常用供水工藝：
水箱/水塔供水：重力供水。
特色：供水壓力份額穩定，有儲水；
缺陷：要建水塔或水箱，面積大，不美觀(guān)等。
氣壓供水：管道加壓。
特色：靈活，建造快，無(wú)污染，改動(dòng)壓力罐，壓力來(lái)改動(dòng)供水壓力；
缺陷：需求壓力罐，出資大，壓力改動(dòng)大，運轉功率低，能耗大。
壓力水罐供水：
潛水泵打水到水罐，加壓，進(jìn)行供水。
變頻恒壓供水：
恒壓要求：隨供用水量等參數改動(dòng)，保持供水壓力不變；恒壓供水操控體系構成：變頻器，PLC，電控器件。
首要運用場(chǎng)合：高層建筑，居民小區，企事業(yè)等用水，工業(yè)需求恒壓供水，冷卻水循環(huán)，熱力水循環(huán)，鍋爐補水等。
中央空調體系，自來(lái)水廠(chǎng)增壓體系，農田灌溉，污水處理，人造噴泉，各種流體恒壓操控體系。
水泵機械特性：
水泵供水根本模型及參數：
流量，m3/S；揚程，M；全揚程，M；實(shí)踐揚程，M；丟失揚程，M；管阻；壓力。
供水體系特性：
管阻特性：流量越大，揚程越大，曲線(xiàn)1；
揚程特性：流量越大，體系揚程越小，曲線(xiàn)2；
體系作業(yè)點(diǎn)：
揚程曲線(xiàn)和管阻曲線(xiàn)的交點(diǎn)，供水作業(yè)點(diǎn)，A；
閥門(mén)開(kāi)度100%，轉速100%，額外作業(yè)點(diǎn)，自然作業(yè)點(diǎn)；
供水功率：PG=CPHTQ
Cp為份額常數；
供水體系的額外功率與面積ODAG成正比。
節能原理：
調理流量：
閥門(mén)操控法：泵供水才能不變，改動(dòng)管阻力來(lái)改動(dòng)供水量；管阻特性隨閥門(mén)開(kāi)度改動(dòng)而改動(dòng)，揚程特性不變。流量從QAQB，管阻曲線(xiàn)從23，供水功率與面積OEBF正比。
轉速操控法：改動(dòng)泵的揚程來(lái)習慣用戶(hù)對流量的要求；
泵轉速改動(dòng)，揚程特性改動(dòng)，管阻特性不變。
流量從QAQB，管阻曲線(xiàn)從14，供水功率與面積OECH正比。
節能理解：供水功率的比較；
節約的功率與HCBF成正比。
泵的作業(yè)功率的比較：Y=C1(Q/N)-C2(Q/N)
C1、C2為常數。
電動(dòng)機功率的比較：裕量大，功率和功率低；低頻低壓，進(jìn)步功率。
依據水泵流量Q，揚程H，功率P和轉速N之間的聯(lián)系：
Q1/Q2＝n1/n2；
H1/H2＝(n1/n2)2；
P1/P2＝(n1/n2)3
可知：流量Q與轉速N的一次方成正比；揚程H與與轉速N成平方比；而功率P與轉速N成立方比。
若轉速下降20%，則軸功率對應下降49%，由此可見(jiàn)，選用變頻調速能夠大幅降低電機的電耗。
變頻調速恒壓供水體系：
恒壓供水的意圖：滿(mǎn)意用戶(hù)對流量的需求。流量為供水體系的根本操控方針；管道供水壓力，作為操控流量巨細的參變量；運用變頻器內部PID調理壓力。
多臺水泵變頻調速時(shí)的切換操控：
多臺水泵一起供水，多用多開(kāi)，少用少開(kāi)：1控1；2控3；2控4；3控5；1控X。
1控X切換進(jìn)程分析：
電磁過(guò)渡進(jìn)程：發(fā)電狀況。
定子繞組電動(dòng)勢在不一起刻的核算數據，如下表：
拖動(dòng)體系制動(dòng)進(jìn)程：
