摘要：相對(duì)于傳統(tǒng)的水箱和水塔的供水，變頻恒壓供水具有眾多的節(jié)電節(jié)水、不對(duì)水資源造成污染等優(yōu)點(diǎn)。本文系統(tǒng)而全面的闡述了Invt-CHV160供水專用變頻器的特點(diǎn)以及在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：變頻器 恒壓供水 PID控制
前言
水是人類最寶貴的資源，是人類生存的基本條件，又是國民經(jīng)濟(jì)的生命線，水工業(yè)是以城市及工業(yè)為對(duì)象，以水質(zhì)為中心，從事水資源的可持續(xù)開發(fā)利用，以滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的所需求水量作為生產(chǎn)目標(biāo)的特殊工業(yè)。在水的開采、加工、輸送利用過程中，供水設(shè)備是其必不可少的工具。
█ 供水現(xiàn)狀與恒壓供水設(shè)備
一般規(guī)定城市管網(wǎng)的水壓只保證6層以下樓房的用水，其余上部各層均須提升水壓才能滿足用水要求。傳統(tǒng)的方法是水塔、高位水箱或氣壓罐式增壓設(shè)備，其設(shè)備一次投資費(fèi)用高，并且必須由水泵高于實(shí)際用水高度的壓力來提升水量，其結(jié)果往往增大了水泵的軸功率和能量損耗，在使用這些傳統(tǒng)的供水方式，還容易造成水的二次污染。
根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)、生活、農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程等用水的要求，應(yīng)用CHV160系列的供水專用變頻器，可快速裝配成恒壓供水系統(tǒng)。它集變頻調(diào)速技術(shù)、PLC技術(shù)、PID控制技術(shù)等為一體，可組成完整的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
█ 恒壓供水原理
供水自動(dòng)控制系統(tǒng)工作時(shí)，設(shè)備通過安裝在供水管網(wǎng)上的高靈敏度壓力傳感器來檢測(cè)供水管網(wǎng)在用水量變化時(shí)的壓力變化，不斷向變頻器傳輸變化的信號(hào)，經(jīng)過微電腦判斷運(yùn)算并與設(shè)定的壓力比較后，向控制器發(fā)出改變頻率的指令，控制器通過改變頻率來改變水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速與啟用臺(tái)數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)峰谷用水量，保證供水管網(wǎng)壓力恒定，以滿足用戶用水的需求。CHV160恒壓供水原理圖如下：
█ 恒壓供水優(yōu)點(diǎn)
CHV160系列供水專用變頻器設(shè)計(jì)理念源于豐富的工程實(shí)踐，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.多段壓力設(shè)定：每天可達(dá)八段壓力設(shè)定，可隨時(shí)間不同，更改壓力給定量。如為適應(yīng)生活供水中的3個(gè)用水高峰期的流量波動(dòng)，設(shè)置三個(gè)高壓力供水時(shí)段。
2.休眠控制功能：
能使系統(tǒng)進(jìn)入休眠控制狀態(tài)，并能控制專用的休眠小泵，如參數(shù)設(shè)置休眠喚醒使能，將能喚醒工變頻運(yùn)行；特別適合夜間供水急劇減少的時(shí)刻。
3.定時(shí)輪換功能：
經(jīng)過設(shè)定的時(shí)間，讓系統(tǒng)中的水泵進(jìn)行輪換，使系統(tǒng)中的所有水泵輪流參與運(yùn)行工作，有效地防止泵的銹死現(xiàn)象，提高設(shè)備的綜合利用率。降低維護(hù)費(fèi)用。當(dāng)泵的容量基本相同時(shí)，選擇定時(shí)輪換功能比較合適，以免造成系統(tǒng)工作的震蕩。
4.進(jìn)水池液位檢測(cè)及控制功能：
對(duì)清水池的液位進(jìn)行檢測(cè)及控制，當(dāng)進(jìn)水池水位由高到低變化，水位高于下限水位時(shí)，系統(tǒng)按照正常設(shè)定壓力運(yùn)行；當(dāng)水位低于下限水位而高于缺水水位，系統(tǒng)按照非正常備用壓力運(yùn)行；當(dāng)水位低于缺水水位時(shí)，系統(tǒng)停止所有的運(yùn)行。
當(dāng)進(jìn)水池水位由低到高變化，水位低于下限水位前，系統(tǒng)不運(yùn)行；當(dāng)水位高于下限水位而低于上限水位，按照非正常備用壓力運(yùn)行；高于上限水位后，系統(tǒng)恢復(fù)正常壓力運(yùn)行。
5.壓力容差范圍調(diào)節(jié)功能：
PID調(diào)節(jié)有容差范圍,當(dāng)反饋壓力在設(shè)定壓力值的偏差極限內(nèi),壓力調(diào)節(jié)器停止調(diào)節(jié),以提高壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的精度與穩(wěn)定性。
