变频器恒压供水

1、变频器恒压供水系统设计 目录工艺简介 实验目的与要求 系统设计内容及要求 一、供水系统的具体要求 二、总体设计方法 三、变频器恒压供水系统原理 四、水泵切换条件分析 五、系统主电路分析 六、系统控制电路分析 七、系统的硬件设计 参数设置系统主要设备的选型 基本运行操作方式 变频器恒压供水系统的技术要求 实习心得 工艺简介一、变频恒压供水系统介绍变频恒压供水系统是指在供水管网中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。供水管网的出口压力值是根据用户需求确定的。传统的恒压供水方式是采用水塔、高水位箱、气压罐等设施实现的。 近年来，随着变频调速技术的日益成熟，其显著的节能效果和可靠稳定的控制方式

2、，在供水系统中得到广泛的应用。变频恒压供水系统对水泵电机实行无级调速，依据用水量及水压变化通过微机检测、运算，自动改变水泵转速保持水压恒定以满足用水要求，是目前最先进，合理的节能供水系统。与传统的水塔、高位水箱、气压罐等供水方式比较，不论是投资、运行的经济性、还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有优势： （1）高效节能。与传统供水方式相比变频恒压供水能节能30%-60%。 （2）占地面积小，投入少，效率高。 （3）配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠。 （4）运行合理，由于一天内的平均转速下降，轴上的平均扭矩和磨损减少，水泵的寿命将大为提高。 （5）由于能对水泵实现软停和软起，

3、并可消除水锤效应（水锤效应：直接起动和停机时，液体动能的急剧变大，导致对管网的极大冲击，有很大破坏力）。 （6）操作简便，省时省力。 二、城市供水系统的要求众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能己成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象，而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，此时将会造成能量的浪费，同时有可能导致水管爆破和用水设备的损坏。在恒压供水技术出现以前，出现

4、过许多供水方式。以下就逐一分析。（1）一台恒速泵直接供水系统（2） 恒速泵+水塔的供水方式（3）射流泵十水箱的供水方式（4） 恒速泵十高位水箱的供水方式（5）变频调速供水方式（6）恒速泵十气压罐供水方式三、变频恒压供水产生的背景和意义泵站担负着工农业和生活用水的重要任务，运行中需大量消耗能量，提高泵站效率:降低能耗，对国民经济有重大意义。我国泵站的特点是数量大、范围广、类型多、发展速度快，在工程规模上也有一定水平，但由于设计中忽视动能经济观点以及机电产品类型和质量上存在的一些问题等等原因，致使在技术水平、工程标准以及经济效益指标等方面与国外先进水平相比，还有一定的差距。目前，大量的电能消耗在水

5、泵、风机负载上，城乡居民用水设备所消耗的电量在这类负载中占了相当的比例。这一方面是由于我国居民多，用水量大，造成用电量大:另一方面是因为我国供水设备工作效率低，控制方式不够科学合理。造成不必要的能量浪费。因此，研究提水系统的能量模型，找出能够节能的控制策略方法，这里大有潜力可挖，是减少能耗，保障供水的一个很有意义的工作。以变频器为核心结合PLC组成的控制系统具有高可靠性、强抗干扰能力、组合灵活、编程简单、维修方便和低成本等诸多特点，变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、防雷避雷技术、现代控制、远程监控技术于一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便地实现供水系统的集中管理与

6、监控;同时系统具有良好节能性，这在能量日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。四、国内外研究概况变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。在早期，由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、变压变频比控制及各种保护功能。应用在变频恒压供水系统中，变频器仅作为执行机构，为了满足供水量大小需求不同时，保证管网压力恒定，需在变频器外部提供压力控制器和压力传感器，对压力进行闭环控制。从查阅的资料的情况来看，国外的恒压供水工程在设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式，几乎没有

7、用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况，因而投资成本高。即1968年，丹麦的丹佛斯公司发明并首家生产变频器(丹佛斯是传动产品全球五大核心供应商之一)后，随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后，国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频器，像瑞典、瑞士的ABB集团推出了HVAC变频技术，法国的施耐德公司就推出了恒压供水基板，备有“变频泵固定方式”，“变频泵循坏方式”两种模式。它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上，通过设置指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能，只要搭载配

