠的供水泵站中，系統(tǒng)一般由若干臺(tái)揚(yáng)程相近的水泵組成，傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)水壓和流量的方式是相近的水泵組成，傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)水壓和流量的方式是人工投切運(yùn)行水泵的臺(tái)數(shù)。人工投切運(yùn)行水泵的臺(tái)數(shù)。以供水能力為以供水能力為4-64-6萬噸萬噸日的自來水廠為例，一種可日的自來水廠為例，一種可能的水泵配置為能的水泵配置為3 3臺(tái)臺(tái)160kW160kW和一臺(tái)和一臺(tái)90kW90kW的

16、水泵組成。的水泵組成。三、自來水廠循環(huán)投切三、自來水廠循環(huán)投切 變頻恒壓供水系統(tǒng)變頻恒壓供水系統(tǒng)1.1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法是，若供水量較大，流量和管傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法是，若供水量較大，流量和管網(wǎng)水壓已經(jīng)不能滿足要求，這時(shí)需人工投入水網(wǎng)水壓已經(jīng)不能滿足要求，這時(shí)需人工投入水泵；若供水量減小，管網(wǎng)水壓會(huì)升高，此時(shí)又泵；若供水量減小，管網(wǎng)水壓會(huì)升高，此時(shí)又需人工切除水泵。需人工切除水泵。在深夜用水量較小時(shí)，用一臺(tái)功率較小的水泵在深夜用水量較小時(shí)，用一臺(tái)功率較小的水泵供水。供水。三、自來水廠循環(huán)投切三、自來水廠循環(huán)投切 變頻恒壓供水系統(tǒng)變頻恒壓供水系統(tǒng)1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹為避免為避免“水

17、錘水錘”效應(yīng)，人工投切時(shí)，投入泵應(yīng)遵效應(yīng)，人工投切時(shí)，投入泵應(yīng)遵循循“先開機(jī)，后開閥先開機(jī)，后開閥”，切除泵應(yīng)遵循，切除泵應(yīng)遵循“先關(guān)閥，先關(guān)閥，后停機(jī)后停機(jī)”的操作順序。若是小功率的水泵，則水的操作順序。若是小功率的水泵，則水泵的出水側(cè)都裝有泵的出水側(cè)都裝有“止回閥止回閥”?，F(xiàn)在最常用的方法是變頻恒壓供水?，F(xiàn)在最常用的方法是變頻恒壓供水。三、自來水廠循環(huán)投切三、自來水廠循環(huán)投切 變頻恒壓供水系統(tǒng)變頻恒壓供水系統(tǒng) BP1 BU1 PLC PTM13M23M33M43 DZ1 DZ2 DZ3 DZ4 DZ5 DZ6KM3 KM5 KM7 KM9 RJ1 RJ2 RJ3 RJ4 KM2 KM4 K

18、M6 KM8KM1KM10FU1 FU2LRO1RO2RO3ZJ1ZJ2圖圖2-62-6 變頻恒壓供水循環(huán)投切方案系統(tǒng)圖變頻恒壓供水循環(huán)投切方案系統(tǒng)圖變頻器變頻器軟啟動(dòng)器軟啟動(dòng)器壓力壓力變送器變送器可編程可編程控制器控制器水泵水泵電機(jī)電機(jī)返回26返回24返回34（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 由于城市自來水的用量隨季節(jié)的變化而變化，隨由于城市自來水的用量隨季節(jié)的變化而變化，隨每日時(shí)段的不同而不同，所以，為使供水壓力恒每日時(shí)段的不同而不同，所以，為使供水壓力恒定，最常用的方案是采用變頻恒壓供水系統(tǒng)。定，最常用的方案是采用變頻恒壓供水系統(tǒng)。 即壓力變送器裝在主管網(wǎng)

