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最初的恒壓供水系統(tǒng)依靠接觸繼電器控制電路,由人工操作和利用調節(jié)泵出口閥的開啟度來實現(xiàn)恒壓供水,再往后,使用了微機及PLC的控制系統(tǒng)。最終系統(tǒng)中使用的是不調速電機拖動水泵運行,水流量還是由控制調節(jié)給水泵出口閥開啟度來控制。由于電動機的功耗(可用軸功率描述)與轉速的三次方成正比,通過一個比例系統(tǒng)并以轉速的三次方放大轉換成電機軸功率。對拖動電機實施變頻調速可大幅度節(jié)能,于是由PLC和變頻器組成的節(jié)能型的變頻調速恒壓供水系統(tǒng)較大范圍地進入了應用。
第一階段是采用“儲水池+水泵+高位水箱”的方法,市政來水進入儲水池,然后由水泵加壓后送至高位水箱,由高位水箱向用戶供水,蓄水池起到高峰用水時調節(jié)作用;
第二階段是采用“儲水池+水泵+壓力罐”的方法,市政來水進入儲水池,然后由水泵加壓后送至壓力罐,由壓力罐向用戶供水,蓄水池起到高峰用水時調節(jié)作用;
第三階段采用“儲水池+恒壓變頻供水系統(tǒng)”的方法,設定了系統(tǒng)的供水壓力后,在控制的作用下,水泵的轉速和投入運行的水泵數(shù)量隨供水量的變化而改變,輸出壓力的恒定,一定程度上節(jié)省了電耗。
在變頻恒壓供水中,以水泵出水端水壓(或用戶用水流量)為設定參數(shù),控制變頻器的輸出頻率從而調節(jié)水泵電機的轉速,實現(xiàn)用戶管網(wǎng)水壓的閉環(huán)調節(jié),使供水系統(tǒng)自動恒穩(wěn)于設定的壓力值:即用水量增加時,頻率提高,水泵轉速加快:用水量減少時,頻率降低,水泵轉速減慢。這樣就保證了整個用戶管網(wǎng)隨時都有充足的水壓(與用戶設定的壓力一致)和水量(隨用戶的用水情況變化而變化)。
恒壓變頻供水系統(tǒng)由壓力傳感器、變頻器、給水泵群組和可編程控制器構成。
系統(tǒng)采用壓力反饋方式。壓力傳感器將供水管網(wǎng)中的水壓信號檢出并轉換為電信號,處理放大后,形成一個反饋電壓信號,與系統(tǒng)的給定輸入電壓信號進行比較,凈輸入值號經(jīng)模糊控制-PID調節(jié)器運算,控制調節(jié)變頻器的供水頻率。由PLC對水泵群組進行時序控制、互鎖控制、邏輯控制、節(jié)能控制和按給定的策略方式控制,并方便地進行工頻與變頻兩種方式下切換運行,實現(xiàn)供水管網(wǎng)水壓調節(jié)。
由可編程控制器、變頻控制高速器、控制電路、拖動電機及水泵組成的閉環(huán)供水控制系統(tǒng),可以滿足供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持恒定,使供水系統(tǒng)保持高效節(jié)能的運行狀態(tài)。
另外系統(tǒng)還實現(xiàn)了對多臺電機泵實現(xiàn)軟啟動,延長了設備的使用壽命;還可以根據(jù)流量的變化自動完成對多臺水泵進行循環(huán)軟啟動運行、停止的運行控制;裝置中有小型氣壓水罐裝置,在供水系統(tǒng)處于小流量或零流量時可以停機,使用氣壓水罐裝置繼續(xù)供水,實現(xiàn)了進一步聊低能耗、延長設備使用壽命的目的;裝置中的保護設備功能較齊全:具有欠壓保護、過壓保護、過載保護和失速防止的保護功能;工作泵與備用泵具有周期定運轉、自動巡檢和手動巡檢功能。