自由制動(dòng)轉速，Nt=NMNe^(-T/tM)，tM機械時(shí)刻常數
不同機械tM不同很大，水泵tM≥0.7~1s。
切換注意事項：
一般，電機切換時(shí)的轉速不低于額外轉速的80%；
避免切換沖擊電流；
切換接觸器觸點(diǎn)電流加大，1.5~2.5倍。
水箱水位操控：
水箱水位操控：水面（或液面）的方位限制在必定范圍內的操控。
運用場(chǎng)合：水塔供水；鍋爐或其他水位或液面操控；
水塔供水：水面（或液面）的方位限制在必定范圍內的操控。
當水位低于下限時(shí)LL時(shí)，發(fā)動(dòng)水泵；當水位高于LH時(shí)，停水泵，每次發(fā)動(dòng)都是供給必定容積的水。
水箱水位操控節能分析：
分析依據：
不同轉速下，供給相同容積的水作為比較的基礎；
轉速N1,流量Q1,供給容積V所需時(shí)刻t1；
轉速N2,流量Q2,供給容積V所需時(shí)刻t2；
那么，V=Q1*t1=Q2*t2
節能舉例：
額外轉速n1=nN下，以額外流量供容積V所需時(shí)刻t1=1h，那么耗費電功率為額外功率，耗費的電能為W1=P1*1；
轉速下降為n2=0.8nN下，那么供水流量Q2=0.8Q1,供容積V所需時(shí)刻t2=t1/0.8=1.25h，那么耗費電功率P2=0.8^3*P1=0.512P1，供容積V的水耗費的電能為W2=P2*1.25=0.512P1*1.25=0.64W1
那么，兩者比較節能為36%。
中央空調體系構成：
冷凍水循環(huán)體系；冷卻水循環(huán)體系；
水泵的轉速只改動(dòng)流量，與揚程無(wú)關(guān)。
流量與轉速成正比，水泵功率與轉速的二次方成正比。
冷凍水循環(huán)體系：
壓差操控：以壓差作為操控依據，確保最高樓層的冷凍水滿(mǎn)意的壓力。
溫度或溫差操控：確保房間的溫度。
歸納操控：
壓差為主，溫度為輔；
溫度為主，壓差為輔。
典型體系結構：
變頻恒壓供水機組原理：
變頻恒壓供水機組的原理來(lái)自于水泵份額律，而水泵份額律是由水泵的類(lèi)似律推導而來(lái)的。
水泵的類(lèi)似律：
圖中顯示全速作業(yè)n1與變速轉速n2時(shí)，水泵的功用曲線(xiàn)。假定咱們將Qb與Hb作為水泵額外參數，在體系需水量為Qa時(shí)，從上圖n2曲線(xiàn)咱們能夠看出，轉速下降為n2時(shí)，仍然能夠確保體系壓力Hb，但從功率曲線(xiàn)能夠看出此刻與n1轉速時(shí)的功率差ΔP=Pa-P，即節約的電能，ΔH可看作是節約的無(wú)用揚程，由此可知，運用變頻操控可完成穩壓和省電的功用。
變頻恒壓供水通常有兩種作業(yè)形式：
1.變頻泵固定作業(yè)形式：
投入：當用水量小于一臺泵在工頻恒壓條件下的流量，由一臺變頻泵調速恒壓供水；當用水量增大時(shí)，變頻泵的轉速上升，當變頻泵轉速上升到工頻轉速，而用水量進(jìn)一步增大，由變頻供水操控器主動(dòng)發(fā)動(dòng)一臺工頻泵投入，該工頻泵供給的流量是穩定的(工頻轉速恒壓下的流量),其余各并聯(lián)工頻泵按相同的原理投入。
退出：當用水量下降，變頻調速泵的轉速下降，當頻率下降 到零流量的時(shí)分，變頻供水操控器發(fā)出一個(gè)指令，主動(dòng)封閉一臺工頻泵使之超出并聯(lián)供水。為了減少工頻泵主動(dòng)投入或超出時(shí)的沖擊（水力的或電流的沖擊）。在投入時(shí)，變頻泵的轉速 主動(dòng)下降，然后漸漸上升以滿(mǎn)意恒壓供水的要求。
