1概述 隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，人們對(duì)于供水方式和供水質(zhì)量從更多的方面提出了更高的要求。以往采用的水箱和水塔或氣罐加壓方法，建設(shè)費(fèi)用高、易造成水的二次污染，而且也不能滿足各種應(yīng)急事件的處理?；谧冾l器的恒壓供水方案能夠有效的解傳統(tǒng)的供水方式中存在的各種弊端，而且有利于提高系統(tǒng)的自動(dòng)化管理水平。 下面介紹的TD2100系列恒壓供水專(zhuān)用變頻器，具備了通用變頻器所沒(méi)有的許多功能，集供水控制和供水管理功能于一身，最大程度上簡(jiǎn)化了恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高了恒壓供水系統(tǒng)的性能。 2供水系統(tǒng)組成及工作原理 TD2100系列供水專(zhuān)用變頻器具備了一般的供水控制系統(tǒng)中通用變頻器和PLC兩者的功能，用更加經(jīng)濟(jì)和簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)包括常規(guī)泵、休眠泵、消防泵和排污泵等多臺(tái)泵的智能化管理。圖l為供水系統(tǒng)的流程圖，可以看出該系統(tǒng)上要由一臺(tái)TD2100犁變頻器、壓力變送器、4臺(tái)水泵組成。4臺(tái)水泵中3臺(tái)為15kW常規(guī)泵，一臺(tái)3 kW休眠泵，每臺(tái)水泵的出水管均裝有手動(dòng)閥，以供維修和調(diào)節(jié)水量之用。 供水系統(tǒng)的壓力設(shè)定值通常為0．6MPa，休眠泵壓力設(shè)定為0．3 MPa，用水高峰期2臺(tái)常規(guī)泵供水，低峰期只有l(wèi)臺(tái)水泵運(yùn)行。當(dāng)壓力變送器輸出的壓力值與壓力設(shè)定值相等時(shí)，水泵l保持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速。當(dāng)供水壓力低于設(shè)定值時(shí)，水泵1轉(zhuǎn)速上升，供水量增加，供水壓力上升，直到供水壓力與設(shè)定值相等時(shí)，水泵l在新的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行；當(dāng)供水壓力上升時(shí)，水泵l的轉(zhuǎn)速隨之下降，直至達(dá)到新的平衡。當(dāng)水泵l運(yùn)行到變頻器設(shè)定頻率上限供水壓力仍低于設(shè)定值時(shí)，水泉I切換到工頻運(yùn)行，水泵2變頻運(yùn)行，使供水壓力與設(shè)定值相等：水泵3為備用泵．當(dāng)水泵1、水泵2工頻運(yùn)行時(shí)供水壓力仍低于設(shè)定值時(shí)，水泵3變頻運(yùn)行，使供水壓力與設(shè)定值相等。 由于供水系統(tǒng)對(duì)壓力的穩(wěn)定性要求較高，超過(guò)壓力的上限值，會(huì)造成生產(chǎn)事故。低于下限時(shí)，供水不足，有些用戶又不得不停工停產(chǎn)。因此需要對(duì)變頻器過(guò)限功能的最高頻率和最低頻率進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)試，經(jīng)過(guò)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，正常情況下，2臺(tái)水泉同時(shí)運(yùn)行，水泵2的工作頻率在30～40Hz之間，由于電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，電機(jī)風(fēng)扇的散熱能力下降，會(huì)出現(xiàn)電機(jī)溫度上升的現(xiàn)象，故將變頻器的最低頻率設(shè)為25 Hz。 3系統(tǒng)功能 系統(tǒng)的所有功能都是由TD2100供水專(zhuān)用變頻器來(lái)控制實(shí)現(xiàn)的，所以本系統(tǒng)的功能介紹也就是TD2100變頻器主要功能的介糾。 3．