恒壓供水是一種水利的供水方式。供水是生活中重要一環(huán)。傳統(tǒng)供水方式占地面積大,水質(zhì)易污染,基建投資多,而主要的缺點是水壓不能保持恒定,導致部分設(shè)備不能正常工作。
恒壓供水能夠保持供水壓力的恒定,可使供水和用水之間保持平衡,即用水多時供水也多,用水少時供水也少,從而提高了供水的質(zhì)量。
變頻調(diào)速技術(shù)是一種成熟的交流電機調(diào)速技術(shù),它以其獨優(yōu)良的控制性能被于速度控制領(lǐng)域,別是供水行業(yè)中。由于安和供水質(zhì)量的殊需要,對恒壓供水壓力著嚴格的要求,因而變頻調(diào)速技術(shù)得到了更加深入的。實際壓力經(jīng)反饋后與給定壓力進行比較,當管壓力不足時,變頻器增大輸出頻率,水泵轉(zhuǎn)速加快,供水量增加,迫使管壓力上升。反之水泵轉(zhuǎn)速減慢,供水量減小,管壓力下降,保持恒壓供水。蚌阜市自動恒壓變頻供水設(shè)備
采用壓力傳感器、PLC和變頻器作為控制裝置,實現(xiàn)所需功能。 安裝在管干線上的壓力傳感器,用于檢測管的水壓,將壓力轉(zhuǎn)化為4~20 mA的電流或者是0~10V的電壓信號,提供給變頻器。
變頻器是水泵電機的控制設(shè)備,能按照需要將0~50 Hz的頻率信號供給水泵電機,調(diào)整其轉(zhuǎn)速SAJ變頻器,即預先編置好的參數(shù)集,將使用過程中所需設(shè)定的參數(shù)數(shù)量減小到小,參數(shù)的缺省值依宏的選擇而不同。采用PID控制的宏,進行閉環(huán)控制。變頻器根據(jù)恒壓時對應(yīng)的電壓設(shè)定值與從壓力傳感器得的反饋電流信號,利用PID控制宏自動調(diào)節(jié),改變頻率輸出值來調(diào)節(jié)所控制的水泵電機轉(zhuǎn)速,以管壓力恒定要求。
變頻方式
通常在同一路供水中,設(shè)置多臺常用泵,供水量大時多臺泵開,供水量小時開一臺或兩臺。在采用變頻調(diào)速進行恒壓供水時,就用兩種方式,其一是所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(jù)壓力反饋信號,通過PID運算自動調(diào)整變頻器輸出頻率,改變電動機轉(zhuǎn)速,終達到管恒壓的,就一個閉環(huán)回路,較簡單,但成本高。前種方法成本低,性能不比后種差,但控制程序較復雜,是未來的發(fā)展方向。
PID控制原理
根據(jù)反饋原理:要想維持一個物理量不變或基本不變,就應(yīng)該引這個物理量與恒值比較,形成閉環(huán)。我們要想保持水壓的恒定,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)。但被控制是非線性、大慣性的,控制和PID相結(jié)合的方法,在壓力波動較大時使用模糊控制,以加快響應(yīng)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加儀表可時現(xiàn)該算法,同時對PLC的編程來時現(xiàn)泵的工頻與變頻之間的切換。實踐證明,使用這種方法是可行的,而且造價也不高。
要想維持供水的壓力不變,根據(jù)反饋定理在管的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件,由于供水管道長、管徑大,管的充壓都較慢,故是一個大滯后,不易直接采用PID調(diào)節(jié)器進行控制,而采用PLC參與控制的方式來實現(xiàn)對控制調(diào)節(jié)。蚌阜市自動恒壓變頻供水設(shè)備
變頻控制原理
用變頻調(diào)速來實現(xiàn)恒壓供水,與用調(diào)節(jié)閥門來實現(xiàn)恒壓供水相比,效果十分突出(可根據(jù)具體情況計算出來)。其優(yōu)點是:
1、 起動平衡,起動電流可限制在額定電流以內(nèi),從而避免了起動時對電的沖擊;
2、 由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了,從而可延長泵和閥門等的;
3、 可以消除起動和停機時的水錘效應(yīng);
一般地說,當由一臺變頻器控制一臺電動機時,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。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(yīng)等于兩臺電動機的容量之和。但如在高峰負載時的用水量比兩臺水泵速供水量相差很多時,工程師建議,可考慮適當減小變頻器的容量,但應(yīng)注意留足夠的容量。
雖然水泵在低速時,電動機的工作電流較小。但是,當用戶的用水量變化頻繁時,電動機將處于頻繁的升、降速狀態(tài),而升、降速的電流可略超過電動機的額定電流,導致電動機過熱。因此,電動機的熱保護是必需的。對于這種由于頻繁地升、降速而積累起來的溫升,變頻器內(nèi)的電子熱保護功能是難以起到保護的,所以應(yīng)采用熱繼電器來進行電動機的熱保護。
在主要功能預置方面,頻率應(yīng)以電動機的額定頻率為變頻器的工作頻率。升、降速時間在采用PID調(diào)節(jié)器的情況下,升、降速時間應(yīng)盡量設(shè)定得短一些,以免影響由PID調(diào)節(jié)器決定的動態(tài)響應(yīng)過程。如變頻器本身具PID調(diào)節(jié)功能時,只要在預置時設(shè)定PID功能效,則所設(shè)定的升速和降速時間將自額動失效。
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