一、引言

隨著PLC及變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)生活飲用水品質(zhì)要求的不斷提高，變頻供水設(shè)備已廣泛應(yīng)用于多層住宅小區(qū)生活及高層建筑生活消防供水系統(tǒng)。變頻調(diào)速供水設(shè)備一般具有設(shè)備投資少，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，占地面積小，節(jié)電節(jié)水，自動(dòng)化程度高，操作控制方便等特點(diǎn)。但在實(shí)際應(yīng)用中若選型及控制不當(dāng)，不但達(dá)不到節(jié)能目的，反而“費(fèi)電”。以下結(jié)合我們多年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)幾種變頻供水系統(tǒng)的應(yīng)用及其控制方法進(jìn)行介紹，供同行及用戶在設(shè)計(jì)、改造、選型時(shí)參考。 ?二、一拖二供水系統(tǒng)方式工作原理一拖二供水模式主要由一臺(tái)主變頻電機(jī)M1和一臺(tái)附屬小泵M2組成，在用水高峰期，利用變頻器本身自帶的PID功能，經(jīng)主變頻電機(jī)M1進(jìn)行恒壓供水，當(dāng)壓力不夠時(shí)通過KA2繼電器動(dòng)作啟動(dòng)附屬小泵M2以達(dá)到用水高峰期用戶的需求。當(dāng)用水低峰期時(shí)，依然只能變頻啟動(dòng)主泵M1進(jìn)行變頻供水，比以往的電機(jī)星三角啟停控制有了較大的節(jié)能空間，但依然沒有真正達(dá)到只變頻啟動(dòng)附屬小泵更加節(jié)能的目的。

三、帶小流量控制一拖多恒壓供水控制器工作原理工作情況如下（一拖三為例）：平時(shí) 1 臺(tái)泵變頻供水，當(dāng)1 臺(tái)泵供水不足時(shí)，先開的泵切換為工頻運(yùn)行，變頻柜再軟啟動(dòng)第2 臺(tái)泵，若流量還不夠，第2 臺(tái)泵切換為工頻運(yùn)行，變頻柜再軟啟動(dòng)第3 臺(tái)泵。若用水量減少，按啟泵順序依次停止工頻泵，直到最后1 臺(tái)泵變頻恒壓供水。另外系統(tǒng)具有定時(shí)換泵功能，若某臺(tái)泵連續(xù)運(yùn)行超過24h 變頻柜可自動(dòng)停止該泵切換到下一臺(tái)泵繼續(xù)變頻運(yùn)行。換泵時(shí)間由程序設(shè)定，可按要求隨時(shí)調(diào)整。這樣可均衡各泵的運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)整體泵組的壽命，防止個(gè)別水泵因長(zhǎng)時(shí)間不工作而銹死。

當(dāng)變頻供水系統(tǒng)在小流量或零流量的情況下，比如在夜間用水低谷時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的用水量很小，此時(shí)水泵在低流量下運(yùn)行，會(huì)造成水泵效率大大降低，不能達(dá)到節(jié)能的目的，水泵功率越大用電越多。例如對(duì)300～1000 戶的多層住宅小區(qū)或600 戶左右的小高層住宅樓群（20 層以內(nèi)）的生活用水系統(tǒng)，生活主泵功率一般在22kW 左右，系統(tǒng)的零流量頻率fo 一般為25.00～35.00Hz 故在夜間小流量時(shí)，采用主泵變頻供水效率較低。這就涉及供水系統(tǒng)在小流量或零流量時(shí)的節(jié)電問題，需配備1 臺(tái)小泵專用在夜間或平時(shí)小流量時(shí)變頻供水，一般選擇小泵流量為3～6m3/h，居民區(qū)戶數(shù)越多，流量可適當(dāng)選擇大些。小泵功率一般為5kW左右，小泵的揚(yáng)程按主泵的揚(yáng)程或略低揚(yáng)程即可，利用恒壓供水控制器也能達(dá)到直接啟動(dòng)附泵的功能（圖中未畫出）。 ? 傳統(tǒng)的一拖多恒壓供水系統(tǒng)采用前面介紹的一臺(tái)變頻器輪詢控制多臺(tái)電機(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng)和變頻控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制以達(dá)到恒壓的目的。變頻器經(jīng)由專用恒壓供水控制器進(jìn)行邏輯控制。節(jié)能控制較好，但有其缺點(diǎn)，其中任意一臺(tái)電機(jī)出現(xiàn)故障后，會(huì)出現(xiàn)故障停機(jī)，必須等待維修人員維修好后或者經(jīng)由電氣專業(yè)人員從新修改程序后才能再次啟動(dòng)供水。操作人員對(duì)供水設(shè)備的要求專業(yè)性要求較高，故障停機(jī)后維修需要時(shí)間，居民可能就無法正常生活，特別對(duì)于商業(yè)高層辦公樓或者高層居民小區(qū)影響更大。設(shè)備的保護(hù)功能受硬件限制，難免會(huì)有缺陷。 ?四、一拖多恒壓供水PLC控制工作原理工作情況主泵切換情況和一拖多控制器供水盒原理類似。輔助功能增加多從保護(hù)措施，出口壓力超高異常檢測(cè)、變頻故障檢測(cè)、水泵故障檢測(cè)、進(jìn)水壓力檢測(cè)、水箱水位檢測(cè)（未畫出）、出水管道爆裂檢測(cè)、缺水檢測(cè)等功能。增加一項(xiàng)特殊功能：當(dāng)其中一臺(tái)或者兩臺(tái)泵出現(xiàn)故障時(shí)，剩余的泵跳過故障泵做輪詢恒壓供水，不影響其正常供水。增加晚間變頻控制小泵功能，以達(dá)到最大節(jié)能效果。 ?五、一拖多恒壓供水PLC控制系統(tǒng)配置

