变频器在二次供水设备中的应用分析

变频器在二次供水设备中的应用分析

许斌

（海宁钱塘水务有限公司浙江省嘉兴市314400）

摘要：随着变频调速技术的发展，变频器以其节能降耗，稳定的工作状态等优点在工业生产和日常生活的各个领域被广泛地应用。本文介绍变频恒压供水系统，是对二次加压泵站进行技术改造，尽量保留原有的设备，既有效节省了资金，又体现了变频恒压供水的技术优势。本文重点探讨了变频器在二次供水设备中的应用。

关键词：变频器；二次供水；设备；应用分析

1变频调速的特点及分析

用户用水量一般是动态的，因而供水缺乏或供水过剩的状况时有发作。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。坚持供水压力的安稳，可使供水和用水之间坚持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，然后提高了供水的质量。目前安达市单个小区急需这方面的改进。

用水区域选用恒压供水系统，能发作较大的经济效益和社会效益。在生发日子供水时，若自来水供水因故压力缺乏或短时断水，也许影响日子质量，严峻时会影响生计安全，如发作火灾时，若供水压力缺乏或或无水供给，不能敏捷救活，也许引起重大经济损失和人员伤亡。所以，恒压供水系统关于用户是非常重要的。而以变频调速为中心的智能供水控制系统恰好替代了以往高位水箱和压力罐等供水设备。它起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，然后避免了起动时对电网的冲击；并且泵的均匀转速降低了，也就延长了泵和阀门等的使用寿命。其运转功能安稳安全、操作方法简略便利、基本功能齐全周全，可以到达二次供水节约用水、节电、节约人力的高效率运转意图。

2变频恒压供水系统的构成和工作原理

这篇文章介绍的变频恒压供水的主动操控部分主要由变频器、压力传感器、可编程操控器（PLC）等电器元件组成，。依据技能要求，变频器选用ABBACS600系列变频器，该产品是ABB公司选用直接转矩操控（DTC）技能，联系许多先进的生产制作技能推出的高性能变频器。它具有很宽的功率规模，优秀的速度操控和转矩操控特性，完好的维护功能他灵活的编程才能，较高的可靠性和较小体积。PLC则选用西门子S7-200型。SIMATICS7-200具有极高的可靠性，极丰厚的指令集，易于把握，快捷的操作，微弱的通讯才能，丰厚的拓展模块等特点。

2.2恒压供水系统的作业原理

具体的作业进程为：当管网压力下降时，压力传感器将压力信号送给PLC，PLC依据压力设定值与实际检查值进行份额—积分—微分（PID）运算，并输出信号直接操控变频器的转速，以使管网的压力稳定。当用水量不是很大时，一台电动机在变频器的操控下能够稳定运转，可是当用水量大到变频器全速运转也不能确保管网的压力稳定时，压力下限信号与变频器的高速信号一起被PLC检查到，PLC主动将本来作业在变频状况下的电动机投入到工频运转，以坚持管网压力的连续性，一起将另一台电动机用变频器起动后投入运转，加大管网的供水量坚持压力稳定。若两台电动机运转依然不能到达压力下限值时，则将在变频作业状况下电动机投入到工频状况运转，而将另一台电动机投入到变频运转，直到管网压力到达设定值为止。

当用水量减少时，系统减泵时采用“先启先停”的切换模式。首先变频器已工作频率最低信号有效，这时如果压力上限信号仍然出现，PLC将运行在工频状态的电动机停掉，以减少供水量，当上述两个信号仍然存在时，PLC再停掉另一台工频运行的电动机，直到最后一台电动机运行在变频状态。

3简述PID控制原理

PID操控器可以用来操控任何可以被测量的并且可以被操控变量。咱们要想坚持水压的稳定，就必须引入水压反应值与给定值对比，然后形成闭环体系。但被操控的体系特点是非线性、大惯性的体系，如今操控和PID相结合的办法，在压力动摇较大时运用含糊操控，以加速响应速度；在压力规模较小时选用PID来坚持静态精度。要想保持供水网的压力不变，依据反应定理在管网体系的管理上安装了压力变送器作为反应元件，因为供水体系管道长、管径大，管网的充压都较慢，故体系是一个大滞后体系，不易直接选用PID调节器进行操控，而选用PLC参与操控的方法来完成对操控体系调节作用。

4二次恒压供水变频应用控制原理

用变频调速来完成恒压供水的长处有三方面：一是起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，然后避免了起动时对电网的冲击；二是因为泵的平均转速降低了，然后可延长泵和阀门等的使用寿命；三是能够消除起动和停机时的水锤效应。

当由一台变频器操控一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时操控两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。虽然水泵在低速运行时，电动机的作业电流较小。另外，电动机的热保护是必需的。因为当用户的用水量变化频频时，电动机将处于频频的升、降速状态，而升、降速的电流可略超越电动机的额定电流，致使电动机过热。而因为频频地升、降速而堆集起来的温升，有必要采用热继电器来进行电动机的热保护。

功能预置方面，最高频率应以电动机的额定频率为变频器的最高工作频率。升、降速时间在采用PID调节器的情况下，升、降速时间应尽量设定得短一些，以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。

5变频器的日常维护

变频器的正确使用与维护对其后期的使用寿命和功能发挥具有重要的影响。因此，必须加强对变频器的日常维护与部分零部件维修工作。在很多时候，工作环境的恶劣会给变频器的使用效果和使用寿命带来很大影响，人们应当引起充分重视。

首先，应当定期对变频器进行除尘处理。变频器是一种较为精密的设备，内部有着复杂、紧凑的结构，变频器内部的灰尘无法用吹风机或者吸尘器彻底清理干净，这个时候就需要专业人员对变频器进行解体，进行各个部分的清理工作。变频器的控制板是变频器的重要部分，影响着变频器的工作效率。因此，变频器控制板上的灰尘要使用毛刷进行细致的清理，以保证变频器内部各元件能够正常散热，确保变频器以健康有效的状态进行工作。另外，有一些变频设备整流部分集成二极管的绝缘距离设计较近，灰尘积累过多容易造成整流部分出现损毁，对变频设备的使用造成极大的影响。因此，要增加该部分的清灰次数，保证变频器的正常运行。

其次，应当加强对变频器零部件的定期检查工作，不要等到问题出现才去解决，不要将小问题演化成大的故障。在检查中一旦发现有问题的零部件，要及时进行更换，在变频器中，不同的零部件有着不同的使用寿命，并且这些零部件的使用寿命受到安装环境和自然条件的影响，人们无法预测部件出现问题的具体时间。因此，人们要对变频器进行有效的监管和分析，及早发现问题、解决问题，保证变频器的健康运行。

结语

二次加压泵站采用变频器进行恒压供水后，极大改善供水管网的供水环境，该系统大大节省了投资资金，减少设备占用的地方，且增加了公共活动的空间，同时，设备维修方便，减少了二次供水污染，提高了用户用水的质量。

参考文献：

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