北京市自来水集团大兴分公司 北京市 102600
摘要：水质和水压是现代供水企业赖以生存和发展的基本服务因素，在水质稳定的前提下，水压的服务质量和能耗是相互制约的两个对立因素。我公司是水厂供水部门，主要供大兴新城沿线各单位生产和生活用水，由于用水的不均匀，每天供水量变化较大，目前日供水量为5万吨，变频调速恒压供水技术其节能、安全、供水高品质比等优点，在供水行业得到了广泛的应用。本文先从变频器的工作原理、变频调速的特性、等出发，结合我厂供水的现状，介绍了变频器在恒压供水控制系统中的应用，大大提高了系统的安全性，保证了供水的稳定性，期望能够大幅度简化供水系统中的变速控制程序，实现系统整合调整后的节能减排效果。
关键词：变频器；恒压供水；系统应用
一、变频调速的特性及工作原理
为了达到恒压供水的节能效果，一般采用外部plc和PID控制运行指令的方式，在整合调整上运行控制技巧，达到变频器的最佳运行状态。采用内件模块控制逻辑，简化送水系统的变速控制。
交流电动机的同步转速表达公式为：n=60f(1-s)/p
式中 n-------异步电动机的转速
f--------异步电动机的频率
p---------电动机极对数
s--------电动机转差率
由公式可知，根据公式可以看到，电机转速和频率能够形成正比，可以对电机转速进行平滑地调节。只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0~50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现调速调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。通过对电动机转速进行改变，方便恒压供水系统风量和空气燃料比的优化，可以有效保证系统的工况，降低系统的电能损耗。在监控系统中使用变频调速技术，可以方便地实现电机软动力和自由停车，减少机泵突然高速启动带来的影响，提高功率因素，改变电动机电源质量，才能保证实际的负荷，能够达到最佳的工作状态。其工作原理图如下：
二、变频调速的恒压供水控制系统的组成
由于变频调速具有调速的机械特性好，效率高，调速范围宽，精度高，调整特性曲线平滑，可以实现连续的、平稳的调速，体积小、维护简单方便、自动化水平高等一系列突出的优点而倍受人们的青睐。
变频调速恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。通常由异步电动机驱动水泵旋转来供水，并且把电机和水泵连成一体，通过变频器调节异步电机的转速，从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。因此，供水系统变频的实质是异步电动机的变频调速。异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。
三、变频调速的恒压供水控制系统的应用
在恒压控制系统中，持续跟踪恒压供水系统压力和流量后发现，进行压力及流量的控制，采用压力和流量传感器回传的方式，实现压力和电流信号的持续跟踪，延长马达及泵浦的使用寿命。可以采用多台泵浦提高流量，运行恒压供水系统组，成控制系统，这种组成可以控制和维持恒压，特别设置变频器参数，符合马达制造厂家的最低速度要求的前提下，提供平顺的转移和维持压力允许的误差范围，防止恒压供水系统开开停停，造成的能源消耗，也可以使用恒压曲线设定最低额定转距，提供排量低速时所需要的转距。在运行过程中不必加大变频器和马达容量，而使用泵浦透平的方式，以切除危险转速。
四、恒压供水控制系统基本组成
4.1恒压控水控制系统，恒压供水系统通过主控型缓解，实现整个系统的核心控制。由plc设定好信号之后，进行整个系统的运作，信号的综合控制，遇到故障的时候可以及时进行系统的维护和处理操作。在变频器的内部操控上，相对传统的控制方法，运用应件PAD版的控制模式，在恒压供水系统功能模块上加以设定，实现内部的整体控制。
4.2在恒压供水系统供水附件上采用485通讯底层接口进行相应的连接，采用一根外接的电话线，即可以将主控制板进行远程控制。变频器外部使用供水供控件作为恒压供水系统控制部分进行单独的控制系统运行，这样的独立控制系统可以完成多个继电器的控制，而不需要另外进行外接电源的准备。供水附件这样设计就拥有接口相对简单，恒压供水系统控制灵活方便的优势。
4.3在恒压供水系统电机控制环节，整个系统的执行环节，遇到管网压力较大的时候，可以进行复健基本之间的继电器的交流，这样的环节可以实现电机的自动化控制，进行恒压供水系统各个水泵的运行状态的时候，基本输出端的状态控制，不需要使用微分环节就进行信息反馈，在预设的PAD控制闭环中实现信号反馈，将整个管网的压力信号进行及时的传递，实现了整个系统的压力控制，大惯性环节的运行。
五、变频器在恒压供水控制系统中应用的工作原理
为了达到恒压供水系统整个系统的大功率器件驱动程序和电源部分的稳定运行，通过整个管网的压力变化情况，先期进行变频器恒压供水系统的控制原理的分析，发现在PID仪器和压力变送器的商户作用上，压力值通过压力变成仪器，达到了通过恒压变频供水，实现了多台变频泵和公平泵的开启，识别相应的超限信号，在实际的恒压供水系统操作中已经可以实现，防止水锤现象发生，可以通过对电频电源进行五级控诉，保证恒压供水系统管网水压的连续性变化，设定好用户需求的水压值，之后在恒压供水系统管网水压进行检测的过程中，给予变频器指令，包括对转速进行调整的转速控制信号[2]。
出现偶发事故的时候，一般是内在的某个链接可能出现了坏死，或者是外部的金属掉进了变频器内部，导致了故障，恒压供水系统发生类似这样的问题，出现率较多，会影响系统的使用寿命，因此在额定范围内，为了避免故障发生，可以在成本最低的情况下，实现恒压供水系统最优的维护计划的实行，从故障原因进行分析，分析涉及到的部分内容，对于需要维修和替换的部分加以处理。这样问题可以提前将隐藏的问题加以解决，省去后期的恒压供水系统大部分维修和维护成本[4]。
结语
变频器在生活用水中发挥了巨大的作用，为了恒压供水系统的稳定性起到了调节和控制作用，通过恒压供水系统变频设备的介入，我们可以实现稳定的水的供应，在人口密集的大城市进行供水系统的运行，需要采用这种方法，对于其工作原理加强认识，同时采用维护和保障的方式保障我们的供水系统顺畅。
参考文献
[1]王继,霍锋,周遂京, 等.工厂自动化生产线控制模型[Z].济南星科经贸有限公司.2009.
[2]夏明兰.任务驱动法运用于《变频器原理与应用》课程教学探析[J].华章,2010,(24):122,128.
[3]张扬.基于现场总线的恒压变频供水技术在小区高层供水中的应用[D].山东:青岛科技大学,2015.
[4]宋震.PLC 变频恒压供水控制系统的设计和实现[J].建筑工程技术与设计,2018,(30):3399.
论文作者:陈静美
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/2
标签：供水系统论文; 变频器论文; 转速论文; 控制系统论文; 电动机论文; 系统论文; 压力论文; 《防护工程》2019年第6期论文;