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摘 要：现如今变频调速技术和可编程控制技术都得到了高效的发展，将这二者应用到供水系统中，不仅可以保证供水压力的稳定性，还可以从某方面提升变频的高效性和节能性。因此，在供水系统设计的过程中，得到了推广。本文中，笔者主要对变频调速恒压供水系统进行了深入介绍，并且对其供水的基本原理和优势作用进行细致的分析，为供水系统的高效运行提供借鉴和参考。
关键词：恒压供水系统；变频调速；控制器；节能原理
现如今，人们的生活水平不断提升，居民生活的用水量也在不断增加，原始的恒速泵供水方式已经无法满足人们生活供水的需要，而且水塔和水箱供水的形式也必须要不断进行改进。而且，随着变频调速技术和可编程控制技术的高效应用，供水系统逐渐打破了间断性供水系统的局限性，对用水量和管压之间矛盾问题进行缓解和完善。在保证供水高效性的前提下，尽量减少能耗量，提升供水工作的高效性。
1 变频调速恒压供水系统的节能原理
1.1 变频调速原理。从异步电动机的转速上可以看出，其和电网的频率，电动机的转差率以及电动机极对数等因素之间存在着密切的关系。其中转速和频率之间呈现出正比例的关系，因此，要想改变电动机的转速只需要改变频率就可以。如果频率达到了0-50HZ的范围内，电动机的转速可以在一个相对比较宽松的条件下进行。另外，需要注意的是，相关的工作人员要根据变频调速的数量和状态来对电源的频率以及现实的速度来进行调节。
变频恒压供水系统在工作的过程中，主要采用的是电位器设备来对压力进行明确，主要是以压力传感器的形式来对管网的相关压力进行检测，将相关的传感信号传送到处理中心，然后对其进行控制和完善。如果延时的时间相对比较长，压力还没有达到标准，则需要通过可编程控制设备来进行变频切换，保证实际的压力和设定的压力保持一致。另外，还应该根据用水量的减少程度来对变频器的相关频率和电动机的转速进行深入分析和研究。
1.2 变频调速供水系统的节能原理。从根本上说，供水系统的节能性相对比较突出，在采用变频调速来对恒速电动机来进行进行替换的过程中，对水泵结构产生了驱动。进而可以达到预期的节能和减排的效果。由于流体力学的知识涉及到的范围相对较广，可以根据实际的水泵工作效率来进行缜密地计算，其中包括两个常数、水量以及变化的趋势。通过对数量进行控制，使得数量和转速之间呈现出正比的关系，如果二者的比值保持不变，就可以促进效率达到最佳的状态。在进行调速之后，其水泵的基本效率还是保持不变。如果水泵的转速得到了改变，系统的流量、压力以及功率等都有所变化。如果水泵的转速得到了改变，电动机的轴功率也会随之改变。另外，管道的阻力和水量的平方之间也存在着较为密切的关系。在调节阀开启的过程中，管道会受到一定阻力的变化。如果用水量的变化水平比较高，管道末端会保证衡力不断。这是需要对泵体的转速进行高效的调节，使得电动机的轴功率也发生变化，这样就可以达到节能的效果。
2 变频调速恒压供水系统
恒压供水系统原理主要采用的是电机调速装置来对其进行控制，根据实际的工作特点来对水泵的台数进行调节，产生一定的供水压力，最终形成闭环式的控制结构。如果在管网出现变化的情况下，如果供水压力达到稳定的条件下就可以达到节能的效果。
2.1 变频调速恒压供水系统结构。变频调速恒压供水系统的构成因素比较多，其中包括3台水泵、1台变频器、1台可编程控制器还有相应的传感器机构。具体的构造形式见图1。其中PLC和模拟量的输入、压力传感器共同构成了一个闭环式的控制系统。其中水泵的运行状态主要由可编程控制器进行调节。所以说，水泵的台数也需要根据可编程控制工作来进行决定。另外，还可以对供水量进行严格地控制。其中PLC控制器的内部结构还可以对变频泵的运转速度进行调节。将相关的技术应用到其中，对水泵的各种状况进行调节。而且，在具体的工作中，还以一变多定的方式为主。对于模拟量的输入和控制进行驱动和控制。
2.2 控制原理。通过安装在出水管网上的压力传感器，把出口的压力信号变成4mA～20mA的标准信号送入PLC模拟量输入端口进行PLC调节，经运算与给定压力参数进行比较，得出调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵的转速，调节系统供水量，使供水系统管网中的压力保持在给定压力上，当用水量超过一台泵的供水量时，根据用水量的大小由PLC控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水。当供水负载变化时，输入电动机的电压和频率也随之变，这样就以设定压力为基准的闭环控制系统，结构如图2所示。
