高层建筑变频恒压供水系统设计

能提供PLC变频恒压供水系统设计吗???~

以下方案，仅供参考



WHG系列变频调速恒压供水设备
我公司采用日本三垦公司最新一代IPF系列变频调速器、 并配以恒压供水控制基板IWS，开发生产出“WHG系列变频恒压供水设备”。该设备无需附加多余的控制器件（如PLC可编程序控制器、 PID调节器及其它的专用控制器等），提高了系统的可靠性。
该系统可根据管网瞬间压力变化， 自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入和退出，使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值，并满足用户的用水要求， 使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。
该设备可取代传统的水塔、高位水箱或气压罐等供水方式，节能效果显著， 是国家重点推广的节能新技术产品。
一、主要性能和特点
1、自动化程度高，可实现恒压变量、生活供水/消防供水双恒压等控制方式，多种启、停控制方式。
2、节电率30％--50％（配以节能运转模式，还可进一步提高节能效果）。
3、变频器可对电机进行软启软停，减少设备损耗，延长电机寿命。
4、管网压力恒定，，压力误差≤±1％，无冲击。
5、功能齐全，运行可靠，操作维护简便。
6、具有手动、自动操作功能。
7、智能化控制，可任意修改参数指令（如压力设定值、控制顺序、 控制电机数量、压力上下限、PID值、加减速时间等）。
8、设备具有完善的电气安全保护功能，对过流、过压、 欠压、过载、断水等故障均能自动保护，特别是输入缺相、输出缺相保护功能，彻底解决了电机缺相运行烧毁电机的问题，提高了电机的使用寿命。
9、可根据用户的需要，选择各种附加功能，如电机定时切换、 添加附属小泵，自动定时开机、关机等。
二、工作原理
在设备运行中，由于用水量的变化，使供水压力发生变化，通过压力传感器将压力变化信号传送给运行控制器，经控制器电脑与设定压力比较判断后， 调整变速泵转速或水泵运行台数，调整供水流量使供水压力重新回到设定的压力值，满足用水要求。
若用水量很小时，经控制器电脑分析确认后自动停止主供水系统运行，启动夜间值班小泵，以维持管网压力和少量用水，当用水量达到值班小泵不能维持设定的压力时，主供水系统自动启动，值班小泵停止运行，从而提高了系统运行的安全性，并获得了明显的节电效果。
三、适用范围
1、城镇居民生活区供水可供50～10000户单楼或楼群。
2、高层建筑、饭店宾馆及各类其它建筑的室内供水。
3、各类自来水厂的加压系统。
4、农村居民自来水泵站。
5、各类锅炉给水系统。
6、消防供水系统。
四、 产品及选型介绍
1 、单泵恒压变量供水控制系统—WHG-□□□-(空)
（1）该系统是为各企事业单位自备井设计制造的供水系统， 可利用原有旧泵进行改造，对原有供水管网不做任何改动，工程量小，见效快，节约资金。
系统从安装在总管出口处的远传压力表采集管网压力， 依据该反馈信号作出判断，并对水泵进行变频调速，调节水泵的出水量，满足用户的用水需求，并达到节能目的。

（2）该系统还可以做成一用一备的控制方式； 如当第一台泵出现故障时手动转换到另外一台泵工作，或做成第一台水泵工作一段时间后，系统自动切换到另外一台泵工作的定时切换方式。
（3）此系统具有自动控制回路、手动控制旁路及各相应的运行指示状态，并且具备各种完善的保护功能，如缺相报警、过载报警、变频器故障报警等功能。
（4>）对于控制深井泵或潜水泵的单泵恒压变频调速控制系统，因潜水泵泵的额定电流比同功率变频器的额定电流大，输出转矩也比较高，因此在选用时应选比水泵额定功率大一级的控制系统。
2 、多泵恒压供水固定方式控制系统—WHG-□□□-P
该系统由两台以上主泵（及一台附属小泵）组成，其中一台变频运行， 其余工频运行。
该系统可根据压力变化，一台固定的水泵变速运行， 其余水泵以工频方式自动投入，实现水压恒定。系统具有自动与手动双控制回路。
系统功能可根据用户需要，选择如下：
(1) 启动方式（先启先停、后启先停）；
(2) 液位控制，可依据蓄水池的水位高低情况控制系统的启停状态；
(3) 辅助小泵功能，在夜间用水量较小时，关掉变频泵，通过辅助小泵维持管网一定压力，可使节能效果更显著。
3、多泵恒压供水循环软启动方式控制系统--WHG-□□□-X

