1 导言
汕头市澄海区榜首水厂送水泵房共有六台送水机泵，包含55kW、75kW、110kW三种不同功率的机泵各两台。因为用户用水量具有必定的随机性，假如只靠发动和中止机泵来坚持供水压力，这样很难满意随时改动的供水要求。据计算剖析，在水厂的出产本钱中，送水机泵作业用电本钱占了很大的份额。为下降电耗，确保供水质量，受用户托付对送水泵房水泵机组施行全主动变频调压PLC操控。全主动变频调压PLC操控体系首要选用变频调速技能，它具有安稳水压，下降能耗等显着长处，是一项集现代先进电力电子技能和计算机技能于一体的高效节能技能。
2 体系介绍
全主动变频调压PLC操控体系首要由一套可编程操控器PLC和一台变频器组成。PLC对管道压力进行实时采样，并与压力设定值进行比较，依据压力误差值由PID闭环操控算法得出一调理参量，操控变频器输出频率然后操控水泵电机转速，以及依据压力差值的巨细等条件主动选定作业机泵的类型和数量，使管网压力与设定压力共同。
依据工艺要求，为到达既下降电耗，又防止频频启停机泵，挑选110kW的机泵与变频器组成调速泵，其他机泵作为定速泵。在一台变频器下的两台110kW的机泵加装电气互锁操控，防止两水泵一起作业。
体系兼有手动和主动操作功用，可依据不同的需求，挑选不同的作业方式。手动时，频率输出由变频器的操作器设置，主动时，频率输出由PLC依据管道压力主动调理。
3 体系特色
(1)主动操控水泵转速
实时读入管网压力值，与设定值比较，由PID操控算法得出一调理参量，操控变频器输出频率，然后操控调速泵的转速，完结恒压供水。
(2)主动作业泵的类型和台数
当用水量较少时，调速泵调频变速作业，坚持干管水压安稳。当用水量超越调速泵的工频流量，水压下降时，变频器先把频率下降到70％，操控调速泵作业，一起PLC增开定速泵，泵的类型和数量能够依据当时的压力差和用水量的前史曲线决议，增开定速泵后，调速泵的作业频率则依据压力差进行调整，使干管压力挨近设定值。如当用水量减少时，变频器下降调速泵的作业频率，当频率下降到40%时，相应地封闭定速泵，然后调整调速泵的频率，使干管压力挨近设定值；停泵时，依据当时的压力差和用水量的前史曲线决议所停的泵的类型和数量。当水压达不到要求，体系在开停泵时都应采纳延时处理，防止出现在短时间内频频切换机泵的状况。
(3)最大极限运用原有设备，减低出资本钱。
4 变频调压的节能原理
为习惯用户用水量的改动，调理出水流量，现一般选用两种办法来完结流量的接连调理。一种是运用操控阀或节省阀进行节省，以改动出水流量；另一种是泵的调速操控，调理泵的转速来改动出水流量。图l为水泵调速时的全扬程特性(H—Q)曲线。
用阀门操控时，当流量要求从Q0减小到Q1，有必要下降阀门开度。这时阀门的磨擦阻力变大，阻力曲线从R移到R’，扬程则从H0上升到Hl，作业工况点从A点移到B点。
用调速操控时，当流量要求从Q0减小到Q1，因为阻力曲线R不变，泵的特性取决于转速。假如把速度从N100降到N80，作业工况点则从A点移到C点，扬程从H0下降到H2。
依据离心泵特性曲线公式：
P=QHr／102η (1)
式中：P——水泵运用工况轴功率(kW)；Q——运用工况点的水压或流量(m3／s)；H——运用工况点的扬程(m)；r——输出介质单位体积分量(kg/m3)；η——运用工况点的泵功率(％)可得出作业在B点泵的轴功率和C点泵的轴功率分别为：
由(4)式看出，用阀门操控流量时，有△P功率被损耗糟蹋掉了，且跟着阀门不断关小，这个损耗还要添加。而用转速操控流量时，依据流量Q、扬程H、功率P和转速N之间的联系，有：
由(5)式可知，流量Q与转速N的一次方成正比；扬程H与转速N的平方成正比；轴功率P与转速N的立方成正比，即功率与转速成3次方的联系下降。假如不是用下降阀门开度的办法，而是把电机转速降下来，那么在相同流量的状况下，本来耗费在阀门阻力的功率就能够防止，然后取得图l中BC区域巨细的节能效果。本全主动变频调压PLC操控体系挑选的调速泵的功率为P=llOkW，额外转速为n=1450r／m，从表l能够调查所需功率和转速的联系。
据计算剖析，泵大部分作业时间是作业在60%到80%的负载作业点上。由上表能够看出，60％和80％的负载作业点上所需的功率相当于以额外转速作业时功率的51．2％和21．6％。所以选用变频调速操控泵的流量，理论上能够节省40%的电耗。
5 出资效果
汕头市澄海区榜首水厂送水泵房设备施行了全主动变频调压PLC操控体系后，出资效果非常显着。首要体现在以下几个方面：
(1)节能效果非常显着，并且出产工艺安稳，可发生显着的经济效益。
依据用户计算，月平均节省电能30000kWh，按工业电价0．67元／kWh计，每月能够发生直接经济效益2万余元，具有显着的经济效益。
(2)延伸设备寿数，下降修理费用。因为电机水泵的转速遍及下降，作业状况显着改进。变频器发动和调速平稳，这减少了对电网的冲击。一起叵压供水对管网不会形成经常性的激烈冲击，对管网起了很好的维护效果。这些都对延伸设备的运用寿数，下降设备的修理费用有活跃的含义。
(3)改进作业环境，下降设备毛病的可能性。选用变频调速技能后，因为水泵出口阀全开，消除了阀门因节省而发生的噪音，改进了工人的作业环境。一起，克服了平常因调理阀毛病对出产带来的影响，具有显着的社会效益。
(4)进步设备作业安稳性。体系选用闭环操控，参数超调动摇规模小，误差能及时进行操控。变频器的加快和减速可依据工艺要求主动调理，操控精度高，能确保出产工艺安稳，进步了供水的质量和产值。并且变频调速器具有非常活络的毛病检测、确诊、数字显现功用，进步了电机水泵作业的可靠性。
6 结语
汕头市澄海区榜首水厂全主动变频调压PLC操控体系投入作业4年来，用户的运用经历标明，体系具有调速性能好、节能效果显着、作业工艺安全可靠、改进操作人员操作环境等长处。在大力提倡节省能源的今日，推行运用这种集现代先进电力电子技能和计算机技能于一体的高科技节能设备，关于进步水厂出产率、下降能耗、下降出产本钱、进步经济效益具有严重的现实含义。