8、套的恒压供水单元，便可直接控制多个内置的电磁接触器工作，可构成最多七台电机(泵)的供水系统。这类设备虽然说是微化了电路结构，降低了设备成本，但其输出接口的扩展功能缺乏灵活性，系统的动态性能和稳定性不高，与别的监控系统(如BA系统)和组态软件难以实现数据通信，并且限制了带负载的容量，因此在实际使用时其范围将会受到限制。五、各类供水系统的比较水池水泵（恒压变频或气压罐）管网系统用水点是目前国内外普遍采用的方法。该系统供水采用变频泵循环方式，以“先开先关”的顺序关泵，工作泵与备用泵不固定死。1这样，既保证供水系统有备用泵，又保证系统泵有相同的运行时间，有效地防止因为备用泵长期不用发生锈死现象，提高了

9、设备的综合利用率，降低了维护费用。水池水泵高位水箱用水点这种供水方式通过水泵抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用户。但是这第种二次供水方式不可避免造成二次污染，影响居民的身体健康。所以这种方案并不可取，终将淘汰。单元水箱单元增压泵单元高位水箱各单位用水点的确也达到了楼房高层的用户不因城市供水管网水压减小而用不到水的目标，2但是它的投资较大，总费用比上两种方式增加一、二十万元。这些费用要在用户的水电费上来扣除，这对于居民和学校来说是巨大的压力，所以也不可取。结合校园用水的特点和经济效益的考虑,决定采用恒压变频供水系统。六、变频恒压供水系统应用范围有关行业：设计院、所、消防局、物业公司、消

10、防专业施工单位等住宅小区、商务办公楼、宾馆、饭店、商场、大型超市、地铁、体育场馆等。实验目的与要求变频器恒压供水系统设计侧重培养学生对变频器的总体理解与认知，了解PLC（S7-200）的具体设置以及水泵机组的流程等有关知识的学习及上机训练，使学生掌握恒压供水系统设计的基本问题、技巧及基本的变频器操作，最终达到熟练利用变频器以及PLC的知识设计一些基本问题，熟练掌握变频器实验的步骤与应用，学会基本操作。完成简单的设计。 系统设计内容及要求变频恒压供水系统能适用生活水、工业用水以及消防用水等多种场合的供水要求，该系统具有以下特点:(1)供水系统的控制对象是用户管网的水压，它是一个过程控制量，同其他

11、一些过程控制量(如:温度、流量、浓度等)一样，对控制作用的响应具有滞后性。同时用于水泵转速控制的变频器也存在一定的滞后效应。(2)用户管网中因为有管阻、水锤等因素的影响，同时又由于水泵自身的一些固有特性，使水泵转速的变化与管网压力的变化成正比，因此变频调速恒压供水系统是一个线性系统。(3)变频调速恒压供水系统要具有广泛的通用性，面向各种各样的供水系统，而不同的供水系统管网结构、用水量和扬程等方面存在着较大的差异，因此其控制对象的模型具有很强的多变性。(4)在变频调速恒压供水系统中，由于有定量泵的加入控制，而定量泵的控制(包括定量泉的停止和运行)是时时发生的，同时定量泵的运行状态直接影响供水系统

12、的模型参数，使其不确定性地发生变化，因此可以认为，变频调速恒压供水系统的控制对象是时时变化的。(5)当出现意外的情况(如突然停水、断电、泵、变频器或软启动器故障等)时，系统能根据泵及变频器或软启动器的状态，电网状况及水源水位，管网压力等工况点自动进行切换，保证管网内压力恒定。在故障发生时，执行专门的故障程序，保证在紧急情况下的仍能进行供水。(6)水泵的电气控制柜，其有远程和就地控制的功能和数据通讯接口，能与控制信号或控制软件相连，能对供水的相关数据进行实时传送，以便显示和监控以及报表打印等功能。(7)用变频器进行调速，用调节泵和固定泵的组合进行恒压供水，节能效果显著，对每台水泵进行软启动，启动