该系统为一台变频器依次控制每台水泵实现软启动及转速的调节，实现恒压。
该系统控制原理不同于前两种系统之处为，变量泵达到水泵额定转速后，如水压在所设定的判断时间内还不能满足设定恒压值时，系统自动将当前变量泵状态切换为工频状态，并指示下一台泵为变量泵，运行过程同前。
除启动方式只可为先启先停外，固定方式系统的选择功能同样适用于该系统。
4 、消防加压变频调速供水控制系统—— WXG- □□□
消防供水控制系统除具备可接受远程火灾信号远程操作和远程报警功能外，规格同 WHG 系列，可按 WHG 系列样本选型。
五、选型建议
目前我公司生产的WHG系列恒压供水控 制设备，固定和循环两种方式控制精度和节能效果均相同，切换过程中对管网压力的扰动同样很小。不同点为：固定方式设备投资少， 运行维护简单，故障点少，但工频泵切换时对泵的机械磨损较大，各泵的使用寿命不均；而循环方式则可减少泵切换时的机械磨损， 使各泵的使用寿命均匀，不足之处是设备投资相对较高，因该方式泵切换时可能出现电流冲击，日久容易造成接触器接触点粘连现象， 所以对接触器质量要求较高，如选择不当，有可能会损伤变频器。
我们建议，对于控制功率较小的系统两种方式均可选用，而控制功率较大的系统以固定方式为好。
六、型号规格说明

以 WHG-37M3-PF 为例说明如下：
WHG---设备型号（微机控制恒压供水设备）
37---控制水泵电机额定功率（KW）
M---工频泵普通方式启动（C---Y-三降压启动方式，J---自耦降压启动方式）
3---控制主水泵数量（1-7）
P---固定工作方式（X---循环工方式，空---一台变频）
F---有辅助小泵（空--无辅助小泵）
七、设备节能分析
根据理论分析，当电源电压一定时，电机消耗的功率与其转速 的立方成正比，即
N1 / N2 =( n1 / n2)^3
其中 N1 和 N2 是电机消耗的功率， n1 和 n2 是相应于 N1 和 N2 的转速。当水泵的扬程一定时，其出水量与转速成正比，即：
Q1 / Q2 = n1 / n2
其中， Q1 和 Q2 表示相应于 n1 和 n2 的水泵的出水量。因此在维持水泵压力恒定的条件下，通过调整水泵机组的转速从而调整水泵的出水量，就可以大大节约电机所消耗的功率而达到节能的目的。据统计大多数水泵实际平均供水量只是额定值的 70% ~ 80% ，当供水量分别为额定值的 100% 、 90% 、 80% 、 70% 时，水泵的转速和功率与额定值之比将如下表所示：
Q / Q0 n / n0 N / N0
100% 100% 100%
90% 90% 72.9%
80% 80% 51.2%
70% 70% 34.3%
一般的说，变频调速恒压供水方式用于生活供水，节电效率很高，可达 50% ，用于工业供水则在 30% ～ 40% 之间。对于郊区或农村用水量变化大的用户，变频调速恒压供水方式 更加优越。

随着变频调速技术的发展和人们节能意识的不断增强，
变频恒压供水系统的
节能特性使得其越来越广泛用于工厂、
住宅、
高层建筑的生活及消防。
变频恒压
供水系统是由
PLC
、
传感器、
变频器及水泵机组组成闭环控制系统。
变频器、
PLC
是恒压供水系统控制的核心部件。

