變頻恒壓供水係統實（shí）訓裝置,變（biàn）頻恒壓供水係統實訓設備
2025-12-03 10:22變頻恒壓（yā）供（gòng）水係統是指在供水管網中用水量發生變化時，出口壓力保持（chí）不變的供（gòng）水方式。供水（shuǐ）管網的出口（kǒu）壓力（lì）值（zhí）是根據用戶需求（qiú）確定的。傳統的恒壓供水方式是采用水塔、高（gāo）水位箱（xiāng）、氣壓罐等設施實現的。
一、係統的（de）特點
1.采用可編程控製器，程序靈活多變，精度高，可靠（kào）性強，功能多，反映速度快。
2.均配有穩壓泵或穩壓罐穩壓（yā），在用水量小到一定值（zhí）時，主泵（bèng）可停止運（yùn）轉，減少（shǎo）水泵電（diàn）機的機械磨損並（bìng）且節約電能。
3.對水泵均為軟啟動，延長設備壽命，消除了（le）啟動電（diàn）流對電網的衝（chōng）擊。
4.根據用水量的變化，水泵循環變頻運行，先啟的先停，使水泵均衡工作。當一台泵運轉六小時或二十四小（xiǎo）時，自（zì）動切換到另一台（tái）。
5.最大的特點為雙恒壓控製，生活消防可公用的（de）一套設備，為用戶節約投資。而且一機兩用，大大的提高了使用效率（lǜ）。
6.結（jié）構緊湊，占地麵積小 ，安裝快（kuài），投資省，運行穩定。無汙染。
二、工作原理
變頻恒壓供水係統以管網水壓 (或用戶用水流量)為設定參數，通過微機控製變頻（pín）器的輸出頻率從而自（zì）動調節水泵電機的轉速，實現管網水壓的閉環調節 (PID)，使供水（shuǐ）係統自動恒穩於設定的壓力值（zhí）：即用（yòng）水量增（zēng）加（jiā）時，頻（pín）率升高，水泵轉速加快，供水量相應增大；用水（shuǐ）量減少時，頻率降（jiàng）低（dī），水泵轉（zhuǎn）速減慢，供水（shuǐ）量（liàng）亦相應減小，這樣就（jiù）保證了供水效率用戶對水壓和水量的要求，同（tóng）時達到了（le）提高供水品質和供水效率的目（mù）的，“用多少水，供多少水”；采用（yòng）該設備不需建造高位水箱，水塔，水質無二次汙染，是一種理想的現代化建築供水設備。
三（sān）、變（biàn）頻恒壓供水係（xì）統的適用範（fàn）圍
1.各種類型的自來（lái）水廠，供水站。
2.工（gōng）業與民用建築的生活、生（shēng）產、消防用水係統。
3.公（gōng）共設施賓館，飯店的生活熱水，空調供水係統。
4.油田的輸油管道，油泵站恒壓輸送係統和工廠（chǎng）、礦山（shān）通風機風壓調節係統。
5.熱水鍋爐定壓及熱水管道的定（dìng）壓係統。
四、恒壓供水係（xì）統的原理設計
1.主電路設計
係統采用手動和自動兩種控製方式，PLC首先（xiān）使主（zhǔ）水泵變頻（pín）啟動，壓（yā）力傳感器將母管壓力反饋給PLC，與預先設定的給定壓力比較，通過PID運算，調節變頻器的輸出頻率，以維持（chí）水壓恒定。若用（yòng）水量大到1台水泵全（quán）速運行也不能達到給定壓力時，PLC將該水泵由變頻運行投入到工頻運行，同時將另一台水泵投入到（dào）變（biàn）頻運行，增加管網（wǎng）供水量以保證壓力穩定。當用水量減少時，PLC首先（xiān）將工頻運行的泵停掉，減（jiǎn）少供水量，整個係統保證變頻運行時隻有1台（tái）泵變頻恒壓供水。係統采（cǎi）用變頻（pín）泵循環方式，以“先開先關”順（shùn）序關泵，既保證了係統有備用泵，又有效的防止備用泵長期（qī）不用出現“繡死”現（xiàn）象。係統主電（diàn）路圖如圖2所示。
2.控製電（diàn）路設計
控製電路如下圖3所示，SB1控製係統的（de）啟動，SB2控製係統的停止，當（dāng）水泵出現過載時，A5燈亮。當變頻器出現故障時，A6燈亮。A1、A2分別為泵1的變頻、工頻運行指示燈，A3、A4分別為泵2的變頻、工（gōng）頻運行指（zhǐ）示燈。
3.PLC控製流程圖設計
根據恒壓供水操作要求，PLC控製（zhì）係（xì）統要隨時監（jiān）控自來水以及供（gòng）水口的情況來決（jué）定是否要起動水泵，PLC控製程序設計的主要任務（wù）是接收各種外部（bù）開（kāi）關量信號的輸（shū）入，判斷當前的供水狀態、輸出信號去控製繼電器、接觸器、等的動作，進而調整水泵的運行。PLC和（hé）變頻器是本係統的核心部分，係統穩定運行的關鍵取決於（yú）PLC程序的合理性和可行性以及變頻器參數的設定（dìng）。本（běn）係統采用手動或自動兩種工作方式，係統啟動後，泵（bèng）1首先進人變頻運行，當檢測到壓力上限信號時，變頻泵切換為工頻，啟動另一（yī）台泵變頻運行，當檢（jiǎn）測到壓力下限信號時，工頻泵切除，僅變為（wéi）變頻泵工作（zuò），係統設（shè）計（jì）程序流程（chéng）圖如圖4所示。
五、變頻（pín）恒壓供水係統實訓裝置的原（yuán）理設計