13、电流可从零到电机额定电流，减少了启动电流对电网的冲击同时减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长了设备的使用寿命。一、供水系统的具体要求a . 水泵能自动变频软起动。3 台水泵自动变频软起动,并根据用水量大小自动调节开泵台数;b. 电控自动状态时,3 台水泵自动轮换变频运行,工作泵故障备用泵自动投入,可转换自动或人工手动开、停机;c. 设备具有缺相、欠压、过压、短路、过载等多种电气保护功能,具有相序保护防止水泵反转抽空,并具有缺水保护及水位恢复开机功能;d. 有设备工作、停机、报警指示。二、总体设计方法该校属于中小型用户,考虑恒压系统主要在高峰期投入使用,宜采用一台变频器控制四台水泵的“一

14、控四”切换方案。以西门子S 7 - 200 (CPU 224)的PLC 和6SE 6430 变频器为控制核心,采用变频率控制的闭环控制系统,通过对用户管网压力进行实时采样,并与设定压力值比较,根据压力偏差来控制变频泵的速度及定量泵的起、停,实现恒压变量的供水方式,从而更好地达到节能节水的目的。当用户管网压力低于设定压力时,控制器通过压力传感器检测,输出控制信号起动其中一台水泵作变频运行,通过控制变频泵使用户管网压力与设定压力值相等。如用户用水量较大,变频器输出频率为50 Hz ,变频泵转速达到最高,用户管网压力低于设定压力,控制器将变频泵切换成工频运行,待变频器输出频率下降至最低值时再接通另一

15、台水泵,由一台工频泵和一台变量泵同时供水。经过变量泵的调节,如管网压力仍低于设定值,控制器以同样的方式将运行频率为50 Hz 的变频泵切换成工频运行,而后继续起动另外一台水泵作变频运行,直至满足用户用水要求。当用户用水量较少,变量泵转速降到一定程度时,控制器自动停止最先运行的定量泵,并根据管网压力调整变量泵转速,使管网压力始终保持恒定。这样每台水泵的起动均经变频器控制,全部机组实现循环软起动,即每台泵的起动频率都从设定的最低频率开始逐渐上升,并遵循“先开的泵先停,先停的泵先开”的原则。当外来管网压力达到设定压力值时,则控制器完全停止各泵工作,由外界管网直接向用户供水。三、变频器恒压供水系统原理

16、变频恒压供水系统以管网水压 (或用户用水流量)为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节 (PID)，使供水系统自动恒稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应增大；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，供水量亦相应减小，这样就保证了供水效率用户对水压和水量的要求，同时达到了提高供水品质和供水效率的目的，“用多少水，供多少水”；采用该设备不需建造高位水箱，水塔，水质无二次污染，是一种理想的现代化建筑供水设备。四、水泵切换条件分析由于电网的限制以及变频器和电机工作频率的限制，50HZ成为频率调节的上限频率。另外，变频器的输

17、出频率不能够为负值，最低只能是0HZ。其实，在实际应用中，变频器的输出频率是不可能降到0HZ。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一个反向的力矩，同时这个水压也在一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一个值时，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0HZ，具体数值与水泵特性及系统所使用的场所有关，一般在20HZ左右。所以选择50HZ和20HZ作为水泵机组切换的上下限频率。当输出频率达到上限频率时，实际供水压力在设定压力上下波动

18、。若出现时就进行机组切换，很可能由于新增加了一台机组运行，供水压力一下就超过了设定压力。在极端的情况下，运行机组增加后，实际供水压力超过设定供水压力，而新增加的机组在变频器的下限频率运行，此时又满足了机组切换的停机条件，需要将一个在工频状态下运行的机组停掉。如果用水状况不变，供水泵站中的所有能够自动投切的机组将一直这样投入切出再投入再切出地循环下去，这增加了机组切换的次数，使系统一直处于不稳定的状态之中，实际供水压力也会在很大的压力范围内震荡。这样的工作状态既无法提供稳定可靠的供水压力，也使得机组由于相互切换频繁而增大磨损，减少运行寿命。另外，实际供水压力超调的影响以及现场的干扰使实际压力的测

