二次供水變頻調(diào)速控制系統(tǒng)技術(shù)分析
二次供水變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
變頻調(diào)速控制系統(tǒng)主要是由控制系統(tǒng)、泵站水泵機(jī)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(diào)速控制系統(tǒng)的核心部件，主要負(fù)責(zé)將壓力傳感器輸送的信號按照算法得出優(yōu)化的系統(tǒng)運(yùn)行控制參數(shù)，并將控制參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)樽冾l器的頻率信號。電機(jī)水泵機(jī)組則是泵站傳送水的機(jī)電裝置，通過電機(jī)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(jù)用戶用水情況調(diào)整工頻運(yùn)行或者是變頻狀態(tài)運(yùn)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(shè)定的輸入信號下，輸出與之對應(yīng)頻率的交流電，進(jìn)而起到控制泵站電機(jī)水泵機(jī)組轉(zhuǎn)速的目的。壓力傳感器則主要是作為供水系統(tǒng)中的測量元件，將供水管道內(nèi)的水壓轉(zhuǎn)換為模擬信號輸入控制系統(tǒng)之中。繼電器則是對泵站水泵機(jī)組的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，對泵站水泵機(jī)組的工作的工頻或者是變頻狀態(tài)進(jìn)行切換。
二次供水變頻調(diào)速控制系統(tǒng)原理
現(xiàn)階段對于變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的控制一般是根據(jù)用戶用水量的大小對水泵的運(yùn)行方式進(jìn)行變頻調(diào)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(jī)組中的部分水泵一直處于變頻運(yùn)轉(zhuǎn)方式，另外一部分水泵機(jī)組則處于停機(jī)狀態(tài)，此時供水量為Lf，是可以隨時根據(jù)用戶用水量的變化進(jìn)行調(diào)整從而確保供水壓力的穩(wěn)定。如果泵站在運(yùn)轉(zhuǎn)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(jī)由變頻運(yùn)行方式切換為全部工頻運(yùn)行方式，確保供水量的充足。系統(tǒng)控制的基本原理為：當(dāng)L≤Le時，泵站多機(jī)組種部分機(jī)組停機(jī)，部分機(jī)組變頻運(yùn)行；當(dāng)L≥Le時，泵站多機(jī)組處于工頻運(yùn)行與變頻運(yùn)行兩種狀態(tài)。通過利用控制器按照這種計算方式對泵站供水方式進(jìn)行調(diào)整，確保實(shí)現(xiàn)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(jié)約資源。
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二次供水變頻調(diào)速控制系統(tǒng)組成
1）變頻調(diào)速控制系統(tǒng)控制器的選擇。對于變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的控制器可以選擇使用PLC、PC或者是單片機(jī)。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(yōu)點(diǎn)是開發(fā)費(fèi)用低，開發(fā)周期短，在很短的時間內(nèi)就能投入使用；缺點(diǎn)是控制功能簡單，造價稍高。PC控制器的特點(diǎn)在于軟件資源豐富，系統(tǒng)的硬件配置水平較高，而且后期功能擴(kuò)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(jī)的特點(diǎn)是可靠性較好，控制功能豐富，邏輯功能以及運(yùn)行速度較高，而且價格也相對較為便宜。因此，在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中大多采用單片機(jī)作為控制器。
2）數(shù)字信號輸入端。為了實(shí)現(xiàn)泵站供水系統(tǒng)變頻調(diào)速控制，在供水過程中應(yīng)該將各種數(shù)據(jù)信號傳輸給控制器進(jìn)行計算處理，以便于輸出控制信號。對于變頻調(diào)速控制系統(tǒng)而言，輸入信號就是供水系統(tǒng)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(zhǔn)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(zhuǎn)變?yōu)榭梢宰R別的數(shù)字信號輸出。
3）信號輸出通道。對于變頻調(diào)速控制系統(tǒng)而言，信號輸出通道主要輸出對泵站水泵電機(jī)起停以及電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的信號。對于泵站水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制主要是將運(yùn)算處理的數(shù)字信號通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為變頻器的給定頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。對于泵站水泵電機(jī)的起停，則主要是通過開關(guān)量控制信號控制繼電器，通過繼電器放大后對接觸器開關(guān)進(jìn)行控制。
4）轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器分為A/D轉(zhuǎn)換器以及D/A轉(zhuǎn)換器兩種形式，使用轉(zhuǎn)換器的目的主要是對不同的信號模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換器主要是為了將泵站變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中的壓力傳感器模擬信號轉(zhuǎn)換為控制器能夠識別的數(shù)字信號，D/A轉(zhuǎn)換器則是為了將控制器輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為能夠控制變頻器輸出頻率的電壓信號。對于轉(zhuǎn)換器的選擇，重點(diǎn)要選擇精度高、分辨率好以及轉(zhuǎn)換特性較好的轉(zhuǎn)換器。