小區自來水恒壓變頻供水系統的設計與控制方式

    小區自來水恒壓變頻供水系統在開發和設計過程中，采用智能組態理念，吸收當前國內外組態軟件的優秀成果，并經過嚴格的實驗測試和眾多行業的現場實踐。    小區自來水恒壓變頻供水系統是國民生產生活中不可缺少的重要一環。傳統供水方式占地面積大，水質易污染，基建投資多，而最主要的缺點是水壓不能保持恒定，導致部分設備不能正常工作。變頻調速技術是一種新型成熟的交流電機無極調速技術，它以其獨特優良的控制性能被應用于速度控制領域，特別是供水行業中。由于安全生產和供水質量的特殊需要，對恒壓供水壓力有著嚴格的要求，因而變頻調速技術得到了更加深入的應用。恒壓供水方式技術前進、水壓恒定、操作方便、運行可靠、節約電能、自動化程度高，在小區自來水恒壓變頻供水系統中可完成以下功能：
（1）維持水壓恒定
（2）控制系統可手動/自動運行
（3）多臺泵自動切換運行
（4）系統睡眠與喚醒，當外界停止用水時，系統處于睡眠狀態，直至有用水需求時自動喚醒
（5）在線調整PID參數；
（6）泵組及線路保護檢測報警，信號顯示等將管網的實際壓力經反饋后與給定壓力進行比較，當管網壓力不足時，變頻器增大輸出頻率，水泵轉速加快，供水量增加，迫使管網壓力上升。反之水泵轉速減慢，供水量減小，管網壓力下降，保持恒壓供水。

    一般供水方式，多為用水量調節開停泵數量，壓力偏小時加泵，壓力偏高時減泵。傳統控制方式為人工手動控制，存著如下缺點： 操作方式落后，人為因素很大；管理方式落后，無法建立嚴格科學管理體制；設備運行不合理，維修量大，使用壽命短；能耗高、機械磨損大，生產成本高；采用小區自來水恒壓變頻供水系統，可以大大改善供水性能，穩定供水壓力，節約電能。

    小區自來水恒壓變頻供水系統采用一臺變頻器控制多臺水泵以循環工作方式，中心控制器為PLC可編程控制器，以設定壓力和反饋壓力為控制目標，以PID為控制算法組成閉環控制系統。以降壓啟動柜或軟啟動器作為工頻運行回路或獨立后備系統。實時采集水網參數、電網參數、電機溫度、設備運行狀態，達到優化運行、可靠保護、確保供水、節約電耗。

控制方式
    以出口總管網水壓為控制目標，以供水時間、季節為參考值，合理組合開泵臺數，減少開停泵次數，達到穩定水壓、節電供水之目。
1、調節開、停泵組數量和變頻調速泵轉速，達到調節管網水壓目，穩定供水壓力。
2、調節精度：-0.1Mpa～+0.1Mpa。
3、以管網水壓為控制目標，達到高效節能供水。
4、以24小時為周期，用水量不同可上分段設定供水壓力，PLC依據設定值自動運行。
5、以“先入先出”為準則，對水泵進行優化組合，循環投切。 對變頻機組負荷實時計算，確定各泵開、停時間，使各泵高效區段工作并磨損均勻。
6、閥門自動控制。工作程序為：
開泵----檢測泵出口水壓----壓力達到設定值時開閥----檢測閥門開盡限位。
關閥----檢測閥門關盡限位----停泵。
7、PLC智能控制，使泵組變、工頻運行實現無擾動切換。并保證各泵磨損均勻。8、對供水量計算，限制泵組臨界狀態頻繁起停。
9、每臺泵組后備手動軟起控制功能，確保故障情況下不間斷供水。
10、水壓異常報警，低水池水位過低自動停機，用水量極小時自動停機。
11、軟啟動，減少了單泵啟動電流、沖擊和水泵機械磨損，延長設備使用壽命。
12、PLC與上位監控站連網功能。
13、自動運行，遠程運行，手動運行。手動運行為高優先權。
14、 監測所有設備相關參數：電機電壓、電流、溫度、運行時間、運行狀態、出口水壓、閥門 狀態、閥門故障、水池水位、管網水壓、水質參數。 中心控制室進行網絡通訊，協調生產。
15、 對排污泵進行實時監控和自動控制。

小區自來水恒壓變頻供水系統技術經濟指標分析
1、水泵其揚程（H）、流 量（Q）、轉速（N）和軸功率（P）之間存如下關系： Q=K1*N H=K2*N2 P=K3*H*Q=K1*K2*K3*N3=K*N3
由此可見，水泵出口流量與轉速成正比，揚程與轉速平方成正比，消耗軸功率與轉速三次方成正比。對水泵進行調速運行，對供水流量與壓力進行調節，有著非常明顯節能效果。當變頻泵運行45Hz時。比工頻運轉節電27%。P（45）/p（50）=（45/50）3=73%

2、應用變頻調速可以用水需求量對水泵流量進行無級調整，減少開停工頻泵次數，減少對電網及水泵機械沖擊，延長設備使用壽命，大大減少爆管危險性，減少工程維修費用和跑水浪費，間接節約了成本。

3、供水施工經驗和運行數據分析，一般每天可分為幾個檔次壓力供水，其直接節電率10%以上。考慮減少維修費用，延長設備使用壽命，提高管理水平和自動化監控能力等間接節能效率，總節能率可達18%以上。