19、量值有尖峰，这两种情况都可能使机组切换的判别条件在一个比较短的时间内满足。实际的机组切换判别条件如下设定值为0.5mpa，最大值为0.6mpa，最小值为0.1mpa加泵条件： 且延时判别成立 减泵条件： 且延时判别成立 式中： ：上限频率 ：下限频率：设定压力 ：反馈压力 五、系统主电路分析主电路设计 该系统包括3台水泵电动机M1、M2、M3，其中M1的功率为45kW，M2为22kW，M3为22kW。该系统为一台变频器依次控制每台水泵实现软启动及转速的调节，实现恒压控制。系统具有变频及工频两种运行状态，当变频泵达到水泵额定转速后，如水压在所设定的判断时间内还不能满足恒压值时，系统自动将当前变频

20、泵状态切换为工频状态，并指示下一台泵为变频泵。变频恒压供水系统主电路图电机有两种工作模式即：在工频电下运行和在变频电下运行。KM1、 KM3、 KM5 分别为电动机M1 、M2 、M3 工频运行时接通电源的控制接触器，KM0、 KM2 、KM4 分别为电动机M1、M2、 M3 变频运行时接通电源的控制接触器。热继电器(FR)是利用电流的热效应原理工作的保护电路，它在电路中的用作电动机的过载保护。熔断器（FU）是电路中的一种简单的短路保护装置。使用中，由于电流超过允许值产生的热量使串接于主电路中的熔体熔化而切断电路，防止电气设备短路和严重过载。六、系统控制电路分析水泵M1、M2，M3可变频运行，

21、也可工频运行，需PLC的6个输出点，变频器的运行与关断由PLC的1个输出点，控制变频器使电机正转需1个输出信号控制，报警器的控制需要1个输出点，输出点数量一共9个。控制起动和停止需要2个输入点，变频器极限频率的检测信号占用PLC2个输入点，系统自动/手动起动需1输入点，手动控制电机的工频/变频运行需6个输入点，控制系统停止运行需1个输入点，检测电机是否过载需3个输入点，共需15个输入点。系统所需的输入输出点数量共为24个点。本系统选用FXos-30MR-D型PLC。 PLC的接线PLC交流接触组的接线图Q0接KM0控制M1的变频运行，Q1接KM1控制M1的工频运行；Q2接KM2控制M2的变频运

22、行，Q3接KM3控制M2的工频运行；Q4接KM4控制M3的变频运行，Q5接KM5控制M3的工频运行。I0接起动按钮，I1接停止按钮，I2接变频器的FU接口，I3接变频器的OL接口，I4接M1的热继电器，I5接M2的热继电器，I6接M3的热继电器。为了防止出现某台电动机既接工频电又接变频电设计了电气互锁。在同时控制M1电动机的两个接触器KM1、KM0线圈中分别串入了对方的常闭触头形成电气互锁。频率检测的上/下限信号分别通过OL和FU输出至PLC的I2与I3输入端作为PLC增泵减泵控制信号七、系统的硬件设计系统结构原理图参数设置（1）设定P001030和P09701，按下P键，开始复位，复位过程大

23、约3min，这样就可保证变频器的参数回复到工厂默认值。（2）设置电动机参数，为了使电动机与变频器相匹配，需要设置电动机参数。电动机参数设置见表2-2。电动机参数设定完成后，设P0010=0，变频器当前处于准备状态，可正常运行。表2-2 电动机参数设置参数号出厂值设置值说明P000311设定用户访问级为标准级P001001快速调试P010000功率以KW表示，频率为50HzP0304230380电动机额定电压（V）P03053.253电动机额定电流（A）P03070.750.75电动机额定功率（KW）P03105050电动机额定频率（Hz）P031102830电动机额定转速（r/min）（3）设

24、置面板操作控制参数，见表2-3。表2-3 面板基本操作控制参数参数号出厂值设置值说明P000311设用户访问级为标准级P001000正确地进行运行命令的初始化P000407命令和数字I/OP070022由键盘输入设定值（选择命令源）P000311设用户访问级为标准级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P100022由键盘（电动电位计）输入设定值P1080020电动机运行的最低频率(Hz)P10825050电动机运行的最高频率(Hz)P000312设用户访问级为扩展级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P1040520设定键盘控制的频率值(Hz)P1058510正向点动频率(Hz)P

