一、引言
隨著PLC及變頻調速技術的發展和人們對生活飲用水品質要求的不斷提高，變頻供水設備已廣泛應用于多層住宅小區生活及高層建筑生活消防供水系統。變頻調速供水設備一般具有設備投資少，系統運行穩定可靠，占地面積小，節電節水，自動化程度高，操作控制方便等特點。但在實際應用中若選型及控制不當，不但達不到節能目的，反而“費電”。以下結合我們多年來的實踐經驗，對幾種變頻供水系統的應用及其控制方法進行介紹，供同行及用戶在設計、改造、選型時參考。
二、一拖二供水系統方式工作原理
一拖二供水模式主要由一臺主變頻電機M1和一臺附屬小泵M2組成，在用水高峰期，利用變頻器本身自帶的PID功能，經主變頻電機M1進行恒壓供水，當壓力不夠時通過KA2繼電器動作啟動附屬小泵M2以達到用水高峰期用戶的需求。當用水低峰期時，依然只能變頻啟動主泵M1進行變頻供水，比以往的電機星三角啟停控制有了較大的節能空間，但依然沒有真正達到只變頻啟動附屬小泵更加節能的目的。
三、帶小流量控制一拖多恒壓供水控制器工作原理
工作情況如下（一拖三為例）：平時 1 臺泵變頻供水，當1 臺泵供水不足時，先開的泵切換為工頻運行，變頻柜再軟啟動第2 臺泵，若流量還不夠，第2 臺泵切換為工頻運行，變頻柜再軟啟動第3 臺泵。若用水量減少，按啟泵順序依次停止工頻泵，直到最后1 臺泵變頻恒壓供水。另外系統具有定時換泵功能，若某臺泵連續運行超過24h 變頻柜可自動停止該泵切換到下一臺泵繼續變頻運行。換泵時間由程序設定，可按要求隨時調整。這樣可均衡各泵的運行時間，延長整體泵組的壽命，防止個別水泵因長時間不工作而銹死。
當變頻供水系統在小流量或零流量的情況下，比如在夜間用水低谷時，系統內的用水量很小，此時水泵在低流量下運行，會造成水泵效率大大降低，不能達到節能的目的，水泵功率越大用電越多。例如對300～1000 戶的多層住宅小區或600 戶左右的小高層住宅樓群（20 層以內）的生活用水系統，生活主泵功率一般在22kW 左右，系統的零流量頻率fo 一般為25.00～35.00Hz 故在夜間小流量時，采用主泵變頻供水效率較低。這就涉及供水系統在小流量或零流量時的節電問題，需配備1 臺小泵專用在夜間或平時小流量時變頻供水，一般選擇小泵流量為3～6m³/h，居民區戶數越多，流量可適當選擇大些。小泵功率一般為5kW左右，小泵的揚程按主泵的揚程或略低揚程即可，利用恒壓供水控制器也能達到直接啟動附泵的功能（圖中未畫出）。
傳統的一拖多恒壓供水系統采用前面介紹的一臺變頻器輪詢控制多臺電機進行軟啟動和變頻控制電機的轉速控制以達到恒壓的目的。變頻器經由專用恒壓供水控制器進行邏輯控制。節能控制較好，但有其缺點，其中任意一臺電機出現故障后，會出現故障停機，必須等待維修人員維修好后或者經由電氣專業人員從新修改程序后才能再次啟動供水。操作人員對供水設備的要求專業性要求較高，故障停機后維修需要時間，居民可能就無法正常生活，特別對于商業高層辦公樓或者高層居民小區影響更大。設備的保護功能受硬件限制，難免會有缺陷。
四、一拖多恒壓供水PLC控制工作原理
工作情況主泵切換情況和一拖多控制器供水盒原理類似。輔助功能增加多從保護措施，出口壓力超高異常檢測、變頻故障檢測、水泵故障檢測、進水壓力檢測、水箱水位檢測（未畫出）、出水管道爆裂檢測、缺水檢測等功能。增加一項特殊功能：當其中一臺或者兩臺泵出現故障時，剩余的泵跳過故障泵做輪詢恒壓供水，不影響其正常供水。增加晚間變頻控制小泵功能，以達到最大節能效果。
五、一拖多恒壓供水PLC控制系統配置
其核心部分主要由： 億維繼電器輸出+EM122 8點繼電器輸出組成變頻器選用億維UT500系列變頻器，具體型號根據控制系統電機選型人機界面選用西門子經濟型觸摸屏SMART 700
六、控制工藝及功能介紹
SMART 700主畫面設計如下，增加進水壓力檢測、進水水箱液位選擇，當前壓力、自動設定、當前頻率顯示、水箱液位、換泵時間顯示、故障查詢、巡站查詢等功能。
系統參數設定界面，在1臺到4臺主泵中按照自己需要設定，一套程序通用以下8種情設備：1主泵；1主泵+1輔泵；2主泵；2主泵+1輔泵；3主泵；3主泵+1輔泵；4主泵；4主泵+1輔泵；PID可根據經驗自行設定，變頻轉工頻接觸器切換時間設定，減泵頻率、減泵延時、變頻器頻率加減速率等。（轉發暗號：億維價值觀：誠信、責任、合作、創新）
用戶參數畫面,壓力給定設定、壓力偏差設定、上限壓力設定、定時換泵時間設定、分時分段壓力選擇及設定、睡眠喚醒及小泵選擇設定、缺水及爆管設定等。
其他畫面：幫助畫面、故障記錄畫面、輪詢記錄畫面、消防供水畫面、廠家參數畫面、手動控制畫面等。
七、系統效果
（1）通過億維CPU124XP+EM122+UT500變頻控制設備自動化程度高，供水穩定可靠，且水質無二次污染。
（2）水泵軟啟動停車，無沖擊和超壓危害，減少設備故障及對電機和電網的沖擊。
（3）運行可靠：由變頻器實現泵的軟起動，使水泵實現由工頻到變頻的無沖擊切換，防止管網沖擊、避免管網壓力超限，管道破裂。
（4）自我保護功能完善：如某臺或者兩臺泵出現故障，主動發出報警信息，同時啟動剩余泵，以維持供水平衡。萬一自控系統出現故障，用戶可以直接操作手動系統，以保障供水。
（5）相對于恒壓供水盒控制方案，更可靠，更靈活，畫面更直觀，更節能，保護更全面。
八、結束語
億維UN120系列經濟型PLC是億維自動化自主研發，自行生產，面向自動化機械設備領域推出的小型高性價比可編程控制器。依托于穩定可靠的品質，縝密的成本控制，擁有功能強大的指令集，豐富的總線以及卓越的性能，能滿足各種復雜控制功能要求，是解決機械設備自動化生產的最優選擇。
億維CPU124XP本機自帶數字量12DI/8DO，模擬量4AI/2AO，集成2個通訊口，支持PPI主從通訊、自由口通訊，最大可擴展4個IO模塊，支持128路數字量和32路模擬量。采用FLASH技術的超長時間掉電保持，無需電池，可將數據保存長達10年。特有的AES迭代加密算法，能更好的保護知識產權。
億維CPU124XP在恒壓供水上的應用，完美的體現了其邏輯控制靈活性及恒壓控制PID算法優越性。
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