一、引言
隨著電力技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)的日臻完善，以變頻調(diào)速原理為核心的智能供水控制系統(tǒng)取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設(shè)備，起動平穩(wěn)，起動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊;由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等設(shè)備的使用壽命;可以消除起動和停機時的水錘效應(yīng)。其穩(wěn)定安全的運行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使供水實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力，最終達到高效率的運行目的。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電動機無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化（實際上為供水管網(wǎng)的壓力變化）自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當今先進、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。北京富萊時代科技有限公司，作為恒壓供水控制器的專業(yè)制造商，為市場和客戶考慮，相繼開發(fā)出DB-2000、DB-2100系列恒壓供水控制器，在恒壓供水系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。
本文以北京富萊時代科技有限公司生產(chǎn)的DB-2000、DB-2100系列恒壓供水控制器型為例，介紹一下我們在水網(wǎng)改造上的一些經(jīng)驗。
二、DB-2100系列恒壓供水控制器的應(yīng)用方式：
通常在同一路供水系統(tǒng)中，設(shè)置多臺常用泵，供水量大時多臺泵全開，供水量小時開一臺或兩臺。
在采用變頻調(diào)速進行恒壓供水時，就用兩種方式：
第一是每臺水泵都配用一臺變頻器;
其二是所有水泵只配用一臺變頻器和一個恒壓供水控制器實現(xiàn)。
顯然第一種方法成本太高;第二種方法成本很低。北京那個富萊時代科技有限公司開發(fā)的DB-2000、DB-2100系列恒壓供水控制器就可輕松實現(xiàn)一臺變頻器控制任意數(shù)馬達的功能。下面講到的原理都是一臺變頻器拖動多馬達的系統(tǒng)。
系統(tǒng)構(gòu)成：采用變頻器與DB-2100型恒壓供水控制器構(gòu)成控制系統(tǒng)，進行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運行，并自動調(diào)整泵組的運行臺數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化變化時達到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。
三、 工作原理描述
當變頻器與DB-2100型控制器構(gòu)成的恒壓供水系統(tǒng)被投入自動運行時，1#泵電機接觸器首先被控制導(dǎo)通，變頻器輸出頻率上升，同時管網(wǎng)壓力信號逐漸增加，出水管網(wǎng)的壓力信號與控制器管網(wǎng)壓力設(shè)定信號負反饋閉環(huán)，當電機頻率上升到最高頻率，而管網(wǎng)壓力達不到設(shè)定要求時，變頻器立即控制工頻接通1#泵，使1#泵全速投入運行，同時變頻器經(jīng)過時間延遲，對2#泵進行變頻控制，3#、4#、5#泵重復(fù)此過程。當管網(wǎng)壓力與控制器設(shè)定壓力基本平衡時，變頻器控制當前變頻電機維持在一定的頻率。當水需求量減少，管網(wǎng)壓力逐漸升高，內(nèi)部PI控制器輸出頻率降低，當變頻器輸出頻率低至管網(wǎng)下限頻率時（工廠默認為20HZ），而管網(wǎng)在設(shè)定時間內(nèi)還高于設(shè)定壓力，變頻器切斷最先起動的工頻控制泵（遵循“先起先停”的原則），轉(zhuǎn)而控制下一個原工頻控制泵，變頻器在水泵控制轉(zhuǎn)換過程中，逐漸輪換使用水泵，使每個水泵的利用率均等，增加系統(tǒng)可靠性。
四、DB-2100系列恒壓供水控制器的使用
4.1初步參數(shù)設(shè)定
（1）確定泵屬性組參數(shù)（C-18～C-23）。
（2）如果需要運行時間圖，可以填寫運行時間圖組（C-29～C-46），首先調(diào)校時鐘（C-29），然后確定運行圖段數(shù)（C-30）并填寫起始時間及相應(yīng)狀態(tài)。出廠設(shè)置為8段區(qū)分高低峰用水（用第一、二壓力區(qū)分）及夜間關(guān)機（如有附屬小泵，則此時僅小泵運行）的時間圖。起始時間應(yīng)從小到大依次排列，例如：僅有2段的運行時間圖，如果0：00～5：30間關(guān)機，則C-31=0.00、C-32=0、C-33=5.30;如果23：59～5：30間關(guān)機，則C-31=5.30、C-33=23.59，C-34=0。
