变频器在自动化水厂中应用

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1、变频器在自动化水厂中应用　　【摘要】本篇文章首先对变频器的概念和应用特点作了简要介绍；随后对变频技术与变频器在自动化水厂中的应用情况进行了详细的分析与研究；最后得出结论：在自动化水厂中的生产过程中使用变频器，可以有效降低机械设备的损耗，改善生产车间的作业条件，并提高水厂的供水效率，保证水厂的实时供水质量。【关键词】变频器；变频技术；自动化水厂；水厂供水；应用日常生活中常提到的实时供水量，其实就是指水资源的实际使用量，它会随着外部使用环境的变化而变化。有时候，当人们需要大量的水资源来辅助生产或进行其他操作时，实时供水量在短时间内发生的巨大变化，

2、会打破供水水压原先所保持的稳定状态。在这个时候，如果水厂的供水管理工作出现的问题，那么就极有可能发生供水故障，对人们的生产、生活用水产生影响。为了避免类似于这样的供水故障发生，相关研究人员研发探究出了变频技术，并在其技术之上制作生产出能够有效提高供水效率和质量的电力控制装置，即变频器。1.变频器1.1变频器的概念6变频器，指一种电力设备控制装置，它的定义是：一种可以对电源电压进行调整，对电流频率进行改变的电气设备。变频器是科学发展下，变频技术与电子技术的结合产物。过去的变频器在使用时多被包含在电动发电机等电气设备中，并不能独立进行作业，而伴随

3、着科学技术的发展以及半导体电子设备的出现，今天的变频器在使用时已经可以完全脱离各种电气设备，单独进行使用。目前，变频器被广泛应用于工业设备和家用电气设备中。1.2变频器的应用特点变频器的应用范围比较广泛，当其应用于工业设备或电气设备中时，可以起到良好的节电节能作用。供水行业使用变频器的目的是为了避免和解决供水故障，从而达到提高水厂供水质量水平的目的。总的来说，变频器的应用特点主要有：其对电能的耗损率极低，且还可以将某些因用量变化而浪费的电能储存与节约下来，在节约电能的同时，也提高了电能的利用率；由于其具有调整电源电压，改变电流频率方式的功能，

4、因此在应用时它可以有效提高水厂的供水效率，并且可以根据用水季节的不同而自动调整电流频率，实现平衡管网供水水压的功能；此外，变频器的使用还可在一定程度上降低供水系统中设备的损耗率，减少机械运作期间的噪音，在满足了水厂生产工艺要求的基础上，还可有效改善生产车间的劳动环境。62.水厂供水变频调速系统的原理水厂供水变频调速系统主要通过为水泵电动机提供频率可变的供电电源，进而实现水泵电动机的无极调速，最终依照预先设定的参数实现管网水压自动化地连续变化。该系统装配有管网水压传感设备，水厂工作人员能够根据实际需求情况，利用PLC（可编程逻辑控制器）对压力值

5、进行预先设定；同时，管网水压力传感器可以将压力值反馈信号传输至PLC，PLC借助于PID控制程序计算之后发出转速控制信号指令传输给变频器。PLC通过转速控制信号控制水泵转速，因而PLC是整个水厂供水变频调速系统的控制中枢。纵观我国目前的自动化水厂生产情况，通常情况下，为了维持供水的可靠性和提高供水服务质量，自动化水厂都会在生产车间设置两台水泵，这两台水泵均由变频恒压设备控制，并在两台水泵中分别配置一台变频器或变频设备，两台水泵中，其中一台水泵用于工作，另一台则用作备用。当水厂需要为用户提供水源时，用于工作的，且配装有变频设备的那台水泵便会首先

6、运作起来，当其工作到一定时间后，如果管网中的供水水压持续上升，且达到了预定值时，PLC将会对水泵中的变频设备发出指令，使其利用自身功能降低电源的输出频率，从而达到让水泵保持6低速运转的目的。如果水厂的供水量持续减少，那么PLC将下达关闭备用水泵的指令；另外一种情况，如果管网的供水水压持续降低，降至了规定的最低压力时，PLC将对变频器下达提高电源输出频率的指令，从而使水泵处于高速运转的状态，这时候，如果供水量持续增加，将会开启备用水泵，以满足水厂的供水需求。3.变频技术与变频器在水厂供水中的应用交流电动机变频调速技术尤其是计算机控制技术的成熟使

7、得PLC和变频调速结合得更加紧密，能够为水厂发挥的积极作用更加明显。水厂供水变频调速系统具有操作简单、高可靠性、高抗干扰性、供水压力恒定以及节能高效的优势；同时，借助于对该系统的更深入应用，水厂可以实现无人值守；另外，该系统可以实现多台水泵的软启动以及软停车，将传统操作方式容易导致的管网水锤效应降到最低；借助于网络通信技术，能够实现对水泵机房的远程数据维护和远程控制，拓展变频器的操作灵活性并提高其工作可靠性。3.1PLC控制系统的优化与改善6供水变频调速系统主要包括现场控制层、控制主干层以及管理层三个部分。若系统采用DCS（分布式控制系统）结

8、构，实现难度比较低。DCS的控制模式采用“分散控制、集中管理”的多级控制模式，功能虽然分散，但是系统的可靠性得到了提高，水厂的控制主干层通讯利用以太网进行。另外，现