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自来水厂变频恒压供水自动化控制系统应用研究
作者：王继
来源：《科学与财富》2017年第23期
摘 要：随着当今社会科技快速发展进步，变频调控恒压供水设备在自来水厂得到非常广泛应用，具有节能、安全和高质量供水等特点，是我国供水行业技术装备一次巨大飞跃。变频恒压供水自动化控制系统可以实现对于自来水厂水泵无级调速作用，根据用水量变化自动调节系统运行参数，在水量发生变化时候可以根据设定压力值保持用水足压满足，变频调速供水系统是非常合理和高效的节能型供水系统，在实际应用中有很大发展前景。 关键词：自来水供应；变频恒压供水；自动化控制；系统研究；
随着社会发展需求加大，供水系统科学发展进步也逐步得到合理完善，自来水控制管理过程中需要不断应用变频恒压供水技术，及时降低能耗，有效控制自来水自动化系统控制管理，实现我国供水行业高效有力推动。
一、我国自来水厂变频恒压供水自动化可控制系统现状
1、由于受到地理分布、经济和专业技术水平影响，我国自来水厂自动化发展水平参差不齐，很多发达地区城市大型供水水厂自动化程度水平比较高，很多小地方镇乡级小型水厂自动化水平不是很高。为了实现自来水自动化水平均衡发展，需要运用自动化系统、制水工艺和变配电系统等进行优化配置自来水厂设施建设，不断更新传统自来水发展理念，最大效率的发挥自来水厂自动化控制水平。如：有些县级水厂就没有实施自动化系统就没有恒压变频供水技术来支持运行，有的仅仅设置半自动化控制，装置水平较低，运行一段时间后就经常发生故障导致供水运行瘫痪，造成自动化系统和设备严重浪费问题。
2、国内很多水厂自动化控制方法设施都是新建工程，大型水厂建设一般都引进全套技术设备，水厂工艺水平比较很高，但需要对设备系统的投入资金就比较大；中型水厂自动化水平和工程水平不是很高，最关键技术设备仍然是需要外国进口产品，维护成本较高，因此，在设备选择和工程服务中采用国内和国外技术相互结合方法，这可以极大降低水厂自动控制系统投资，实现工程本地化转换便利，保障长远稳定使用要求。
3、我国自来水厂发展自动化控制系统经历有三个阶段，第一，分散控制阶段，分别运用自动化控制，独立系统设置水厂控制管理；第二阶段就是水厂综合自动化控制阶段，在这个阶段对于水厂进行综合系统管理，在整个系统工作中要做好水厂综合整理，具有一定可靠性，目前我国大部分水厂都是处理综合控制阶段；第三个阶段就是供水系统综合自动化阶段，要求每个水厂区域供水企业要能够共享各种信息资源，实现对于每个城市供水系统自我控制管理，近
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年来已经出现“智慧水务”的全新理念。这个阶段目前我国许多水厂正在逐步推广实施。国外很多水厂都是全自动化水厂管理模式，同时对于水厂进行分质供水模式，分开了生活用水和引用水，满足不同用户需求，这是我国水厂管理值得参考借鉴的一种全新供水模式。 二、变频恒压供水自动化控制系统在水厂中应用重要意义
1、在供水行业中存在用水量超大的问题，随着季节和时段不同，用户用水需求量存在很大差距，存在有高峰用水和低峰用水情况出现，所以对于供水处理系统要应用变频处理模式，当出现用水低峰，水泵机组需要按照高峰时期用水量运行时候及时做好对于阀门调节，降低供水量损耗，使用变频调速器可以达到很好的节能效果，还可以根据用水量需求做好自动控制水泵机组管理，发挥及时高效节能作用，提高供水厂自动化生产目标。
