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一曙早、變頻調速的特點及分析
用戶用水量一般是動態(tài)的垮兑,因此供水不足或供水過剩的情況時有發(fā)生败徊。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上咒付,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辞友,即用水多時供水也多,用水少時供水也少震肮,從而提高了供水的質量称龙。
恒壓供水系統(tǒng)對于用戶是非常重要的。在生產生活供水時戳晌,若自來水供水因故壓力不足或短時斷水鲫尊,可能影響生活質量,嚴重時會影響生存安全沦偎,如發(fā)生火災時模博,若供水壓力不足或或無水供應,不能迅速滅火鹤仲,可能引起重大經濟損失和人員傷亡攘调。所以,用水區(qū)域采用恒壓供水系統(tǒng),能產生較大的經濟效益和社會效益拾哈。
隨著電力技術的發(fā)展乞芳,變頻調速技術的日臻完善,以變頻調速為核心的智能供水控制系統(tǒng)取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設備榨豹,起動平穩(wěn)脸嗜,起動電流可限制在額定電流以內菠珍,從而避免了起動時對電網的沖擊;由于泵的平均轉速降低了樱搪,從而可延長泵和閥門等東西的使用壽命;可以消除起動和停機時的水錘效應。其穩(wěn)定安全的運行性能阴香、簡單方便的操作方式离秸、以及齊全周到的功能,將使供水實現節(jié)水恳蹲、節(jié)電虐块、節(jié)省人力,最終達到高效率的運行目的嘉蕾。
二贺奠、恒壓供水的變頻應用方式
通常在同一路供水系統(tǒng)中,設置多臺常用泵错忱,供水量大時多臺泵全開儡率,供水量小時開一臺或兩臺。在采用變頻調速進行恒壓供水時以清,就用兩種方式儿普,其一是所有水泵配用一臺變頻器;其二是每臺水泵配用一臺變頻器。后種方法根據壓力反饋信號掷倔,通過PID運算自動調整變頻器輸出頻率眉孩,改變電動機轉速,最終達到管網恒壓的目的勒葱,就一個閉環(huán)回路浪汪,較簡單,但成本高凛虽。前種方法成本低书吗,性能不比后種差,但控制程序較復雜东种,是未來的發(fā)展方向乖靠,我公司開發(fā)BC2100系列恒壓供水控制系統(tǒng)就可實現一變頻器控制任意數馬達的功能。下面講到的原理都是一變頻器拖動多馬達的系統(tǒng)撮译。
三萤忘、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(huán)系統(tǒng)悔邀。我們要想保持水壓的恒定循抱,因此就必須引入水壓反饋值與給定值比較,從而形成閉環(huán)系統(tǒng)删舀。但被控制的系統(tǒng)特點是非線性蟀符、大慣性的系統(tǒng),現在控制和PID相結合的方法梭狱,在壓力波動較大時使用模糊控制拍随,以加快響應速度;在壓力范圍較小時采用PID來保持靜態(tài)精度。這通過PLC加智能儀表可時現該算法猾瘸,同時對PLC的編程來時現泵的工頻與變頻之間的切換界赔。實踐證明,使用這種方法是可行的牵触,而且造價也不高淮悼。
要想維持供水網的壓力不變,根據反饋定理在管網系統(tǒng)的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件揽思,由于供水系統(tǒng)管道長袜腥、管徑大,管網的充壓都較慢钉汗,故系統(tǒng)是一個大滯后系統(tǒng)羹令,不易直接采用PID調節(jié)器進行控制,而采用PLC參與控制的方式來實現對控制系統(tǒng)調節(jié)作用儡湾。
四特恬、變頻控制原理
用變頻調速來實現恒壓供水,與用調節(jié)閥門來實現恒壓供水相比徐钠,節(jié)能效果十分顯著(可根據具體情況計算出來)癌刽。其優(yōu)點是:
1、 起動平衡寥伍,起動電流可限制在額定電流以內虑治,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撼腹,從而可延長泵和閥門等的使用壽命;
3瘪棱、 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瓦腋,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窒兼。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妙旅。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军裂,
可考慮適當減小變頻器的容量蹋烂,但應注意留有足夠的容量。
雖然水泵在低速運行時威沙,電動機的工作電流較小苹动。但是,當用戶的用水量變化頻繁時攘活,電動機將處于頻繁的升蠢涝、降速狀態(tài),而升阅懦、降速的電流可略超過電動機的額定電流和二,導致電動機過熱。因此故黑,電動機的熱保護是必需的儿咱。對于這種由于頻繁地升、降速而積累起來的溫升场晶,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怠缸。
在主要功能預置方面诗轻,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。升揭北、降速時間在采用PID調節(jié)器的情況下扳炬,升、降速時間應盡量設定得短一些搔体,以免影響由PID調節(jié)器決定的動態(tài)響應過程恨樟。如變頻器本身具有PID調節(jié)功能時,只要在預置時設定PID功能有效竿赂,則所設定的升速和降速時間將自動失效仲寇。
五、恒壓供水系統(tǒng)特點
1宅谁、 節(jié)電:優(yōu)化的節(jié)能控制軟件购具,使水泵實現最大限度地節(jié)能運行;
2、 節(jié)水:根據實際用水情況設定管網壓力记浸,自動控制水泵出水量惯醇,減少了水的跑、漏現象;
3裸悟、 運行可靠:由變頻器實現泵的軟起動款野,使水泵實現由工頻到變頻的無沖擊切換,防止管網沖擊绕时、避免管網壓力超限侮增,管道破裂障漓。
4、 聯(lián)網功能:采用全中文工控組態(tài)軟件蛔琅,實時監(jiān)控各個站點胎许,如電機的電壓、電流罗售、工作頻率辜窑、管網壓力及流量等。并且能夠累積每個站點的用電量寨躁,累積每臺泵的出水量穆碎,同時提供各種形式的打印報表,以便分析統(tǒng)計职恳。
5所禀、 控制靈活:分段供水,定時供水放钦,手動選擇工作方式色徘。
6、 自我保護功能完善:如某臺泵出現故障操禀,主動向上位機發(fā)出報警信息褂策,同時啟動備用泵,以維持供水平衡颓屑。萬一自控系統(tǒng)出現故障般六,用戶可以直接操作手動系統(tǒng),以保護供水饵卸。
六铲苹、系統(tǒng)應用范圍
1、 自來水廠驻奇、加壓泵房
2镐刽、 居民生活區(qū)、賓館及其它建筑
3炮家、 企業(yè)生產用水
4尘箫、 鍋爐循環(huán)水系統(tǒng)
5、 農田灌溉系統(tǒng)
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