1 引言

　　本文是針對某生活小區實際情況，結合用戶生活/消防雙恒壓供水控制的要求進行改造的技術心得，作為變頻器在供水控制應用中的案例。

2 雙恒壓供水系統設計

　　2.1 雙恒壓供水原理

　　如圖1所示，市網自來水用高低水位控制器eq來控制注水閥yv1，自動把水注滿儲水水池，只要水位低于高水位，則自動向水箱注水。水池的高低水位信號也直接送給plc，作為水位報警。為了保持供水的連續性，水位上、下限傳感器高低距很小。生活用水和消防用水共用四臺泵，平時出水電磁閥（3通閥）yv2處于失電狀態，關閉消防管網，四臺泵根據生活用水的多少，按一定的控制邏輯運行，維持生活恒壓供水。當有火災發生時，電磁閥yv2得電，關閉生活用水管網，四臺泵供消防用水使用，并維持消防用水的高恒壓值。火災結束后，四臺泵改為生活供水使用。

　　2.2 系統控制要求

　　（1）生活供水時，系統低恒壓運行，消防供水時高恒壓值運行。

　　（2）四臺泵根據恒壓的需要，采取先開先停的原則接入和退出。

　　（3）在用水量小的情況下，如果一臺泵連續運行時間超過1天，則要切換下一臺泵，系統具有倒泵功能，避免一臺泵工作時間過長。

　　（4）四臺泵在啟動時都要有軟啟動功能。

　　（5）要有完善的報警功能。

　　（6）對泵的操作要有手動控制功能；手動只在應急或檢修時使用。

3 電控系統設計

　　3.1 供水變頻器選型

　　山東新風光公司的jd-bp32-xf型是專用供水變頻器，使用空間電壓矢量控制技術適用于寬泛的傳動要求，在恒壓供水中可以采用這類變頻器。jd-bp32-xf型變頻器除具有變頻器的一般特性外，還具有以下特性：水壓高、水壓低輸出接口，變頻器運行上限、下限頻率可以任意設定，可以方便地進行雙壓力控制，內置智能pi控制，非常適用于供水控制要求。在本例中選用jd-bp32-22f（22kw）供水變頻器拖動水泵。

　　3.2 plc應用設計

　　（1）控制系統的i/o點及地址分配。根據圖1所示及控制要求，統計控制系統的輸入、輸出信號的名稱，代碼及地址編號如下表1所示。

　　（2）plc系統選型。選用西門子主機cpu222（8入6繼電器出）1臺，加上擴展模塊em222（8繼電器輸出）1臺。系統共有開關量輸入點8個，開關量輸出點10個，滿足系統供水控制要求。

　　（3）壓力傳感器。在供水系統中，壓力傳感器既可以采用壓力變送器，也可以采用遠傳壓力表。在本例中采用簡單廉價的遠傳壓力表，壓力表相應接線端子接到變頻器主控板。

　　3.3 電氣控制系統原理圖設計

　　電氣控制系統原理圖包括主電路圖、控制電路圖及plc外圍接線圖三部分。

　　（1）主電路圖。圖2所示為電控系統主電路。四臺電機分別為m1、m2、m3、m4。接觸器km1、km3、km5、km7，分別控制m1、m2、m3、m4的工頻運行；接觸器km2、km4、km6、km8，分別控制m1、m2、m3、m4的變頻運行；fr1、fr2、fr3、fr4分別為四臺水泵電機過載保護用的熱繼電器；qs1、qs2、qs3、qs4和qs5分別為變頻器和四臺泵電機主電路的隔離開關；fu1、fu2、fu3和fu4為主電路的熔斷器；bpq為供水專用變頻器。

　　（2）控制電路圖。圖3所示為電控系統電路。圖中sa為手動/自動轉換開關，sa打在1的位置為手動控制狀態，打在2的狀態為自動控制狀態。手動運行時，可用按鈕sb1~sb10控制四臺泵的起/停和電磁閥yv2的通/斷；自動運行時，系統在plc程序控制下運行。圖中的hl12為自動運行狀態電源指示燈。

　　（3）plc接線圖。圖4所示為plc及擴展模塊外圍接線圖。火災時，火災信號sa1被觸動，i0.0為1。

　　3.4 控制程序設計

　　（1）程序中使用的plc內部器件及功能，如下表2所示。

　　生活/消防雙恒壓的兩個恒壓值是jd-bp32-xf供水專用變頻器直接設定的。在本實例中，根據用戶要求，生活壓力設定為0.35mpa，消防壓力設定為0.60mpa。

　　壓力低、壓力高信號分別由變頻器內部主控板14腳、15腳給出。

　　供水運行下限頻率、供水運行上限頻率由變頻器程序設定。在本系統中，運行下限頻率設為22hz，

　　運行上限頻率設為50hz。plc供水控制系統流程如圖5所示。

　　（2）系統plc控制程序

4 結束語

　　隨著變頻調速技術的飛速發展，變頻調速恒壓供水技術在小區已普遍使用。用變頻器來實現恒壓供水，與其它供水方式相比較而言，其優點是非常明顯的。節能效果十分顯著，啟動平穩，啟動電流小，避免了電機啟動時對電網的沖擊，延長了泵和閥門等的使用壽命，消除了啟動和停機時的水錘效應。供水控制系統提高了小區的供水質量。各項控制指標達到使用要求。