2.3 水泵的控制过程。以S7-200型PLC及MM430型变频器为例说明水泵的控制过程。变频器的外部接线如图3所示，开始工作时，若泵1变频启动，转速从0开始随频率上升，如变频器频率达到50Hz，而此时水压还在上限值，延时一段时间后，泵1切換为工频运行，同时变频器频率由50Hz下降至0Hz，泵2变频起动，如水压仍不满足，则会启动泵3。同样，切泵时，假设3台水泵都在运行，当泵3变频运行降到0Hz时水压仍处于上限值，则延时一段时间后使泵1停止，变频器频率从0Hz迅速上升若此时水压仍处于上限值，则延时一段时间后使泵2停止。这样的切泵过程，有效地减少了泵的频繁启停，同时在实际管网对水压波动做出反应之前，由于变频器迅速调节，使水压平稳过渡，从而有效地以避免了高楼用户短时间停水的情况发生。
3 变频调速恒压供水的优点
与传统供水系统比较，变频恒压供水能自动24小时维持恒定压力，并根据压力信号自动启动备用泵，供水质量好，不会造成管网破裂及开水笼头时的共振现象。以变频调速为核心的恒压供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，一方面节省了资金和占用空间，另一方面避免了泵的频繁启动及停止，起动平滑，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；减少了电机水泵的启动冲击，增加了电机水泵的使用寿命。
结束语
随着人们生活质量的提高，在生活用水方面的质量要求也越来越高。而工厂由于工艺的要求，对供水质量也得出了更高的要求。变频恒压供水以其环保、节能和供水质量高等优点在供水行业中越来越得到认同。
参考文献
[1]陈立定，吴玉香，苏开才.电气控制与可编程控制器[M].华南理工大学出版社，2003.
[2]纪志祥.基于200PLC的变频调速恒压供水系统改造设计[J].山东纺织经济，2005（6）.
[3]李良仁，王兆晶，汪临伟.变频调速技术与应用[J].电子工业出版社，2004.
[4]柳全成.变频器在水系统中的应用及节能原理分析[J].甘肃科技，2006，22（11）：141-142.
关键词：恒压供水系统；变频调速；控制器；节能原理
现如今，人们的生活水平不断提升，居民生活的用水量也在不断增加，原始的恒速泵供水方式已经无法满足人们生活供水的需要，而且水塔和水箱供水的形式也必须要不断进行改进。而且，随着变频调速技术和可编程控制技术的高效应用，供水系统逐渐打破了间断性供水系统的局限性，对用水量和管压之间矛盾问题进行缓解和完善。在保证供水高效性的前提下，尽量减少能耗量，提升供水工作的高效性。
1 变频调速恒压供水系统的节能原理
1.1 变频调速原理。从异步电动机的转速上可以看出，其和电网的频率，电动机的转差率以及电动机极对数等因素之间存在着密切的关系。其中转速和频率之间呈现出正比例的关系，因此，要想改变电动机的转速只需要改变频率就可以。如果频率达到了0-50HZ的范围内，电动机的转速可以在一个相对比较宽松的条件下进行。另外，需要注意的是，相关的工作人员要根据变频调速的数量和状态来对电源的频率以及现实的速度来进行调节。
变频恒压供水系统在工作的过程中，主要采用的是电位器设备来对压力进行明确，主要是以压力传感器的形式来对管网的相关压力进行检测，将相关的传感信号传送到处理中心，然后对其进行控制和完善。如果延时的时间相对比较长，压力还没有达到标准，则需要通过可编程控制设备来进行变频切换，保证实际的压力和设定的压力保持一致。另外，还应该根据用水量的减少程度来对变频器的相关频率和电动机的转速进行深入分析和研究。
