一、研究目的 為改變傳統(tǒng)明渠漫灌和過(guò)去單井單灌方式，普及推廣管道式節(jié)水灌溉技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)水平，節(jié)水節(jié)能、增產(chǎn)增收，哈爾濱市日鋒電子有限責(zé)公司開(kāi)發(fā)研制的新型多井恒壓自動(dòng)控制裝置，可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)恒壓自動(dòng)控制裝置控制多井灌溉的目的。 二、功能特點(diǎn) （一）功能 1實(shí)現(xiàn)管道恒壓自動(dòng)控制； 2在同一裝置上可以設(shè)定一拖一、一拖二、一拖三或一拖N的工作方式； 3在管網(wǎng)工作壓力范圍內(nèi)灌溉壓力可根據(jù)實(shí)際要求設(shè)定； 4電機(jī)水泵在變頻狀態(tài)下可實(shí)現(xiàn)過(guò)流、過(guò)載、超壓、低壓、缺相和工頻狀態(tài)下過(guò)熱的自動(dòng)保護(hù)； 5可以選擇“工頻”或“變頻”狀態(tài)運(yùn)行。 （二）特點(diǎn) 1操作簡(jiǎn)單、使用方便； 2采用管道恒壓灌溉，不需維修渠道，省工省力； 3節(jié)約水電資源，保護(hù)自然環(huán)境； 4降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、增產(chǎn)增收。 三、工作原理 （一）系統(tǒng)構(gòu)成 恒壓自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由變頻恒壓自動(dòng)控制裝置（虛線框內(nèi)）、電機(jī)、水泵、壓力傳感器、管網(wǎng)、噴灌設(shè)備等構(gòu)成，其中變頻恒壓自動(dòng)控制裝置主要由變頻器、控制器、控制電路等構(gòu)成。工作程序見(jiàn)圖一 （二）工作原理 微機(jī)控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力傳感器輸出的管網(wǎng)壓力信號(hào)，并將此信號(hào)送到PID調(diào)節(jié)器上與設(shè)定值相比較，運(yùn)算處理后，按微機(jī)設(shè)定程序?qū)崿F(xiàn)各種控制要求，從而達(dá)到恒壓變流量供水的目的。 （三）操作程序 1 接通主回路電源開(kāi)關(guān)和控制回路電源開(kāi)關(guān)； 2 根據(jù)用水流量、系統(tǒng)壓力及管網(wǎng)完好率選用工作消耗數(shù)量,然后再根據(jù)工作水泵數(shù)量在控制器上進(jìn)行設(shè)定； 3 轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕Q2,使旋鈕指到選定的工作泵位置； 4 轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕Q1,使旋鈕指到“工頻”或“變頻”位置，如選工頻運(yùn)行時(shí)再啟動(dòng)對(duì)應(yīng)水泵按鈕，水泵即開(kāi)始工作，此時(shí)不是恒壓灌溉，只是作為備用。停止工作時(shí)按停止對(duì)應(yīng)按鈕。如果Q1指到“變頻”位置時(shí)水泵自動(dòng)開(kāi)始工作，然后在控制器上設(shè)定所需要的壓力，裝置將系統(tǒng)壓力自動(dòng)鎖定在設(shè)定壓力值上，如需停止工作時(shí)將Q1轉(zhuǎn)到停止位置，關(guān)斷主回路電源開(kāi)關(guān)和控制回路電源開(kāi)關(guān)。 （四）工作程序 恒壓灌溉工作程序見(jiàn)圖二，圖中“1#變頻”、“1#工頻”、“2#變頻”、“2#工頻”、“3#變頻”、“3#工頻”是控制器接點(diǎn)，開(kāi)機(jī)后系統(tǒng)壓力低于設(shè)定壓力，壓力傳感器輸出信號(hào)輸入到控制器，與控制器設(shè)定壓力信號(hào)進(jìn)行比較后，控制器輸出信號(hào)輸入到變頻器，同時(shí)控制器“1#變頻”接點(diǎn)閉合，“1#”水泵接到變頻器輸出端，處于變頻運(yùn)行狀態(tài)。