现了变频调速恒压供水具有的经济效益优势，在技术上，通过目前变频技术在国内外的分析及恒压变频供水的应用，说明了恒压变频供水的技术可行性。本章最后在可行性分析的基础上，对第水厂变频恒压供水改造进行了系统设计，包括供水主电路的改造设计电机启动流程的设计和恒压供水控制的设计为第水厂恒压变频供水改造工程打下基础。参考文献王兆义可编程控制器原理及应用北京机械工业出版社，李世基微机与可编程控制器北京机械工业出版社，西门子可编程控制器操作与编程指南重庆钢铁设计研究所，谢仕宏恒压供水软启动节能控制系统设计中国给排水，张建奇数字变频调速在恒压供水系统中的应用微计算机信息，陈建洪控制程序在恒压供水系统中的应用龙岩师专学报，屈有安变频器恒压供水系统江苏电器，严盈富恒压供水系统的控制与仿真南昌航空工业学院学报，电网过大波动供水水源中断造成故障，因此系统必须要对各种报警量进行监测，由比判断报警类别，进行显示和保护动作控制，以免造成不必要的损失。变频恒压供水系统的控制方案变频恒压供水系统的控制方案有多种，有台变频器控制台水泵的简单控制方案，也有台变频器控制几台水泵的方案，本文简单介绍单台变频器控制单台水泵单台变频器控制单台水泵的控制方案在国内通常是指是台变频器控制台水泵。由于全部变频系统中，变频器控制器电机均无备份设备，出现问题无法切换，故目前多适用于用水量不大，对供水的可靠性要求不高的场合。该控制方案的控制原理框图见图，电路见图。值得提的是，在国外或国内少数大企业，也有种每台变频器只带台水泵的运行方式，但它的控制方式与上面是不同的，这些泵站往往是同时配备了多台变频器配多台水泵，采用集中控制的办法，这种变频系统与国内水泵站常用的台变频器控制单台水泵的工作方式是完全不样的。在这种系统中，由于有多台变频器，各水泵既可以同时变频运行，也可以分别工频运行，使其可靠性安全性可调节性大大优于国内常见的各种控制方式，不过在成本上，也远远高于目前国内的常用的变频恒压供水系统。变频恒压供水系统的水压恒定控制在变频恒压供水中，整个变频恒压供水控制系统要根据检测到的输入信号的状态，按照系统的控制流程，通过变频调速器和执行元件对水泵组进行控制实现恒压供水的目的。这个控制过程是个闭环过程，它的反馈信号是由压力传感器产生的供水压力，执行机构是变频器，通过控制系统将控制结果传输到变频器中，改造变频器的输出频率，从而使供水压力发生改变，完成整个控制过程。其中需要完成的控制流程如图所示。对于台变频器带两台或两台以上电机的系统，电机的控制通常按上节方案所述流程进行在实际运用中，通常对水压的闭环控制都采用控制，电机增减的控制根据不同的情况有所不同，但多数采用频率频率结合压力的方法来实现。的算法和实现将在节进行详细阐述，电机的增减控制算法在将在节加以分析。变频供水水泵加减的控制在上面的工作流程中，我们提到当台调速水泵己运行在上限频率，此时管网的实际压力仍低于设定压力，此时需要增加恒速水泵来满足供水要求，达到恒压的目的当调速水泵和恒速水泵都在运行且调速水泵已运行在下限频率，此时管网的实际压力仍高于设定压力，此时需要减少恒速水泵来减少供水流量，达到恒压的目的。那么何时进行切换，才能使系统提供稳定可靠的供水压力，同时使机组不过于频繁的切换尽管通用变频器的频率都可以在甚于上百范围内进行调节，但当它用在供水系统中，其频率调节的范围是有限的，不可能无限地增大和减小。当正在变频状态下运行的水泵电机要切换到工频状态下运行时，只能在吃时运行，由于电网的限制以及变频器和电机工作频率的限制，成为频率调节的上限频率。当变频器的输出频率已经到达比时，即使实际供水压力仍然低于设定压力，也不能够再增加变频器的输出频率了。要增加实际供水压力，正如前面所讲的那样，只能够通过水泵机组切换，增加运行机组数量来实现。另外，变频器的输出频率不能够为负值，最低只能是。其实，在实际应用中，变频器的输出频率是不可能降传到馈信号，进行单闭环控制。此外，为了适应供水情况的突发变化等，在必要时，可以实现手动频率控制功能。比程序设计的主要任务是接受外部开关信号的输入以及管网的压力信号和水池水位信号，判断当前的系统状态是否正常，然后执行程序，由输出信号去控制接触器继电器和变频器等器件，以完成相应的控制任务，除了运算，主要控制任务就是输出频率的计算和工频变频的切换。在设计时，需要注意的是由于供水系统是个惯性较大无法突变的系统，不需要过高的响应速度，因而在设计思想上应以查询方式为主，中断方式为辅系统初始化程序设计在系统开始工作的时候，先要对整个系统进行初始化，即在开始启动的时候，先对系统的各个部分的当前工作状态进行检测，如出错则报警，接着对模拟量管网压力液位等数据处理的数据表进行初始化处理，赋予定的初值。