小区自来水恒压变频供水系统的设计与控制方式

    小区自来水恒压变频供水系统在开发和设计过程中，采用智能组态理念，吸收当前国内外组态软件的优秀成果，并经过严格的实验测试和众多行业的现场实践。    小区自来水恒压变频供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环。传统供水方式占地面积大，水质易污染，基建投资多，而最主要的缺点是水压不能保持恒定，导致部分设备不能正常工作。变频调速技术是一种新型成熟的交流电机无极调速技术，它以其独特优良的控制性能被应用于速度控制领域，特别是供水行业中。由于安全生产和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格的要求，因而变频调速技术得到了更加深入的应用。恒压供水方式技术前进、水压恒定、操作方便、运行可靠、节约电能、自动化程度高，在小区自来水恒压变频供水系统中可完成以下功能：
（1）维持水压恒定
（2）控制系统可手动/自动运行
（3）多台泵自动切换运行
（4）系统睡眠与唤醒，当外界停止用水时，系统处于睡眠状态，直至有用水需求时自动唤醒
（5）在线调整PID参数；
（6）泵组及线路保护检测报警，信号显示等将管网的实际压力经反馈后与给定压力进行比较，当管网压力不足时，变频器增大输出频率，水泵转速加快，供水量增加，迫使管网压力上升。反之水泵转速减慢，供水量减小，管网压力下降，保持恒压供水。

    一般供水方式，多为用水量调节开停泵数量，压力偏小时加泵，压力偏高时减泵。传统控制方式为人工手动控制，存着如下缺点： 操作方式落后，人为因素很大；管理方式落后，无法建立严格科学管理体制；设备运行不合理，维修量大，使用寿命短；能耗高、机械磨损大，生产成本高；采用小区自来水恒压变频供水系统，可以大大改善供水性能，稳定供水压力，节约电能。

    小区自来水恒压变频供水系统采用一台变频器控制多台水泵以循环工作方式，中心控制器为PLC可编程控制器，以设定压力和反馈压力为控制目标，以PID为控制算法组成闭环控制系统。以降压启动柜或软启动器作为工频运行回路或独立后备系统。实时采集水网参数、电网参数、电机温度、设备运行状态，达到优化运行、可靠保护、确保供水、节约电耗。

控制方式
    以出口总管网水压为控制目标，以供水时间、季节为参考值，合理组合开泵台数，减少开停泵次数，达到稳定水压、节电供水之目。
1、调节开、停泵组数量和变频调速泵转速，达到调节管网水压目，稳定供水压力。
2、调节精度：-0.1Mpa～+0.1Mpa。
3、以管网水压为控制目标，达到高效节能供水。
4、以24小时为周期，用水量不同可上分段设定供水压力，PLC依据设定值自动运行。
5、以“先入先出”为准则，对水泵进行优化组合，循环投切。 对变频机组负荷实时计算，确定各泵开、停时间，使各泵高效区段工作并磨损均匀。
6、阀门自动控制。工作程序为：
开泵----检测泵出口水压----压力达到设定值时开阀----检测阀门开尽限位。
关阀----检测阀门关尽限位----停泵。
7、PLC智能控制，使泵组变、工频运行实现无扰动切换。并保证各泵磨损均匀。8、对供水量计算，限制泵组临界状态频繁起停。
9、每台泵组后备手动软起控制功能，确保故障情况下不间断供水。
10、水压异常报警，低水池水位过低自动停机，用水量极小时自动停机。
11、软启动，减少了单泵启动电流、冲击和水泵机械磨损，延长设备使用寿命。
12、PLC与上位监控站连网功能。
13、自动运行，远程运行，手动运行。手动运行为高优先权。
14、 监测所有设备相关参数：电机电压、电流、温度、运行时间、运行状态、出口水压、阀门 状态、阀门故障、水池水位、管网水压、水质参数。 中心控制室进行网络通讯，协调生产。
15、 对排污泵进行实时监控和自动控制。

小区自来水恒压变频供水系统技术经济指标分析
1、水泵其扬程（H）、流 量（Q）、转速（N）和轴功率（P）之间存如下关系： Q=K1*N H=K2*N2 P=K3*H*Q=K1*K2*K3*N3=K*N3
由此可见，水泵出口流量与转速成正比，扬程与转速平方成正比，消耗轴功率与转速三次方成正比。对水泵进行调速运行，对供水流量与压力进行调节，有着非常明显节能效果。当变频泵运行45Hz时。比工频运转节电27%。P（45）/p（50）=（45/50）3=73%

2、应用变频调速可以用水需求量对水泵流量进行无级调整，减少开停工频泵次数，减少对电网及水泵机械冲击，延长设备使用寿命，大大减少爆管危险性，减少工程维修费用和跑水浪费，间接节约了成本。

3、供水施工经验和运行数据分析，一般每天可分为几个档次压力供水，其直接节电率10%以上。考虑减少维修费用，延长设备使用寿命，提高管理水平和自动化监控能力等间接节能效率，总节能率可达18%以上。