變頻器輸出頻率由“0”開(kāi)始逐漸上升，系統(tǒng)壓力也隨著頻率上升而增加，當(dāng)頻率上升到某一值時(shí)，系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定值，此時(shí)頻率不再上升，系統(tǒng)壓力也不變，當(dāng)用水量減少時(shí)，系統(tǒng)壓力就會(huì)高于設(shè)定壓力，控制器輸出信號(hào)又使頻率下降，系統(tǒng)壓力也隨著下降，當(dāng)系統(tǒng)壓力降到設(shè)定值時(shí)，頻率不再變化，使系統(tǒng)壓力維持在設(shè)定值恒定；當(dāng)用水量大量增加時(shí)，系統(tǒng)壓力低于設(shè)定壓力，控制器輸出信號(hào)使頻率上升，系統(tǒng)壓力也隨著上升，當(dāng)頻率上升到50HZ時(shí)，系統(tǒng)壓力仍然低于設(shè)定壓力時(shí)，控制器“1#變頻”接點(diǎn)斷開(kāi)，變頻器輸出頻率降到“0”，然后“1#工頻”接點(diǎn)閉合，使“1#”水泵接在工頻電源上，經(jīng)過(guò)延時(shí)后“2#變頻”接點(diǎn)閉合，使“2#”水泵接到變頻器輸出端在變頻狀態(tài)下工作，由于系統(tǒng)壓力還沒(méi)有達(dá)到設(shè)定壓力，變頻器在控制器控制下，頻率又由“0”開(kāi)始逐漸上升，系統(tǒng)壓力也隨著頻率的上升而升高，當(dāng)頻率上升到50HZ系統(tǒng)壓力還低于設(shè)定值時(shí)，“2#變頻”接點(diǎn)斷開(kāi)，頻率又降到“0”“2#工頻”接點(diǎn)閉合，使“2#”水泵接到工頻電源上運(yùn)轉(zhuǎn)，再經(jīng)過(guò)延時(shí)，“3#”變頻閉合，使“3#”水泵在變頻狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，直至系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，頻率不變；當(dāng)系統(tǒng)用水量下降后，系統(tǒng)壓力高于設(shè)定壓力值時(shí)，變頻器頻率開(kāi)始下降，直降到“0”時(shí)，系統(tǒng)壓力仍然高于設(shè)定壓力這時(shí)控制器“1#工頻”接點(diǎn)斷開(kāi)，“1#”水泵停止工作，此時(shí)系統(tǒng)壓力要是低于設(shè)定壓力，變頻器頻率又開(kāi)始上升，維持系統(tǒng)壓力在設(shè)定值上恒定；如果“1#”水泵停止工作后，系統(tǒng)壓力仍然高于設(shè)定壓力，變頻器頻率等于“0”時(shí)“2#工頻”接點(diǎn)斷開(kāi)，“2#”水泵停止工作，這時(shí)只有“3#”水泵在變頻狀態(tài)下工作，維持系統(tǒng)壓力在設(shè)定值上恒定；當(dāng)用水量又增大時(shí)頻率又開(kāi)始上升，直到50HZ系統(tǒng)壓力仍然低于設(shè)定壓力時(shí)“3#變頻”斷開(kāi)，頻率又降到“0”，“3#工頻”接點(diǎn)閉合，經(jīng)過(guò)延時(shí)“1#變頻”又閉合，頻率又由“0”開(kāi)始上升，如此循環(huán)周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)恒壓灌溉的目的。 四、實(shí)例應(yīng)用 北京市豐臺(tái)區(qū)，自90年代初就開(kāi)始應(yīng)用一罐控制多井灌溉技術(shù)，94年工程已經(jīng)發(fā)展到100多處，工程有效灌溉面積3萬(wàn)多畝。96年引進(jìn)日本變頻恒壓供水技術(shù)后，在原有工程設(shè)施的基礎(chǔ)上，技術(shù)上進(jìn)行了革新，設(shè)備上進(jìn)行了更新?lián)Q代，從根本上解決了過(guò)去管網(wǎng)系統(tǒng)的水錘問(wèn)題（由于水錘作用，經(jīng)常導(dǎo)致管網(wǎng)上接頭斷裂，增加管網(wǎng)維修費(fèi)，并直接影響農(nóng)田灌溉）。