关于生活供水系统电路改造问题探讨

关于生活供水系统电路改造问题探讨

郑元文

桂林华蓝空间设计有限公司

摘要：采用变频器工艺的产品具有极高的安全和安全可靠，它无需经常开关，只需根据需求进行频率的调整，使得整个系统的操作更加顺畅， 这方法可以有效降低能源消耗，减小对供电系统的影响，增长电气设备的寿命，而且也大大减少了相关的投入，有利于改善城市的环境。但却是当时生产生活供水系统的常用设计。由此可见，变频调速恒压供水系统与老式的供水方式对比具有供水安全、节约能源、节省投资、运行稳定可靠的优势。

关键词：供水系统   变频器   改造

绪论：本人于1998年毕业之后一直从事电工工作，一直以来得到王荣庆师傅的指导，先后在机床股份公司，鑫雨物业公司、担任电工工作，华蓝空间设计公司担任水电工程监理工作，不断积累工作经验，以上是自己工作中的一些体会与大家分享，不足之处请各位同行指出以勉励今后工作不断进步。

一、原供水电器控制系统分析

原来供职的单位是物业公司，供水系统主要是给1栋30层左右的高楼供水，以下的改造是本人亲身经历。原来老的供水电器控制系统电器控制柜和水泵水池都在一个房间，采用通过压力传感器，时间继电器，接触器等主令元器件控制2个水泵运行。结果故障频发。最大一次故障导致整个控制柜被烧毁，险造成特大事故。经过检查原供水电器控制系统中，电动机，水泵和压力传感器以及供水管路都没有问题和故障，我们只需对电机的控制电路进行升级优化就能达到节能增效安全运行的目的。基于以上原因我向物业公司领导建议用低成本对原来的供水电器控制系统进行改造。

二、变频恒压供水系统节能原理

经过对电器的特性进行深入研究，我们发现，经过调整电机的输出时间，我们能够轻松地调整发电机的功率，进而调整泵机的速度。根据这一发现，当我们降低发电机的功率时，它的输入功率会相对较小，因此泵机的轴承负荷会相对较小。经过使用变频器来调整水泵的速度，我们可以在使用较少的水的情况下，达到节省能源的目的。经过调整速度，我们既可以防止水泵长时间处于高功耗运行，导致电器的衰退，还可以缓解开关设备带来的压力。通常来说，使用变频器的效果会优于传统的方法，并且它的节省效果通常会达到20%-40%。

三、变频器的选用

这个系统能够自主地改善供水系统的压力，从而达到稳压供水。它采用了变频技术，可以实时监测压力，并且可以自由地调节各个部件，从而实时监测压力。PLC可以自主地处理压力，并且可以自行检测压力，从而实时监测压力，并且可以自主地决策哪些部件需要更改，从而实时监测压力，并自主选择最佳部件，从而实时监测压力，从而达到稳压供水的效果。通过调节马达的转速，完成了从低速到高速的自动转换。因此怎么选用变频器很关键的问题。控制技术是决定变频器效率的关键因素。

表2

根据上表对比的结果来看，所以选择U/f=C控制方式的变频器。我们最后以经济实惠以及性能方面选择了英菲腾的变频器。

四、电路设计思路

原来的供水系统中水泵，电机，以及液位传感器，压力传感器，都不用换，我们只需要更新电路控制系统。我们新的系统需要有手动和自动两种运行方式当1#水泵处于自动状态，PID调节器将其发射的信号和预期的压力进行对应，并将其转化成50HZ的电平，此时，PLC会根据预置的程序，将I/O端口的开关量调节至50hz，以此来激活1#泵，将其转化成工频，而2#泵也会随之转化，直至压力恢复至预期的值。当2#泵从变频转向工频，PLC控制将其转回1号泵，并且利用PID控制器来实现对泵的精确控制，以确保系统的稳定性，并维护管道的正常流动。此外，在控制柜中，还能够控制1#~2#泵的启停，以满足不断增加的设备配置、定期的维护以及定期的维护。因为变频泵的频繁操作会使得它们的使用寿命大大增加，这会对它们的安全性造成威胁。因此，我们应该采取措施来平衡并联水泵的使用寿命，例如，在其中的水泵达到稳定工作条件之前，应该及时调整到其他水泵的频率，从而使它们的使用寿命尽量接近。按照以上的工作状态和运行模式我们的设计分为2个工作单元，一个自动工作单元，一个手动工作单元，都设有运行模式指示灯，便于查看运行状态。在总电源输入端口增加浪涌保护器，降低高电压串入的风险。