汤跃和尚亚
（
2007
）
在
《变频调速恒压与变压供水的能耗分析》
研究了恒压
和变压两种供水方式的能耗
.
采用图示法对比了水泵全速、恒压和变压运行的能
耗差别
,
分析了管网特性的静扬程随水泵工况变化的关系
.
胡赤兵和桑瑞鹏
（
2005
）
在
《利用
PLC
实现泵站变频恒压供水控制系统》
结
合某大型小区新建泵站利用
PLC
设计了变频恒压供水控制系统
.
介绍了基于
PC
的变频恒压供水系统的构成和工作原理
,
针对泵站计算机控制系统中实际问题介
绍了利用
MSComm6.0
函数实现西门子
S7-300
系列
PLC
与上位机的通信。

王晓瑜
（
2011
）
在
《基于
PLC
和
HMI
的变频恒压供水系统设计》
介绍用三菱
FX2N PLC
、变频器和人机界面
,
设计桓压供水控制系统
.
分析系统的控制原理
,
设
计系统流程图及软件程序
.
实践结果证明
,
系统运行稳定
,
可靠性好
,
实现住宅恒
压供水和节能的环保要求
.
朱本坤（
2008
）在《基于
S7-200
的恒压供水控制系统设计》介绍了一种采
用
S7-200 PLC
作为控
制核心的恒
压供水控制
系统的设
计方案
.
该
系统通过
PT203B
应变式压力传感变送器实时测定水流压力
,
经
PID
调节器调节后送入变频
器进行变频调节
,PLC
根据变频器输出信号来控制恒压供水系统。

