目錄第1章恆壓供水系統概述 1
1.1 傳統定壓方式的弊病 2
1.2 變頻調速恆壓供水裝置的主要應用場合 3
1.3 恆壓供水技術實現 3
第2章變頻器在恆壓供水方面的應用 4
2.1 變頻器的特點及分析變頻調速 4
2.2 恆壓供水的變頻應用方式與控制原理 4
2.3 變頻控制原理 5
2.4 恆壓供水系統特點與應用範圍 7
第3章總結 8
參考文獻 9
第1章恆壓供水系統概述
恆壓供水是指在供水網中用水量發生變化時，出口壓力保持不變的供水方式。供水網系出口壓力值是根據使用者需求確定的傳統的恆壓供水方式是採用水塔、高位水箱、氣壓罐等設施實現的。隨著變頻調速技術的日益成熟和廣泛應用，利用變頻器、pid調節器、微控制器、plc等器件的有機結合，構成控制系統，調節水幫浦的輸出流量，實現恆壓供水。
該技術以在供水行業普及。變頻恆壓供水系統主要特點：
（1）節能，可以實現節電20%-40%，能實現綠色用電。
（2）占地面積小，投入少，效率高。
（3）配置靈活，自動化程度高，功能齊全，靈活可靠。
（4）執行合理，由於是軟起和軟停，不但可以消除水錘效應，而且電機軸上的平均扭矩和磨損減小，減少了維修量和維修費用，並且水幫浦的壽命大大提高。
（5）由於變頻恆壓調速直接從水源供水，減少了原有供水方式的二次汙染，防止了很多傳染疾病的傳染源頭。
（6）通過通訊控制，可以實現無人值守，節約了人力物力。
圖1-1簡單恆壓供水系統
報警給定壓力
使用者管網
1#幫浦復位
1#電機234# 下限
池底圖1-2恆壓供水系統原理圖
1.1 傳統定壓方式的弊病
(1)管理不便、因與大氣連通易引起的管道腐蝕。
(2)由於水箱內微生物、藻類孳生，還可能對系統造成二次汙染，所以每年定壓水箱都需定期維護，並由衛生防疫部門檢驗。
(3)定壓水箱需占用較大空間，需要專門的地點來放置。
(4)高位定壓水箱系統的控制靠投入幫浦的台數來調節，但這種調節方式不能做到供水量和用水量的最佳匹配，水幫浦長期偏離高效區工作，效率低下。
(5)系統頻繁的起停幫浦，對水幫浦、電機及開關器件都會縮短使用壽命。
(6)使用高位水箱供水，在系統流量較大時，管網壓力會有較大的變化，造成部分使用者資用壓頭不夠，出現諸如流量不足、冷熱不均等情況。
(7)在供水幫浦的選型上，設計人員為了提高系統安全係數，電機選型都較大；在用水負荷較小或低區採用減壓閥、節流孔板等來調節剩餘水頭時，大量的能量消耗在閥上，都造成電能的浪費。
1.2 變頻調速恆壓供水裝置的主要應用場合
(1) 高層建築，城鄉居民小區，企事業等生活用水。
(2) 各類工業需要恆壓控制的用水，冷卻水迴圈，熱力網水迴圈，鍋爐補水等。
(3) **空調系統。
(4) 自來水廠增壓系統。
(5) 農田灌溉，汙水處理，人造噴泉。
(6) 各種流體恆壓控制系統。
1.3 恆壓供水技術實現
通過安裝在管網上的壓力感測器，把水壓轉換成4～20ma的模擬訊號，通過變頻器內建的pid控制器，來改變電動水幫浦轉速。當使用者用水量增大，管網壓力低於設定壓力時，變頻調速的輸出頻率將增大，水幫浦轉速提高，供水量加大，當達到設定壓力時，電動水幫浦的轉速不在變化，使管網壓力恆定在設定壓力上；反之亦然。
第2章變頻器在恆壓供水方面的應用
2.1 變頻器的特點及分析變頻調速
（1）變頻器在使用者用水方面的應用
使用者用水的多少是經常變動的，因此供水不足或供水過剩的情況時有發生。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上，即用水多而供水少，則壓力低；用水少而供水多，則壓力大。保持供水壓力的恆定，可使供水和用水之間保持平衡，即用水多時供水也多，用水少時供水也少，從而提高了供水的質量。
恆壓供水系統對於某些工業或特殊使用者是非常重要的。例如在某些生產過程中，若自來水供水因故壓力不足或短時斷水，可能影響產品質量，嚴重時使產品報廢和裝置損壞。又如發生火災時，若供水壓力不足或或無水**，不能迅速滅火，可能引起重大經濟損失和人員**。
所以，某些用水區採用恆壓供水系統，具有較大的經濟和社會意義。
（2）變頻器在電力方面的用途