压力恒定控制程序设计在变频恒压供水系统压力控制程序的设计流程如图，检测压力的大小，信号传送到，系统首选对数值进行分析，确认数据正常后，与压力设定值进行判断，如果与设定值相同，则直接进入下采样周期，如果不同，则进行控制，通过控制变频器改变频率参数，从而实现恒压供水。在恒压供水程序设计中，还应考虑到报警问题，通常要设计中断程序处理信号报警。特别要注意的是，在中小供水厂有条件的情况下，除了通常的液位报警和过载报警等外，还应将流量仪浊度仪余氯仪等报警信号接入，从而实现在供水厂出现流量严重异常或水质事故事可以实现紧急停机。电机增减控制程序设计该系统具有手动和自动两种运行方式，手动方式只在系统出现故障和调试时使用。选择自动运行时，优对外接信号进行检测，如果满足要求，则电机电机和变频器连通，作变频运行，并根据压力反馈调整详电机频率，当频率调整到，供水仍不足，则该台变频泵切换为工频，如果压力继续不够，则将泵切换到工频，经延时，再启动电机，电机在变频方式下运行，使出水压力达到要求。如果两台电机都在工频下运行，还不能满足压力要求，则报警如果实际压力过大，逐渐降低本台水泵电机频率，如果频率降低到仍不足以使压力满足要求，则关闭泵电机，使机泵切在变频下运行。这样每台水泵都在工频和变频之间切换，做到先开先停，后开后停。在判断电机增减条件时，按式卿进行程序设计。通常这程序设计包括了主程序变频切换开机子程序和关机子程序等，其主程序流程图如控制程序预设参数的确定控制系统的程序设计中，控制参数的设定直接关系到恒压供水控制系统的成败与效率。这些参数的设定，首先需要通过实际运行情况的分析与实验得出预设值，如反馈采样周期第水厂选为，即比取样周期为，因为长时间观察表明，目前第水厂压力值在很少发生大的变化。启动频率选定为，即在以下变频器不输出电压，这时根据以前在第水厂较长时间试用过的软启动器设定的启动频率来确定的。电机变频工频切换延时，这时根据第水厂电机情况确定的安全切换时间。但预设值并不是最终参数，它只是提供个参考，各种控制参数都需要在调试运行中不断加以修正完善，才，因为当水泵机组运行，电机带动水泵向管网供水时，由于管网中的水压会反推水泵，给带动水泵运行的电机个反向的力矩，同时这个水压也在定程度上阻止源水池中的水进入管网，因此，当电机运行频率下降到个值时，水泵就己经抽不出水了，实际的供水压力也不会随着电机频率的下降而下降这个频率在实际应用中就是电机运行的下限频率。这个频率远大于，具体数值与水泵特性及系统所使用的场所有关，般在左右由于在变频状态下，水泵机组中电机的运行频率由变频器的输出频率决定，这个下限频率也就成为变频器频率调节的下限频率。变频恒压供水系统的设计理论可行性在第二章已对变频电机的理论和在恒压供水中所产生的效果进行了理论分析，在第水厂中，供水压力长期恒定在之间，在实际操作中，也经常采用机组切换及阀门掩阀操作在理论上，如在第水厂采用变频电机实现恒压供水，对恒定供水压力确保管网压力的稳定减少启动电流节约电耗都可以产生积极和效果。技术可行性供水行业作为特殊行业，在采用新技术的同时，对技术稳定性可靠性也有较高要求，变频恒压供水技术虽然出现时间不长，但世纪年代，变频器大规模进人中国后，发展迅速，技术上己逐步成熟目前国内有多个品牌的变频器，产品主要为来自日本的厂家如三菱富士东芝安川日立和松下等，欧洲的西门子施耐德等。同时也有大量的国产品牌或合资品牌，如深圳的华为四川的森兰成都的佳灵南京的耐特和烟台的惠丰等。在低压。小容量以内变频器范围上，国内产品在性价比和可维护性上己表现出良好的应用前景在国内的上海广东等大量中小型供水厂中，都己采用了低压变频供水设施。硬件设计变频供水主电路设计供水主电电路设计如图，采用了以台变频器连接同时连接巧电机和电机。由于变频恒压供水改造不需要对电机进行改进，故电路设计中尽可能保持现有的电气设备，以确保系统的可靠性。要注意的是，因为是拖二方式，所以必须确保开关与入住电气联锁，与电气联锁。连锁功能由开关柜自身实现，在变频器出现问题时，要求可以手工实现工频凌频转换。开关柜上设过流保护，开关柜盘面上设电流表有功电能表开停指按钮等，还应设个多段显示器，以显示从变频器控制器内取得变频器运行参数，并能方便操作人员进行常用变频器参数设定。控制系统硬件设计变器控制电路设计如图，其中最主要的利用比采集压力信号进行反馈控制。在硬件设计中，考虑了各种报警信号的处理，液位传感器用于处于清水池电机水源液位信号，当清水池水位过低，就必须报警，必要时应输出停机信号关闭运行电机。同样，考虑到变频器在送水泵房中长期运行可能造成的温度过高，可以利用来判断温度报警信号并启动强制制冷风车，以确保系统的安全运行。此外，在中小供水厂中