五、改善控制柜运行环境

当时人们通常会将家庭供水系统放入住宅的地下室，而变频器作为高级的电气设备，工作运行环境需要改善。鉴于上次出现的火灾事故，我们把控制柜移除水泵房，单独设置一个控制系统房间并根据实际情况做了安全防范措施。

1、设置独立的供水系统配电间并安装监控系统和热感应系统,由安保人员24小时监控,一旦发生故障及时通知电工进行处置;

2、由于潮湿的环境、有害的化学物质和灰尘的存在，可能会导致电子元件的氧化、损坏、断开，从而引发短路现象。增加智能抽湿系统保证干燥的环境;

3、温度对于保证电子元件的使用寿命和稳定性至关重要，尤其是对于半导体元件，为了确保其正常运行，应该在控制柜上配备散热风扇和空调。

六、安装与调试

安装完成以后，不接主电路，进行调试。开始以为比较简单结果出现了一些意想不到的问题，经过总结我写下过程也是新手容易犯的错误与大家共享以便共同研究探讨。

1:控制电机的接触器无动作

首先，仔细检查控制器操作面板上的反馈信息，并与控制器说明书中提供的泵的参数和运行指示进行比较，以确保正确的操作。最后万用表测量输出正常，逐一检查接触器的控制线路，发现零线接错。

2：变频供水系统的压力传感器可以检测到压力的变化，但是面板上的压力数据并未发生变化。

先确保压力传感器与控制器的连接牢固，并使用万用表来测量它们的模拟输出端的电压。请确保SVCC端与GND端的电压范围为4.9V,5.1V，以确保它们的电源状态良好。请使用1K欧姆的滑动阻力，将它们连接到控制器的3个端，并将其中的一端连接到P1端，然后观察它们的电压是否会因为电阻的阻值的改变而发生改变。结果显示，P1端与GND端的电压保持稳定，并且两端的电流也保持一致。结果发现压力计出现故障，立即进行维修。

七、结论

变频器在供水控制系统中的优点：

1）通过引入PLC、PID等先进的PLC技术，我们能够实现对水压的精确监测，并且能够通过plc的稳定运行，实现对水压的恒定供应。此外，plc还具有较强的操纵功能，能够实现对水压的快速响应。

2）该系统拥有强大的故障处理能力，可以实现自动工频运行，并且可以实时发出现场报警，还可以通过远程电话进行自动报警，同时还具备对故障电机的锁定功能。

变频器未来的发展方向

科技改变生活，创新引领未来。随着技术的进步，变频器正在朝着更加先进的、可靠的、全面的、可互联的方向发展，以满足用户的需求，如远程监测、故障诊断、数据分析等。也将在物联网、云计算、人工智能等技术中广泛延伸。变频器得运用越来越广,人工智能,物联网技术也同步发展。变频器将向多元化方向发展,实现对不同负载的控制和适应,满足不同领域和应用的需求。随着工业自动化、智能制造、新能源等领域的发展,变频器的应用会更加广泛。

                                    撰稿人：郑元文

参考文献

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[2]黄秉政. 调速泵供水设计中几个问题的探讨.给水排水[J].1994(4):22-23

[3]邱瑞生，杨滨等. 采用交流调压调速的方法实现高楼供水.自动化技术与应用[J].2002，21(4):24-26