對于大部分生活供水系統來(lái)說(shuō)，日常供水隨著(zhù)各個(gè)時(shí)段和各個(gè)季節的變化而有很大的起伏，一般在晚上黃金時(shí)段的用水需求量比較大，深夜由于客戶(hù)需求量大幅度減少，管網(wǎng)壓力急劇升高。對于傳統的水塔等方式供水，其維護困難。尤其是面對消費供水等突發(fā)事件時(shí)，其反應速度較慢，早已不能滿(mǎn)足恒壓供水的需求。使用變頻器對供水系統進(jìn)行閉環(huán)控制，達到管網(wǎng)壓力基本穩定，同時(shí)，通過(guò)變頻器內部的智能控制功能，輪循供水電機運作，達到設備的合理利用以及維護方便功能，同時(shí)當管網(wǎng)壓力不正常，或者其他故障產(chǎn)生時(shí)，通過(guò)變頻器的遠程報警功能及時(shí)通知維護人員，避免故障進(jìn)一步擴大。

2. 系統基本組成

(1) 系統主控環(huán)節

系統整體的控制信號，包括壓力設定信號，工頻和變頻故障信號處理，水位故障檢測處理均由主控 PLC 或主控人機設定， 對于整個(gè)系統的運行信號進(jìn)行綜合，尤其是當出現故障狀態(tài)的系統處理操作，是整個(gè)系統的核心控制部分。

(2) 變頻器內部控制環(huán)節

變頻器內部控制，主要是指變頻器內部 PID 功能模塊，內部 PID 功能使現場(chǎng)工程師設置和調試方便，相對于原來(lái)的硬件 PID 板控制，省去了硬件維護需要，節省了成本。主控環(huán)節的壓力設定信號與系統壓力信號反饋形成閉環(huán)以維持管網(wǎng)恒定壓力。 PID 的特性可由參數選擇。

(3) 供水附件

供水附件為變頻器控制外部電機的中間控制機構，四方變頻器供水附件為一個(gè)獨立的控制系統，只需要一根外接的電話(huà)線(xiàn)，就可與主控板連接，方便的遠程控制，利用 485 通訊底層接口，無(wú)需外接電源，就可控制多達 5 個(gè)以上的繼電器，從而用來(lái)控制外接接觸器。接口簡(jiǎn)單，使用方便。

(4) 電機控制環(huán)節

當管網(wǎng)壓力的變化要求增加或減少工作水泵時(shí)，通過(guò)供水附件基板的中間繼電器，控制各個(gè)電機交流接觸器?；遢敵龆丝诘臓顟B(tài)決定外部各個(gè)水泵的運行狀態(tài)。

(5) 執行環(huán)節 執行環(huán)節為各水泵。

(6) 信號反饋環(huán)節

管網(wǎng)壓力的信號反饋，用于與設定環(huán)節形成 PID 控制閉環(huán)，對于大部分供水系統，由于壓力控制為一個(gè)大慣性環(huán)節，且其要求不太高，所以不必要使用微分環(huán)節。

下面對山東省濟南市某小區恒壓供水系統，使用四方 C320 系列變頻器系統改造進(jìn)行分析，其框圖如下 :

恒壓供水控制系統框圖

3 ．工作過(guò)程描述

當變頻器被投入自動(dòng)運行時(shí)， 1# 泵電機接觸器首先被控制導通，變頻器輸出頻率上升，同時(shí)管網(wǎng)壓力信號逐漸增加，出水管網(wǎng)的壓力信號與 PLC 管網(wǎng)壓力設定信號負反饋閉環(huán)，當電機頻率上升到最高頻率，而管網(wǎng)壓力達不到設定要求時(shí)，變頻器立即控制工頻接通 1# 泵，使 1# 泵全速投入運行，同時(shí)變頻器經(jīng)過(guò)時(shí)間延遲，對 2# 泵進(jìn)行變頻控制。當管網(wǎng)壓力與設定壓力基本平衡時(shí)，變頻器控制當前變頻電機維持在一定的頻率，壓力的穩定和超調量可以通過(guò) PI 參數的調整。當水需求量減少，管網(wǎng)壓力逐漸升高，內部 PI 控制器輸出頻率降低，當變頻器輸出頻率低至 0HZ ，而管網(wǎng)在一設定時(shí)間內還高于設定壓力，變頻器切斷當前變頻控制泵，轉而控制下一個(gè)原工頻控制泵，變頻器在水泵控制轉換過(guò)程中，逐漸輪換使用水泵，使每個(gè)水泵的利用率均等，增加系統可靠性。

4 ．四方通用變頻器的使用

對于當前的恒壓供水系統，配置了四方供水附件，其他需要設置的參數功能組包括： 1. 基本運行參數； 2. 模擬輸入輸出參數； 3.PID 控制參數組。供水系統與變頻器相關(guān)接線(xiàn)如下圖：

? 基本運行參數主要參數設定：

F0.0=0 選擇 V/F 控制方式

F0.15=1 選擇泵類(lèi)負載

F0.4=0001 PLC 輸出端子控制起停

? PID 控制主要參數設定：

F8.0=0121 選擇比例積分，單極性 PI 功能有效。

F8.1=0204 選擇設定信號輸入 VC2 ，反饋信號 CC ，

F8.3=0 ， F8.4=10 選擇最小給定量 0V ，最大給定量 10V 。

F8.5=2 ， F8.6=10 選擇反饋對應量。

F8.7=2 ， F8.8=10 設定 PI 控制器參數。

? 擬輸入輸出參數組：

F2.2=0 ， F2.3=10 設定通道 VC2 信號特性， 范圍 0~10V 。

F2.4=4 ， F2.5=20 設定反饋通道 CC 信號特性，范圍 4 － 20mA 。

5 ．改造中注意事項

? 正確設置設定和反饋對應曲線(xiàn)。

? 變頻泵至工頻控制時(shí)可直接切換，以免管網(wǎng)壓力形成波動(dòng)，工頻泵至變頻控制的切時(shí)間必須適當設置，延時(shí)太短，水泵對變頻器形成沖擊電壓