（遼河油田公司供水公司，遼寧 盤錦 124010）

變壓器在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

王菊芬

（遼河油田公司供水公司，遼寧 盤錦 124010）

文章主要針對當下恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計進行分析，并就如何保證系統(tǒng)水壓恒定和運行穩(wěn)定進行了探討，用以簡化系統(tǒng)操作、節(jié)約能耗提高系統(tǒng)的自動化程度，完善泵站供水的多功能性。通過對當前技術(shù)的應(yīng)用分析。文章對目前供水系統(tǒng)中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用以及PLC控制技術(shù)的應(yīng)用進行了詳細的研究，并對分壓控制流程進行了討論，在此基礎(chǔ)上從硬件以及軟件的角度對PLC控制系統(tǒng)在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計提出了相關(guān)合理的建議。

恒壓供水；變頻器；PLC

恒壓供水便是通過電機調(diào)速設(shè)備對水泵組的運行速度進行控制調(diào)整，并自動對水泵組的運行和停止臺數(shù)進行調(diào)控，使得供水壓力控制形成一個完整的閉環(huán)控制，保證管網(wǎng)中供水流量穩(wěn)定之目的，并在此基礎(chǔ)上減少能耗。在系統(tǒng)中對供水壓力值進行實現(xiàn)的設(shè)定，并將其同縱觀中的實際壓力反饋值進行比較通過PID調(diào)節(jié)后對調(diào)速設(shè)備下達指令，用以調(diào)整水泵機組的運行狀況，以此調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的流量以及供水壓力。該系統(tǒng)結(jié)合了PLC以及變頻器控制。PID主要對變頻器進行恒定控制，用于對外界信號進行采集并作為系統(tǒng)的反饋信號。而PLC則用于控制水泵的運行以及設(shè)備的選擇，其控制信號實質(zhì)上都是PLC控制系統(tǒng)的輸入信號。

一、現(xiàn)狀分析

水塔、天面水池以及市政管網(wǎng)的二次加壓是傳統(tǒng)供水系統(tǒng)中常用的方式，通過上述方式解決供水用戶的用水需求。在管網(wǎng)中往往以最不利用水點作為水泵進行加壓的標準，用以確定揚程設(shè)計，繼而根據(jù)流量變化對管網(wǎng)中的泵組進行選配，由此確定如何運行水泵。另外小區(qū)供水網(wǎng)絡(luò)會受到時段以及季節(jié)變化的影響，日常供水水量以及水壓的調(diào)節(jié)控制大多采用水泵運行調(diào)節(jié)方式以及調(diào)節(jié)出口閥開度的方式進行調(diào)整，因而在出口閥上會消耗大量的能量，并且會造成水池的二次污染。 根據(jù)可靠調(diào)查顯示，在節(jié)能技術(shù)中變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)電率較高，能夠?qū)⒂昧孔兓约霸O(shè)計冗余造成的電能浪費在短短幾年中節(jié)省出來，并且其具有高精度的調(diào)速功能，功率因數(shù)也相對較高。變頻控制設(shè)施的使用能夠有效對出水質(zhì)量予以提升，并有效使得設(shè)備以及物料的損耗降至最低，同時也是對設(shè)備噪聲以及磨損的有效減少，以此改善勞動環(huán)境，滿足工藝要求和技術(shù)生產(chǎn)要求。因此供水系統(tǒng)需要變頻器同PLC同時應(yīng)用，以此穩(wěn)定供水系統(tǒng)的運行狀況，保證系統(tǒng)的可靠、安全、經(jīng)濟、節(jié)能。

在電機的運行過程中變頻器能對其運行進行優(yōu)化，因此也能夠有效節(jié)能增效。根據(jù)ABB測算，其企業(yè)生產(chǎn)的變頻器在全球范圍內(nèi)每年節(jié)省的電能就達到了1150億kW/h，即使得二氧化碳的排放量減少了9700萬噸，該數(shù)值相當于芬蘭全年二氧化碳排放量的數(shù)值。