2.變頻循環(huán)軟發(fā)動(dòng)作業(yè)形式
投入：在這種供水形式中，當供水流量小于變頻泵在恒壓工頻下的流量時(shí)，由變頻泵主動(dòng)調速供水，當用水流量增大，變頻泵的轉速升高，當變頻泵的轉速升高到工頻轉速，由變頻供水操控器操控把該臺水泵切換到由工頻電網(wǎng)直接供電(不經(jīng)過(guò)變頻器供電)變頻器則另外發(fā)動(dòng)一臺并聯(lián)泵投入作業(yè)。跟著(zhù)用水流量持續增大，其余各并聯(lián)泵均按上述相同的方法軟發(fā)動(dòng)投入。
退出：當用水流量減小，各并聯(lián)工頻泵按次第關(guān)泵退出，并且泵退出的順序按先投入先關(guān)泵退出的原則由變頻操控器單板核算機操控。
PID操控的根本原理與在恒壓供水中的運用：
PID操控算法能夠經(jīng)過(guò)核算機軟件編制，因為軟件體系的靈活性，還能夠進(jìn)行修正和完善，從而使數字PID具有很大的靈活性和習慣性。
PID調理是：Proportional(份額)，Integral（積分），Differential（微分）。
PID算法：在連續操控體系中選用的PID操控規則為：
P(t)—操控量；Kp—份額增益；e(t)—體系的操控誤差；Ti—積分時(shí)刻常數；Td—微分時(shí)刻常數。
恒壓供水體系的構成：
由圖可知，變頻器有兩個(gè)操控信號：方針信號和反應信號。
（1）方針信號XT。即給定VRF上得到的信號，該信號是一個(gè)與壓力的操控方針相對應的值，通常用百分數表示。方針信號也能夠由鍵盤(pán)直接給定，而不用經(jīng)過(guò)外接電路來(lái)給定。
（2）反應信號XF。是壓力變送器SP反應回來(lái)的信號，該信號是一個(gè)反映實(shí)踐壓力的信號。
PID調理原理方框圖：
下圖所示為變頻恒壓供水體系的操控框圖。
其操控原理是由壓力傳感器測得供水管網(wǎng)的實(shí)踐壓力，信號比較結果經(jīng)D/A轉化后操控變頻器的輸出頻率，進(jìn)而操控水泵電動(dòng)機的轉速以到達恒壓的意圖。
單泵恒壓供水體系組成：
變頻器有兩個(gè)操控信號：
1）給定信號XT：
給定信號的巨細除了和所要求的壓力的操控方針有關(guān)外，還和壓力傳感器SP的量程有關(guān)。假定用戶(hù)要求的供水壓力為0.3MPa，壓力傳感器SP的量程為0～1MPa，則給定值應設定為30％。
2）反應信號XF是壓力傳感器SP反應回來(lái)的信號，該信號是一個(gè)反映實(shí)踐壓力的信號。
操控計劃的斷定：
依據規劃要求可斷定操控計劃為：通用變頻器+PLC(包括PID)+壓力傳感器。
變頻恒壓操控原理圖:
恒壓供水體系流程
恒壓供水體系組成：
(1)執行組織：三臺大功率主水泵、一臺小功率輔佐水泵；
(2)信息檢測組織：壓力傳感器、液位傳感器；
(3)操控組織：PLC(含PID)、變頻器；
(4)報警裝置。
操控電路：SA為手動(dòng)/主動(dòng)轉化開(kāi)關(guān)。
SA打在1的方位為手動(dòng)操控狀況；打在2的狀況為主動(dòng)操控狀況。
手動(dòng)運轉時(shí)，可用按鈕SB1～SB 8操控三臺泵的啟/停和電磁閥YV2的通/斷；
主動(dòng)運轉時(shí)，體系在PLC程序操控下運轉。
HL10為主動(dòng)運轉狀況電源指示燈。
