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為改進出產環(huán)境，某公司出資清洗水技改工程并建成一座日產水2.5萬頓的供水體系，別離建設了抽水泵（water pump）體系、加壓泵體系和高位水池。依據公司用水需要特色，從抽水泵體系過來的水一部分直接供應供水部分，一部分則需經過加壓泵輸送到高位水池，而供應供水部分的水壓（特指：壓強）與供應高位水池的水壓相差較大。一起高位水池距抽水泵房較遠達十多公里，高位水池的液位凹凸和加壓泵體系的描繪以及怎么與抽水泵體系“聯(lián)動”也是較難處理的。 鑒于以上特點，從技術可靠和經濟實用角度綜合考慮（consider)，我們設計了用PLC恒壓變頻控制柜與變頻器恒壓變頻無塔供水設備相結合的自動恒壓恒壓變頻控制柜供水系統(tǒng)(system)，同時通過主水管線壓力傳遞（transmission)較經濟地實現了加壓泵系統(tǒng)與抽水泵系統(tǒng)“遠程聯(lián)動”的恒壓變頻控制柜目的。 變頻無塔供水設備系統(tǒng)方案 系統(tǒng)主要由西門子公司的PLC恒壓變頻控制柜器、ABB公司的變頻器、軟啟動器、無負壓水泵馬達保護器、數據采集及其輔助設備組成 變頻無塔供水設備抽水泵系統(tǒng)(system) 整個抽水泵（water pump）系統(tǒng)有150KW深井泵無負壓水泵電機四臺，90KW深井泵無負壓水泵電機兩臺，采用變頻器循環(huán)（continue)工作方式，六臺無負壓水泵電機均可設置在變頻方式下工作。采用一臺150KW和一臺90KW的軟起動150KW和90KW的無負壓水泵電機。當變頻器工作在50HZ，供水設備管道壓力仍然低于系統(tǒng)設定的下限時，軟起動器便自動起動一臺無負壓水泵電機投入到工頻運行，當壓力達到高限時，自動停掉工頻運行無負壓水泵電機。 變頻無塔供水設備系統(tǒng)為每臺無負壓水泵馬達配備無負壓水泵電機保護器，是因為無負壓水泵電機功率（指物體在單位時間內所做的功的多少）較大，在變頻器的恒壓變頻控制柜下穩(wěn)定運行；當用水量大到變頻器全速運行也在變頻器的恒壓變頻控制柜下穩(wěn)定運行；當用水量大到變頻器全速運行也不能保證供水設備管道的壓和穩(wěn)定時，恒壓變頻控制柜器的壓力下限信號與變頻器的高速信號同時被 PLC檢測到，PLC自動將原工作在變頻狀態(tài)下泵投入到工頻運行，以保持壓力的連續(xù)（Continuity)性，同時將一臺備用的泵用變頻器起動后投入運行，以加大供水設備管道的供水量保證壓力穩(wěn)定。若兩臺泵運轉仍，則依次將變頻工作狀態(tài)下的泵投入到工頻運行，而將另一臺備用泵投入變頻運行。當用水量減少時，首先表現為變頻器已工作在最低速信號有效，這時壓力上限信號如仍出現，PLC首先將工頻運行的泵停掉，以減少供水量。當上述兩個信號仍存在時，PLC再停掉一臺工頻運行的無負壓水泵電機，直到最后一臺泵用主頻器恒壓供水。另外，恒壓變頻控制柜系統(tǒng)設計六臺泵為兩組，每臺泵的無負壓水泵電機累計運行時間可顯示，24小時輪換一次，既保證供水系統(tǒng)有備用泵，又保證系統(tǒng)的泵有相同的運行時間，確保了泵的可靠壽命。 變頻無塔供水設備半自動運行 當PLC系統(tǒng)出現問題時，自動恒壓變頻控制（control)柜系統(tǒng)失靈，這時候系統(tǒng)工作處于半自動狀態(tài)，即一臺泵具有變頻自動恒壓恒壓變頻控制柜功能，當用水量不夠時，可手動投入另外一臺或幾臺工頻泵運行。 手動 當壓力傳感器故障或變頻器故障時，為確保用水，六臺泵可分別以手動工頻方式方法運行。 變頻無塔供水設備實施效果 實際運行證明本恒壓變頻控制柜系統(tǒng)構成了多臺深井泵的自動恒壓變頻控制柜的最經濟結構，在軟件設計中充分考虎變頻與工頻在切換時的瞬間壓力與電流沖擊，每臺泵均采用軟起動是解決該問題關鍵。變頻器工作的上下限頻率及數字PID恒壓變頻控制柜的上下限恒壓變頻控制柜點的設定對系統(tǒng)的誤差范圍也有不可忽視的作用。 采用變頻變頻無塔供水設備，消除了主供水設備管道壓力波動，保證了供水質量，而且節(jié)能效果明顯，并延長了主供水設備管道及其閥門的使用壽命。 采用變頻（frequency conversion)變頻無塔供水設備，消除了主供水設備管道壓力波動，保證了供水質量，而且節(jié)能效果明顯，并延長了主供水設備管道及其閥門的使用壽命。