二次供水變頻調速控制系統技術分析

二次供水變頻調速控制系統的結構

  變頻調速控制系統主要是由控制系統、泵站水泵機組、變頻控制器、壓力傳感器以及邏輯控制電路等幾部分組成。其中控制器是整個變頻調速控制系統的核心部件，主要負責將壓力傳感器輸送的信號按照算法得出優化的系統運行控制參數，并將控制參數轉變為變頻器的頻率信號。電機水泵機組則是泵站傳送水的機電裝置，通過電機按照壓力以及流量將水沿供水管道輸送到用戶處，同時根據用戶用水情況調整工頻運行或者是變頻狀態運行。變頻器則主要是由電力電子器件以及微處理器組成，通過在控制器控制頻率設定的輸入信號下，輸出與之對應頻率的交流電，進而起到控制泵站電機水泵機組轉速的目的。壓力傳感器則主要是作為供水系統中的測量元件，將供水管道內的水壓轉換為模擬信號輸入控制系統之中。繼電器則是對泵站水泵機組的工作狀態進行調整，對泵站水泵機組的工作的工頻或者是變頻狀態進行切換。

二次供水變頻調速控制系統原理

  現階段對于變頻調速控制系統的控制一般是根據用戶用水量的大小對水泵的運行方式進行變頻調速控制。其具體控制原理如下所示：如果用戶的用水量L小于額定供水量Le，則泵站水泵機組中的部分水泵一直處于變頻運轉方式，另外一部分水泵機組則處于停機狀態，此時供水量為Lf，是可以隨時根據用戶用水量的變化進行調整從而確保供水壓力的穩定。如果泵站在運轉過程中用戶的用水量L超過額定供水量Le，則此時可以將泵站水泵電機由變頻運行方式切換為全部工頻運行方式，確保供水量的充足。系統控制的基本原理為：當L≤Le時，泵站多機組種部分機組停機，部分機組變頻運行；當L≥Le時，泵站多機組處于工頻運行與變頻運行兩種狀態。通過利用控制器按照這種計算方式對泵站供水方式進行調整，確保實現恒壓變流量供水，既可以滿足用戶的需求同時又可以有效的節約資源。

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二次供水變頻調速控制系統組成

  1）變頻調速控制系統控制器的選擇。對于變頻調速控制系統的控制器可以選擇使用PLC、PC或者是單片機。PLC控制器主要由CPU、信號模板、通訊處理模塊以及功能模塊組成，PLC控制優點是開發費用低，開發周期短，在很短的時間內就能投入使用；缺點是控制功能簡單，造價稍高。PC控制器的特點在于軟件資源豐富，系統的硬件配置水平較高，而且后期功能擴展也較為方便，但是工程造價高，而且占用空間也較大。單片機的特點是可靠性較好，控制功能豐富，邏輯功能以及運行速度較高，而且價格也相對較為便宜。因此，在變頻調速控制系統中大多采用單片機作為控制器。

  2）數字信號輸入端。為了實現泵站供水系統變頻調速控制，在供水過程中應該將各種數據信號傳輸給控制器進行計算處理，以便于輸出控制信號。對于變頻調速控制系統而言，輸入信號就是供水系統中不同位置的水壓情況。對于供水壓力信號的采集以及變送一般選擇使用差壓變速器完成，通過差壓變速器可以準確的測量壓力、流量、液位以及比重等物理量，并將這些物理量轉變為可以識別的數字信號輸出。

  3）信號輸出通道。對于變頻調速控制系統而言，信號輸出通道主要輸出對泵站水泵電機起停以及電機轉速控制的信號。對于泵站水泵電機轉速的控制主要是將運算處理的數字信號通過轉換器轉換為變頻器的給定頻率進行調節。對于泵站水泵電機的起停，則主要是通過開關量控制信號控制繼電器，通過繼電器放大后對接觸器開關進行控制。

  4）轉換器。轉換器分為A/D轉換器以及D/A轉換器兩種形式，使用轉換器的目的主要是對不同的信號模式進行轉換。A/D轉換器主要是為了將泵站變頻調速控制系統中的壓力傳感器模擬信號轉換為控制器能夠識別的數字信號，D/A轉換器則是為了將控制器輸出的數字信號轉換為能夠控制變頻器輸出頻率的電壓信號。對于轉換器的選擇，重點要選擇精度高、分辨率好以及轉換特性較好的轉換器。