變頻給水控制新方案

提 要：本方案為臺達(dá)變頻器、plc、人機界面采用通訊方式在變頻給水上的應(yīng)用案例，目前在不同場合相繼得到應(yīng)用。以下進(jìn)行簡要介紹。
關(guān)鍵詞：人機界面、可編程控制器、變頻器、通訊

序 言
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，城市生活及消防供水正在經(jīng)歷巨大的變化，由于變頻器技術(shù)的普及，使得這一既環(huán)保又節(jié)能的技術(shù)在供水領(lǐng)域得到了大面積的應(yīng)用， 然而隨著智能化程度的不斷提高以及對網(wǎng)絡(luò)化管理的要求，上述單臺變頻對單臺電機的控制方式則很難滿足上述要求，因此為適應(yīng)新形勢的需要，以下是我們以臺達(dá)變頻器、臺達(dá)PLC、臺達(dá)人機界面間強大的通訊功能作為技術(shù)依托，進(jìn)行系統(tǒng)整合而開發(fā)出的新型變頻給水控制系統(tǒng)。
一、 概述
該新型給水控制系統(tǒng)是臺達(dá)VFD-F系列變頻器、臺達(dá)PLC、臺達(dá)人機界面等產(chǎn)品的系統(tǒng)整合，該系統(tǒng)以人機界面作為操作終端，實現(xiàn)了供水管路壓力、變頻器輸出頻率、變頻器輸出電流等的實時監(jiān)控。可以實現(xiàn)輪泵時間、基準(zhǔn)壓力的直接設(shè)定，本系統(tǒng)以臺達(dá)可編程控制器作為核心控制器，可以實現(xiàn)定時輪泵、全變頻啟動、手動/自動切換等功能，由于本系統(tǒng)全部采用RS-232和RS-485通訊方式，減少了系統(tǒng)間配線的工作量，同時也大大提高了系統(tǒng)可靠性、抗干擾性。本系統(tǒng)不但吸收了以往所有變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的優(yōu)點，而且首次將人機界面（觸摸屏）引進(jìn)了該系統(tǒng)，使得該系統(tǒng)操作更加方便、各種參數(shù)顯示更加直觀化、更加生動和人性化。更為主要的是同時具有聯(lián)網(wǎng)功能便于集中管理。
二、 適用范圍
1、高層住宅、城鎮(zhèn)居民小區(qū)、企事業(yè)等生活用水。
2、各類水廠、供水站、污水廢水廠、機場、車站及農(nóng)業(yè)排灌站等供水系統(tǒng)
3、工業(yè)鍋爐恒定壓力的理想控制裝置。
4、油田輸油管路、油庫、泵站等的恒壓輸油系統(tǒng)。
三、系統(tǒng)主要性能及特點
1、自動化程度高、具手動/自動兩種控制方式。
2、壓力恒定，壓力控制精度可達(dá)±1%
3、運行可靠，維護(hù)方便。
◆設(shè)備具有自動/手動操作功能
◆壓力控制采用數(shù)字化模糊控制，智能調(diào)節(jié)。系統(tǒng)的響應(yīng)速度快，精度高、穩(wěn)定性好；PID參數(shù)免調(diào)試（特殊環(huán)境可設(shè)計成在人機界面上分別調(diào)整設(shè)定），大大簡化了現(xiàn)場調(diào)試，并能長期保持穩(wěn)定。
◆故障自診斷和自處理功能，對過流、欠壓、過壓等變頻器故障均能自行診斷，并發(fā)出報警信號。
4、定時輪泵功能、流量補償功能。
四、系統(tǒng)構(gòu)成圖及工作原理
系統(tǒng)構(gòu)成原理如圖1所示。系統(tǒng)實時跟蹤管網(wǎng)出口的壓力與設(shè)定值偏差的變化情況。經(jīng)PLC與變頻器內(nèi)部的PID運算，自動控制電機投入臺數(shù)及對應(yīng)的變頻器輸出頻率，進(jìn)而控制水泵的轉(zhuǎn)速，在保持恒壓下達(dá)到控制流量的目的。

五、 控制器操作方法
目前已開發(fā)的系統(tǒng)有以人機界面PWS-700T-STN（觸摸屏）作為控制終端的。具體如下：
由于該控制系統(tǒng)采用了觸摸屏的人機界面、所以只要按照屏幕上的提示觸按相關(guān)按鈕，即可實現(xiàn)相應(yīng)的控制。以下僅提供相關(guān)畫面內(nèi)容：

六：經(jīng)濟(jì)效益和使用效果分析
本案例由于人機界面、可編程控制器的采用使得整個設(shè)備的檔次、智能化程度得到了大幅度的提高，客戶在使用后基本上是持肯定態(tài)度的，主要有以下兩個方面：
1）、節(jié)能效果明顯，由于PLC可以根據(jù)管網(wǎng)壓力的變化，決定變頻器的運行或停止，因此較單純變頻器控制的給水設(shè)備在無人用水情況下的進(jìn)入休眠狀態(tài)更加節(jié)能，節(jié)能效果提高5%左右；而且對變頻器本身也起到了保護(hù)作用。
2）、便于集中管理，由于智能化程度的提高，依靠遠(yuǎn)距離通訊對設(shè)備集中管理，因此將節(jié)省大量的人力，相應(yīng)的節(jié)約了人員開支，節(jié)約數(shù)額的多少取決于每人管理的設(shè)備數(shù)量。
目前我們所掌握的客戶至少采用了300套以上該配置做為控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)以其特有的優(yōu)勢為給水設(shè)備廠家贏得了不少客戶，且取得了不錯的經(jīng)濟(jì)效益，并且最終也得到了給水設(shè)備廠家的認(rèn)可。
七：所選變頻器簡介
◆ 自動轉(zhuǎn)矩提升與自動滑差補償功能
◆ 輸出頻率0.1～120Hz、自動穩(wěn)壓調(diào)節(jié)輸出
◆ 8段可預(yù)設(shè)速度與7段可程序運行
◆ 內(nèi)建PID回授控制
◆ 內(nèi)含風(fēng)機、PUMP程序控制與節(jié)能運轉(zhuǎn)
◆ 內(nèi)建串列通訊界面RS-485（速率可達(dá)38400）
◆ 可設(shè)定的V/F曲線與3次方V/F曲線
◆ 一臺主機可控制四臺電機（可變頻1臺，工頻3臺）
八：結(jié)束語
本案例中雖然很多技術(shù)細(xì)節(jié)以及組網(wǎng)功能沒有介紹，但上述問題從技術(shù)層面角度講是不存在任何問題的。就目前我們所掌握的信息，該系統(tǒng)已經(jīng)在很多場合得到了應(yīng)用。
當(dāng)前變頻給水控制器市場可以說是百家爭鳴，各有短長，我們也僅僅是以實事求是的態(tài)度，以臺達(dá)產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢之所在，開發(fā)出的新型給水控制系統(tǒng)，從配置來看屬于高端型產(chǎn)品，權(quán)做是對變頻給水控制器產(chǎn)品市場的一個有益補充吧！