隨著社會的發(fā)展，城市的高層建筑越來越多，由市政水管網(wǎng)所提供的水壓一般滿足不了高層建筑給水的要求。高層建筑的供水系統(tǒng)一旦不能正常工作，必將給人們的工作和生活帶來麻煩，甚至造成巨大損失。因此一套安全、可靠、高質(zhì)量的恒壓供水系統(tǒng)對樓宇非常重要。
1、變頻恒壓供水系統(tǒng)的組成
變頻恒壓供水系統(tǒng)主要由變頻器、PLC、壓力變送器和終端水泵機(jī)組組成，形成一個完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
恒壓供水控制系統(tǒng)控制流程圖
(l) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由一組水泵組成，包括一臺變頻泵和兩臺工頻泵，變頻泵通過變頻器發(fā)出控制信號對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，使水量穩(wěn)定在可控范圍內(nèi)；工頻泵只有啟停功能，當(dāng)用戶用水量很大時（變頻泵已經(jīng)達(dá)到額定功率，但仍無法滿足用戶需求），工頻泵開始投入工作。
(2) 信號檢測機(jī)構(gòu)：在系統(tǒng)運(yùn)行時，需要檢測相關(guān)信號來及時調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)，此時就需要檢測管網(wǎng)水壓信號、水池水位信號和報警信號。管網(wǎng)水壓信號檢測的是用戶管網(wǎng)的水壓值，他是整個系統(tǒng)的主要反饋信號。由于終端檢測得到的是模擬信號，需要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換。為了提高系統(tǒng)的可靠性，還需對供水的上下限壓力進(jìn)行檢測，電接點(diǎn)壓力表就能很好的完成這一任務(wù)，檢測結(jié)果通過數(shù)字量傳給PLC進(jìn)行檢測；水池水位信號是檢測水源的充足性。當(dāng)信號有效時，控制系統(tǒng)會自動檢測并對系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)控制，以防止水泵空抽而損壞電機(jī)和水泵。液位傳感器通常安裝于水池中；報警信號是當(dāng)工作組機(jī)構(gòu)運(yùn)行有錯誤時輸出信號，系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的開關(guān)控制以此保護(hù)整個系統(tǒng)。
(3) 控制機(jī)構(gòu)：控制系統(tǒng)包括PLC、變頻器和電控設(shè)備，一般整體安裝于控制柜中。PLC是變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的最核心部件。PLC直接處理系統(tǒng)中傳來的各方數(shù)據(jù)，如壓力信號、液位信號、報警信號等，對收集的數(shù)據(jù)和設(shè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，再做出相應(yīng)的控制操作；變頻器是PLC的執(zhí)行單元，PLC送來的控制信號作用于變頻器，變頻器通過改變調(diào)速泵的運(yùn)行頻率，完成對調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。
恒壓供水控制系統(tǒng)框圖
2、變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程
(l) 系統(tǒng)通電，按照接收到有效的自控系統(tǒng)啟動信號后，首先變頻器會啟動變頻泵M1，根據(jù)比較壓力變送器測得的用戶管網(wǎng)實(shí)際壓力和設(shè)定壓力的偏差來調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，控制Ml的轉(zhuǎn)速。當(dāng)輸出水壓達(dá)到設(shè)定值，用水量與供水量達(dá)到相對平衡時，轉(zhuǎn)速會穩(wěn)定在某一轉(zhuǎn)速值，這期間Ml將處于調(diào)速運(yùn)行的穩(wěn)定工作狀態(tài)。
(2) 當(dāng)用水量增加導(dǎo)致管網(wǎng)水壓減小時，壓力變送器反饋的水壓信號會減小，偏差變大，PLC的輸出信號變大，變頻器的將增大輸出頻率，從而使水泵的轉(zhuǎn)速增大，供水量增大，最終水泵的轉(zhuǎn)速將相對穩(wěn)定在一個轉(zhuǎn)速值。反之，當(dāng)用水量減少使管網(wǎng)水壓增大時，通過與前面相反的壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)，減小水泵的轉(zhuǎn)速直至穩(wěn)定在另一個新的穩(wěn)定值。
(3) 當(dāng)用水量持續(xù)增加，水泵機(jī)組的工作頻率已達(dá)到50Hz，實(shí)際水壓仍未達(dá)到實(shí)際設(shè)定壓力值，并且增加水泵的條件也已經(jīng)滿足(在下節(jié)有詳細(xì)闡述)時，在處于變頻循環(huán)式的工作模式下，系統(tǒng)的PLC自動控制水泵，使M2進(jìn)行變速運(yùn)行，同時變頻泵M1轉(zhuǎn)換為工頻泵運(yùn)行，系統(tǒng)仍然處于閉環(huán)調(diào)節(jié)狀態(tài)，直至管網(wǎng)水壓與供給水壓趨于平衡。當(dāng)用水量持續(xù)增加，同時增加水泵的條件也已經(jīng)滿足，將會重復(fù)上面的轉(zhuǎn)換行為，并將工頻泵M3進(jìn)入工頻運(yùn)行狀態(tài)。如果供水量持續(xù)增加，變頻器的輸出頻率也已經(jīng)達(dá)到頻率的上限50Hz，但壓力卻仍沒有達(dá)到初始設(shè)定值時，控制系統(tǒng)的終端就會傳送警報信號，主機(jī)發(fā)出水壓超限報警，此時供水系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到設(shè)計的負(fù)荷。
(4) 當(dāng)用水量開始下降，管網(wǎng)水壓開始升高，變頻器輸出的頻率也已降至下限，管網(wǎng)的實(shí)際水壓仍高于設(shè)定壓力值，并滿足減少水泵機(jī)組的條件時，系統(tǒng)將會關(guān)掉工頻泵M2，恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使壓力重新達(dá)到設(shè)定值。當(dāng)用水量繼續(xù)下降，并且滿足減少水泵的條件時，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，將另一臺工頻泵M3關(guān)掉。