1.2 变频调速供水系统的节能原理。从根本上说，供水系统的节能性相对比较突出，在采用变频调速来对恒速电动机来进行进行替换的过程中，对水泵结构产生了驱动。进而可以达到预期的节能和减排的效果。由于流体力学的知识涉及到的范围相对较广，可以根据实际的水泵工作效率来进行缜密地计算，其中包括两个常数、水量以及变化的趋势。通过对数量进行控制，使得数量和转速之间呈现出正比的关系，如果二者的比值保持不变，就可以促进效率达到最佳的状态。在进行调速之后，其水泵的基本效率还是保持不变。如果水泵的转速得到了改变，系统的流量、压力以及功率等都有所变化。如果水泵的转速得到了改变，电动机的轴功率也会随之改变。另外，管道的阻力和水量的平方之间也存在着较为密切的关系。在调节阀开启的过程中，管道会受到一定阻力的变化。如果用水量的变化水平比较高，管道末端会保证衡力不断。这是需要对泵体的转速进行高效的调节，使得电动机的轴功率也发生变化，这样就可以达到节能的效果。
2 变频调速恒压供水系统
恒压供水系统原理主要采用的是电机调速装置来对其进行控制，根据实际的工作特点来对水泵的台数进行调节，产生一定的供水压力，最终形成闭环式的控制结构。如果在管网出现变化的情况下，如果供水压力达到稳定的条件下就可以达到节能的效果。
2.1 变频调速恒压供水系统结构。变频调速恒压供水系统的构成因素比较多，其中包括3台水泵、1台变频器、1台可编程控制器还有相应的传感器机构。具体的构造形式见图1。其中PLC和模拟量的输入、压力传感器共同构成了一个闭环式的控制系统。其中水泵的运行状态主要由可编程控制器进行调节。所以说，水泵的台数也需要根据可编程控制工作来进行决定。另外，还可以对供水量进行严格地控制。其中PLC控制器的内部结构还可以对变频泵的运转速度进行调节。将相关的技术应用到其中，对水泵的各种状况进行调节。而且，在具体的工作中，还以一变多定的方式为主。对于模拟量的输入和控制进行驱动和控制。
2.2 控制原理。通过安装在出水管网上的压力传感器，把出口的压力信号变成4mA～20mA的标准信号送入PLC模拟量输入端口进行PLC调节，经运算与给定压力参数进行比较，得出调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵的转速，调节系统供水量，使供水系统管网中的压力保持在给定压力上，当用水量超过一台泵的供水量时，根据用水量的大小由PLC控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水。当供水负载变化时，输入电动机的电压和频率也随之变，这样就以设定压力为基准的闭环控制系统，结构如图2所示。
2.3 水泵的控制过程。以S7-200型PLC及MM430型变频器为例说明水泵的控制过程。变频器的外部接线如图3所示，开始工作时，若泵1变频启动，转速从0开始随频率上升，如变频器频率达到50Hz，而此时水压还在上限值，延时一段时间后，泵1切換为工频运行，同时变频器频率由50Hz下降至0Hz，泵2变频起动，如水压仍不满足，则会启动泵3。同样，切泵时，假设3台水泵都在运行，当泵3变频运行降到0Hz时水压仍处于上限值，则延时一段时间后使泵1停止，变频器频率从0Hz迅速上升若此时水压仍处于上限值，则延时一段时间后使泵2停止。这样的切泵过程，有效地减少了泵的频繁启停，同时在实际管网对水压波动做出反应之前，由于变频器迅速调节，使水压平稳过渡，从而有效地以避免了高楼用户短时间停水的情况发生。
3 变频调速恒压供水的优点
与传统供水系统比较，变频恒压供水能自动24小时维持恒定压力，并根据压力信号自动启动备用泵，供水质量好，不会造成管网破裂及开水笼头时的共振现象。以变频调速为核心的恒压供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，一方面节省了资金和占用空间，另一方面避免了泵的频繁启动及停止，起动平滑，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；减少了电机水泵的启动冲击，增加了电机水泵的使用寿命。
结束语
随着人们生活质量的提高，在生活用水方面的质量要求也越来越高。而工厂由于工艺的要求，对供水质量也得出了更高的要求。变频恒压供水以其环保、节能和供水质量高等优点在供水行业中越来越得到认同。
参考文献
[1]陈立定，吴玉香，苏开才.电气控制与可编程控制器[M].华南理工大学出版社，2003.
[2]纪志祥.基于200PLC的变频调速恒压供水系统改造设计[J].山东纺织经济，2005（6）.
[3]李良仁，王兆晶，汪临伟.变频调速技术与应用[J].电子工业出版社，2004.
[4]柳全成.变频器在水系统中的应用及节能原理分析[J].甘肃科技，2006，22（11）：141-142.