1、 序言
對于大多數(shù)采用供水企業(yè)來說，傳統(tǒng)供水機泵存在日常運行費用太高，供水成本居高不下，單位供水的能耗偏大的問題，尋求供水與能耗之間的最佳性價比，是困擾企業(yè)的一個長期問題。目前各供水廠的供水機泵設(shè)計按最大揚程與最大流量這一最不利條件設(shè)計，水泵大多數(shù)時間在設(shè)計效率以下運行。導(dǎo)致電動機與水泵之間常常出現(xiàn)大馬拉小車問題。因此，如何解決供水與能耗之間的不平衡，尋求提高供水效率的整體解決方案，是各供水企業(yè)關(guān)心的焦點問題之一。
隨著變頻器技術(shù)的日益成熟，變頻調(diào)速技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點，在小區(qū)供水和工廠供水控制中發(fā)揮了很大的作用。采用變頻恒壓供水，具有高效節(jié)能，壓力穩(wěn)定，運行可靠，操作簡單，占地少，噪音低，無污染，投資低，效益高等優(yōu)點。因此，變頻器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于恒壓供水控制系統(tǒng)。
2、 設(shè)備配置說明
變頻恒壓供水系統(tǒng)主要由變頻控制柜、壓力傳感器、水泵等組成。變頻控制柜由變頻器、PLC、變壓器、熔斷器、斷路器、接觸器、中間繼電器、按鈕開關(guān)等控制系統(tǒng)組成。
2.1、ACS600變頻器簡介
根據(jù)工藝要求，選擇配用ABBACS600系列變頻器。ACS 600系列變頻器是采用直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）技術(shù)，結(jié)合諸多先進(jìn)的生產(chǎn)制造工藝推出的高性能變頻器。它具有很寬的功率范圍，優(yōu)良的速度控制和轉(zhuǎn)矩控制特性,完整的保護功能以及靈活的編程能力，較高的可靠性和較小的體積。
ACS600變頻器主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表格：
ACS600變頻器獨特的直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）功能是目前最佳的電機控制方式，它可以對所有交流電機的核心變量進(jìn)行直接控制，無需速度反饋就可以實現(xiàn)電機速度和轉(zhuǎn)矩的精確控制。ACS600變頻器內(nèi)置PID、PFC、預(yù)磁通等八種應(yīng)用宏，只需選擇需要的應(yīng)用宏，相應(yīng)的所有參數(shù)都自動設(shè)置，輸入輸出端子也將自動配置，這些預(yù)設(shè)的應(yīng)用宏配置大大節(jié)約了調(diào)試時間，減少出錯。
3、可編程序控制器
作為另一個核心控制部件，PLC選配采用OMRON的CP1E型。CP1E可編程序控制器是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用；采用內(nèi)置模擬量通道的NA型CPU單元，可以大大的降低其成本；此款PLC大范圍的各種功能模塊可以非常好的滿足和適應(yīng)自動控制任務(wù)，可以追加擴展模塊應(yīng)用于各種擴展；簡單實用的梯形圖結(jié)構(gòu)，使得應(yīng)用十分靈活；當(dāng)控制任務(wù)增加時，可以自由擴展，可隨時使用附加模塊對PLC進(jìn)行擴展，基本滿足了客戶的需求。
4、系統(tǒng)原理說明
變頻恒壓供水系統(tǒng)主要有ABB ACS600變頻器、CP1E可編程控制器、壓力變送器和現(xiàn)場的水泵機組一起組成一個完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
由上圖可以看出，系統(tǒng)可分為：執(zhí)行機構(gòu)、信號檢測機構(gòu)、控制機構(gòu)三大部分，具體為：
①執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)是由一組水泵組成，它們用于將水供入用戶管網(wǎng)，變頻泵是由變頻調(diào)速器控制，控制變頻調(diào)速的水泵，用以根據(jù)用水量的變化改變電機的轉(zhuǎn)速，以維持管網(wǎng)的水壓恒定。
②信號檢測機構(gòu)：在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測的信號包括管網(wǎng)水壓信號、水池水位信號和報警信號。管網(wǎng)水壓信號反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號。此信號是模擬信號，讀入PLC時，需進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。另外為加強系統(tǒng)的可靠性，還需對供水的上限壓力和下限壓力用電接點壓力表進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果可以送給PLC，作為數(shù)字量輸入；水池水位信號反映水泵的進(jìn)水水源是否充足。信號有效時，控制系統(tǒng)要對系統(tǒng)實施保護控制，以防止水泵空抽而損壞電機和水泵。此信號來自安裝于水池中的液位傳感器；報警信號反映系統(tǒng)是否正常運行，水泵電機是否過載、變頻器是否有異常，該信號為開關(guān)量信號。
③控制機構(gòu)：供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系統(tǒng))、變頻器和電控設(shè)備三個部分。供水控制器是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。供水控制器直接對系統(tǒng)中的壓力、液位、報警信號進(jìn)行采集，對來自人機接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、實施控制算法，得出對執(zhí)行機構(gòu)的控制方案，通過變頻調(diào)速器和接觸器對執(zhí)行機構(gòu)(即水泵機組)進(jìn)行控制；ACS600變頻器是對水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元，其跟蹤供水控制器送來的控制信號改變調(diào)速泵的運行頻率，完成對調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。
5、變頻器參數(shù)設(shè)定
備注：電機的額定功率、電流、轉(zhuǎn)速，根據(jù)實際情況填寫。
6、結(jié)論
經(jīng)過調(diào)試試驗，ACS600變頻器采用直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）技術(shù)，高效節(jié)能，壓力穩(wěn)定，運行可靠，操作簡單，占地少，噪音低，無污染，投資低，效益高，可以很好的實現(xiàn)恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能方案，為單位實現(xiàn)了供水與能耗之間的最佳性價比。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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