智能节能XX1-A恒压控制系统 恒压供水控制系统
供水系统是城市、农村建设的重要和必要设施。传统的供水方式浪费资源的现象比较严重。
我公司生产的恒压变频控制柜是专为风机、泵类负载应用而设计的电控装置，它与外部过程仪表配合可构成气体、液体的流量、压力及液位闭环控制系统。该设备选用了世界著名品牌的变频器和可编程控制器及国产的优良元器件，适用于0.37KW至630KW的鼠笼式电机拖动的风机、水泵的控制。
恒压供水与其它供水方式的比较：
1、 传统的供水方式：
一般城市管网的水压为 1.4-2.4kg/cm2，只能保证6层楼以下楼房的用水，6层以上各楼层均须提升水压才能保证用水要求，以前大多采用传统的水塔，高位水箱或是气压增压设备，但它们都必须有水泵以高出实际用水高度的压力来提升水量，增大了水泵的轴功率和能耗。
2、 水箱/水塔供水：
系统供水是由水箱/水塔直接供应，即为重力供水。它是由位置高度所形成的压力来进行供水的，因此，必须建造高大的水塔或在建筑特屋顶建立贮水箱。由于水箱和水塔的容积是一定的，在用水高峰常常不能满足供水要求。同时，由于其存水量大，在屋顶形成很大的负重，增加了结构的承重和占用楼层的建筑面积。此外，水箱和水塔的贮水，增加了水被二次污染的机会。
3、 气压供水系统：
气压供水系统不在屋顶上设置水箱，也不用单独建筑水塔，仅在地下室或某些空余之处设置水泵机组和气罐设备。采用压力给水来满足供水要求。气压供水系统是以气压罐代替水塔或高位水箱，利用密闭压力罐内的压力将水压送入管网，其优点是灵活性大，建设快，少受污染，利于抗震等；缺点是体积和投资大，压力变化大，运行效率低，还需空气压缩机充气。因此，耗费动力较多，维护费用高。
4、 恒压供水系统：
变频调速恒压供水系统，无须贮水箱或塔，它由单台泵或多台泵将水源的水直接打入用户主管网中，根据用水量随时调速水泵的速度和水泵运行的台数，以保持管网压力恒定。在用水高峰能保持恒定水压，在用水低谷或无人用水时，可调低水泵运行速度或进入睡眠状态，具有显著的节能效果。除此之外，该系统还具有设备占地面积小，综合造价低，减轻水质二次污染，便于使用和维护等优点。
节能原理
风机是传送气体的装置，鼠笼型异步电动机拖动，恒速运转，传统的采用调节风门的方法来调节风量；泵是传送液体的装置，也是鼠笼型异步电动机拖动，恒速运转，传统的是采用调节阀门的方法调节流量。调节风门和阀门虽然非常简单，但很不经济。采用变频调速，使拖动机的原动力电动机的速度发生变化来调节流量和风量，虽然价格贵一点，但可以节约能源。
以传送液体为例，目前采用后向式叶片离心泵，对于转速一定，通常n=2950r/min，其扬程（或风压）H是随流量Q增加而下降的，机泵特性如下图1：
机泵输送物质时要通过管道输给用户点，管道对物质输送有一定阻力，存在一定的损耗，其管网特性对于机泵可用阻力定律变化确定。即：
K=RQ2
式中 K——管网阻力（Pa）
R——管阻（1Kg/m3）
Q——流量（m3/S）
K----Q曲线是一条抛物线，通称为管网特性曲线，R越大，曲线越陡。R则与阀门的开度有关，开度愈小，R越陡。关小风门或阀门阻力大，管网压降就在，损耗也大。管网特性曲线如下图2所示：
机泵的H----Q曲线与管网阻力曲线的相交点就是机泵的工作点。如图3所示：
假设机泵额定转速为2950r/min，如图3所示以n为代表，阀门的开度为3/4，此时的阻力曲线如R所示，此时工作点为M，若用人工调节阀门使流量减少40%，阀门开度为1/2，阻力曲线为R1，此时泵可提供HM1的扬程，而管网只需要HM的扬程，两者供需不一致，无法操作，于是管网损失增大，就达到新的工作点R1曲线与n的交点M1，能源浪费，此时泵效降低为额定泵效的75%，扬程为1.15HM，可以推出此时的功率：
n=QHs/HM
0.75=0.6Q*1.15HM/N2
N1=0.6*1.15/0.75Q=0.92N
从此公式推算出，虽然流量减少了40%，但阀门调节流量电动机的功率减少不多，为额定功率的0.92,所以节能效果很差。
采用变频来改变电动机的转速达到调节流量的方法，如图4中H——Q曲线和N——Q所示。
