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变频调速装置在供水系统的二次加压系统中的应用

发表时间：2016-01-28   编辑：www.xiansimo.com
　　西安泰富西玛电机解决方案：高层建筑及地势较高处用水户的供水必须经过二次加压才 能得到保障，而保证二次加压系统的安全、可靠、经济、稳定地运 行是确保高层建筑及地势较高处用水户用水正常的前提。而随 着用水户用水时段的变化，水管内的水压也随之变化，因此整个 供水管网的压力处于波动状态，如果水压超过水管所能承受的 压力，将会引起爆管事故，造成水资源浪费，发生供水故障。传 统的二次加压供水系统是在高层建筑顶部或地势最高处建储水 池，用水泵将市政送来的水抽到储水池内，储水池内的水依靠落 差以自流方式供给用户。这种供水方式的缺点是：一是建设和 经常定期清洁储水池需要投入另一笔费用，占用地方，而且容易 引起水质的二次污染；二是楼层或地势的增高使水泵的扬程增 加了，而且传统的加压系统控制是使用电器控制，设备启动频 繁、启动电流很大、水压突增造成冲击严重，致使水泵容易损坏， 增加设备维修量，附加设备多，浪费资源，水压不好控制，需要人 工进行操作。随着变频高速技术的成熟，将其运用到供水系统 的二次加压系统中，能更好地对电动机进行控制，实现二次加压 系统的安全、可靠、经济、稳定运行目标。
 
　　2变频调速装置的组成及工作原理 西玛电机官网：http://www.xiansimo.com

变频调速装置主要由可编程控制器PLC（本文以由S7-200 为主控件的PLC 作介绍）、变频器、触摸屏、串行口、压力变送器、 流量变送器等元件设备组成。
 
　　触摸屏通过串行口与可编程控制器PLC 连接进行R232 通 讯，触摸屏具有的宏功能可以有效地帮助PLC 处理复杂的运算 及分担PLC 控制器的部分工作量，并帮助通讯宏指令撰写通信 协议，可连接两台控制器，利用触摸屏的 SMC 卡还可备份资 料。压力变送器实时地检测实际供水压力，将其检测到的实际 水压值送入PLC 与预设的供水压力值进行比较，可编程控制器 PLC 将根据比较结果向变频器、电源接触器等传达相应控制信 号；变频器对电动机及水泵进行变频调速从而控制供给用户的 水压；如果发生市政无供水故障，可编程控制器PLC 断开电源接 触器，停止水泵空载运行，避免电动机以额定功率空转浪费电能甚至烧坏，从而确保二次加压系统运行的稳定及设备安全。 工作原理框图如图1 所示：触摸屏通过串口与可编程控制器PLC 进行R232 通讯，PLC 通过输出端口将控制信号传递给变频 器，控制变频器启动并调节频率。在供用户水管（连接水泵出口 的水管）内的压力降低时，压力变送器1 将检测到的水压力值转 换为电压信号送给可编程控制器PLC，电压信号经CPU 运算处 理后与预先设定的信号进行比较运算，根据比较运算结果，由输 出模块输出相应的逻辑控制指令和变频器的频率设定值给变频 器。如果PLC 接到的实时压力值低于预先设定的压力值，则给 变频器发送增加频率的控制信号，使变频器输出频率较大的P1、 P2、P3 三相电到交流接触器1 的输入端，此时，可编程控制器PLC 输出口Q0.0 发出的指令使交流接触器1 闭合，使水泵以频率较 大的P1、P2、P3 三相电变频运转。PLC 输出口Q0.2 给电磁阀传送 打开阀门的信号，使电磁阀打开，向用户供水。随着用户用水量 增加，水管内的压力将会继续下降，可编程控制器PLC 向变频器 发送进一步增加频率的信号，使变频器增大频率，电动机转速增 大，水泵输出流量增多，确保水压稳定满足用户用水需求。
 
　　二次加压系统原理框图随着用户用水量的继续增大，供水管内的水压力将会继续 下降，变频器的工作频率将接近工频，则PLC 将向变频器发送复 位信号，使变频器复位，断开交流接触器1，同时，PLC 向交流接 触器发送接通信号，交流接触器2 接通，使电动机及水泵以工频 交流L1、、L2、L3 三相电运转。
 
　　当用户停止用水后，水管内的压力上升，通过压力变送器反 馈的压力值调节变频器的频率，可编程控制器PLC 输出的信号使工作的交流接触器断开，水泵停止工作。
 
　　压力变送器1 及流量变送器实时地将连接水泵出口的水 管内水压力、水流量等信号转换为电压信号并输入可编程控制 器PLC 的模拟量输入模块，可编程控制器PLC 将这些电压信 号与预设信号值进行比较运算，并根据比较运算结果对变频 器、电动机及水泵等设备的运行状况作出相应的控制，确保供 水压力稳定。
 
　　压力变送器2 实时地将市政供水压力非电量信号送入可编 程控制器PLC 的模拟量输入模块，可编程控制器PLC 进行运算， 并根据运算结果控制电源接触器的工作状态，避免随着市政无 供水时电动机及水泵以工频高速空载运转造成能源浪费甚至电 动机及水泵烧坏，确保二次加压系统的运行安全、可靠；当市政 有供水时，能向电源接触器发出接通信号，省去了人工操作的麻 烦，实现二次加压系统的自动化。

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