1供水模式 TD21C0變頻器有8種供水模式供選擇，能夠滿足用戶的各種需求。本系統(tǒng)采用了先起先停的3泵變頻循環(huán)方式（如網(wǎng)2所示）。 采用變頻循環(huán)工作方式時(shí)，變頻器按照一定順序輪流驅(qū)動(dòng)各泵變頻運(yùn)行。變頻器能夠按照壓力閉環(huán)控制要求在設(shè)定范圍內(nèi)自動(dòng)確定運(yùn)行泵臺(tái)數(shù)，同一時(shí)刻只有一臺(tái)泵由變頻驅(qū)動(dòng)，當(dāng)變頻驅(qū)動(dòng)的泵運(yùn)行到設(shè)定的上限頻率而需要增加泵時(shí)，變頻器將該泵切換到工頻運(yùn)行，同時(shí)驅(qū)動(dòng)另一臺(tái)泵變頻運(yùn)行。 3．2泵的定時(shí)輪換功能 在實(shí)際中常規(guī)泵的容量一致時(shí)使用該功能比較合適，可以均衡各泵的運(yùn)行時(shí)間，有效地防止因?yàn)閭溆帽瞄L(zhǎng)期不用而發(fā)生銹蝕的現(xiàn)象，這樣就提高了設(shè)備的綜合利用率，降低了維護(hù)費(fèi)用。 該功能有效時(shí)，在循環(huán)方式下所設(shè)置的泵全部參與定時(shí)輪換；在固定方式下，變頻固定泵作為主調(diào)節(jié)泵而不參加輪換，工頻泵則進(jìn)行定時(shí)輪換控制。對(duì)于小同容量的泵，不宜采用定時(shí)輪換功能。 3.3閉環(huán)控制功能 變頻器內(nèi)部的PI調(diào)節(jié)器，是專(zhuān)為溫度、壓力、流量等過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)置的，能夠監(jiān)視反饋裝置的輸出信號(hào)，并根據(jù)反饋的要求調(diào)整變頻器的輸出。采用比例積分增益調(diào)節(jié)方式，加上反饋標(biāo)定、偏差容限（偏差在此設(shè)定范圍內(nèi)，PI調(diào)節(jié)器停止調(diào)節(jié)，變頻器保持輸出）等功能，使變頻器根據(jù)PI設(shè)定值和反饋值來(lái)控制變頻器的輸出，如果反饋裝置檢測(cè)出反饋值偏離理想點(diǎn)時(shí)，PI調(diào)節(jié)器將調(diào)整變頻器的輸出，直到反饋值等于設(shè)定值。圖3是TD2100型變頻器PlD控制原理框圖。 在圖3中，一路是壓力給定信號(hào)，根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的要求，確定壓力的設(shè)定值。由壓力變送器檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的壓力反饋值，與壓力給定值比較后，得到偏差值△P，經(jīng)過(guò)比例積分控制器處理后得到頻率輸出信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。 3.4供水定時(shí)控制功能 為了適應(yīng)生活供水中的壓力/流量波動(dòng)特性，如通常白天的3個(gè)用水高峰期流量波動(dòng)，以及其他一些特殊應(yīng)用，系統(tǒng)提供了最多6段的定時(shí)壓力給定控制以滿足使用，有利于節(jié)水和節(jié)能。其中有常規(guī)日和指定日的區(qū)分。 3．5休眠泵控制功能 休眠功能主要用于夜間供水量急劇減少的情況，通過(guò)設(shè)定變頻器內(nèi)部參數(shù)指定每日休眠工怍的起止時(shí)刻和體眠時(shí)的壓力給定值。休眠期間，休眠小泵工作，變頻器只監(jiān)測(cè)管網(wǎng)壓力，當(dāng)管網(wǎng)壓力低于設(shè)定的休眠壓力時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)喚醒，變頻泵投入工作，當(dāng)管網(wǎng)壓力高于設(shè)定時(shí)，系統(tǒng)再次進(jìn)入休眠狀態(tài)，即只有休眠小泵運(yùn)行。這種休眠泵的控制，實(shí)現(xiàn)了節(jié)水節(jié)電功效。 3．