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1、精品文章高效集成式全变频泵组在恒压供水系统的应用及品牌原理随着半导体技术的发展，集成式全变频泵越来越受到用户的关注。本文通过集成式全变频泵组与传统单变频、多变频恒压供水设备进行对比分析，阐述了集成式全变频控制技术在建筑二次供水领域中显现出的高效、节能、智能化以及集成化等显著特点。一、前言变频调速恒压供水设备从二十世纪九十年代开始在我国推广使用，是我国近二十几年来应用最为广泛的二次增压供水系统。但围绕采用变频调速恒压供水设备的用户是否普遍都有较好的节能效果，业内却又一直存有较大争议。采用高效集成式全变频控制技术研发成功的水泵专用集成式变频器并将其成功应用于建筑二次供水领域，是变频调速恒压供水设备
2、控制技术研发进程中的关键突破和重大创举。高效集成式全变频恒压供水设备的最显著特点是高效、节能、集成化，它的推广应用将引领未来建筑二次供水设备发展的主导潮流。二、高效集成式全变频泵节能原理分析1、变频调速技术的节能原理我们知道，在变频调速供水设备中，影响变频调速供水设备节能效果的关键因素取决于系统中所选的工作水泵是否在整个供水过程中都能连续稳定运行在高效区。根据水泵的相似定律，对同一台水泵输出功率和转速、扬程及流量有如下关系：从以上公式可知，当扬程不变，水泵出水量减少，转速可同比例下降，其水泵功率也会快速下降，能耗大幅度降低。变频恒压供水设备的实现节能的原理就是。当工作泵出水小于额定流量时，通过
3、一个变频器（单变频）及相关的电气元器件组成的控制回路，根据系统的流量变化实现加泵或减泵，再通过工频、变频切换的方式控制一套泵组的目的。即使是为设备的每台工作水泵分别配置有变频器（多变频），它的运行模式还是这种方式，只是解决了在每台水泵启动、停止时实现软启动，有利于消除水锤现象，但整套设备还只是一套控制系统。这一技术的缺点是。它因受水泵的高效范围较窄制约，使变频泵转速在30hz50hz范围内变化（即水泵出水量在10060范围内变化），节能效果相对明显;当水泵转速低于60时，水泵和电机的效率将显著降低，不节能或节能有限;当频率降至25hz以下时，水泵不出水，电机不做有效功，能量浪费依然存在。2、高
4、效集成式全变频泵节能原理在民用建筑二次增压给水设备中，设备的实际运行时系统供水流量是一个动态变化的过程。可以说大多数时间用水需求均处于低峰状态下，目前国内常见的plc组成的单（多）变频给水系统中，当一台泵水泵不能满足正常供水时，第二台泵因效率的原因即最低运行频率的制约，在60以下流量下需要用60以上的启动频率来运行第二台水泵，势必造成电能的浪费。为了解决上述系统运行能耗问题，我们用高效集成式全变频技术可以实现两台或两台以上水泵的同步变频运行问题，即实现泵组内多台水泵效率平均分摊，同时变频运行，使得每一台水泵均处于高效段运行，同时又能克服因变频给水系统中最低运行频率制约问题。三、高效集成式全变频
5、泵组应用集成式全变频控制技术，每一台水泵均独立配置一台变频控制器，各泵机上的变频控制器通过内部can总线技术，实现多台泵机之间的相互通信，使整套设备具有多个与水泵一对一互相匹配的变频和控制大脑，设备中所有水泵共享系统运行数据信息，联动均衡运行，克服水泵不在高效区运行现象，实现真正意义上的全变频控制运行。1.产品组成系统主要由高效不锈钢多级离心泵、集成式变频器、控制柜、底板、不锈钢管路、阀门以及气压罐等组成。2.产品特点a）配置集成式变频器智能的变频高效电机，内置pid和先进的节能软件，精确控制性能输出满足水力要求。b）分散型控制每台变频器内置主板控制器，且均具有独立的控制运行功能，泵与泵之间通
6、过can总线互相联动运行。当一台泵控制器故障时其它泵可正常运行给用户供水。c）节能型系统在同一工作泵组中，能够实现所有工作水泵同步变频运行，能够根据用水总需求量自动平均分摊运行效率（如图1），较传统恒压变频给水设备（如图2）节约电能13以上。d）高效的水利部件获得专利的3d叶轮设计使每级高压叶轮保持在同样高的效率水平。下图3是用传统的水利部件和3d高效水利部件进行的性能比较，从图3中可知，配置3d高效水利部件的泵效率提升高达10以上。e）维修方便根据en202x/42/ce标准而设计的联轴器保护装置，如图4，独特的联轴器spacer设计如图5，同时可配置集装式机械密封，如图6。所有以上设计保证