通過測得的管網(wǎng)壓力，供水系統(tǒng)經(jīng)過變頻器進行運算后，對輸出頻率予以調(diào)解，實現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓狀態(tài)。PLC在邏輯切換變頻泵時主要以變頻器頻率超限信號作為依據(jù)。另外，通過出口閥門的聯(lián)動，保證起停泵的過程中不會發(fā)生水錘現(xiàn)象。

二、變頻器PID控制

以反饋控制作為依據(jù)，水壓的穩(wěn)定需要比較給定值同水壓反饋值，使得系統(tǒng)成為一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。但恒壓供水系統(tǒng)大多具有大慣性以及非線性，采用PID同現(xiàn)代控制相結(jié)合的方式，能夠有效進行模糊控制，在壓力波動較大時最快的予以響應(yīng)；當壓力范圍較小時則通過PID保持靜態(tài)精度。通過智能儀表以及PLC控制能夠?qū)υ撍惴ㄓ枰詫崿F(xiàn)，并利用PLC系統(tǒng)的編程功能對工頻、變頻切換予以實現(xiàn)。該種方式在實踐中可行性較高。

為了保持供水管網(wǎng)中壓力的恒定，將壓力變送器設(shè)置在管網(wǎng)上用以反饋管網(wǎng)狀態(tài)，由于供水管網(wǎng)所使用管道直徑較大，并且管網(wǎng)分布較廣，因此充壓較慢，因此系統(tǒng)滯后性是最大的弊端，而PID的直接應(yīng)用會影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度，因此可以結(jié)合PLC系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)對系統(tǒng)的有效調(diào)節(jié)。

三、PLC的特點及應(yīng)用

PLC是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置。它將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計算機技術(shù)結(jié)合在一起，具有可靠性高、靈活通用、易于編程、使用方便等特點，近年來在工業(yè)自動控制、機電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到普通應(yīng)用，越來越多的工廠設(shè)備采用PLC、變頻器、人機界面等自動化器件來控制，使設(shè)備自動化程度越來越高。

1 PLC技術(shù)特點

PLC在設(shè)計之初便是以工業(yè)環(huán)境為基礎(chǔ)進行設(shè)計的一種工業(yè)計算機，其出現(xiàn)后在工業(yè)領(lǐng)域中得到了一致的認可，并發(fā)展迅速，目前的工業(yè)領(lǐng)域中PLC的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，并且占據(jù)了控制系統(tǒng)的重要地位，以其可控靈活以及高柔性在工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮了重要作用，并且其變成方式較為簡單，且功能強大，靈活小巧的體積和質(zhì)量，使得占據(jù)空間更小，能耗更低。

2 PLC 的應(yīng)用

正是上述特點，使得PLC開始在各個領(lǐng)域中不斷的得到發(fā)展，其影響范圍不斷的擴展，其應(yīng)用主要覆蓋的范圍包括：運動控制、開關(guān)的邏輯控制以及數(shù)據(jù)處理和過程控制、聯(lián)網(wǎng)通訊等。

四、系統(tǒng)設(shè)計

1 電氣控制

變頻器直接驅(qū)動三臺水泵， 以此控制管網(wǎng)水壓保持恒定，而變頻器的啟停則可以通過PLC進行自動控制，或者通過手動進行控制。

2 軟件設(shè)計

系統(tǒng)PLC以方便調(diào)試和編程為目的，通常將變成模塊化，主要包含以下三個模塊：手動運行、自動運行以及故障診斷和警報。

3 變頻器參數(shù)設(shè)定

變頻器參數(shù)和PID參數(shù)設(shè)定按照使用說明和經(jīng)驗整定。

結(jié)語

恒壓供水系統(tǒng)中控制器采用PLC能夠有效簡化硬件結(jié)構(gòu)，降低成本，實現(xiàn)無極調(diào)速，自動根據(jù)水量變化將系統(tǒng)運行參數(shù)進行調(diào)整，保證管網(wǎng)中水壓始終能夠滿足要求。變頻恒壓供水系統(tǒng)是目前最先進，合理的節(jié)能供水系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的水塔、高位水箱、氣壓罐等供水方式比較，從投資、運行、穩(wěn)定可靠以及自動化等方面，變頻恒壓系統(tǒng)優(yōu)勢都更為突出。

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TM92 < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：A

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