陈宏志
（
2003
）
在
《变频恒压供水应用效果分析》
简述农村集中供水工程中
传统供水方式存在的问题以及应用变频技术进行改造的必要性
,
并以两个实例说
明变频恒压供水系统在农村集中供水工程中的应用效果
,
最后指出应用变频技术
应该注意的几个问题
.
陈景文
(2007)
在
《高层建筑变频恒压供水控制系统设计》
根据管网和水泵的
运行特性曲线
,
阐明了供水系统的变频调速节能原理
,
分析了变频恒压供水的原
理及系统的组成结构
.
通过研究和比较
,
可采用变频器和
PLC
实现高层建筑的恒
压供水
.
对系统的软硬件设计进行了详细介绍
.
周力
（
2005
）
在
《基于
PLC
的变频恒压供水模糊控制系统设计》
设计的变频
恒压供水控制系统
,
应用了模糊控制技术
,
较好的克服了传统
PID
控制中稳定性
差、
参数调整困难的问题
,
并提供了一种用
PLC
实现模糊控制的新方法
.
该系统取
代了高塔或水泵直接加压供水方式
,
提高了供水质量
,
冯小玲和罗锋华
（
2011
）
在
《基于三菱可编程逻辑控制器与变频器的恒压供
水控制系统设计》
用可编程逻辑控制器
(PLC)
与变频器控制的高楼恒压供水系统
,
采用
PLC
进行逻辑控制、变频器进行压力调节
.PLC
与变频器作为系统控制的核
心部件
,
时刻跟踪管内压力与给定压力的偏差变化
,
李素玲和刘军营
(2004)
在
《恒压供水自动测控系统的设计与实现》
以某小型
二次加压水厂为例
,
介绍一种由
PLC
和变频器完成的恒压供水自动测控系统的原
理、
结构、
特点及其在实际中的应用
.
现场运行表明
,
该系统可靠性强、
保护功能
全、自动化程度高、节能效果好
,
具有显著的经济效益和社会效益
.
吕国芳和刘希涛
（
2005
）
在
《基于
PLC
的
PID
控制算法在恒压供水系统中的
应用》介绍一种基于
PLC
的
PID
控制算法的恒压供水控制系统
.
阐述了变频输出
与工频市电之间的切换方法
,
使每台泵的电机均可通过同一变频器实现软起动
,
避免了电机受冲击、水锤作用、临界点电机频繁起动
.
李焦明
(2009)
在
《变频恒压供水循环软起动控制系统的设计与调试》
详细介
绍了一种基于多泵控制器的变频恒压供水循环软起动控制系统的结构、工作原
理、设计与调试方法
,
对提高变频恒压供水控制系统应用水平有较好的指导和借
鉴作用
.
饶楠和翁志恒
（
2005
）
在
《基于
PLC
的恒压供水系统研究》
介绍了一种基于
PLC
的恒压供水系统的原理、方案和具体实现
.
使用
PLC
实现了系统的主要控制
功能
,
使用
DeviceNet
进行其硬件连接以及网络组态
;
编写了系统程序
,
刘瑾和杨海马
（
2005
）
在
《一种新型恒压供水测控方法的研究》
针对传统恒
压供水控制的缺点
,
采用
Fuzzy
技术与传统
PID
控制相结合的控制方法
,
实现供水
系统的恒压控制
;
同时采用多传感器数据融合技术以提高压力测量的准确性
,
为
压力的测量与控制提供了一种新的方法
.
李焦明
（
2009
）
在
《变频恒压供水控制系统的设计与调试》
采用泵类专用变
频器和
FPC
多泵控制器
,
组成变频恒压供水控制系统
;
该系统采用
1
台变频器拖动
2
台电动机的方式
,
由多泵控制嚣进行信号的处理
,
通过管网的压力变化来控制
变频器的运行
.
通过系统调试
,
该装置控制方案可靠实用
.
刘法治和王保国（
2006
）在《
PLC
在恒压供水模糊控制系统中的应用》介绍
了基于
PLC
与变频调速技术的供水泵组的控制系统设计
,
包括系统的组成、工作
原理、模糊控制策略的设计思想
,
较好地解决了传统
PID
控制中稳定性差、参数
调整困难的问题
,
提高了供水质量
,
节能效果明显
,
具有应用推广价值
.
李鸣和杨大勇
（
2005
）
在
《基于变频调速的恒压供水智能控制系统》
介绍了
一种恒压供水控制系统的构成及设计原理
.
系统采用智能供水控制器和变频器对
水泵进行无级调速
,
并能根据水压的要求循环软启动水泵的数量
,
以使水压维持
恒定
.
路野和周朝晖
（
2009
）
在
《基于
PLC
和变频调速的恒压供水系统设计》
为了
解决水压波动问题
,
基于恒压供水的原理
,
设计并实现了由
PLC
、
变频器和压力传
感器等组成的恒压供水系统
.
系统根据管网压力自动调节供水量
,
实现了恒压供
水的目的
.
宋乐鹏和高国芳
(2007)
在
《基于
PLC
自修正模糊控制恒压供水系统设计》
针
对现代居民恒压供水问题
,
设计了一种基于
PLC
控制
,
算法采用带自修正因子的
模糊控制
,
在误差、误差变化率、控制量语言变量的全论域范围内带有自修正因
子的模糊控制器
.
高宏岩（
2007
）在《基于
PLC
的模糊控制恒压供水系统设计》介绍了
PLC
控制变频调速实现恒压供水的方法和工作原理
.
针对供水系统的特点
,
采用了
Fuzzy-PI
双模控制
,
并提供了一种用
PLC
实现模糊控制的方法
.
系统调节平稳
,
运
行可靠
,
抗干扰能力强
,
具有一定的推广价值
.
雷宏彬和曹晓娟（
2007
）在《基于
PLC
和变频器的恒压供水控制系统
Wall
cabinet type booster pump system for direct water supply
》介绍了一种基
于
PLC
和变频器的恒压供水控制系统
,
阐述了系统组成、系统功能、工作原理和
安全措施
.
该控制系统性能稳定可靠
,
已成功用于某电厂供水系统
,
取得了恒压供
水的效果
.
外国学者
Randy
K.
Buchanan(2004)
《
ACHIEVING
ACCEPTABLE
FLOWRATES
FOR
NONINVASIVE FLOW MEASUREMENTS THROUGH THE IMPLEMENTATION OF A CONSTANT
PRESSURE
WATER
SUPPLY
》该文针对变频恒压供水系统中控制对象模型难于精确
建立以及水泵电机驱动电源切换控制中的问题
,
提出了自适应逆控制和自适应模
糊控制策略以及锁相环同步切换最优控制方案
.
Hirokazu Hamada(1999)
《
Wall cabinet type booster pump system for
direct
water
supplyWall
cabinet
type
booster
pump
system
for
direct
water
supply
》
应用模糊控制方法在变频恒压供水系统中
,
通过对
PID
参数进行在线自
动调整
,
实现供水系统水压调节的有效控制及节能
.
仿真结果和实际应用表明
:
采
用模糊
PID
控制后
,
控制系统的响应速度加快
,
超调量减小
,
过渡过程时间大大缩
短
.
Larry Seitter(2004)
《
Constant Pressure Primer
》针对恒压供水系统
,
介绍了用
PLC
实现变频恒压控制的工作原理
,
对其中的水泵机组自动切换程序进
行了优化设计
,
并给出了
PLC
梯形图
.
长期的运行表明
,
该软件可靠
,
移植性强
,
在
水泵、气泵机组变频改造中得到广泛应用
.
McLaren(2008)
《
Water
flux
components
and
soil
water-atmospheric
controls
in
a
temperate
pine
forest
growing
in
a
well-drained
sandy
soil
》
变频调速技术是一种新型的、成熟的交流电机无级调速驱动技术
,
特别是在供水
行业中
,
由于生产安全和供水质量的特殊需要
,
对恒压供水压力有着严格要求
,
变
频调速技术也得到了更加深入的应用
.