7、了最短的维护时间。f）系统安全可靠系统通过半导体数字芯片无触点切换实现水泵的启停，不需要继电器电路，减少了继电器电路中触点的频繁吸合断开，降低故障发生率，提供系统的安全性、可靠性。g）噪声低变频降噪技术，能大幅度的消除降解变频电流声。比普通变频技术噪声降低10-20db。变频输出交接自保持技术，最大限度的降低控制柜元器件动作声音。h）全不锈钢结构水泵、管路、阀门及配件使用食品级不锈钢，保证水质清洁。i）控制系统自身能耗少把变频器和控制器集成一体的水泵专用变频器，将不再需要体积庞大的控制柜（如图7、图8），减少了因控制系统中元器件及电气线路自身发热产生能耗约占水泵能耗35左右。3.系统功能a）恒
8、压控制功能。保持供水压力的稳定，并可根据用水量的变化自动调节各水泵在变频和工频状态下配合工作，并遵循“先开先停”原则。b）超越故障泵运行功能。采用can通信水泵发生故障时，系统能自动启动下一个正常水泵运行。c）效率平均分摊功能。每台泵变频运行工作效率相同，此功能能够克服因电机最低启动变频的制约而造成的电能的浪费。d）节能。系统采用先进的高效集成全变频控制技术，与传统的plc变频控制技术相比，系统平均节能约13以上。e）保护功能。泵组采用“先启先停”的运行方式，循环运行，不分主用、备用泵，所有水泵均匀运转，避免备用泵长期不启动所造成的锈蚀损坏，在夜间用水低峰期则用稳压泵低频运转来稳压。这样，既延
9、长了泵组的使用寿命，又降低了泵组的维护费用。f）自动定时切换功能。控制系统中设有定时器，可记录每台水泵的累计工作时间，当某泵累计工作时间达到设定值时，控制系统将根据数据对比中断该泵的运行，该泵即自动转为备用并重新计时，下台水泵自动切换运行，依次循环，达到定时切换目的。g）无水自动停机功能：无水时能自动停机保护并报警，有水时能自动启动。h）小流量停泵保压：系统在用水低谷，能自动切换到小流量自动停泵保压状态。i）瞬时断电自恢复功能：因电网变化发生瞬时停电，来电后自动恢复运行状态。四、结束语在中国随着城市化进程的快速发展，城镇自来水用水需求也随之不断增加，各类二次增压变频恒压供水设备随着城市化进程蓬
10、勃发展，而变频恒压供水设备是实现二次增压设备可靠运行的核心部分。在国内，以集成技术为平台的系列变频控制技术得到了广大用户的欢迎，因其具有安全可靠、低能耗、功能强大、智能化程度高、操作维修便捷等特点。它可应用到包括老旧二次供水泵房的节能改造，新建项目的二次增压供水以及空调暖通循环供水系统、工业、家用供水等领域，特别是随着全球气候变暖及能量匮乏，国家可续发展的战略需求，节能减排任务更加紧迫，可以预见，采用高效集成全变频控制技术的恒压供水设备的需求和应用将会越来越多。第二篇：变频恒压供水系统的相关原理变频恒压供水系统的相关原理恒压供水设备中，增加变频设备来实现恒压供水效果，和调节阀门后实现恒压供水相
11、比，变频恒压供水的节能效果十分显著（可根据具体情况计算出来）。那么它的优点有哪些。变频恒压供水的优点可以归结为三点：第一点“起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击;”第二点“由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命;”第三点“可以消除起动和停机时的水锤效应;”众所周知，如果由一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。但是一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。如果在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时，恒压供水公司变频恒压供水设备可考虑适当减小变频器的