隨著電力技術的發展，變頻調速技術的日臻完善，以變頻調速為核心的智慧型供水控制系統取代了以往高位水箱和壓力罐等供水裝置，起動平穩，起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時對電網的衝擊；由於幫浦的平均轉速降低了，從而可延長幫浦和閥門等東西的使用壽命；可以消除起動和停機時的水錘效應。其穩定安全的執行效能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使供水實現節水、節電、節省人力，最終達到高效率的執行目的。
2.2 恆壓供水的變頻應用方式與控制原理
（1）變頻的應用方式
通常在同一路供水系統中，設定多台常用幫浦，供水量大時多台幫浦全開，供水量小時開一台或兩台。在採用變頻調速進行恆壓供水時，就用兩種方式，其一是所有水幫浦配用一台變頻器；其二是每台水幫浦配用一台變頻器。後種方法根據壓力反饋訊號，通過pid運算自動調整變頻器輸出頻率，改變電動機轉速，最終達到管網恆壓的目的，就乙個閉環迴路，較簡單，但成本高。
前種方法成本低，效能不比後種差，但控制程式較複雜，是未來的發展方向，我公司開發nkl-a系列恆壓供水控制系統就可實現一變頻器控制任意數馬達的功能。下面講到的原理都是一變頻器拖動多馬達的系統，如下圖
（2）pid控制原理
根據反饋原理：要想維持乙個物理量不變或基本不變，就應該引這個物理量與恆值比較，形成閉環系統。我們要想保持水壓的恆定，因此就必須引入水壓反饋值與給定值比較，從而形成閉環系統。
但被控制的系統特點是非線性、大慣性的系統，現在控制和pid相結合的方法，在壓力波動較大時使用模糊控制，以加快響應速度；在壓力範圍較小時採用pid來保持靜態精度。這通過plc加智慧型儀表可時現該演算法，同時對plc的程式設計來時現幫浦的工頻與變頻之間的切換。實踐證明，使用這種方法是可行的，而且造價也不高。
要想維持供水網的壓力不變，根據反饋定理在管網系統的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件，由於供水系統管道長、管徑大，管網的充壓都較慢，故系統是乙個大滯後系統，不易直接採用pid調節器進行控制，而採用plc參與控制的方式來實現對控制系統調節作用。
圖2-1 恆壓供水控制櫃
高效節能。按需要設定供水壓力，根據管網用水量來變頻調節水幫浦轉速，使水幫浦始終在高效率工況下執行，同普通的無塔供水裝置相比，節能效果達２０％。對電網衝擊小，保護功能完善。
消除了水幫浦電機直接起動時對電網的衝擊和干擾，並且裝置控制系統具有短路、過流、過壓、過載、欠壓、 過熱等多種保護功能，大大提高了工作效率，延長了水幫浦的使用壽命。
2.3 變頻控制原理
（1）變頻器恆壓供水的優點
用變頻調速來實現恆壓供水，與用調節閥門來實現恆壓供水相比，節能效果十分顯著（可根據具體情況計算出來）。其優點是：
1、起動平衡，起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時對電網的衝擊；
2、由於幫浦的平均轉速降低了，從而可延長幫浦和閥門等的使用壽命；
3、可以消除起動和停機時的水錘效應
4、控制原理圖如下：使用者
恆壓供水系統方案
恆壓供水系統方案常用組合方式 立式系列恆壓供水系統方案裝置噸位為2 20噸，系立式供水裝置，具有占地面積小的優點，以水井或蓄水池做水源，適用於地面面積小，用水量少的使用者。臥式系列無恆壓供水系統方案裝置噸位為10 100噸，系臥式供水裝置，以水井或蓄水池做水源，適用於企業事業單位，農村等用水量較大的...
恆壓變頻供水系統技術方案
技術方案 北京晶伏華控電子裝置 一 簡介 恆壓變頻供水裝置是將交流變頻調速技術，可程式設計控制技術應用於水幫浦自動控制裝置中，與電機幫浦組結合的新型機電一體化供水裝置。可取代傳統給水裝置中的水塔供水，高位水箱供水或氣壓供水等供水方式，節能效果顯著，是國家重點推廣應用的節能新技術產品。二 用途 高層建...
變頻恆壓供水系統方案設計
摘要 變頻恆壓供水系統由plc 感測器 變頻器及水幫浦機組組成閉環控制系統，經變頻器內建pid進行運算，通過plc控制變頻與工頻切換，實現閉環自動調節變頻恆壓供水，代替了傳統的水塔供水控制方案。關鍵詞 恆壓供水變頻調速變頻器 plc 一 系統總體方案的設計 1.供水控制系統的結構 供水控制系統的設計...