19、上檢測(cè)壓力信號(hào)，再將即壓力變送器裝在主管網(wǎng)上檢測(cè)壓力信號(hào)，再將此壓力信號(hào)送到變頻器的模擬信號(hào)輸入端，由此此壓力信號(hào)送到變頻器的模擬信號(hào)輸入端，由此構(gòu)成構(gòu)成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)。構(gòu)成構(gòu)成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 可以采用的一種方案是循環(huán)投切，見可以采用的一種方案是循環(huán)投切，見圖圖1-61-6所所示。圖中，示。圖中，BP1BP1為變頻器；為變頻器；BU1BU1為軟啟動(dòng)器，為軟啟動(dòng)器，PTPT為壓力變送器；為壓力變送器；ZJ1 ZJ1 、 ZJ2ZJ2用于控制系統(tǒng)用于控制系統(tǒng)的啟動(dòng)的啟動(dòng)/ /停止和自動(dòng)停止和自動(dòng)/ /手

20、動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 變頻器首先驅(qū)動(dòng)第一臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)變頻運(yùn)行，變頻器首先驅(qū)動(dòng)第一臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)變頻運(yùn)行，需要加泵時(shí)，變頻器停止運(yùn)行，并由變頻器的需要加泵時(shí)，變頻器停止運(yùn)行，并由變頻器的輸出端口輸出端口RO1-RO3RO1-RO3輸出信號(hào)給輸出信號(hào)給PLCPLC，由，由PLCPLC控制控制切換過程。切換過程。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 切換開始時(shí)，變頻器自由停車，第一臺(tái)水泵切切換開始時(shí)，變頻器自由停車，第一臺(tái)水泵切換到工頻運(yùn)行，變頻器連接到

21、第二臺(tái)水泵上啟換到工頻運(yùn)行，變頻器連接到第二臺(tái)水泵上啟動(dòng)并運(yùn)行。動(dòng)并運(yùn)行。 如果需要繼續(xù)加泵，將第二臺(tái)水泵切換到工頻如果需要繼續(xù)加泵，將第二臺(tái)水泵切換到工頻運(yùn)行，變頻器連接到第三臺(tái)水泵啟動(dòng)并運(yùn)行。運(yùn)行，變頻器連接到第三臺(tái)水泵啟動(dòng)并運(yùn)行。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 需要減泵時(shí)，系統(tǒng)先將第一臺(tái)水泵停止，如果需要減泵時(shí)，系統(tǒng)先將第一臺(tái)水泵停止，如果需要接著將第二臺(tái)水泵也停止。需要接著將第二臺(tái)水泵也停止。 再需要加泵時(shí)，切換從第三臺(tái)水泵開始循環(huán)。再需要加泵時(shí)，切換從第三臺(tái)水泵開始循環(huán)。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)的

22、控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 這種方案保證總有一臺(tái)水泵電機(jī)處在變頻運(yùn)這種方案保證總有一臺(tái)水泵電機(jī)處在變頻運(yùn)行，四臺(tái)水泵中的任何一臺(tái)都可能變頻運(yùn)行，行，四臺(tái)水泵中的任何一臺(tái)都可能變頻運(yùn)行，長(zhǎng)期看各臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)間基本相同，給維護(hù)長(zhǎng)期看各臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)間基本相同，給維護(hù)檢修帶來方便。大部分供水廠鐘情此方案。檢修帶來方便。大部分供水廠鐘情此方案。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 但是，必須設(shè)置一套備用系統(tǒng)，但是，必須設(shè)置一套備用系統(tǒng)，圖圖2-62-6中的軟中的軟啟動(dòng)器就是作為備用，當(dāng)變頻器或啟動(dòng)器就是作為備用，當(dāng)變頻器或PLCPLC故障時(shí)

23、，故障時(shí)，可用軟啟動(dòng)器手動(dòng)依次啟動(dòng)各泵運(yùn)行，以保可用軟啟動(dòng)器手動(dòng)依次啟動(dòng)各泵運(yùn)行，以保證供水不中斷。證供水不中斷。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（2 2）循環(huán)投切的工作過程）循環(huán)投切的工作過程 變頻器的輸出端只能接負(fù)載，不能接電源，也不能變頻器的輸出端只能接負(fù)載，不能接電源，也不能在運(yùn)行中切斷負(fù)載，切換過程應(yīng)嚴(yán)格遵循這些限制。在運(yùn)行中切斷負(fù)載，切換過程應(yīng)嚴(yán)格遵循這些限制。 系統(tǒng)啟動(dòng)后，變頻器頻率按設(shè)定斜率上升，如果頻系統(tǒng)啟動(dòng)后，變頻器頻率按設(shè)定斜率上升，如果頻率升到了率升到了50Hz50Hz上限，運(yùn)行上限，運(yùn)行6060秒后管網(wǎng)水壓未達(dá)到給秒后管網(wǎng)水壓未達(dá)到給定值，則該臺(tái)水泵需要切換到工頻運(yùn)行。其切