对于某特定管路，当流量为Q1需要扬程为HA时，可在泵特性曲线上求得工作点A，泵的转速n=2950r/min以满足要求，相应的功率是NA，当流量从Q1降到Q2时，由管路中阻抗R特性可知，管路要求物流的压头为HB，此时根据泵在不同转速下特性曲线求得叶轮n=2475r/min，扬程为HB，所以出现了Q2时的工作点B，其相应功率是NB，很显然此时的电耗大幅度下降，即在管路特性不变的情况下，依靠泵的转速改变达到调节的目的：
由比例定律求出下述关系式：
Q2=Q1（n2/n1）
HB=HA(n2/n1)
NB=NA(n2/n1)
即流量与转速成正比，压力与转速平方正比，轴功率与转速立方成正比，由此我们可以计算出下表所示结果：
由上面两种方式的比较，我们可以看出变频调速在节能方面的优越性，而且其方便性也是旧式机泵所不能比拟的。
系统特点：
以恒压供水应用为例：
●控制精度高：
变频器的内置PID调节器，实时监视压力实际值，随时调节水泵的投入数量一运行速度，从而自动跟踪用水量，并保持管网压力恒定，通过调节PI参数，控制精度可达0 .01Mpa。
●压力设定，操作简便：
用户可用键盘事电位器（选择件）设定压力。
●可多台水泵循环软启动：
装置可对1—N台水泵进行循环软启动控制，即减少了电机启动时对电网的冲击，又减少了水泵的启动磨损和设备的冲击能耗，延长了设备的电气和机械寿命。
●定时换泵功能：
为了保证各台水泵都能均匀的摩合，不发生锈蚀，延长设备的使用寿命，在PLC控制程序中可设定定时切换水泵工作时间。切换可在各台水泵之间循环进行。
●睡眠功能，高效节能：
在用水低谷或夜间无人用水时，管网压力长期保持期望值，系统会停止水泵运行，一旦压力低于期望值，系统会自动唤醒水泵投入运行。实现供水系统智能化管理。
●系统多点监视的扩展功能：
蓄水池水位监视、机械系统的故障监视等，一旦外部有故障发生，可使该泵或整个系统停止工作并报警。
●手动/自动功能，提高供水系统的可靠性：
当自动控制系统出现故障时，可将系统切换到手动工作方式，可先使泵工频投入运行，保证正常连续供水。然后再对自动控制系统进行检修。
为了使您更方便的了解变频调速恒压供水系统，我们先看几个实例：
实例1
本套系统是一个最简单的一个变频柜带动1—4台水泵运行的例子，由变频调速电控柜、远传压力表、水泵机组及相应的水管及管件等组成。
系统工作原理：
系统以供水管压力为控制量，将远传压力表或压力变送器测量到的电信号送入PLC，PLC将压力实际值与压力设定值进行比较，实时进行供水压力的调控。
首先，由使用者设定系统的压力值，设备启动后，系统根据设定值与实际值的差值，给出水泵的运行速度，如果差值为零，则水泵就在某一运行速度下稳定运行。
当供水系统用水量增加，管网压力开始下降时，控制系统根据压力下降的程度，适时地提高调速泵的转速，及时增加供水量，保持管网压力不变。如果水泵已经转到它的最高速，仍不能小巧满足用水量，而管网压力继续下降时，控制系统便将该泵切换成工频运行，同时投入2号泵变频运行，两台水泵共同工作满足管网的供水需要，使供水压力继续保持稳定。同样道理，如果有第3、4台泵的话，系统可以根据需要依次将它们切换到工频运行状态，并将下一台泵投入变频运行。如最后投入运行变频的泵达到最高转速仍不能满足系统用水要求，则将该泵变频停止，同时投入工频运行。
反之，当用水量减少时，管网压力开始上升时，控制系统根据这一变化，自动适应地降低调速泵的转速，减少供水量，保持管网压力稳定。如果水泵已经转到它的最低转速仍不能制止压力上升时，按照变频器“后开先停”的原则，即将最后投入运行的泵：1）当它处于工频运行状态时，则将该泵工频停止，同时投入该泵变频运行；2）如果它处于变频运行状态时，则将该泵变频停止，并将前一台泵工频停止，同时将前一台泵投入变频运行。以此类推，直至最先投入运行的泵运行在变频运行状态。
控制系统能够根据用水量的变化自动加减泵，使水量保持恒定，满足用户的需要。
该系统具有：
1、蓄水池水位监视功能：
为了保证设备正常运行，防止蓄水池无水而造成水泵空转，避免造成烧坏设备的事故发生，本设备可根据用户的要求，加装蓄水池水位监测功能，当蓄水池水位降低到安全水位以下时，设备自动停止运行，当水位回升到正常高度后，设备自动恢复到正常运行状态。