25、10601010点动斜坡上升时间（s）P10611010点动斜坡下降时间（s）系统主要设备的选型变频器的选择（1） 变频器的类型。变频器根据性能和控制方式可分为简易型、多功能型、高性能型3种类型。简易通用型变频器。一般采用U-f控制方式，主要以风扇、风机、泵等二次转矩负载为目的，其节能效果显著成果较低。（2） 变频器类型的选择。主要根据负载的要求来进行。风机和泵类负载。T正比于转数的平方，低数负载转矩较小。通常可以选择普通功能性。（3） 选择变频器规格。按照标称功率选择。在一般恒转矩负载应用时，可以放大一级估算。例如：90kw电动机可以选择110kw变频器。对于二次方转矩负载，一般可以直接按照

26、标称功率作为最终选择依据。例如：75kw电动机可以选择75kw的变频器。按照电动机额定电流选择。Ievf大于K1edIevf为变频器额定电流；K1为电流裕量系数一般取1.05-1.15；Ied为电动机额定电流。（4） 变频器容量的选择的注意事项。电网与变频器的切换把工频电网运转中的电动机切换到变频器运行时，一旦断开工频电网，必须等电动机完全停止以后，再切换到变频器侧启动。变频器的特点变频器具有过压、欠压、过流、过载、短路、失速等自动保护功能。能实现电机软起动，减小电气和机械冲击噪音，延长设备使用寿命。变频恒压供水系统主要有以下几个特点:1节能：变频调速恒压供水设备使整个供水系统始终保持最优工作

27、状态节电率可达35%60% ，这一特点已被广大用户所认识并带来效益2占地面积小，投人少，效率高：设备结构紧凑占地面积少维护方便维护费用低投资省安装快如仅供几栋居民楼生活用水的小型供水设备在楼梯间楼梯下几平方米的地方即可安装3配置灵活，功能齐全，自动化程度高。4由于变频恒压调速直接从水源供水，减少了原有供水方式的二次污染，大大降低水质污染的可能性：众所周知南方气候炎热潮湿细菌和微生物极易繁殖和滋生尤其是高位水箱很容易生红虫必须定期清洗改用变频调速恒压供水设备后只需一个低位水箱原来也有将水质污染降到最低限度。5通过通信控制，可以实现无人值守，节省了人力物力选泵列出基本数据：1、介质的特性：介质名称

28、、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。 2、介质中所含因体的颗粒直径、含量多少。 3、介质温度：（） 4、所需要的流量 一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量，但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如果是采用明渠输水，还必须考虑渗漏及蒸发量。 5、压力：吸水池压力，排水池压力，管道系统中的压力降（扬程损失）。 6、管道系统数据（管径、长度、管道附件种类及数目，吸水池至水池的几何标高等）。 如果需要的话还应作出装置特性曲线。 在设计布置管道时，应注意如下事项： 1、合理选择管道直径，管道直径大，在相同流量下、液流速度小，阻力损失小，但价格高，管道直径小，会导致阻力损失急剧增大，使所选泵的

29、扬程增加，配带功率增加，成本和运行费用都增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑。 2、排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。 3、管道布置应尽可能布置成直管，尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度，必须转弯的时候，弯头的弯曲半径应该是管道直径的35倍，角度尽可能大于90。 4、泵的排出侧必须装设阀门（球阀或截止阀等）和逆止阀。阀门用来调节泵的工况点，逆止阀在液体倒流时可防止泵反转，并使泵避免水锤的打击。（当液体倒流时，会产生巨大的反向压力，使泵损坏） 变频控制恒压供水控制方式众所周知，水泵消耗功率与转速的三次方成正比，即：P=kn3P为水泵消耗功率，n为水泵运行时的转速，k为比例系数。而水

30、泵是按工频运行时设计的，但供水时除高峰外，大部分时间流量较小，变频技术及微机控制的使用，可使水泵运行的转速随流量的变化而变化，最终达到节能的目的。实践证明，使用变频设备可使水泵运行的平均转速比工频转速降低20%，从而大大降低能耗，节能率可达20%49%。目前国内各厂家生产的供水设备电控柜，除采用落后的继电接触器控制方式外，大致分如下4类。(1)逻辑电子电路控制方式这类控制电路难以实现水泵机组全部软起动、全流量变频调节，往往采用一台泵固定于变频状态，其余泵均为工频状态的方式，因此控制精确度较低，水泵切换时水压波动较大，调试较麻烦，工频泵起动有冲击，抗干扰能力较弱，但其成本较低。(2)单片微机电路

