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變頻器控制水泵恒壓供水參數表
變頻器控制水泵恒壓供水參數表
更新时间:2025-04-04 10:00:46

當用水系統用水量較小時,可以采用變頻器調速控制的單泵恒壓供水系統,本文讨論與此相關的幾個問題。

1.單台水泵的變頻調速恒壓供水系統是如何工作的?

實現單台水泵的變頻調速恒壓供水有一個前提,就是水泵電動機以額定轉速運行(工頻50Hz運行)時提供的水量,能夠滿足該供水系統的最大用水需求,否則應該選用出水量更大的水泵,或采用多泵供水方案。

變頻器控制水泵恒壓供水參數表(變頻器單泵恒壓供水及定時供水系統設計圖解)1

單泵恒壓供水系統示意圖如圖1所示。采用PID控制的閉環控制模式。水泵電動機M由變頻器供電;SP是壓力變送器,它與變頻器之間使用一條三芯屏蔽線連接,其中紅線和黑線由變頻器向SP提供24V工作電源,綠線和黑線向變頻器傳送壓力變送信号,即PID反饋信号XF,送到變頻器的VPF端;而恒壓供水的目标信号XT則由電位器RP調整設定後送到變頻器的VRF端。

起動運行後,如果用水量逐漸增大,則水泵出水壓力就有所降低,壓力變送器SP輸出信号減小,即變頻器輸入的反饋信号XF減小,在變頻器的PID控制作用下,變頻器輸出頻率升高,電動機轉速加快,水泵出水量增加,迅速使出水壓力恢複到目标信号給定的水平上。運行中如果用水量有所減少,出水壓力升高,通過與上相反的控制過程,同樣可以使出水壓力得以穩定,實現恒壓供水的目标。

2.單泵恒壓供水系統中用水量與PID調節量之間是怎樣的關系?

這裡以圖示的方法介紹兩者之間的關系。參見圖2。在時間0~t1階段,供水系統用水量Q持續穩定,供水壓力穩定,反饋信号XF沒有變化,PID控制信号為0,水泵電動機以既有速度運轉。在時間t1~t2階段,用水量Q上升,壓力下降,反饋信号XF減小,PID控制電路迅速作出反應,輸出一個正向的PID控制

變頻器控制水泵恒壓供水參數表(變頻器單泵恒壓供水及定時供水系統設計圖解)2

信号(見圖2c),使變頻器輸出頻率fX增高,水泵出水量增大,維持了水壓的穩定。由圖2可見,在t1~t2時間段,流量有較大的變化(見圖2a),而供水壓力變化卻很小(見圖2b),這就是所謂恒壓供水的控制效果。用水量變化時供水壓力的變化量能不能控制為零呢?答案是否定的。因為壓力變化量如果為零,則圖2b中的反饋信号的變化量以及圖2c中的PID控制信号也将為零,這樣變頻器輸出頻率也就不能調節變化,導緻用水量變化時供水壓力的相應波動,顯然這不是我們所期望的。一個性能優異的PID閉環控制系統,其被控物理量的變化越小越好,但不會是零。

在t2~t3時間段,用水量Q不再增加,壓力P也已經恢複到目标值,PID的調節信号為零,變頻器輸出頻率fX停止變化。在t3~t4時間段,用水量Q減少,壓力P有所增加(見圖2b),PID産生負的調節信号(見圖2c),變頻器輸出頻率fX下降(見圖2d),同樣保持了供水壓力的穩定。

變頻器控制水泵恒壓供水參數表(變頻器單泵恒壓供水及定時供水系統設計圖解)3

3.變頻器能否進行供水定時控制?

可以。有兩種控制方式。一是将一天分成若幹個時段,根據每個時段用水量大小的不同,提供不同的供水壓力。二是根據節假日、周六周日用水量的不同變化,分别設置不同日期、不同時段的供水壓力。下面以艾默生TD2100系列變頻器為例,介紹第一種控制方式的應用。

艾默生變頻器最多可以将一天設定為6個時段,每個時段的供水壓力各不相同,用水量大時,供水壓力也大些;用水量小時,供水壓力也小些。圖3所示是用水量(流量)變化曲線和設定的壓力變化曲線。變頻器相關功能參數設置見表1。參數設置完畢,變頻器即可按照參數設定值,控制不同時段的供水壓力滿足設置要求。

表1 艾默生變頻器分時段定時供水的參數設置

變頻器控制水泵恒壓供水參數表(變頻器單泵恒壓供水及定時供水系統設計圖解)4

注:1.設置各個時段的終止時間t1~t6時,應滿足:t6≥t5≥t4≥t3≥t2≥t1。

2.各時段的目标壓力值設置範圍均為0.000~9.999MPa。

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