2、自动投入夜间值班小泵功能：
设备进入夜间小流量运行状态时，为进一步节省电能，降低设备运行费用，主控系统将发出指令，自动将主泵切出，投入夜间值班小泵运行。当供水系统的用水量逐渐增大，值班小泵无法满足供水要求时，设备将自动投入主泵运行，并将夜间值班小泵及时切出。
3、定时换泵功能：
本设备为了保证各能水泵都能均匀地摩合，延长设备的使用寿命，在控制程序上有定时切换水泵工作时间的功能。当1号水泵连续工作时间满8小时后，控制系统将发出换泵工作指令，自动切出1号水泵，并将2号水泵投入工作；当2号水泵连续工作时间满8小时后，系统将自动切换3号水泵投入工作，依此类推，循环往复地工作。
4、双压力控制功能：
该功能是专为消防----生活共用型供水设备或是类似要求的供水设备而设计的。设备平时工作在第一供水压力状态下，当设备接到消防信号或是第二供水压力指令后，设备将自动按消防供水压力或是第二供水压力指令进行供水。当消防信号或是第二供水压力指令解除后，设备会自动恢复到第一供水压力状态下进行工作。
5、高可靠，双自动控制器供水设备：
根据用户需要，在供水系统可靠性要求极高的单位或场合，可提供高可靠、双自动控制型的供水设备。当一套自动系统出现故障后，可将设备转到另一套自动系统下运行，在不停电、不停水情况下，即可检修有故障的自动系统，使供水系统的使用可靠性大大提高。
实例2
该控制系统基本工作原理同实例1。
这套系统也是消防—生活共用。由于泵功率较大，主要用于消防。
当用于消防时变频调速泵1#泵为稳压泵，2#泵和3#泵为消防泵、喷淋泵。当有消防信号时，变频器发出继电信号，开启1#软启动器，启动2#泵。如果供水量还不能满足，又自动开启3#泵，变频器内的组泵控制软件还可以自动定时交换主备泵地位，防止备用泵锈蚀。
系统特点：
1、主备泵自动交替工作
2、睡眠功能，节电50%
3、自动显示用电量，累计时间、温度、电流、电压、水压、泵运行台数和故障原因等28个监视功能
4、保护功能完善，当出现上水箱（塔）满水、电机缺相、过压、过流、漏电等故障时，自动报警停机
5、设备简单可靠，性能无与伦比
6、远程控制盒为可选件，可在值班室远距离控制起停，显示水压、故障、预留计算机接口，支持大厦全自控
实例3
该控制系统的基本工作原理同实例1。
本套系统用于水暖定压补水。
系统特点：
1、压力自动反馈控制，水暖管网压力低时，高层用户无暖气，变频器自动检测，开机升速，补水，压力升到一定值后，自动降速直至停机，自动保持管网压力稳定在预设值
2、取消高位膨胀水箱和落地膨胀水箱，及补水泵电机启动器，配置灵活，不需占地面积，减少土建投资和设备投资
3、提高供暖安全可靠性，无人值守，自动工作，减少劳动强度，不会人为忘补水、过补水、冻裂或涨裂水暖管网
4、补水箱缺水，管网严重漏水，自控失效，电源缺相，过压欠压，电缆漏电，电机漏电，电机过热等故障，系统自动报警停机
5、水泵电机软启动，无极变速，管网压力稳定度`1%，对管网设备无冲击，对电网无冲击，可靠又安全，延长设备寿命，减少维修量，节约资金
6、节电70%以上效果显著
7、运行前后任意设定水暖压力，安全可靠，方便管网扩容
以上仅仅是几个单方面的例子。
变频控制柜可被定义用作控制不同的过程量，例如：压力、流量或液面高度，这仅仅取决于实际值传送器检测的物理量。与风机、泵类等机械设备配套便可应用于多种场合。
例如：
◇ 城乡居民生活小区，高层建筑生活用水，宾馆、饭店的室内外供水系统。
◇ 各类型的自来水厂，供水站增压系统，供气系统。
◇ 供热和空调系统中的循环用水系统。
◇ 传统供水系统（气压、水塔、高位水箱供水）的改造。
◇ 工业恒压供水系统。
◇ 消防用水系统。
◇ 工业锅炉补水系统。
◇ 农业排灌系统，园林喷洒系统，水井及艺术喷泉系统等需流量、压力控制的多种应用场合。
只须简单的外部接线，您就拥有自己满意的变频控制系统。
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