某生活小区原供水系统依靠阀门实现水量控制，水泵在额定状态下运行，机械磨损较大，使用成本高。通过采用西门子PLC和变频器组合的变频恒压供水控制系统改造，完成系统的软硬件设计及参数设置，能自动控制水泵投入的台数和电机转速，达到恒压供水目的。运行结果表明，该系统具有压力恒定，机械损耗小，节能效果显著等优点。

    近几年，随着电力电子技术的迅速发展，变频调速系统的性能优势越来越明显，成本也相应降低，传统的供水控制系统正逐步被变频系统取代。

    以某高层的生活小区为例，小区内的用水量波动较大，原供水方式是把地下深井抽出的水输送到专门的蓄水池，再通过水泵对小区高楼层进行加压供水，水泵电机采用自耦降压启动，工频运行，水泵的出口阀采用全开阀、半开阀及开停泵控制方法，长期处在工频额定状态下的水泵用电成本高，机械磨损和设备故障增加，寿命缩短，因此，有必要对变频恒压供水控制系统进行升级改造。

    综合控制性能和成本的考虑，目前微机给水控制器和变频器构成的变频恒压供水控制系统开始推广应用，该系统能优化控制水泵的调速运行，自动调整水泵的运行台数，实现供水压力恒定功能。

    本文介绍由变频器构成的变频恒压供水控制系统的改造设计方案，通过完成控制系统框图、设备的选型、软硬件设计及参数设置，最终完成供水控制系统的升级改造。

变频恒压供水控制系统改造方案
    小区内用水量的大小变化频繁，为了保证管网内水压恒定，将对两台水泵进行变频调速控制，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数。变频恒压供水控制系统改造设计框图如图1所示，主要由微机给水控制器、变频器、控制柜及远传压力传感器等部件组成恒压供水控制系统，GE300和变频器为恒压供水控制系统的核心，控制方式由转换开关进行切换，选择手动或自动，水泵电机采取“先开先停”原则进行控制。

    若选择在自动控制方式下运行时，压力传感器实时检测管道的压力值，经过变换为标准4～20mA连续电流信号送到控制器，并与设定的压力值进行比较运算，依据偏差情况进行模糊控制运算后，由控制器的输出模块输出逻辑控制指令，控制水泵的运行台数，同时根据指令变频器控制每台水泵进行软启动或变频运行。

变频恒压供水控制系统应用效果
变频节能
    供水系统的两台水泵采用11kW的电机，根据小区用水量的变化，稳定运行一段时间后测试的数据如表3所示。

工频与变频运行测试数据
    由变频和工频运行数据对比可知，使用变频器后提高了电机的功率因数，减小了输入电流，降低了运行频率，节能效率约为30% 左右。若设备每年按360天，每天运行24小时，电费0.8元/kWh，采用变频调速改造后，大约每年可节约电费2.3万元。

控制优点
（1）具有手动和自动控制功能。当变频器等设备故障检修时，可以通过转换开关从切换自动状态到手动状态，控制水泵的启停，保障小区的供水。
（2）启停和调速平稳。变频器的软启动功能及平滑调速特点可实现了小区供水的压力平稳，减少了对电网的冲击和机械的损耗。
（3）供水压力稳定。根据小区供水要求在GE300面板上设定供水压力值，系统采用闭环控制，通过变频器的加减速以及增减泵过程，供水压力能快速稳定到设定值,实现小区恒压供水的目的。

结论
    基于控制器的变频恒压供水控制系统，通过自动调节水泵的转速或循环切换水泵投入/ 退出运行，使管道供水压力保持恒定，保证小区供水质量。运行结果表明，变频调速系统节能效果明显，水泵电机启动时电网冲击小，机械设备故障较少，系统的操作方便，工作可靠性高。因此，小区供水控制系统的改造设计对于节能和改善供水质量上有着重要的实际意义。