姜倩倩 劉金海

引言：本文針對煙臺(tái)大學(xué)供水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，給出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，改造之后節(jié)能效果顯著，并具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

煙臺(tái)大學(xué)原來供水系統(tǒng)是簡單的Y-△電路，由于每一天內(nèi)會(huì)出現(xiàn)很多次用水高峰和低谷，是隨機(jī)的而用水時(shí)而時(shí)所需的壓力是一定的，故在供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行中，通常以供水流量和壓力為控制對象。

一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以煙臺(tái)大學(xué)用水為例來說明變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1.1 系統(tǒng)組成與功能

本系統(tǒng)主要由上位機(jī)、下位機(jī)、變頻器、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成，上位機(jī)機(jī)分別控制4口井變頻系統(tǒng)，采用奔騰Ⅲ計(jì)算機(jī)，主要完成對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)視，各種實(shí)時(shí)狀態(tài)的記錄與存儲(chǔ)，以及顯示所需要的各種運(yùn)行參數(shù)。下位機(jī)采用的是西門子S7-300型的PLC，用于采集數(shù)據(jù)、運(yùn)算等各種處理，并對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出操作指令。變頻器采用的是西門子6E32型，實(shí)現(xiàn)對水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的變頻調(diào)節(jié)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)對流量及壓力的控制與保護(hù)。

1.2 系統(tǒng)自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)

因?yàn)樗脡毫εc流量關(guān)系的曲線是以水泵轉(zhuǎn)速為參數(shù)的一族拋物線，不同的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，對應(yīng)不同的曲線。在給定壓力范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，便可以找到一族（或一條）揚(yáng)程特性曲線，使得該流量能夠滿足用水需求。本方案中，通過測試水泵出口的壓力來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，來使壓力（揚(yáng)程）與流量滿足用戶要求。

煙臺(tái)大學(xué)用水系統(tǒng)，采用兩臺(tái)水泵運(yùn)行，其功率為4kW。，以水泵出口壓力的允許范圍0.5～0.6MPa作為控制水泵轉(zhuǎn)速的采樣點(diǎn)。系統(tǒng)控制過程流程圖如圖1所示。

圖1控制過程流程圖

該供水系統(tǒng)具備自動(dòng)和人工兩種控制功能。“自動(dòng)”控制由由軟件編程完成，“人工”控制由操作人員通過鍵盤輸入來完成控制。

二、改造結(jié)果分析

在工作壓力為0.5～0.6MPa的變頻調(diào)速控制中，分別采用傳統(tǒng)的閥門控制和變頻調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)對比，得到表1所示結(jié)果，采用變頻調(diào)節(jié)供水系統(tǒng)，其節(jié)能效果要比傳統(tǒng)閥門控制流量節(jié)省20%～69%，節(jié)能效果非常明顯。

三、結(jié)束語

由于進(jìn)行了變頻改造，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，不僅避免了電機(jī)的頻繁啟動(dòng)，還大大節(jié)省了電能，并提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]《泵與風(fēng)機(jī)》毛正孝，趙友君. 北京：中國電力出版社，1999.

[2]《變頻水泵性能分析》曹 琦，付明星.變頻器世界，2005（4）.

[3]《變頻器在取水泵高壓電機(jī)上的應(yīng)用》 姚厚偉.工控與變頻，2004（6）.

（作者單位：煙臺(tái)南山學(xué)院）

作者簡介：姜倩倩（1986.12），女，漢族，碩士研究生，教師，助教，檢測技術(shù)與自動(dòng)化裝置專業(yè)。