自动化工程应用实例二-恒压供水.ppt

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1、自动化工程应用实例（二）恒压供水系统由水泵-管道供水原理可知，调节供水流量，原则上有两种方法：1.节流调节：开大供水阀，流量上升；关小供水阀，流量下降。水泵转速不变，浪费能量。2.转速调节：水泵转速升高，供水流量增加，转速下降，流量降低。对于用水量经常变化的生活用水场合，节能效果明显。一、供水流量调节原理1.变频器闭环控制供水系统的关键是压力恒定，压力低则高层无法得到供水，压力高则浪费能量。传统的方法是使用水箱或水塔，但在供水质量、日常维护和应付火警等方面均显示出明显的不足。利用变频器压力闭环控制可以实现无塔恒压供水，获得了广泛应用。二、

2、变频器在恒压供水系统中的应用1.变频器闭环控制不同品牌的变频器端子名称不同。图2-1变频恒压供水系统图2-1示出了一个恒压供水系统。水泵电动机M由变频器VF供电,SP是压力传感器,其检测到的压力信号作为反馈信号XF被送到变频器的反馈信号输入端(VPF)。压力给定信号XT从外接电位器RP上取出,接到变频器的给定信号输入端(VRF)。不同的变频器端子符号有所不同。变频器内置有PID调节器，调节器的输出是频率给定。假设Q1是水泵输出的“供水流量”,而Q2是用户所需要的“用水流量”,显然：如果Q2>Q1,则压力必减小,反馈信号XF也随之减小；反之

3、,如果Q2

4、的输出频率fX也无变化；t1~t2段：流量Q增加,压力P有所下降,产生正的调节量(ΔPID为正),变频器的输出频率fX上升；t2~t3段：流量Q稳定在一个较大的数值,压力P已经恢复到给定值,调节量ΔPID=0,变频器的输出频率fX停止上升；t3~t4段：流量Q减小,压力P有所增加,产生负的调节量(ΔPID为负),变频器的输出频率fX下降；t4以后：流量Q停止减小,压力P又恢复到给定值,调节量为0,变频器的输出频率fX停止下降。由于采用变频调速，该恒压供水系统可以节能，特别是在流量小的情况下节能效果明显。多数品牌通用变频器支持恒压供水功能，

5、无须增加任何硬件，也无须修改软件，只要适当设定变频器的工作模式与有关参数（PID参数等）就可以了，这是通用变频器众多功能当中的一个。1.变频器闭环控制·变频恒压供水系统由PLC控制器、变频调速器、压力变送器、水位变送器、交流接触器和其它电控设备及泵组构成，如图2-3所示。·在供水系统总出水管上安装压力变送器。PLC具有模拟量输入模块，可检测压力变送器和液位变送器输出的4-20mA信号，并将检测的压力信号与给定的压力信号的差值经运算后，输出频率给定给变频器,达到调节电动机的转速，保持供水压力的恒定的目的。2.恒压供水系统的组成蓄水池（小区水

6、厂）交流接触器PLC变频器4#泵3#泵2#泵1#泵PP压力信号液位信号市政供水管闸图2-3小区变频恒压供水系统框图出水管网返回10PLC自动检测水池水位信号并与设定的水位下限比较，如果水位低于下限，输出水位报警信号或直接停机。该系统还有多种保护功能，可以保证正常供水，做到无人值守。如果供水系统配置一台变频器和多台水泵电机，PLC还要自动完成多台水泵电机的投切。2.恒压供水系统的组成该系统有手动和自动二种工作方式。（1）手动运行·按下按钮，工频启动或停止水泵，可根据需要控制泵的启、停。该方式主要供检修及变频器出故障时使用。·手动启动水泵电机

7、需要使用软启动器或其它降压启动措施。3.恒压供水系统的工作原理（2）自动运行合上自动开关后，系统自动变频启动1#泵，频率从0Hz开始上升，同时PID调节器接收到来自压力传感器的信号，与压力给定信号比较，如果压力不够，则调节器指挥频率继续上升。直到50Hz，此时如果压力仍达不到给定值，说明一台水泵不够，1#泵由变频运行切换到工频运行，然后变频启动2#泵，逐渐升高频率至适当值，水压达到给定值。多次加泵依次类推。3.恒压供水系统的工作原理如果用水量减少，则先启动的泵开始退出。如果电源瞬时停电，则系统停机。待电源恢复正常后，系统自动恢复运行，按自

8、动运行方式变频启动1#泵，重复上述操作，直到在给定水压值上稳定运行。变频自动运行无需软启动器。？3.恒压供水系统的工作原理使用外加的PID调解器完成闭环控制，如下图所示，外加的PID调解器可以