二次供水設備通常人們所稱的二次供水設備，是指單位或個人將城市公共供水或自建設施供水經儲存、加壓，通過管道再供用戶或自用的形式，因此，二次供水設備是目前高層供水的惟一選擇方式。 用穩(wěn)壓減壓閥經濟(jīng jì)地解決了不同用水壓力的問題。 拓寬運用變頻恒壓恒壓變頻控制柜原理，較好地解決了加壓泵房與抽水泵（water pump）房的遠程通訊總是并達到異地連鎖恒壓變頻控制柜的目的。恒壓供水設備設備由氣壓罐、水泵及電控系統(tǒng)三部分組成，其突出優(yōu)點是，不需建造水塔，投資小、占地少，布置靈活，建成投產快。采用水氣自動調節(jié)、自動運轉、節(jié)能與自來水自動并網，停電后仍可供水，調試后不需看管。 在抽水泵房設置連續(xù)液位顯示，并將信號傳與PLC，防止泵缺水燒壞無負壓水泵電機，設定的取水位置，確保水的質量。 過載、欠壓、過壓、過流、相序不平衡、缺相、無負壓水泵（water pump）馬達空轉等情況(Condition)下為確保無負壓水泵電機的良好使用條件，達到延長無負壓水泵電機的使用壽命(lifetime)的目的。 變頻無塔供水設備系統(tǒng)配備水位顯示儀表，可進行高低位報警，同時通過PLC可確保取水在合理水位的水質監(jiān)控，同時也保護無負壓水泵電機制正常運轉工況。 變頻無塔供水設備系統(tǒng)配備流量計，既能顯示一段時間的累積流量，又能顯示瞬時流量，可進行出水量的統(tǒng)計和每臺泵的出水流量監(jiān)控。供水設備是為解決由于壓力不足，無法到達用戶用水的高度或流，而專門研發(fā)設計的新型環(huán)保節(jié)能的專業(yè)設備。系統(tǒng)配備流量計，既能顯示一段時間的累積流量，又能顯示瞬時流量，可進行出水量的統(tǒng)計和每臺泵的出水流量監(jiān)控。 不同壓力供水需求的解決 為穩(wěn)定可靠地滿足公司內部分區(qū)域供水太力（0.4~0.45Mpa）低于主供水設備管道水壓力（0.8~0.9Mpa）的要求，配備穩(wěn)壓減壓閥來調節(jié)，可調范圍為0.1~0.8Mpa。 變頻無塔供水設備加壓泵系統(tǒng)(system) 由于抽水泵房距離高位水池較遠，直接供水到高位水池抽水泵的揚程不足，為此在距離高位水池落差為36米處設計有一加壓泵房，配備立式離心泵兩臺（一用一備）無負壓水泵電機功率為75KW，揚程36米。該加壓泵的恒壓變頻控制柜系統(tǒng)需考慮（consider)以下條件： （1）若高位水池水位低和主管有水，則打開進水電動蝶閥和起動加壓泵向高位水池供水； （2）若高位水池水位滿且主管有水，則給出報警信號并關閉加壓泵和進水電動蝶閥； （3）若主管無水表明用水量增大或抽水泵（water pump）房停止供水，必須開啟出水電動蝶閥由高位水池向主管補充不。 像抽水泵（water pump）一樣，我們?yōu)榧訅罕门鋫淞塑浧饎悠骱蜔o負壓水泵馬達保護器，確保加壓泵長期可靠地運轉，同時配備了高位水池的水位傳感器和數顯儀和缺水傳感器。 為保證整個主水供水設備管道的恒壓供不，當高位水池滿且主水管有水時，加壓泵停止，此時主管壓力將“憋壓”，最終導致(cause)主管壓力上升，并將此壓力傳遞到抽水泵房，抽水泵的恒壓變頻控制柜系統(tǒng)檢測到此壓力進行恒壓變頻恒壓變頻控制柜，進而達到整個主供水設備管道的恒壓供水，這是整個恒壓變頻控制柜系統(tǒng)設計的關鍵。 變頻無塔供水設備系統(tǒng)實現功能 自動平穩(wěn)切換，恒壓恒壓變頻控制柜 主水供水設備(shèbèi)管道壓力傳感器的壓力信號4~20mA送給數字PID恒壓變頻控制柜器，恒壓變頻控制柜器根據壓力設定值與實際檢測值進行PID運算，并給出信號直接恒壓變頻控制柜變頻器的轉速以使供水設備管道的壓力穩(wěn)定。當用水量不是很大時，一臺泵在 無負壓水泵電機既有無負壓水泵電機保護器，又有軟起動器，克服了起動時的大電流沖擊，相對延長了無負壓水泵電機制使用壽命。 由于采用PLC恒壓變頻控制柜的壓力自動恒壓變頻控制柜，可以實現無人遠程操作，系統(tǒng)的PLC預留有RS485接口(interface)，可與公司總調度室計算機網絡。實現如圖所示的人機恒壓變頻控制柜系統(tǒng)： 由于系統(tǒng)采用閉環(huán)恒壓恒壓變頻控制柜，無負壓水泵電機在滿足主水很容易網的壓力的前提下，節(jié)能效果顯著，年節(jié)電61萬度，折合為人民幣36萬元。 通過(tōng guò)采用變頻器恒壓變頻控制柜，可在不同季節(jié)、節(jié)假日、日夜及上下班等全面調控水量，按日節(jié)水100噸計，則年可節(jié)水36500噸。 |