6進(jìn)水池缺水檢測(cè)功能 變頻器內(nèi)置集成的液位傳感器（也叫外接液位傳感器）很容易實(shí)現(xiàn)液位的檢測(cè)和控制。變頻器能夠根據(jù)水池水位的檢測(cè)值自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行和停止，這將有效的防止水泵系統(tǒng)設(shè)備因缺水而損壞。 3．7自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警功能 當(dāng)供水系統(tǒng)或變頻器發(fā)生戰(zhàn)障時(shí)，通過(guò)內(nèi)置的RS232串行通信接口與外接的Modem設(shè)備進(jìn)行信號(hào)連接，自動(dòng)起動(dòng)預(yù)先設(shè)定的電話號(hào)碼，及時(shí)通知設(shè)備維護(hù)人員進(jìn)行相應(yīng)處理。 TD2100系列變頻器的設(shè)計(jì)充分考慮了供水系統(tǒng)中所需要的各種控制要求，設(shè)計(jì)相當(dāng)精細(xì)，相應(yīng)的功能還有很多，這里沒(méi)有一一陳述。 4 供水參數(shù)設(shè)置及調(diào)試運(yùn)行 功能碼設(shè)置的正確與否是TD2100使用成敗的關(guān)鍵。圖4為供水應(yīng)用參數(shù)設(shè)置總體步驟。 參數(shù)設(shè)置完畢后，應(yīng)根據(jù)功能需求進(jìn)行核對(duì)，特別是與變頻器外圍電氣設(shè)備接線密切相關(guān)的一些參數(shù)，如控制方式、供水模式、閉環(huán)反饋信號(hào)標(biāo)定等，應(yīng)重點(diǎn)檢查，無(wú)誤后方可進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行。調(diào)試包括以下幾個(gè)力面： 測(cè)試各泵電機(jī)轉(zhuǎn)向是否正確。對(duì)于變頻循環(huán)方式，應(yīng)采用手動(dòng)軟起動(dòng)方式進(jìn)行測(cè)試。針對(duì)閉環(huán)控制參數(shù)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)節(jié)。 開(kāi)始運(yùn)行前，壓力設(shè)定應(yīng)比實(shí)際需求小一些，以免管網(wǎng)出現(xiàn)異常超壓。試運(yùn)行中，根據(jù)管網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行的不穩(wěn)定情況即時(shí)調(diào)節(jié)相應(yīng)參數(shù)，如PI參數(shù)、采樣周期、偏差帶、給定或反饋濾波時(shí)間等參量，直到系統(tǒng)調(diào)節(jié)到穩(wěn)定合理的范圍，并保證一定的響應(yīng)速度。要進(jìn)行缺水測(cè)試、管網(wǎng)超欠壓測(cè)試、定時(shí)輪換測(cè)試等。相應(yīng)的參數(shù)根據(jù)需要做適當(dāng)修改。 用變頻器實(shí)現(xiàn)交流調(diào)速往往給電源帶來(lái)高次諧波，不僅降低電網(wǎng)的功率因數(shù)，還會(huì)干擾其他電器的正常工作。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可在變頻器輸入端加上交流電抗器（選配件），消除諧波干擾。 5 經(jīng)濟(jì)效益分析 常規(guī)泵功率ⅣI、供水量Q1與泵轉(zhuǎn)速n．，三者關(guān)系如下 [ALIGN=CENTER] [/ALIGN] 6結(jié)束語(yǔ) 此次恒壓供水系統(tǒng)改造，投資少、遠(yuǎn)行穩(wěn)定可靠、節(jié)能降耗效果明顯、實(shí)現(xiàn)了恒壓供水的智能化的控制管理。TD2100系列變頻器功能完善、配置靈活，利用TD2100系列變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水是一種當(dāng)前非常先進(jìn)的、性價(jià)比好的解決方案