变频器控制水泵恒压供水的步骤与方法
作者：水泵 来源：离心泵 发布时间：2024-11-06
用变频器作为常用的执行机构，通过调节变频器的输出频率，来控制被控对象的物理量，例如压力和流量，可以实现多种物理量的闭环控制，常见的是泵站供水压力的恒压闭环控制。
供水系统的加压泵站一般采用多泵并联的供水方式，过去用人工来控制投入运行的水泵的台数，将出口压力控制在允许的范围内。这种控制方式的水压不稳定，很难满足用水的要求，轻载时过高的水压还会造成能量的浪费。
用变频器实现的闭环控制可以保证泵站的出口压力基本恒定。为了节省投资，一般只配备一台变频器，某一台电动机用变频器驱动，其他电动机仍然用工频电源驱动。多泵并联恒压供水系统中，只要其中大的一台泵是变频调速泵，其余各泵是工频恒速泵.就可以实现多泵并联恒压变流量供水。因为变频器的价格基本上与其功率成正比，经济的方案是各并联水泵电动机的输出功率相同。
1、使用变频器内置的PI控制器
现代的变频器内部一般都有一个PI控制器或PID控制器。对于恒压供水这一类闭环控制系统，可以将反馈信号(例如压力信号)接到变频器的反馈信号愉人端，用变频器内部的控制器实现闭环控制，以减少压力偏差，保持水压恒定。
PLC的主要是依据管道的出口压力，控制工频电源供电的水泵台数，通过开关量输出信号，给变频器提供起动、停止命令，对泵站总的供水量进行粗调。
所示的系统中，压力变送器将泵站出口管道的水压转换为标准量程的电压或电流，这些反馈量直接送给变频器的模拟量输入端，这种方案的控制与和变频器是一体化的，具有硬件成本低、使用方便、工程编程量少的优点，应优先采用，可以安装在水泵出水口管道上的压力传感器，将0-1MPa的压力转换为4一 20mA的直流电流，用于水压的闭环控制。
变频器时刻跟踪管网压力与压力给定位之间的偏差变化情况，经变频器内部的PID运算，调节变频器的输出频率，改变变频器驱动的水泵的转速。变频器的输出频率越高，泵站的出口压力就越高。选择输出频率，既能保证供水的压力，又能防止压力过高，可以节约大量的能量。
为了实现工频泵的自动投人和切除，需要给PLC提供管道压力信号或变频器的频率信号。可以用电接点压力表给PLC提供压力过高和压力过低的触点信号，电接点压力表的价格便宜，工作可靠。
现代的变频器都有可编程的输出触点，例如可以对触点编程，使它在变频器的频率大于设定值(例如50Hz)时闭合，此信号相当于电接点压力表的压力过高信号，可以将它送给PLC，用来控制自动投入一台工频运行的泵。
当用水流量减少，变频泵的转速下降到水泵不出水的临界值时，变频器的另一个可编程输出触点闭合，此信号相当于电接点压力表的压力过低信号，可以将它送给PLC，控制一台工频运行的泵自动退出。
2、水泵的投人与切除
是多泵并联供水的水泵电动机主接线，PLC可以选择任意一台电动机作变频运行，其余各台电动机由工频驱动。根据当前的供水量和泵站出[口处的水压，控制工频运行的水泵的台数，对供水量和水压进行粗调，用变频电动机进行细调。假设各泵的电动机容量相同.当用水流量小于一台泵的流量时，由一台变频泵自动调速供水。随着用水流量的增大，由于闭环控制的作用，变频泵的转速自动升高，以维持恒压;如果变频泵的转速升高到工频转速时，管道出口水压仍未达到设定值，则启动一台工频泵，以此类推，直到出口压力达到设定值。
3、用PLC实现恒压自动控制
如果用PLC来作闭环控制器 ，需要配置模拟量输人模块(A/D转换器)来输人压力信号，还需要模拟量输出模块(D/A转换器)给变频器提供频率给定信号，增加的硬件投资较多。其优点是模拟量闭环控制与开关量逻辑控制融为一体，PLC可以利用压力反馈信号来实现工频泵的投人和切除，压力信号还可以用于监控和报警等功能。
4：水泵电动机的主接线示意图
当用水量减少时，变频泵的频率将自动减小，降到某一设定值时，如果管道压力仍高于设定值，则切除一台工频泵，切除后如果管道压力仍然过高，再切除一台工频泵，以此类推，直到管道压力等于设定值。