24、換過定值，則該臺(tái)水泵需要切換到工頻運(yùn)行。其切換過程如下：程如下：1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹 先關(guān)閉該臺(tái)水泵電磁閥，然后變頻器自由停車，水先關(guān)閉該臺(tái)水泵電磁閥，然后變頻器自由停車，水泵電動(dòng)機(jī)靠慣性繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，考慮到電動(dòng)機(jī)中的殘余泵電動(dòng)機(jī)靠慣性繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，考慮到電動(dòng)機(jī)中的殘余電壓，不能將電動(dòng)機(jī)立即切換到工頻，而是延時(shí)一電壓，不能將電動(dòng)機(jī)立即切換到工頻，而是延時(shí)一段時(shí)間（約段時(shí)間（約600ms600ms），待殘余電壓下降到較小值后），待殘余電壓下降到較小值后再切換，以保證切換沖擊電流較小。再切換，以保證切換沖擊電流較小。 殘余電壓是由于切換時(shí)電機(jī)磁場(chǎng)能量通過轉(zhuǎn)子回路殘余電壓是由于切換時(shí)電機(jī)磁場(chǎng)能量通過轉(zhuǎn)

25、子回路釋放釋放, ,在定子上感應(yīng)出電壓所致。在定子上感應(yīng)出電壓所致。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（2 2）循環(huán)投切的工作過程）循環(huán)投切的工作過程 關(guān)閥后停車，水泵電動(dòng)機(jī)基本上處于空載運(yùn)行關(guān)閥后停車，水泵電動(dòng)機(jī)基本上處于空載運(yùn)行狀態(tài)，到狀態(tài)，到600ms600ms時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降不是很時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降不是很多，使切換時(shí)沖擊電流較小。多，使切換時(shí)沖擊電流較小。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（2 2）循環(huán)投切的工作過程）循環(huán)投切的工作過程 切換完成后再打開電磁閥，已停車的變頻器切切換完成后再打開電磁閥，已停車的變頻器切換到另一臺(tái)水泵上啟動(dòng)并運(yùn)行，打開電磁閥。換到另一臺(tái)水泵上啟動(dòng)并運(yùn)行，打開電磁閥。

26、 切除工頻泵時(shí)，先關(guān)閥，后停車，這樣無切除工頻泵時(shí)，先關(guān)閥，后停車，這樣無“水水錘錘”現(xiàn)象發(fā)生。現(xiàn)象發(fā)生。 這些操作都是由這些操作都是由PLCPLC操作自動(dòng)完成的。操作自動(dòng)完成的。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（3 3）軟啟動(dòng)與切換電流沖擊）軟啟動(dòng)與切換電流沖擊 變頻器故障或檢修時(shí)可以使用手動(dòng)方式運(yùn)行系變頻器故障或檢修時(shí)可以使用手動(dòng)方式運(yùn)行系統(tǒng)。鑒于供水系統(tǒng)水泵電機(jī)一般功率較大，不統(tǒng)。鑒于供水系統(tǒng)水泵電機(jī)一般功率較大，不宜直接手動(dòng)啟動(dòng)，需要采用星宜直接手動(dòng)啟動(dòng)，需要采用星- -三角、自耦變壓三角、自耦變壓器降壓或軟啟動(dòng)器啟動(dòng)。器降壓或軟啟動(dòng)器啟動(dòng)。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（3 3）軟啟動(dòng)與切換電