對變頻器頻率進(jìn)行復位時(shí)只供給一個(gè)觸點(diǎn)信號，因為PLC為4個(gè)輸出占為一組共用一個(gè)COM端，而本體系又沒(méi)有剩下單獨的COM端輸出組，所以經(jīng)過(guò)一個(gè)中心繼電器KA的觸點(diǎn)對變頻器進(jìn)行復頻操控。
圖中的Y000～Y005及Y010～Y015為PLC的輸出繼電器的觸點(diǎn)。
恒壓供水操控體系程序中所運用的PLC元件及其功用：
PLC體系選型：
如上可知，體系共有開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)6個(gè)、開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)12個(gè)；模擬量輸入點(diǎn)1個(gè)、模擬量輸出點(diǎn)1個(gè)。
選用三菱FX2N-32MR一臺、加上一臺模擬量擴展模塊FX2N-4AD、一臺模擬量擴展模塊FX2N-2DA構成體系。
整個(gè)PLC體系的裝備如下圖所示。
恒壓供水操控體系
體系的電氣操控總框圖：
其他首要元器件的選型：
水泵機組的選型：
水泵機組的選型一是要確保平穩運轉；二是要經(jīng)常處于高效區運轉，以求取得較好的節能作用。
離心泵作業(yè)原理：
PLC的選型：PLC是整個(gè)變頻恒壓供水操控體系的核心，它要完成對體系中所有輸入號的收集、所有輸出單元的操控、恒壓的完成以及對外的數據交換。
變頻器是依據其操控的電機的功率挑選的，這兒依據要求及便與PLC通訊挑選如下變頻器：
如，三菱FR-A540-55K型變頻器,功率為55Kw。
壓力傳感器的選型：壓力傳感器是用來(lái)收集水壓而構成閉環(huán)操控體系必不可少的一環(huán)，依據要求選：YTZ-150電阻遠傳壓力表和XMT-1270數顯儀完成壓力的檢測、顯示和變送。壓力表丈量范圍0~1Mpa，精度1.0；數顯儀輸出一路4~20mA電流信號給PLC的擴展模塊。
液位傳感器的挑選：液位傳感器是操控水池水位，防止電機空轉。據要求可選：浮球式液位計。
恒壓供水操控體系PLC及擴展模塊外圍接線(xiàn)圖：
火災時(shí)，火災信號SA1被觸動(dòng)，X000為1。
水位上下限信號別離對應為X001、X002，它們被水淹沒(méi)時(shí)為0，露出時(shí)為1。
PLC程序規劃：程序包括三部分：主程序、子程序和中止程序。
體系初始化的一些作業(yè)放在初始化子程序中完成；
守時(shí)中止程序用來(lái)完成PID操控的守時(shí)采樣及輸出操控；主程序包括泵切換信號的生成、泵組接觸器邏輯操控信號的歸納及報警處理等；
生活及消防雙恒壓的兩個(gè)恒壓值是選用數字方法直接在程序中設定的。生活供水時(shí)體系設定值為滿(mǎn)量程的70%，消防供水時(shí)體系設定值為滿(mǎn)量程的90%；
本體系中PID操控中僅用了份額和積分操控，其回路增益和時(shí)刻常數可經(jīng)過(guò)工程核算開(kāi)始斷定，還需進(jìn)一步調整以到達最優(yōu)操控作用。
變頻恒壓供水體系流程圖：
經(jīng)過(guò)壓力傳感器檢測罐體壓力，壓力電信號經(jīng)過(guò)主動(dòng)操控電路識別、擴大，操控接觸器動(dòng)作，從而使水泵依據罐體內壓力改動(dòng)，主動(dòng)運轉和停止，到達主動(dòng)供水的意圖。