31、控制方式这类控制电路优于逻辑控制电路，但在应付不同管网、不同供水情况时调试较麻烦，追加功能时往往要对主电路进行修改，不灵活也不方便。电路的可靠性和抗干扰能力都不是很高。(3)带PID回路调节器和/或PLC的控制方式该方式中变频器的作用是为电动机提供可变频率的电源，实现电动机的无级调速，从而使管网水压连续变化。传感器的任务是检测管网水压。压力设定单元为系统提供满足用户需要的水压期望值。压力设定信号和反馈信号输入PLC，经PLC内部PID控制程序的计算，输出一个转速控制信号给变频器。还有一种办法是将压力设定信号和反馈信号送入PID回路调节器，在调节器内部进行运算后，输出一个转速调节信号给变频器。因

32、变频器的转速控制信号是由PLC或PID回路调节器给出，所以PLC需有模拟量输入和输出接口。由于带模拟量输入/输出接口的PLC价格很高，无形中增加了供水设备成本。若采用带有模拟量输入/数字量输出的PLC，则要在PLC的数字量输出口另接一块PWM调制板，将PLC输出的数字量信号转变为控制变频器转速的模拟信号，造成PLC的成本并未降低，还增加了连线和附加设备，降低了整套设备的可靠性。如果采用一个开关量输入/输出的PLC和一个PID回路调节器，其成本也和带模拟量输入/输出的PLC差不多。所以，在变频调速恒压给水控制设备中，PID控制信号的产生和输出就成为降低给水设备成本的一个关键环节。(4)新型变频调

33、速供水设备针对传统变频调速供水设备的不足，国内外不少生产厂家近年来纷纷推出了一系列新品，如华为TD2100，施耐德Altivar58泵切换卡，Sanken的SAMCO-i系列，ABB公司ACS600、ACS400系列，富士公司G11S/P11S系列等。这些产品将PID调节器以及简易PLC的功能都综合进变频器内，形成了带有各种应用宏的新型变频器。由于PID运算在变频器内部，省去了对PLC存储容量的要求和对PID算法的编程，而且PID参数的在线调试非常容易，不仅降低了生产成本，而且大大提高了生产效率。由于变频器内部自带的PID调节器采用了优化算法，所以使水压的调节十分平滑、稳定。同时，为保证水压反

34、馈信号值的准确、不失值，可对该信号设置滤波时间常数，同时还可对反馈信号进行换算，使系统的调试非常简单、方便。这类变频器的价格仅比通用变频器略微高一点，但功能却强很多，所以采用带有内置PID功能的变频器生产出的恒压供水设备，降低了设备成本，提高了生产效率，节省了安装调试时间。在满足工艺要求的情况下应优先采用。供水专用变频器的功能供水专用变频器=普通变频器+PLC，是集供水控制和供水管理一体化的系统。内置供水专用PID调节器，只需加一只压力传感器，即可方便地组成供水闭环控制系统。传感器反馈的水压信号直接送入变频器自带的PID调节器输入口，而压力设定既可使用变频器的键盘设定，也可采用一只电位器以模拟

35、量的形式送入。每日可设定多段压力运行，以适应供水压力的需要，也可设定指定日供水压力控制。面板可直接显示压力反馈值。系统供水有两种基本运行方式：变频泵固定方式和变频泵循环方式。变频泵固定方式最多可控制7台泵，可选择“先开先关”和“先开后关”(适用泵容量不同场合)两种水泵关闭顺序。变频泵循环方式最多可控制4台泵，系统以“先开先关”的顺序关泵。灵活配置常规泵、消防泵、排污泵、休眠泵，便于实现供水泵房全面自动化。(1)工作泵与备用泵不固定，可自动定时轮换，有效地防止因备用泵长期不用而发生的锈死现象，提高了设备的综合利用率，降低了维护费用。(2)工作小时自动累计功能，方便节能分析和设备状况维护。(3)夜