　　变频恒压供水方式的设计须遵循相关设计原则：
　　（1）根据变频泵高效区的流量范围与设计流量的变化范围之间的比例关系，确定主水泵的数量，因高层建筑用户较多，给水系统负荷大，一般主泵宜设 2～4 台（不宜超过 4台），并设一台供水能力等于最大一台主泵的备用泵。在设计流量变化范围内，各台主泵宜均工作在高效区。
　　（2）额定转速时，水泵的工作点宜在高效区段右侧的末端。水泵的调速范围在 0.7～1.0 之间。一般可采用一台调速泵，其余多台恒速泵配合的供水方式。当管网流量变化较大，或用户要求压力波动小时也可以采用多台调速泵的方案。
　　（3）高层建筑变频恒压供水目前以采用恒压变流量供水方式较多。当条件许可时，可将控制点设置在最不利配水点或泵出口处，采用变压变流量供水方式运行。恒压供水时宜采用同一型号主泵，变压供水可采用不同型号的主泵。
　　（4）高层建筑各分区的供水压力在设计中应分别满足本区最不利配水点所需水压。
　　（5）因高层建筑楼层较高，用户较多，对用水质量及安全、可靠性要求更加严格，所以在采用变频调速供水设备时，应有双电源或双回路供电，电机应有过载、短路、过压、缺相、欠压过热等保护功能。水泵的工作点应趋近于水泵特性曲线最高效率点。
　　（6）变频恒压供水方式有上行下给式和下行上给两种布置形式，在实际工程设计中，多采用上行下给的管路形式。

这个具体很复杂的，不是一句两句能说清楚，一你要知道系统的运行方式才能设计控制！这个要学的东西还是挺多的，二是你要知道控制的时候考试因素！如果楼不是太高，采用一套变频控制的话，这个控制相对就简单一些，能根据压力变送器识别信号判断设备的启停，超压保护，再者水位低时停机！有的变频还对水箱进水进行控制，防止无水或水箱水不足！

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太仆寺旗17246765118： 高层建筑变频恒压供水系统设计？
诏尤地榆： 这个具体很复杂的,不是一句两句能说清楚,一你要知道系统的运行方式才能设计控制!这个要学的东西还是挺多的,二是你要知道控制的时候考试因素!如果楼不是太高,采用一套变频控制的话,这个控制相对就简单一些,能根据压力变送器识别信号判断设备的启停,超压保护,再者水位低时停机!有的变频还对水箱进水进行控制,防止无水或水箱水不足!

