变频恒压供水在高层建筑中的应用

工程概况及供水系统组成

宜兴国际经贸大厦占地面积1500m2建筑面积34650m2，建筑主楼办公楼层数27层，建筑高度98m，建筑附楼5层，建筑高度20m，地下一层。一二层由市政管压直接供水，三层以上采用变频恒压供水。
系统主要由一台可编程控制器液面传感器、压力变送器、微机控制器、电器控制模块、多组继电器，接触器以及水泵机组构成，如图1所示。

工作过程及原理
PLC接收压力变送器的信号与给定压力比较，经PID计算和逻辑处理后，输出一路模拟信号给变频器调节水泵转速。输出几路开关信号到电气控制模块，控制三台水泵电机的软启动、停止、变频／T频电源自动切换以及三台泵变频／-r频电源的互锁等。并设置一水箱断水报警，停泵保护。
为了有利于延长水泵组的使用寿命，采用按秩序循环使用的工作方式。具体工作步骤如下：1#水泵电机组(1M)变频启动。当1M频率达到工频(上限)时，水压仍未达到给定值时，则将1M切换为正常工频运行。变频器回零后，启动2#水泵电机组(2M)变频运行直至达到压力给定值并稳定运行。当用水量减少，由于压力超过给定值，依次先停lkt泵，再停2M泵最终运行在压力给定值。工作过程如图2所示。

图2 自动工作方式流程图


功能特点及注意事项
(1)水泵组启停由PLC控制，具备全循环软启动功能。
(2)具有自动，手动切换和手动操作装置，不使用控制柜或控制柜出现故障时，可用手工操作使水泵直接在工频下运行。
(3)控制水泵周期性自动循环使用，保持水泵寿命基本一致。
(4)地下贮水箱缺水后停泵保护，并故障显示报警。
(5)PID参数的设计设定要兼顾系统的灵敏性和相对稳定性。
(6) 水泵的加速时间一般设为50Hz／5—10S。
(7) 为使系统安全运行，须对各泵变频／工频的运行方式间设置互锁。
(8) 在进行水泵机组运行顺序、控制启停和控制设置的软件设计时，注意在切换变频运行水泵到工频运行时，须设置一个延长时间，确认变频运行水泵工作频率已达到工频上限，从而减少切换过程中电流的冲击影响。另外在处理采样各开关量输入信号时，都给予一定的缓冲时间，以防止水泵组频繁启停，影响使用寿命。
4结语
本系统采用PLC控制一台变频器拖动三台水泵组的方案，减少了变频器的数量，所需设备投资费用较少。水泵机组按设定的循环方式工作，变频器启动各台水泵，实现了水泵软启动，有利于延长水泵机组和管道的使用寿命，提高了水泵机组的可靠性和安全性。