6.平滑的水泵切換功能：
當(dāng)進(jìn)行加減泵時(shí)，始終保持一臺(tái)變頻泵運(yùn)行中，以使管網(wǎng)的壓力不會(huì)突變。對(duì)變頻泵投切到工頻泵，可設(shè)定變頻泵投切頻率，變頻泵運(yùn)行在較高的頻率，再投切到工頻運(yùn)行，保證管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定。
7.排污泵控制功能： 通過對(duì)排污泵的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水池的水位進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排污。
8.豐富的保護(hù)功能： 可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全方位的保護(hù)。
某公司使用英威騰CHV160供水專用變頻器，要求拖動(dòng)兩臺(tái)水泵進(jìn)行變頻恒壓供水，要求使用休眠功能、能夠屏蔽故障泵，并能實(shí)現(xiàn)瞬間掉電再起動(dòng)。變頻器線路接線圖如下所示：
根據(jù)接線圖，現(xiàn)場供水設(shè)備安裝于電氣線路接線如下圖片所示：
根據(jù)用戶的要求，本例中調(diào)節(jié)變頻器參數(shù)如下所示：
P0.01 運(yùn)行指令通道 1：端子指令通道。
P1.15 停電再起動(dòng)選擇 1：允許再起動(dòng)。
P2 整組參數(shù)根據(jù)實(shí)際值輸入
P4.12 上電時(shí)端子功能檢測(cè)選擇 1：上電時(shí)端子運(yùn)行命令有效。
P5.02 S1端子功能選擇 1：正轉(zhuǎn)運(yùn)行。
P5.03 S2端子功能選擇 41：電機(jī)A無效。
P5.04 S3端子功能選擇 42：電機(jī)B無效。
P5.05 S4端子功能選擇 43：電機(jī)C無效
P5.17 AI1上限值 5.00V。
P6.04 繼電器1輸出選擇 3：故障輸出。
PF.00 供水模式選擇 1：通用供水模式。
PF.01 供水壓力設(shè)定源選擇 0：數(shù)字設(shè)定。
PF.02 供水壓力數(shù)定設(shè)定 根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定（現(xiàn)設(shè)為50.0%）。
PF.03 壓力反饋源選擇 0：AI1反饋設(shè)定。
PF.11 A水泵類選擇 1：變頻控制泵。
PF.12 B水泵類選擇 1：變頻控制泵。
PF.13 C水泵類選擇 3：休眠專用泵。
PF.18- PF.20 水泵額定電流 根據(jù)電機(jī)實(shí)際電流值輸入。
PF.25 RT1輸入功能選擇 1：連接A泵變頻控制。
PF.26 RT2輸入功能選擇 2：連接A泵工頻控制。
PF.27 RT3輸入功能選擇 3：連接B泵變頻控制。
PF.28 RT4輸入功能選擇 4：連接B泵工頻控制。
PF.29 RT5輸入功能選擇 6：連接C泵工頻控制。
PF.47 當(dāng)前時(shí)間 輸入當(dāng)前時(shí)間（使用休眠泵一定要設(shè)此參數(shù)）。
PF.48 壓力段數(shù)選擇 1
PF.49 T1開始時(shí)刻 00.00。
PF.50 T1時(shí)刻壓力 根據(jù)實(shí)際要求輸入（現(xiàn)設(shè)為40%）。
PF.51 T2開始時(shí)刻 23.59。
PF.65 休眠時(shí)段選擇 1。
PF.66 休眠壓力容差 根據(jù)實(shí)際要求輸入（現(xiàn)設(shè)為1%）。
PF.67 休眠加減泵延遲 根據(jù)實(shí)際要求輸入（現(xiàn)設(shè)為6）。
PF.68 休眠喚醒使能 1：有效。
根據(jù)上述參數(shù)調(diào)整，恒壓供水設(shè)備正常運(yùn)行。兩臺(tái)變頻泵根據(jù)供水量的需求,進(jìn)行自動(dòng)切換,并對(duì)新投加的水泵進(jìn)行變頻起動(dòng),對(duì)管網(wǎng)的沖擊小；滿足休眠條件，兩臺(tái)變頻泵停止運(yùn)行，休眠小泵投入運(yùn)行，滿足喚醒使能條件時(shí)，變頻泵重新投入運(yùn)行。
█ 總結(jié)
將變頻控制技術(shù)運(yùn)用于恒壓供液領(lǐng)域，控制上增加專用的控制模塊，提供了一種優(yōu)化的恒壓供水方案，使用此專用變頻器組裝供水自動(dòng)控制系統(tǒng)，具有投資少，自動(dòng)化程度高，保護(hù)功能齊全，運(yùn)行可靠，操作簡便，節(jié)水節(jié)電效果顯著，尤其對(duì)水質(zhì)不構(gòu)成二次污染，具有優(yōu)異的性能價(jià)格比，是取代水塔、高位水箱、無塔上水器的最理想設(shè)備。
█ 參考文獻(xiàn)
1.《CHV供水專用變頻器說明書》 英威騰電氣股份有限公司 2006
2.《傳感器的原理及應(yīng)用》 北京航空航天大學(xué)出版社 2004