（3）確定變頻器屬性組參數(shù)（C-14～C-17）。
（4）確定休眠參數(shù)（C-24～C-28）、定時換泵參數(shù)（C-47～C-49）、消防參數(shù)（C-58～-63）等。
4.2手動狀態(tài)下的參數(shù)修正
（1）修正遠傳壓力表參數(shù)（C-12～C-13），當壓力表指示為零時，調(diào)整Pb，使反饋壓力顯示為零;增加水壓（達到滿量程的1/3以上），調(diào)整Pg，使反饋壓力顯示于實際相符。
（2）修正水泵工作下限頻率（C-05），此頻率為單臺水泵不出水的臨界頻率。
4.3自動狀態(tài)下的參數(shù)修正
（1）變頻器加減速時間（C-15）參數(shù)直接影響控制器性能，如果自動運行狀態(tài)中，如果變頻器實際頻率變化滯后于控制器給定頻率，應(yīng)調(diào)整參數(shù)C-15以保證同步。
（2）如果水泵切換條件為用戶自設(shè)定（即C-06=1），在保證系統(tǒng)不振蕩的條件下，適當減小上、下限頻率持續(xù)時間
4.4帶多臺泵時的情況
當配置為標準直接起停型時，可構(gòu)成1個變量泵+5個定量主泵、或1個變量泵+4個定量主泵+1個附屬小泵的生活用水控制系統(tǒng)。
當配置為標準循環(huán)軟起停型時，可構(gòu)成5個變量主泵、或4個變量泵+1個附屬小泵的生活用水控制系統(tǒng)。
當配置為消防型時，可構(gòu)成4泵循環(huán)軟啟動或直接啟動的消防專用或消防生活共用控制系統(tǒng)。各個泵（C-19～C-23）都可作為主泵使用，C-23（即5#泵）可作附屬小泵使用。
4.5消防功能補充說明
穩(wěn)壓泵組（或生活泵組）和消防泵組的工作方式、消防泵的巡檢方式通過應(yīng)用宏選擇（C-18），在選為消防功能時是B5，D5輸出點不能連接主泵，因此主泵最多為4個。
激發(fā)消防狀態(tài)有2種方式，通過FIRE端子激發(fā)或選擇失壓時軟件消防功能（C-62=1，當所有穩(wěn)壓泵都運行到最大工況后，壓力仍然達不到設(shè)定壓力，經(jīng)過加泵延時后進入消防狀態(tài)。此功能通常僅用于消防專用系統(tǒng)中）。進入消防狀態(tài)后，在自動方式下Fire指示燈點亮，對于通過FIRE端子觸發(fā)或選擇軟件激發(fā)進入消防狀態(tài)的，退出消防狀態(tài)只能通過重新上電;對于通過FIRE端子電平方式進入消防狀態(tài)的，F(xiàn)IRE端子電平無效時，自動退出消防狀態(tài)。
對于采用主泵穩(wěn)壓的消防類型（消防B、C型），B5可以選擇為附屬小泵。非消防狀態(tài)時穩(wěn)壓泵可定時換泵，并可選擇休眠，在休眠時B5附屬小泵可選擇工作于工頻或變頻。這些消防類型可以很好滿足生活消防共用系統(tǒng)。
對于采用小泵穩(wěn)壓的消防類型（消防A、E型），B5穩(wěn)壓小泵可選擇工作于工頻或變頻。這些消防類型僅用于消防專用系統(tǒng)。
五、應(yīng)用DB2100恒壓控制器系統(tǒng)與PLC恒壓控制器系統(tǒng)的比較
DB-2100供水控制器、PLC都類屬工控產(chǎn)品，在設(shè)計初就考慮到各種復(fù)雜的工礦使用環(huán)境，所以在關(guān)鍵器件上選用的都是國際知名名牌器件，所以在使用穩(wěn)定型方面、可靠性方面兩者處于在一個水平線上。
在使用由變頻器和DB-2100供水控制器組成的恒壓供水控制系統(tǒng)，由于內(nèi)置了PID功能，使用簡單、方便，操作人員可以在很短的時間內(nèi)對系統(tǒng)調(diào)試完畢。而變頻器-PLC組合需要編程人員根據(jù)自己的經(jīng)驗進行編寫，可靠性和穩(wěn)定性還有待時間的驗證。
由于DB-2100供水控制器為標準產(chǎn)品，如有問題可直接替換，而PLC出現(xiàn)問題則需要另行購買PLC并需要專業(yè)的編程人員編程，這在水網(wǎng)改造以及后期維護中是很麻煩的。故在使用成本、后期維護上，變頻器加DB-2100組合更勝一籌。
六、供水應(yīng)用中的其他注意事項
（1）變頻泵至工頻控制時可直接切換，以免管網(wǎng)壓力形成波動，工頻泵變頻控制的切換時間必須適當設(shè)置，延長太短，水泵對變頻器形成沖擊電壓和沖擊電流，容易使變頻器出現(xiàn)故障，延時過長使管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定，從而易出現(xiàn)頻繁切換動作。
（2）當供水基板與主控制基板距離較遠時（20m以上），需提供附加電源以確保信號正確傳輸。
（3）當供水系統(tǒng)不需要處理消防等緊急狀態(tài)下的供水問題時，可簡化PLC控制功能。甚至只通過單變頻器實現(xiàn)簡易恒壓供水。
（4）適當使用變頻器獨特的負載檢測和切斷自停機功能，方便遠程水泵的控制。
（5）在進行變頻器控制信號接線時，請把其同動力線分離，也不要配置在同一配線管內(nèi)，否則有可能產(chǎn)生誤動作。
（6）壓力設(shè)定信號線與壓力反饋信號線必須采用屏蔽線。
（7）電機側(cè)的工頻旁路與變頻器輸出之間應(yīng)使用帶有機械連鎖裝置的交流接觸器，并在電氣控制回路上進行邏輯互鎖，以防止工頻電源與變頻器輸出之間引起短路而損壞變頻器及相關(guān)設(shè)備。
（8）電機所連接的工頻電源的相序應(yīng)與變頻器輸出的相序一致，為防止電機反轉(zhuǎn)事故，請確認相序。
