自来水厂变频供水自动控制系统应用研究

2016-12-01岿内蒙古自治区呼伦贝尔市扎兰屯市自来水公司内蒙古呼伦贝尔162650

科技传播 2016年12期

王　岿内蒙古自治区呼伦贝尔市扎兰屯市自来水公司，内蒙古呼伦贝尔　162650

自来水厂变频供水自动控制系统应用研究

王岿
内蒙古自治区呼伦贝尔市扎兰屯市自来水公司，内蒙古呼伦贝尔162650

摘要随着社会经济的快速发展，供水系统的发展也逐渐的得到完善，在自来水厂中，应用较为广泛的就是变频供水自动控制系统。变频供水方式能够有效的降低电耗，对自来水厂的水量与水压进行有效的控制。因此，为促进自来水厂变频供水自动控制系统的发展，本文对自来水厂变频供水自动控制系统应用进行了分析。

关键词自来水厂；变频供水；自动控制系统；应用

我国对城市水工业系统给予了高度的重视，随着科学技术的不断发展，变频供水自动控制系统已经被广泛的应用在自来水厂的供水系统中。自来水厂变频供水自动控制系统是非常重要的，在应用前应该对该系统进行详细的了解，掌握变频供水自动控制系统的技术与原理，从而促进自来水厂变频供水自动控制系统的发展。

1　变频供水自动控制系统

在自来水厂的供水系统中，由于用户的用水量在不同的时段、季节有着不同的需求，这就需要自来水厂结合用水需求量对供水压力进行调整。水泵节能的主要措施就是水泵调速，串极调速、调压调速、液力藕合器调速、变极调速以及滑差电机调速等都是水泵机组节能调校的主要方式。交流电机变频调速技术是非常有效的一种技术，并且在工作效率、调速范围、调速精度、动态响应以及输出特性等方面都比其他的调速方式有着明显的优势。变频调速的节电效率非常的高，是一种非常有效的节能降耗技术。在自来水厂变频供水自动控制系统中，变频器是非常重要的，并且其基础就是变频调速技术。在自来水厂变频供水自动控制系统中，采用的主要为变压变量供水与恒压变量供水两种方式。对于恒压变量供水方式而言，主要是结合自来水厂水压力变化，利用PID控制器对变频器进行调节的。保持出厂水压的恒定不变。而变压变量方式则是结合送水量与出厂水的压力通过变频器对其频率进行调节的，通过送水量的变化而实现电耗的节约。

2　变频节能技术

在自来水厂变频供水自动控制系统中，应用较为广泛的就是变频节能技术。变频节能技术的主要元件就是变频器，通过变频器能够对电机进行频率的切换，从而实现水量与水压的控制，降低自来水供水系统的电耗。随着社会经济的快速发展，自来水厂的供水系统也得到了不断的完善，在自来水厂中应用变频供水自动控制系统能够结合用户在不同季节、时段的用水需求量对供水水压与频率进调整，从而实现自来水厂变频供水的自动控制。

3　系统控制及原理

在自来水厂变频供水自动控制系统中，应该对供水工艺的要求进行明确。在变频系统起动时，应该先将水泵打开，之后将阀门打开。变频系统停止时，应该先将阀门关闭，之后将水泵关闭。对于自来水厂变频供水自动控制系统而言，还应该对自动化控制原理进行分析。首先，开泵。先接通主交流接触器，为变频调速器进行充容充电，一段时间后电机能够通过变频调速器进行起动，一般时间为15s，电动阀门在25s后即能够自动开启。其次，在变频供水系统自动控制运行时，能够借助于PID调节器将处理后的压力变送器信号传入到变频调速器中，从而对水泵转速进行有效的控制，实现水网压力的调节。最后，关泵。将电动阀门关闭后，能够使得变频调速器、电机进行自动关闭，主交流接触器经过10s后也能够主动断开。

4　自来水厂变频供水自动控制系统应用

在自来水厂变频供水自动控制系统中，硬件系统是非常重要的，其主要组成部分就是主电路与控制电路。一级泵站主电路框图在主电路中应该对变频器的核心部件、主要电气元件进行合理的选择。二级泵站的主电路框图和一级泵站主电路框图基本相似，主要的不同点就是变频器与水泵的功率有所差异。控制电路也是非常重要的，主要的控制核心为PLC，在自来水厂变频供水自动控制系统中包括一级泵站水泵机组控制电路与二级泵站水泵机组控制电路。在自来水厂变频供水自动控制系统中，软件部分主要包括了变频器参数、PLC控制程序框图等。自来水厂变频供水自动控制系统使用变频器的参数设定主要是由系统控制参数进行决定的。在进行系统参数控制时，应该对一级泵站清水池的低水位与高水位进行设定，分别为1.5m、2.7m，而控制水位的高度应该为2.6m。同时还应该对二级泵站扬水管的低水压值、恒定水压值以及高水压值进行设定，分别为0.3MPa、0.45MPa以及0.5MPa。在进行系统的变频器参数设定时，应该结合自来水厂变频供水自动控制系统的控制参数的设定进行。在进行一级泵站与二级泵站的PLC控制程序时，通常能够根据基本逻辑指令或者步进指令对其进行正确的编写。自来水厂变频供水自动控制系统属于顺序控制系统，通过步进指令能够使得编写的程序思路更加的清晰、概念更加清楚。

5　循环变频软起动技术

5.1循环变频原理

启动系统后，就能够依靠变频器带动某一台电机进行变频运行，如果电网的工频频率与变频器运行频率相接近时，变频运行泵就能够进行自动切换操作，从而保持工频进行工作。这时另一台电机就能够受到变频器的控制，从而正常运行。如果降低变频器频率时，所达到的频率和设定的停泵频率相一致时，自动控制系统就会主动对一台以工频运行的泵进行控制，使其停止。通过这样的不断循环，从而借助一台变频器控制所有电机完成变频软启动达到循环变频软启动的目的。

5.2变频到工频的切换

变频器早工作时，主要采用的是交-直-交的方式，通过变频将电网输送的50HZ交流电整流转换为直流电，在逆变成交流电。变频器在进行工作时，能够有着本身的相位与频率，电机在进行频率切换时，主要是变频器拖动向工频旁路进行切换时，在切换的一瞬间可能出现电网交流电与变频器输出交流电的相位、频率有所差异的现象。存在这种情况进行切换时，可能会使得保护用断路器跳开，这主要是由于过大的工频旁路回路电流所造成的。在大多数自来水厂变频供水中，一般需要先断开变频器侧接触器，经过一段时间后再闭合旁路侧接触器，通过时间差降低电机的运行速度，从而顺利的进行工频运行状态。但是不管采用什么样的方式进行调整，都会使得电机进行工频切换时存在较大的电流。结合变频到工频切换的这种问题，能够借助于相序同步检测技术进行检测，主要是对变频器输出侧与电网的相位、频率进行检测的，当两者的频率相接近时，通过频率信号的输送来对输出频率与相位进行强制改变，从而与电网的相位、频率相同，这样的切换方式能够瞬间完成变频到工频的切换，同时电流的扰动非常小。