一拖二恆壓供水控制系統
1引言變頻調速技術是近十幾年來迅速發展起來的比以往任何調速方法更加優
越的新技術，因其具有節能效果明顯、調速曲線平滑、調速過程簡單、安全可靠、保護功能齊全、起動效能優越、自動化程度高等特點而受到越來越多的企業的青睞，被應用到工業生產控制過程中的任何場合，顯著的節能效果給眾多的企業帶來了巨大的經濟效益。特別是近幾年來隨著igbt功率元件和dsp微處理系統在變頻器中的應用，變頻器本身已非常成熟，使得變頻調速技術的優越性更加突出，傳動效率越來越高，使用越來越方便，可靠性也得到了進一步的提高。
2系統構成及控制方案2.1系統構成
一拖二(一台變頻器控制兩台電機)變頻恆壓供水控制系統由變頻器、訊號採集及處理系統和控制系統3部分組成。(1)變頻器
此系統對變頻器的要求不高，現有國內外各品牌變頻器基本都能滿足技術要求，在此我們以深圳藍海華騰e5-p-4t18.5變頻器為例。此變頻器經過幾番更新換代，質量更加可靠、效能更加穩定，與國內其他品牌相比價效比較高。
再加上恆壓供水專用擴充套件卡ex-dt03,使控制系統更簡單方便。(2)訊號採集及處理系統
該系統主要由壓力變送器,訊號隔離器及pid調節器等組成，對就地採集的訊號進行處理和轉換，為控制系統提供乙個準確可利用的訊號。(3)控制系統
該控制系統由按鈕、繼電器、接觸器、觸控螢幕等電子電氣元件組成。該系統作為變頻調速控制主體，可控制水幫浦的起停、加減速運轉以及幫浦間的相互切換等。主要電氣元件均採用國內領先產品。
tpc7062ks是北京崑崙通態旗下產品。簡單易學的組態的軟體,使它組態方便簡易,益於操作。
2.2控制系統方案
為了實現恆壓力供水的目的，系統採用閉環控制，同時考慮系統的安全性，附加開環控制，作為備用。開環、閉環之間可以方便的進行轉換。壓力感測器進行實時檢測，並將檢測到的管道水壓訊號經過轉換後傳送給變頻pid調節器，pid調節器將此訊號與給定值進行比較後，經過一系列的運算將輸出乙個標準的控制訊號給本系統的執行器－變頻器，變頻器根據調節器輸出訊號的變化來改變其輸出頻率，進而改變水幫浦電機的轉速，以此來控制出水量的大小。
由於變頻器的輸出頻率在0~50hz範圍內連續可調，當用水量較小時，水幫浦維持低速執行，當用水量增大致使壓力降低時，變頻器輸出頻率會一直上公升到50hz時,使壓力始終在設定值附近波動並最終達到設定值，從而實現了恆壓力
供水的目的。(1)系統功能
可以根據需要，在觸控螢幕上設定壓力值，系統自動進行迴圈啟動，實現恆壓供水，系統的響應速度快，穩定性好;
系統設有手動、自動控制模式:在手動方式下，由工人根據壓力表顯示的情況，進行手動啟動，設定由工頻啟動;在自動方式下，完全根據壓力設定值進行迴圈啟停幫浦操作;
可以**切換手動、自動控制模式:當系統在自動方式下完全啟動以後，可以不停機直接切換到手動狀態下執行;
每台幫浦都設有變頻/工頻兩種狀態，在自動執行模式下，任一台幫浦只有處於變頻狀態，才能由觸控螢幕控制進入迴圈軟啟序列;
具有顯示報警功能,系統設定有各種顯示功能，可以顯示電壓、電流、壓力、變頻器輸出頻率、電機轉速等引數，同時設定各種保護功能，如過流保護、過壓保護、過載保護等。(2)工作原理
在自動執行模式下，通過人為設定所需的壓力，啟動系統，選擇自動後，控制系統通過變頻器啟動一台處於變頻狀態的水幫浦電機。當電機達到滿速以後，如果檢測壓力仍達不到設定要求，控制系統會自動地將該幫浦由變頻切換到工頻，然後由變頻器自動啟動另外一台處於變頻狀態的水幫浦電機。當檢測到的壓力值偏高且變頻器運轉在下限頻率時，則第一台工頻執行的水幫浦電機將自動停機;若再需加幫浦時，控制系統會自動將變頻執行的水幫浦切換至工頻執行，然後再變頻啟動另外一台處於變頻狀態的備用幫浦;以此順序執行，直到出口壓
力達到設定的要求值。在手動執行模式下，由人工根據壓力表顯示的壓力情況進行現場手動工頻啟動單台幫浦。
此系統優點是自動調節供水動力範圍大，不用經常人工起停水幫浦，因而自動化程度高，當單臺電機執行時間過長可自動切換另一台電機，因此減小了電機長期滿負荷運轉所造成的磨損，延長了裝置的使用壽命。(3)控制系統原理圖
此系統中，變頻器作為系統的控制核心，起著至關重要的作用。尤其變頻自動加減幫浦的過程，關係到系統的安全和調節的平滑性，在設定的過程中應該注意。
變頻器及控制系統的其它電子電氣元件作為本系統的執行機構，作為變頻調速控制主體，可控制水幫浦的起停、加減速運轉以及幫浦間的相互切換等。
3節能原理
水幫浦為平方轉矩負載，即水幫浦的負載轉矩與轉速的平方成正比，而軸功率和負載轉矩與轉速的乘積成正比，因此，水幫浦的軸功率與電機轉速的立方成正比。
由此可知，當要求出水量減少時，可使電機轉速降低，而電機轉速微量減少，將使功率大幅下降，節能效果十分明顯。本變頻調速系統經過優化設計，精心的裝置選型，合理的設定，配合正確的訊號給定，使得電機始終處於
最佳執行狀態，節能挖潛得到了最大的發揮。
4效益分析
(1)水幫浦恆壓供水避免了執行時電機所做的無用功
(2)水幫浦進行變頻調速改造以後，由於系統採用軟啟動連續變速執行，減少了對水幫浦的磨損，大大延長了裝置使用壽命和維修週期，減少了維修費用和由此帶來的直接經濟損失;
(3)系統採取過流、過壓、瞬時斷電、短路、欠壓、缺相等多種保護，避免了因電機燒損而影響生產所帶來的直接和間接經濟損失。
5總結用變頻調速和觸控螢幕來實現恆壓供水，與用調節閥門來實現恆壓供水相比較，節能效果十分顯著。其優點是: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的使用壽命;可以消除起動和停機時的水錘效應;在鍋爐和其他燃燒重油的場合，恆壓供油可使油的燃燒更加充分，大大地減輕了對環境的汙染。
本系統經多年應用與完善，效能優越，安全方便，深得使用者好評。
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