系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)出口水量，使壓力始終在設(shè)定值附近波動(dòng)並最終達(dá)到設(shè)定值，從而實(shí)現(xiàn)了恒壓力供水的目的。

　　(1) 系統(tǒng)功能
    　可以根據(jù)需要，設(shè)定壓力值，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行循環(huán)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，系統(tǒng)的響應(yīng)速度快，穩(wěn)定性好;
    　系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)、自動(dòng)控制模式:在手動(dòng)方式下，由工人根據(jù)壓力表顯示的情況，進(jìn)行手動(dòng)啟動(dòng)，并且可以設(shè)定由工頻啟動(dòng)還是變頻啟動(dòng);在自動(dòng)方式下，完全根據(jù)壓力設(shè)定值進(jìn)行循環(huán)啟停泵操作;
    　可以在線切換手動(dòng)、自動(dòng)控制模式:當(dāng)系統(tǒng)在自動(dòng)方式下完全啟動(dòng)以后，可以不停機(jī)直接切換到手動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行;
    　每臺(tái)泵都設(shè)有變頻/工頻兩種狀態(tài)，在自動(dòng)運(yùn)行模式下，任一臺(tái)泵只有處于變頻狀態(tài)，才能由PLC控制進(jìn)入循環(huán)軟啟序列;
    　具有顯示報(bào)警功能,系統(tǒng)設(shè)置有各種顯示功能，可以顯示電壓、電流、壓力、變頻器輸出頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)，同時(shí)設(shè)置各種保護(hù)功能，如過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、欠壓保護(hù)等。

　　(2) 工作原理
   　 在自動(dòng)運(yùn)行模式下，通過(guò)人為設(shè)定所需的壓力，啟動(dòng)系統(tǒng)后，控制系統(tǒng)通過(guò)變頻器啟動(dòng)一臺(tái)處于變頻狀態(tài)的水泵電機(jī)。當(dāng)電機(jī)達(dá)到滿速以后，如果檢測(cè)壓力仍達(dá)不到設(shè)定要求，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地將該泵由變頻切換到工頻，然后由變頻器自動(dòng)啟動(dòng)另外一臺(tái)處于變頻狀態(tài)的水泵電機(jī)。當(dāng)檢測(cè)到的壓力值偏高且變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)在下限頻率時(shí)，則第一臺(tái)工頻運(yùn)行的水泵電機(jī)將自動(dòng)停機(jī);若再需加泵時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將變頻運(yùn)行的水泵切換至工頻運(yùn)行，然后再變頻啟動(dòng)另外一臺(tái)處于變頻狀態(tài)的備用泵;以此順序運(yùn)行，直到出口壓力達(dá)到設(shè)定的要求值。

   　 在手動(dòng)運(yùn)行模式下，由人工根據(jù)壓力表顯示的壓力情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟動(dòng)單臺(tái)泵，并且可以設(shè)定是由工頻啟動(dòng)還是由變頻啟動(dòng)。對(duì)于變頻運(yùn)行泵，可以通過(guò)手調(diào)信號(hào)給定電位器來(lái)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢。

    　此系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)調(diào)節(jié)供水動(dòng)力范圍大，不用經(jīng)常人工起停水泵，因而自動(dòng)化程度高，減小了電機(jī)長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)所造成的磨損www.zhimadaxue.com，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
　　(3) 控制系統(tǒng)原理圖
    　此系統(tǒng)中，PLC作為系統(tǒng)的控制核心，起著至關(guān)重要的作用。尤其變頻自動(dòng)加減泵的過(guò)程，關(guān)系到系統(tǒng)的安全和調(diào)節(jié)的平滑性，在編程的過(guò)程中應(yīng)該注意。其原理圖如圖1所示。

 

圖1    PLC控制系統(tǒng)原理圖

    　變頻器及控制系統(tǒng)的其它電子電氣元件作為本系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，作為變頻調(diào)速控制主體，可控制水泵的起停、加減速運(yùn)轉(zhuǎn)以及泵間的相互切換等。其原理圖如圖2所示。

 

圖2     變頻器切換控制原理圖 

　　3  節(jié)能原理
   　 水泵為平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，即水泵的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，而軸功率和負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的乘積成正比，因此，水泵的軸功率與電機(jī)轉(zhuǎn)速的立方成正比。

    　由此可知，當(dāng)要求出水量減少時(shí)，可使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，而電機(jī)轉(zhuǎn)速微量減少，將使功率大幅下降，節(jié)能效果十分明顯。本變頻調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，精心的設(shè)備選型，合理的編程，配合正確的信號(hào)給定，使得電機(jī)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，節(jié)能挖潛得到了最大的發(fā)揮。

　　4  投資回報(bào)及效益分析
　　4.1 直接效益
    　水泵恒壓供水避免了開(kāi)關(guān)閥門(mén)造成的節(jié)流損失和關(guān)閉閥門(mén)運(yùn)行時(shí)電機(jī)所做的無(wú)用功，按每年運(yùn)行300天閥門(mén)平均開(kāi)度80%計(jì)算，22kW電機(jī)年節(jié)電量可做如下計(jì)算:
  　  W＝22×[1-(0.8)3]×24×300=7.79萬(wàn)kWh
  　  電費(fèi)單價(jià)按0.40元/kWh計(jì)算,全年可節(jié)約電費(fèi)
　　M=7.79×0.40=3.116萬(wàn)元

　　4.2 間接效益
    　(1) 水泵進(jìn)行變頻調(diào)速改造以后，由于系統(tǒng)采用軟啟動(dòng)連續(xù)變速運(yùn)行，減少了對(duì)水泵的磨損，大大延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命和維修周期，減少了維修費(fèi)用和由此帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)損失;

   　 (2) 系統(tǒng)采取過(guò)流、過(guò)壓、瞬時(shí)斷電、短路、欠壓、缺相等多種保護(hù)，避免了因電機(jī)燒損而影響生產(chǎn)所帶來(lái)的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。