36、间供水量急剧减少时，可方便指定每日休眠工作的起始/停止时刻，并可设定休眠时的压力设定值。休眠期间，只有休眠小泵工作，变频器只监测管网压力。当压力低于设定压力时，系统自动唤醒，变频泵投入工作；当压力高于设定值时，系统再次进入休眠状态，只有休眠小泵运行。这样，能最大限度地起到节水节电功效。(4)具有零流量停机功能，在用户不用水的情况下会自动停机。(5)故障泵退出功能，水泵出现损坏时，故障泵自动退出工作。(6)有消防信号外部输入接口，当有火警或消防信号到来时，系统能自动切换到消防模式，有多种消防工作模式可选，主要根据消防和生活管网是否共用，以及进水池是否共用等条件来进行选择。另有消防泵自动巡检功能，

37、可定时巡检，周期可设定。(7)利用通信功能，可实现联网控制，便于楼宇自动化和管理。另外还有一些功能，如排污泵控制、进水池液位检测及控制、管网超压/欠压保护、温差及压差控制、故障自动电话拨号等(当供水系统或变频器发生故障时，通过内置RS-232C串行通信接口，与外接Modem设备进行信号连接，自动启动预先设定的电话号码和信息，及时通知设备维护人员进行相应处理，可方便实现泵房无人值守运行)。由此可见，供水专用变频器具有强大功能，能满足供水系统的各种控制方案。若加上小型PLC，就可满足更复杂的工艺要求。基本运行操作方式手动运行当按下SB7按钮，用手动方式。按下SB10手动启动变频器。当系统压力不够需

38、要增加泵时，按下SBn（n=1,3,5）按钮，此时切断电机变频，同时启动电机工频运行,再起动下一台电机。为了变频向工频切换时保护变频器免于受到工频电压的反向冲击，在切换时，用时间继电器作了时间延迟，当压力过大时，可以手动按下SBn（n=2,4,6）按钮，切断工频运行的电机，同时启动电机变频运行。可根据需要，停按不同电机对应的启停按钮，可以依次实现手动启动和手动停止三台水泵.该方式仅供自动故障时使用.自动运行由PLC分别控制某台电机工频和变频继电器，在条件成立时，进行增泵升压和减泵降压控制. 升压控制：系统工作时，每台水泵处于三种状态之一，即工频电网拖动状态、变频器拖动调速状态和停止状态.系统开

39、始工作时，供水管道内水压力为零，在控制系统作用下，变频器开始运行，第一台水泵M1，启动且转速逐渐升高，当输出压力达到设定值，其供水量与用水量相平衡时，转速才稳定到某一定值，这期间M1处在调速运行状态.当用水量增加水压减小时，通过压力闭环调节水泵按设定速率加速到另一个稳定转速;反之用水量减少水压增加时，水泵按设定的速率减速到新的稳定转速.当用水量继续增加，变频器输出频率增加至工频时，水压仍低于设定值，由PLC控制切换至工频电网后恒速运行;同时，使第二台水泵M2投入变频器并变速运行，系统恢复对水压的闭环调节，直到水压达到设定值为止。如果用水量继续增加，每当加速运行的变频器输出频率达到工频时，将继续

40、发生如上转换，并有新的水泵投人并联运行.当最后一台水泵M3投人运行，变频器输出频率达到工频，压力仍未达到设定值时，控制系统就会发出故障报警.降压控制：当用水量下降水压升高，变频器输出频率降至起动频率时，水压仍高于设定值，系统将工频运行时间最长的一台水泵关掉，恢复对水压的闭环调节，使压力重新达到设定值.当用水量继续下降，每当减速运行的变频器输出频率降至起动频率时，将继续发生如上转换，直到剩下最后一台变频泵运行为止。变频器运行操作（1）变频器启动：在变频器的前操作面板上按运行键，变频器将驱动电动机升速，并运行在由P1040所设定的20Hz频率对应的560rmin的转速上。（2）正反转及加减速运行：电动机的转速（运行频率）及旋转方向可直接通过按前操作面板上的键减少键（/）来改变。（3）点动运行：按下变频器前操作面板上的点动键，则变频器驱动电动机升速，并运行在由P1058所设置的正向点动10Hz频率值上。当松开变频器前错做面板上的点动键，则变频器将驱动电动机降速至零。这时，如果按下一变频器前操作面板上的换向键，在重复上述的点动运行操作，电动机可在变频器的驱动下反向点动运行。（4）电动机停车：在变频器的前操作面板上按停止键，则变频器将驱动电动机降