其核心部分主要由： 億維繼電器輸出+EM122 8點(diǎn)繼電器輸出組成變頻器選用億維UT500系列變頻器，具體型號(hào)根據(jù)控制系統(tǒng)電機(jī)選型人機(jī)界面選用西門子經(jīng)濟(jì)型觸摸屏SMART 700 ?六、控制工藝及功能介紹SMART 700主畫面設(shè)計(jì)如下，增加進(jìn)水壓力檢測(cè)、進(jìn)水水箱液位選擇，當(dāng)前壓力、自動(dòng)設(shè)定、當(dāng)前頻率顯示、水箱液位、換泵時(shí)間顯示、故障查詢、巡站查詢等功能。

系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定界面，在1臺(tái)到4臺(tái)主泵中按照自己需要設(shè)定，一套程序通用以下8種情設(shè)備：1主泵；1主泵+1輔泵；2主泵；2主泵+1輔泵；3主泵；3主泵+1輔泵；4主泵；4主泵+1輔泵；PID可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)自行設(shè)定，變頻轉(zhuǎn)工頻接觸器切換時(shí)間設(shè)定，減泵頻率、減泵延時(shí)、變頻器頻率加減速率等。（轉(zhuǎn)發(fā)暗號(hào)：億維價(jià)值觀：誠(chéng)信、責(zé)任、合作、創(chuàng)新）

用戶參數(shù)畫面,壓力給定設(shè)定、壓力偏差設(shè)定、上限壓力設(shè)定、定時(shí)換泵時(shí)間設(shè)定、分時(shí)分段壓力選擇及設(shè)定、睡眠喚醒及小泵選擇設(shè)定、缺水及爆管設(shè)定等。

其他畫面：幫助畫面、故障記錄畫面、輪詢記錄畫面、消防供水畫面、廠家參數(shù)畫面、手動(dòng)控制畫面等。 ?七、系統(tǒng)效果（1）通過億維CPU124XP+EM122+UT500變頻控制設(shè)備自動(dòng)化程度高，供水穩(wěn)定可靠，且水質(zhì)無二次污染。 （2）水泵軟啟動(dòng)停車，無沖擊和超壓危害，減少設(shè)備故障及對(duì)電機(jī)和電網(wǎng)的沖擊。 （3）運(yùn)行可靠：由變頻器實(shí)現(xiàn)泵的軟起動(dòng)，使水泵實(shí)現(xiàn)由工頻到變頻的無沖擊切換，防止管網(wǎng)沖擊、避免管網(wǎng)壓力超限，管道破裂。 （4）自我保護(hù)功能完善：如某臺(tái)或者兩臺(tái)泵出現(xiàn)故障，主動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息，同時(shí)啟動(dòng)剩余泵，以維持供水平衡。萬一自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，用戶可以直接操作手動(dòng)系統(tǒng)，以保障供水。 （5）相對(duì)于恒壓供水盒控制方案，更可靠，更靈活，畫面更直觀，更節(jié)能，保護(hù)更全面。 ?八、結(jié)束語億維UN120系列經(jīng)濟(jì)型PLC是億維自動(dòng)化自主研發(fā)，自行生產(chǎn)，面向自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域推出的小型高性價(jià)比可編程控制器。依托于穩(wěn)定可靠的品質(zhì)，縝密的成本控制，擁有功能強(qiáng)大的指令集，豐富的總線以及卓越的性能，能滿足各種復(fù)雜控制功能要求，是解決機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)的最優(yōu)選擇。 億維CPU124XP本機(jī)自帶數(shù)字量12DI/8DO，模擬量4AI/2AO，集成2個(gè)通訊口，支持PPI主從通訊、自由口通訊，最大可擴(kuò)展4個(gè)IO模塊，支持128路數(shù)字量和32路模擬量。采用FLASH技術(shù)的超長(zhǎng)時(shí)間掉電保持，無需電池，可將數(shù)據(jù)保存長(zhǎng)達(dá)10年。特有的AES迭代加密算法，能更好的保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 億維CPU124XP在恒壓供水上的應(yīng)用，完美的體現(xiàn)了其邏輯控制靈活性及恒壓控制PID算法優(yōu)越性。 ?