12、容量，但应注意留有足够的容量。虽然水泵在低速运行时，电动机的工作电流较小。但是，当用户的用水量变化频繁时，电动机将处于频繁的升、降速状态，而升、降速的电流可略超过电动机的额定电流，导致电动机过热。因此，电动机的热保护是必需的。对于这种由于频繁地升、降速而积累起来的温升，变频器内的电子热保护功能是难以起到保护作用的，所以应采用热继电器来进行电动机的热保护。在主要功能预置方面，最高频率应以电动机的额定频率为变频器的最高工作频率。升、降速时间在采用pid调节器的情况下，升、降速时间应尽量设定得短一些，以免影响由pid调节器决定的动态响应过程。如变频器本身具有pid调节功能时，只要在预置时设定pid功
13、能有效，则所设定的升速和降速时间将自动失效。第三篇：plc在恒压供水变频调速控制系统中的应用1引言恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的，例如在某些生产过程中，若自来水供水压力不足或短时断水，可能会影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如当发生火警时，若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以，某些用水区采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。基于上述情况对某生活区供水系统进行了改造，采用plc作为中心控制单元，利用变频器与pid相结合，根据系统状态可快速调整供水系统的工作压力，达到恒压供水的目的，提高了系统的工作稳定性，得到了良好的控制效果
14、。2系统结构与工作原理供水系统由主供水回路、备用回路、储水池及泵房组成，其中泵房装有1#3#共3台150kw泵机。另外，还有多个电动闸阀或电动蝶阀控制各供水回路和水流量。由于该供水网较大，系统需要供水量每小时开2台泵机向管网充压，供水量大时，开3台泵机同时向管网充压。要想维持供水网的压力不变，在管网系统的管道上安装了压力变送器作为反馈元件，为控制系统提供反馈信号，由于供水系统管道长、管径大，管网的充压比较慢，故系统是一个大滞后系统，不宜直接采用pid调节器进行控制，而应采用plc参与控制的方式来实现对控制系统调节作用。可编程序控制器选择日本松下fp1-c40型，且配有a/d和d/a模块，其原理
15、框图如图1所示。变频器选择frn160g7p-4实现电动机的调速运行。控制系统主要由plc、变频器、切换继电器、压力传感器等部分组成。控制核心单元plc根据手动设定压力信号与现场压力传感器的反馈信号经plc的分析和计算，得到压力偏差和压力偏差的变化率，经过pid运算后，plc将05v的模拟信号输出到变频器，用以调节电机的转速以及进行电机的软起动;plc通过比较模拟量输出与压力偏差的值，通过i/o端口开关量的输出驱动切换继电器组，以此来协调投入工作的电机台数，并完成电机的起停、变频与工频的切换。通过调整电机组中投入工作的电机台数和控制电机组中一台电机的变频转速，使动力系统的工作压力稳定，进而达到
16、恒压供水的目的。图1恒压供水系统原理图3系统程序设计和plc的i/o分配系统程序包括起动子程序和运行子程序，其流程图如图2所示。运行子程序又包括模拟调节子程序（其流程图如图3所示）和电机切换子程序（流程图略），电机切换子程序又包括加电机子程序和减电机子程序（程序设计略）。plc的输入、输出端子分配情况如附表所示。4系统工作过程加上起动信号（x4）后，此信号被保持，当条件满足（即x2为“1”）时，开始起动程序，此时由plc控制1#电机变频运行（此时y0、y6、y7亮），同时定时器t0开始计时（10s），若计时完毕x2仍亮，则关闭y0、y6（y7仍亮），t2延时1s（延时是为了两方面的原因：一是使开关充分熄弧，防止电网倒送电给变频器，烧毁变频器;二是让变频带器减速为零，以重新起动另一台电机）。延
