变频器在二次供水设备中的应用

点击:104  添加时间:2019-03-22 16:00:00  信息来源:

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随着社会的发展,人们对供水质量和供水系统可靠性以及稳定性的要求不断提高,因此利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术,设计高性能、高节能、能适应不同领域尤其适应小区二次供水的恒压供水系统就成为必然趋势。

1、变频调速的特点及分析

用户用水量一般是动态的,因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上,即用水多而供水少,则压力低;用水少而供水多,则压力大。保持供水压力的恒定,可使供水和用水之间保持平衡,即用水多时供水也多,用水少时供水也少,从而提高了供水的质量。目前安达市个别小区急需这方面的改善。

用水区域采用恒压供水系统,能产生较大的经济效益和社会效益。在生产生活供水时,若自来水供水因故压力不足或短时断水,可能影响生活质量,严重时会影响生存安全,如发生火灾时,若供水压力不足或或无水供应,不能迅速灭火,可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以,恒压供水系统对于用户是非常重要的。而以变频调速为核心的智能供水控制系统正好取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备。它起动平稳,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击;而且泵的平均转速降低了,也就延长了泵和阀门等的使用寿命。其运行性能稳定安全、操作方式简单方便、基本功能齐全周到,能够达到二次供水节水、节电、节省人力的高效率运行目的。


2、恒压供水的变频应用方式

变频恒压供水设备是一种新型的节能供水设备。变频恒压供水设备是运用当今最先进的微电脑控制技术,将变频调速器与电机水泵组合而成的机电一体化高科技节能供水装置。而将变频器应用在二次供水设备中,是以水泵出水端水压(或用户用水流量)为设定参数,通过微机自动控制变频器的输出频率从而调节水泵电机的转速,实现用户管网水压的闭环调节,使供水系统自动恒压稳于设定的压力值:即用水量增加时,频率提高,水泵转速加快;用水量减少时,频率降低,水泵转速减慢。这样就保证了整个用户管网随时都有充足的水压(与用户设定的压力一致)和水量(随用户的用水情况变化而变化)。根据压力反馈信号,通过PID运算自动调整变频器输出频率,改变电动机转速,最终达到管网恒压的目的。


3、简述PID控制原理

PID控制器可以用来控制任何可以被测量的并且可以被控制变量。我们要想保持水压的恒定,就必须引入水压反馈值与给定值比较,从而形成闭环系统。但被控制的系统特点是非线性、大惯性的系统,现在控制和PID相结合的方法,在压力波动较大时使用模糊控制,以加快响应速度;在压力范围较小时采用PID来保持静态精度。要想维持供水网的压力不变,根据反馈定理在管网系统的管理上安装了压力变送器作为反馈元件,由于供水系统管道长、管径大,管网的充压都较慢,故系统是一个大滞后系统,不易直接采用PID调节器进行控制,而采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节作用。


4、二次恒压供水变频应用控制原理

用变频调速来实现恒压供水的优点有三方面:一是起动平衡,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击;二是由于泵的平均转速降低了,从而可延长泵和阀门等的使用寿命;三是可以消除起动和停机时的水锤效应。

当由一台变频器控制一台电动机时,只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时,原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。虽然水泵在低速运行时,电动机的工作电流较小。另外,电动机的热保护是必需的。因为当用户的用水量变化频繁时,电动机将处于频繁的升、降速状态,而升、降速的电流可略超过电动机的额定电流,导致电动机过热。而由于频繁地升、降速而积累起来的温升,必须采用热继电器来进行电动机的热保护。

功能预置方面,最高频率应以电动机的额定频率为变频器的最高工作频率。升、降速时间在采用PID调节器的情况下,升、降速时间应尽量设定得短一些,以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。


5、恒压二次供水系统特点

5.1节电:优化的节能控制软件,使水泵实现最大限度地节能运行。


5.2节水:根据实际用水情况设定管网压力,自动控制水泵出水量,减少了水的跑、漏现象。


5.3运行可靠:由变频器实现泵的软起动,使水泵实现由工频到变频的无冲击切换,防止管网冲击、避免管网压力超限,管道破裂。


5.4联网功能:采用全中文工控组态软件,实时监控各个站点,如电机的电压、电流、工作频率、管网压力及流量等。并且能够累积每个站点的用电量,累积每台泵的出水量,同时提供各种形式的打印报表,以便分析统计。


5.5控制灵活:分段供水,定时供水,手动选择工作方式。


5.6自我保护功能完善:如某台泵出现故障,主动向上位机发出报警信息,同时启动备用泵,以维持供水平衡。万一自控系统出现故障,用户可以直接操作手动系统,以保护供水。


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