太仆寺旗17246765118： 高楼层供水的设计原理 - ？
诏尤地榆： 变频恒压供水系统,楼层越低,水压相对高层来说是大了些,但六层以下可以忽落不计.同一管路系统水压相等.

太仆寺旗17246765118： 高层住宅无塔恒压供水系统 - ？
诏尤地榆： 高层住宅无塔恒压供水系统或者称为变频恒压供水就比较能说明问题.其一般包括两个部分:1.该系统包括压力采集部分.包括压力变送器,PID调节部分(有些是变频器内置)2.改系统包括执行部分.包括电气控制和电机,水泵等部分.在以上系统中间,通过变频器来调节电机的转速实现水量调节的目的以实现:在用水量发生变化时自动调节电机的转速和电机投入的数量来保障水压不变化.最后说明:这样的 过程中电机转速调节,PID分析,电动机的关停(多泵系统)都可以通过变频器实现.

太仆寺旗17246765118： 恒压变频供水系统设计要用到变频调速么 - ？
诏尤地榆： 恒压变频供水系统顾名思义最主要是恒压,在系统中必须用到变频调速.通过调节电机的转速来达到恒压的目的,就是PID调节.通过调节电机的输出频率来调节电机的转速,来控制出水压力,以达到出水压力等于设定压力的目的.当然也可以防止压力过高爆管、压力低高层建筑供水不足等隐患.

太仆寺旗17246765118： 用PLC、变频器设计一个有七段速度的恒压供水系统 其控制要求如下: (1)共有3台水泵,按设计要求2台运行,1 - ？
诏尤地榆： 此系统控制要点在“恒压”上.变频器的频率可由7段,16段或者MODBUS来实现.当压力过大时降低变频器的输出频率,当压力过小时,增加变频器的输出频率.主要是程序上逻辑功能的实现.Q595666152

太仆寺旗17246765118： 怎么样写住宅楼恒压供水变频调速系统的PLC程序设计 - ？
诏尤地榆： 写字楼恒压供水变频调速一般不需要用到PLC,变频器自带的PID调节就能满足要求,因为一般写字楼的末端负载都相对比较小,所以不需要用到一拖多,因此现在很多变频器内部都具有PID调节系统.用PLC的作用就是,可以将恒压供水系统和楼层控制系统结合起来,实现智能建筑的目的.达到统一监控,统一调节的作用,真正达到节能的效果.

太仆寺旗17246765118： 变频恒压供水设备设计方案 - ？
诏尤地榆： 根据用户确定流量、根据楼层数确定扬程、根据具体要求确定用什么档次(普通泵或不锈钢及什么品牌变频器等).

太仆寺旗17246765118： 变频调速恒压供水系统设计时,应遵循哪些原则? - ？
诏尤地榆： 蓄水池容量应大于每小时最大供水量、水泵扬程应大于实际供水高度、水泵流量总和应大于实际最大供水量.

太仆寺旗17246765118： 恒压供水系统设计 - ？
诏尤地榆： 这是招标吗?变频器恒压供水,就是要实现恒压控制.一个压力变送器就够了.(PLC编程元件明细表,应包含定时器、计数器等元件的设定值;完整的程序资料,应包括PLC工序图、梯形图等2种格式的程序)这些资料是不给用户提供的,你提的要求不合理.这是公司技术秘密.恒压控制为满足恒压系统会自动启停水泵,

太仆寺旗17246765118： 恒压供水系统的设计原理是什么 - ？
诏尤地榆： 恒压供水是用于住宅、厂房、办公楼、学校、酒店等供水系统,工作原理是靠变频器改变水泵的运行转速达到水泵出口压力恒定,也就是供水系统用水量在变化,但是水泵的出水压力不变,恒定在我们自设定压力.故这类系统较恒压供水系统.