本裝置集PLC、變頻調速、過程控製、工程組態技術於一體（tǐ）。它由六層住（zhù）宅消防、生活供水係統（實物模型），控製平台兩大部分組成，包含了可編程控製器、變頻器、變頻磁力驅動泵、休眠泵、消防泵、壓力變送器、壓力儀表、輸水管道、消防栓、家（jiā）用水龍頭、蓄水池等工程設備。控製平台采用PLC+變頻器的開（kāi）放式（shì）控製結（jié）構，可以完成多種模式（shì）下的樓層恒壓供水實訓實訓，為教學研究變頻恒壓供水技術提供一個開放的操作平台。它是一款適合於大（dà）學及（jí）中、高職院校電氣自動化、樓宇自動化、建築電氣、智能建築（zhù）等專業的綜合型實訓（xùn）設備。
1.係統特點：
1)控製平台采用PLC+變頻器的開放（fàng）式控製結（jié）構，提供（gòng）組（zǔ）態軟件和PLC開發環境，可以讓（ràng）學生自行設（shè）計控製方案，靈活性強。
2)控製平台有熱過載保護（hù）、過流保護（hù）、漏電保護、接地保護、工頻（pín）和變頻聯鎖控製等多重保護機製。
3)控製係統能模擬真實的給水係統，有自動控（kòng）製和手（shǒu）動控（kòng）製兩種控製方式，當自動控製失效（xiào）時，係統由手動控製方式運行。
4)控製對象全部使用不鏽鋼和（hé）有機玻璃器件（jiàn），保證不生鏽、不易老化；模擬六層（céng）大樓（lóu）給水係統，具有有生活水係統和消防水係統兩種水路模型；動力係統由四台水泵構（gòu）成，其中兩台常規變頻循環泵，一台休眠小泵，一台消防泵，能夠模擬常規生活供水係（xì）統、消防供水係統和夜間小流量供水係統，能夠生動模擬大樓給排水係統的典型結構。
2.技術參數：
1)輸入電源：三相四線（xiàn）～380V±10% 50Hz
2)環境溫度：+4℃～+45℃
3)裝置容量：＜5kVA
4)外（wài）形尺寸（cùn）：控製對象模型（xíng）1200mm×805mm×1590mm，控製櫃800mm×600mm×2000mm
5)安（ān）全保護：具有漏電自（zì）動保護裝置
3.實訓項目：
1)控製（zhì）屏結構認識與調試
2)單泵控製變頻恒壓供水
3)雙泵切換變頻恒壓供水
4)生活水係統靜態壓力控製
5)生活水係（xì）統動（dòng）態壓力控製
6)生活水係統的分時控製（zhì）
7)夜間休眠模（mó）式下的供水
8)消防狀態控製
9)綜合（hé）控製係統
4.基（jī）本配置（zhì）：
1)電源控製櫃（標準機櫃）
(1)交流電源（帶有過流保護）：單相交流電 220V 50Hz
三相交流電 380V 50Hz
(2)三相電源（yuán）指（zhǐ）示燈
(3)三相電源指示儀（yí）表
2)PLC
PLC采用歐姆龍CP係列（liè）控製（zhì）器（qì），采用HostLink通訊協議，提供了PLC開發環境，可以讓學生自行設計控製方案。
(1)生活供水管網的恒壓供水
(2)可實現以天（tiān）為周期的定時控製壓力控製（zhì），以適應供水壓力變（biàn）化的需求
(3)夜（yè）間可啟動（dòng）休眠小泵運行實現最大限度節能，實現小流量下的生活供（gòng）水
(4)火（huǒ）警狀態，可自動啟動消防泵（bèng），完成消防模式下的恒壓供水
(5)可實現帶上位機係統的（de）PID控製
3)手動控製裝置
控製係統采用手動控製和自動控製兩種控製方式，手動控製器在實際工程應（yīng）用中具有十分的重要性，在該裝（zhuāng）置當中加入（rù）該（gāi）裝置具有如下作用：
(1)在自（zì）動控製器失效的狀態（tài）下，手動控製（zhì）係統可以保證係（xì）統的可靠運行
(2)在係統投入自動控製前，可用手動控製器檢驗動力線路和動力設備的運行工況，可靠（kào）保護PLC和變頻器設備
4)恒壓供水模型
供水模型（xíng）全（quán）部使用（yòng）不鏽鋼（gāng）和有機玻璃器件，保證不（bú）生鏽、不易老化；模擬六層大樓給水係（xì）統，具有（yǒu）有生（shēng）活水（shuǐ）係統（tǒng）和消防水係統兩種水路模（mó）型；動力係統由（yóu）四台水泵構成，其中兩（liǎng）台常（cháng）規變頻循環泵，一台休（xiū）眠小泵，一台消防泵，能夠模（mó）擬常規生活供水係統、消防供水（shuǐ）係統和夜間小流量供水（shuǐ）係（xì）統，能生動模擬大樓給排水係統的典型結構
5)監控軟件
配備監控係統軟件,可以實現對供水過程的全監控。實現控製係統的參數整定和狀態分析。提供組態軟件，可以讓學（xué）生自行設計監控界麵。
六、總結
變頻器和壓力傳感器組成的恒壓供水（shuǐ）係統，達到恒壓供水的目的，實現真（zhēn）正意（yì）義上的無人值守的起閉、循環切換水泵。由於變頻器具有軟啟動（dòng）的功（gōng）能（néng），消（xiāo）除了啟動大電流對（duì）電網的衝（chōng）擊（jī），從而延長泵的使用壽命。實際運行情況證明了本係（xì）統具有可靠性高、自動（dòng）化程度高、便於維護和高（gāo）節能性等特點（diǎn），具有很大的應（yīng）用價值，可廣泛應用於（yú）工業供水、生活供水、消防供水、集中供熱等供水係統。