2、变频供水是一项有效节能降耗技术，同时节电效率非常理想，能够设计将多余用水量、浪费电能转化节省。变频供水控制技术主要指的就是变频调速中既要保证供水可靠性，又要根据供水系统用水量变化，自动调整水泵供水，运用可靠技术提高供水系统能耗和效率，提高科学供水技术和调节水泵方式，提高供水调速精度和功率，提高供水产品质量和降低物料浪费问题，同时减少机械磨损，合理改善供水系统车间劳动条件，满足供水生产工艺要求。 3、变频供水技术是供水技术中最基础环节，直接会影响到整个供水电机转速装置，是一种先进调速装置，变频调速范围比较广，具有非常高可靠性，需要维护好节电效果，在对于水处理行业变频系统具有非常广阔发展前景，研究发现会直接关系供水行业整体发展，受到国家高度重视。供水变频节能技术需要采用恒压变量方式实现，变频供水系统需要通过调整机组转速，保证供水压力不会变化，随着供水系统技术逐步成熟，变频系统得到非常广泛应用，变压变量供水系统需要根据用户用水量变化及时调整变频器转动和供水水压，不断提高对于供水方案设计，确保当水头受到损失时可以保证可靠的供水出水量。 三、水厂变频供水系统自动控制系统设计研究
1、逻辑电子电器控制方式需要合理控制电路，实现水泵机组全部软件启动和供水流量变频，采用供水泵固定变频方式进行均衡供水，及时控制好供水精度、水泵切换水压波动、工频泵启动冲击和抗干扰能力。单片微机电路控制方式方面，要合理控制逻辑电路，同时应付好管网和供水情况调试，做好功能电路修改灵活性，实现对于电路做好可靠抗干扰能力分析。 2、使用带PID回路调节器和编程控制器PLC方式，对于供水做好变频电机提供良好电源管理，实现电机无级调速管理控制，从而实现对于管网水压连续性变化控制，传感器任务主要是做好检测管网管理。压力设定好单元系统供水处理，对于压力信号和压力反馈信号要及时输入编程中做好控制管理工作，通过可编程控制器程序计算好变频器控制信号管理，将压力信号反馈信号进行及时输送和回路调节管理，对于调节器做好内部管理，以及对于变频信号做好及时转速调节。
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3、运用可编程控制器PID回路调节器实现对于变频器转速控制，同时做好对于可编程控制器管理，模拟量输入和输出做好接口管理，带模拟量接口编程控制时候对于价格做好及时估算，合理降低成本管理。如果采用模拟量输入和输出的可编程控制器时候，需要在可编程控制器数字量输出口地方做好PWM调制，将可编程控制器数字信号转变控制做好及时成本测算和管理，提高整套设备可靠性管理，如果采用开关量输出可编程控制器，需要带模拟输出和出入可编程控制器做好合理量化控制，在变频调节供水压力控制设备中，提高控制信号产量和供水设备成本关键环节质量管理工作。
4、传统的变频调控供水设备存在很多不足问题，有的厂家不断推出新型产品，在PID调节器和可编程控制器功能综合使用中，需要及时做好变频控制，形成新型变频控制。一般在PID运算变频控制器内部，可以及时省略可编程控制器储存容量和对于PID算法编程，PID参数在线的调试比较容易，这样不仅可以降低生产成本，还可以极大提高生产效率。由于变频器内部有PID调节器算法，需要对于水压调节实现稳定和平滑管理，从而保证水压反馈信息信号准确性，这样就不会失去计算准确性，及时对于信号设置过滤常数计算，调节好系统控制。一般情况下变频器价格比通用变频器要高，功能性比较强，需要采用内置PID功能变频器产出的供水设备，降低设备成本，不断提高生产效率，节省对于变频供水自动系统控制管理，节省暗转调试时间，从而不断满足变频工艺水平要求，采用有限控制变频模式，实现对于自来水变频控制管理。 结论：
总之，自来水是国民经济生活中不可或缺的重要“商品”，直接关系人民群众生命健康安全。变频供水方式从运行原理和运行过程看，变频恒压供水系统设置简单，应用广泛。只要将出水口压力设定好通过压力反馈实现闭环控制，变频器就可自动调节频率来满足恒压供水需求，既可以有效达到节能节水目的，又可以通过变频恒压控制系统进行实时管理，保证供水系统设计运行更加合理，提高变频供水系统可编程控制管理，在设计中对供水量有效实施最优化调控，极大地降低供水生产成本，提高了供水生产效率，是当今较先进、合理的节能型供水系统应用技术。 参考文献：
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[3]宋素宽，杜煜，变频调速恒压供水的自动控制系统[J]. 制造业自动化，2005（10）； [4]陈艳，自来水厂变频供水PLC自动控制系统[J]. 微计算机信息. 2005（02）。