作業(yè)進(jìn)程：水泵發(fā)動(dòng)，將水經(jīng)過(guò)止回閥注入罐體，從而使罐體內壓力增大，當壓力到達所設定壓力上限時(shí)，壓力主動(dòng)操控器主動(dòng)封閉水泵，使水泵停止運轉。因為供水罐體內壓力高于供水管網(wǎng)壓力，所以能主動(dòng)降壓供水，當壓力減小到設定壓力下限時(shí)，主動(dòng)操控水泵發(fā)動(dòng)，主意向供水罐內注水，如此往復，使設備不斷供水，全主動(dòng)運轉。
變頻恒壓供水機組結構示意圖：
變頻恒壓供水機組標準裝備：水泵(依據供水體系所需揚程流量挑選水泵類(lèi)型與臺數)；電控柜(依據水泵類(lèi)型、臺數、變頻運轉方法挑選)；變頻器(包括于電控柜中)；遠傳壓力表(考慮到外表的匹配性，該項與電控柜一起采購)；普通壓力表；壓力罐；閥門(mén)(止回閥/閘閥/彈性減振接頭等)；管路(出水總管一套)；底座(選用碳鋼焊接整體底座)；其他管路附件。
隔閡壓力罐的選型：
斷定最巨細時(shí)用水量Q：
Q—最巨細時(shí)用水量(m3/h)；
m —用水人數；
qr—用水量標準(升/人·日)；
T—用水時(shí)刻(小時(shí))一般取24小時(shí)；
K—小時(shí)改動(dòng)系數，一般取1.8-2.5。
2.斷定氣壓給水設備最低作業(yè)壓力P1和最高作業(yè)壓力P2：
P1—罐內氣體最低作業(yè)壓力(MPa)
h1—水池最低水位至建筑物最高點(diǎn)的筆直差(m)
h2—管網(wǎng)沿程丟失(m)
h3—管網(wǎng)部分丟失(m)
h4—最不運用水點(diǎn)的流出水頭(m)
h5—消防需加水頭(m)(如需求消防功用時(shí))
102—換算系數，1 Mpa≈102mH2O
P2—最高作業(yè)壓力(MPa)
α—最低作業(yè)壓力與最高作業(yè)壓力之比，即P1/P2，一般取0.65～0.85。
3.依據Q和(P1+P2)/2挑選配套水泵
選定水泵的揚程為H，流量為qb，當H=(P1+P2)/2時(shí)，qb≥1.2Q。
4.依據水泵的流量，斷定氣壓水罐調理水容積Vs：
Vs—給水體系所需氣壓罐調理容積(m3)；
C—安全系數，一般取1.0～1.3；
qb—作業(yè)水泵核算流量(m3/h)；
即作業(yè)泵組中最大一臺水泵在H=(P1+P2)/2時(shí)的流量，且該流量應在水泵功用曲線(xiàn)的高效區內。
5.斷定氣壓水罐類(lèi)型：
V總—氣壓水罐容積(m3)；
β—氣壓水罐容積系數取1.05；
α—氣壓水作業(yè)壓力之比，取值，與核算P2時(shí)應一致。
依據氣壓水罐的總容積V總及最高作業(yè)壓力P2，對照氣壓罐樣本，斷定氣壓水罐的規格，使V0≥V總，如一臺罐不能滿(mǎn)意要求，可用多臺罐組合，使∑V0 ≥V總，再依據P2選定氣壓水罐的作業(yè)壓力等級。
浮球開(kāi)關(guān)：供水體系中可增設浮球開(kāi)關(guān)，當進(jìn)水池水位上升或下降到必定值時(shí)(該水位值可設定)，浮球開(kāi)關(guān)向操控器發(fā)出信號，操控水泵的啟停。
選用變頻調速恒壓供水方法與過(guò)去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方法比較，不論是設備的出資量，運轉的經(jīng)濟性，還是體系的穩定性、可靠性、主動(dòng)化程度等方面都具有無(wú)法比擬的優(yōu)勢，并且具有明顯的節能作用。