新設(shè)備性能穩(wěn)定，壓力恒定，流量分配均勻，而且節(jié)水節(jié)能。 96年哈爾濱市日鋒電子有限責(zé)任公司自行研制開(kāi)發(fā)的多井恒壓自動(dòng)控制裝置，現(xiàn)已在省內(nèi)得到應(yīng)用。哈市諸多工礦企業(yè)、小區(qū)采暖、供水工程、水源地和水廠集中給水控制均采用哈市日鋒電子有限責(zé)任公司生產(chǎn)的高性能BT- 系列變頻恒壓供水裝置，對(duì)多臺(tái)泵供水時(shí)，采用一臺(tái)恒壓自動(dòng)控制裝置拖動(dòng)多臺(tái)水泵的方式。 有三種供水方式可供選擇： 1、變頻泵、工頻泵固定方式； 2、變頻泵、工頻泵交換方式； 3、變頻泵、工頻泵循環(huán)方式。 在我國(guó)變頻恒壓供水技術(shù)已有十多年發(fā)展歷史，經(jīng)多年研究和應(yīng)用，該技術(shù)已十分成熟，在社會(huì)上取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 五、技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) （一）技術(shù)分析 在技術(shù)性能和工作運(yùn)行方面，變頻供水裝置優(yōu)于壓力罐供水裝置。首先，管網(wǎng)壓力恒定，水量分配平穩(wěn)，管網(wǎng)水錘作用趨近于零，可節(jié)省管網(wǎng)維護(hù)費(fèi)用；其次，全天候運(yùn)行，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定時(shí)段自動(dòng)定時(shí)運(yùn)行；第三，整機(jī)性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，對(duì)電源過(guò)流、過(guò)載、超壓、低壓和缺相等均有自動(dòng)保護(hù)功能，本裝置操作簡(jiǎn)單，安全可靠，機(jī)械損失小。 （二）經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 泵房占地面積小，若把供水分配器安裝在凍層以下工作井內(nèi)，既節(jié)省泵房建設(shè)費(fèi)用，又節(jié)省冬季取暖和人員開(kāi)支費(fèi)用，無(wú)環(huán)境污染；還可將本裝置放置離井方圓200米以內(nèi)任一室內(nèi)。對(duì)水泵進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，電機(jī)轉(zhuǎn)速隨用水量變化而變化，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，功率消耗隨之發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)節(jié)電運(yùn)行，節(jié)電率一般能達(dá)到30－70％；設(shè)備無(wú)人監(jiān)管，節(jié)省人員開(kāi)支；選用先進(jìn)電子元件和電力器材設(shè)計(jì)組裝，整機(jī)性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，操作簡(jiǎn)單，安全可靠，機(jī)械損失小，減少維修管理費(fèi)。見(jiàn)附表——技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 六、應(yīng)用范圍 1、樓房住宅小區(qū)集中采暖和給水工程； 2、微灌、噴灌和噴泉工程； 3、工礦企業(yè)生產(chǎn)集中給水工程； 4、鍋爐補(bǔ)水、循環(huán)系統(tǒng)的控制； 5、水廠、泵站恒壓、恒流控制。 多井恒壓自動(dòng)控制裝置的研制是集中供水工程水源樞紐設(shè)備改造的一次技術(shù)革命，該裝置在農(nóng)田管道節(jié)水灌溉領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展前途。