27、流沖擊）軟啟動(dòng)與切換電流沖擊 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)先加自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)先加60%60%的額定電壓，的額定電壓，延時(shí)數(shù)秒或數(shù)十秒鐘后，再切換到全電壓，可延時(shí)數(shù)秒或數(shù)十秒鐘后，再切換到全電壓，可以有效地減小啟動(dòng)電流的沖擊。以有效地減小啟動(dòng)電流的沖擊。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（3 3）軟啟動(dòng)與切換電流沖擊）軟啟動(dòng)與切換電流沖擊 電動(dòng)機(jī)從變頻向工頻切換電動(dòng)機(jī)從變頻向工頻切換, ,只要切換延時(shí)時(shí)間適只要切換延時(shí)時(shí)間適當(dāng)（如前述當(dāng)（如前述600ms600ms）, ,沖擊電流不會(huì)很大。沖擊電流不會(huì)很大。 電動(dòng)機(jī)殘余電壓的衰減時(shí)間一般為電動(dòng)機(jī)殘余電壓的衰減時(shí)間一般為1-21-2秒。電機(jī)秒。電機(jī)磁場(chǎng)能量通

28、過轉(zhuǎn)子回路釋放磁場(chǎng)能量通過轉(zhuǎn)子回路釋放, ,感應(yīng)出定子電壓所感應(yīng)出定子電壓所致。致。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（3 3）軟啟動(dòng)與切換電流沖擊）軟啟動(dòng)與切換電流沖擊 延時(shí)長(zhǎng)延時(shí)長(zhǎng), ,殘余電壓小殘余電壓小, ,但速度降落大；延時(shí)短但速度降落大；延時(shí)短, ,殘殘余電壓大余電壓大, ,但速度降落小但速度降落小, ,選擇延時(shí)時(shí)間需二者選擇延時(shí)時(shí)間需二者兼顧兼顧, ,以求得到最小的切換沖擊電流。以求得到最小的切換沖擊電流。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹 某市自來水二廠招標(biāo)，標(biāo)書提出的要求某市自來水二廠招標(biāo)，標(biāo)書提出的要求 設(shè)計(jì)供水能力為設(shè)計(jì)供水能力為6 6萬噸萬噸日；日； 城市管網(wǎng)壓力為城市管網(wǎng)壓力為0.4

29、MPa0.4MPa； 泵組為泵組為3 3臺(tái)臺(tái)160kW160kW、1 1臺(tái)臺(tái)90kW90kW水泵；水泵； 要求恒壓供水并采用計(jì)算機(jī)控制；要求恒壓供水并采用計(jì)算機(jī)控制； 變頻器或控制系統(tǒng)故障可由軟啟動(dòng)器手動(dòng)啟動(dòng)變頻器或控制系統(tǒng)故障可由軟啟動(dòng)器手動(dòng)啟動(dòng)各泵。各泵。2. 2.應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例（1 1）計(jì)算機(jī)監(jiān)控的內(nèi)容）計(jì)算機(jī)監(jiān)控的內(nèi)容 管網(wǎng)壓力、流量；管網(wǎng)壓力、流量； 泵的運(yùn)行狀態(tài)、閥啟閉狀態(tài)；泵的運(yùn)行狀態(tài)、閥啟閉狀態(tài)； 電動(dòng)機(jī)溫度；電動(dòng)機(jī)溫度； 各泵電動(dòng)機(jī)電流、電壓、功率、功率因數(shù)；各泵電動(dòng)機(jī)電流、電壓、功率、功率因數(shù)； 水質(zhì)參數(shù)：包括余氯、濁度、含鐵量、水質(zhì)參數(shù)：包括余氯、濁度、含鐵量、PHPH值等。值等。2. 2.應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例（2 2）方案框圖）方案框圖 本系統(tǒng)采用循環(huán)投切方式，備用系統(tǒng)用一軟啟本系統(tǒng)采用循環(huán)投切方式，備用系統(tǒng)用一軟啟動(dòng)器和相關(guān)器件構(gòu)成，如動(dòng)器和相關(guān)器件構(gòu)成，如圖圖2-62-6所示。所示。2. 2.應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例（2 2）方案框圖）方案框圖 上位上位PCPC機(jī)用于管理，用組態(tài)軟件構(gòu)成若干工藝機(jī)用于管理，用組態(tài)軟件構(gòu)成若干工藝流程圖，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并統(tǒng)計(jì)歷流程圖，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并統(tǒng)計(jì)歷史數(shù)據(jù)，打印統(tǒng)