隨著變頻調速技術的日益成熟，其顯著的節能效果和可靠穩定的控制方式，在供水系統中得到廣泛的應用。變頻恒壓供水系統對水泵電機實行無級調速，依據用水量及水壓變化通過微機檢測、運算，自動改變水泵轉速保持水壓恒定以滿足用水要求，是目前最先進，合理的節能供水系統。與傳統的水塔、高位水箱、氣壓罐等供水方式比較，不論是投資、運行的經濟性、還是系統的穩定性、可靠性、自動化程度等方面都具有很大的優勢。

　　1.變頻控制恒壓供水優點

　　變頻調速恒壓供水設備具有節能、安全、高品質的供水質量等優點，使我國供水行業的技術裝備水平有了進一步的提高。

　　2.變頻控制恒壓供水控制方式

　　水泵消耗功率與轉速的三次方成正比(即N=Kn3 其中N：為水泵消耗功率;n：為水泵運行時的轉速;K為比例系數)。而水泵設計是按工頻運行時設計的，但供水時除高峰外，大部分時間流量較小，由于命名用了變頻技術及微機技術有微機控制，因此可以使水泵運行的轉速隨流量的變化而變化，最終達到節能的目的。實踐證明，使用變頻設備可使水泵運行平均轉速比工頻轉速降低20%，從而大大降低能耗，節能率可達20%-40%。

　　當前國內使用的供水設備電控柜大致有以下四類：

　　2.1 邏輯電子電路控制方式:

　　這類控制電路難以實現水泵機組全部軟啟動、全流量變頻調節。往往采用一臺泵固定于變頻狀態，其余泵均為工頻狀態的方式。因此控制精度較低、水泵切換時水壓波動大、調試較麻煩、工頻泵起動有沖擊、抗干擾能力較弱，但成本較低。

　　2.2 單片微機電路控制方式:

　　這類控制電路在應付不同管網、不同供水情況時調試較麻煩，追加功能時往往要對電路進行修改，不靈活也不方便。電路的可靠性和抗干擾能力都不是很高。但些控制電路優于邏輯電路。

　　2.3 帶PID回路調節器/可編程控制器(PLC)的控制方式:

　　該控制方式變頻器的功能是為電機提供可變頻率的電源，實現電機的無級調速，從而使管網水壓連續變化。傳感器的任務是檢測管網水壓。壓力設定單元為系統提供滿足用戶需要的水壓期望值。壓力設定信號和壓力反饋信號在輸入PLC后，經PLC內部PID控制程序的計算，輸出給變頻器一個轉速控制信號。還有一種辦法是將壓力設定信號和壓力反饋信號送入PID回路調節器，由PID回路調節器在調節器內部進行運算后，輸入給變頻器一個轉速調節信號。

　　2.4 新型變頻調速供水設備:

　　新型變頻調速供水設備將PID調節器以及簡易PLC的功能都綜合進變頻器內，形成了帶有各種應用宏的新型變頻器。由于PID運算在變頻器內部，這就省去了對PLC存貯容內部存貯容量的要求和對PID算法的編程，而且PID參數的在線調試非常容易，這不僅降低了生產成本，而且大大提高了生產效率。由于變頻器內部自帶的PID調節器采用了優化算法，所以使水壓的調節十分平滑，穩定。同時，為了保證水壓反饋信號值的準確、不失真，可對該信號設置濾波時間常數，同時還可對反饋信號進行換算，使系統的調試非常簡單、方便。這類變頻器的價格僅比通用變頻器略微高一點，但功能卻強很多，所以采用帶有內置PID功能的變頻器生產出的恒壓供水設備，降低了設備成本，提高了生產效率，節省了安裝調試時間。在滿足工藝要求的情況下，應優先采用。

　　3.供水專用變頻器的功能

　　供水專用變頻器=普通變頻器+可編程控制器，是集供水控制和供水管理一體化的系統。內置供水專用PID調節器，只需加一只壓力傳感器，即可方便地組成供水閉環控制系統。傳感器反饋的水壓信號直接送入變頻器自帶的PID調節器輸入口，而壓力設定既可以使用變頻器的鍵盤設定，也可以采用一只電位器以模擬量的形式輸入。每日可設定多段壓力運行，以適應供水壓力的需要。還可設定指定日供水壓力的需要，設定指定日供水壓力控制。同時面板可以直接顯示壓力反饋值。

　　系統供水有兩種基本運行方式：變頻泵固定方式和變泵循環方式。

　　變頻泵固定方式最多可以控制7臺泵，選擇“先開先關”和“先開后關” 2種水泵關閉順序。

　　變頻泵循環方式最多可以控制4臺泵，系統以“先開先關”的順序關泵。靈活配置常規泵、消防泵、排污泵、休眠泵，便于實現供水泵房全面自動化。工作泵與備用泵不固定死，可自動定時輪換。可以有效地防止因為備用泵長期不用時發生的銹死現象，提高了設備的綜合利用率，降低了維護費用。工作小時自動累計功能，方便節能分析和設備狀況維護。夜間供水量急劇減少時，方便指定每日休眠工作的起始/停止時刻，并可設定休眠時的壓力給定值。休眠期間，只有休眠水泵工作，變頻器只監測管網壓力，當壓力低于設定壓力時，系統自動喚醒。變頻泵投入工作，當壓力高于設定值時，系統再次進入休眠狀態，只有休眠水泵運行。這樣，能有最大限度地節水節電功效。具有零星停機功能，在用戶不用水的情況下會自動停機。故障泵退出功能，水泵出現損壞時，讓故障泵自動退出工作。有消防信號外部輸入接口，當有火警或消防信號到來時，系統能自動切換到消防模式，有多種消防工作模式可選，主要根據消防和生活管網是否共用，以及進水池是否共用等條件來進行選擇。另有消防泵自動巡檢功能，定時巡檢周期可設定。

　　結束語：

　　采用PLC、PID儀表和變頻器的變頻恒壓供水系統，能根據管網壓力變化，自動控制多臺水泵工頻、變頻切換以及變頻泵的轉速，從而實現恒壓供水。實踐表明，這一系統具有降耗節電、延長水泵電機使用壽命、降低工人勞動強度等優勢，值得廣泛應用。

　　參考文獻：

　　[1]姜乃昌 陳錦章.水泵及水泵站[M].北京:建筑工業出版社,1994..

　　[2]陳耀宗 姜文源.建筑給水排水設計手冊[M].北京:建筑工業出版社,1994..

　　[3]錢維生.高層建筑給水排水工程[M].上海:同濟大學出版社,1993..