變頻給水控制新方案

提 要：本方案為臺達變頻器、plc、人機界面采用通訊方式在變頻給水上的應用案例，目前在不同場合相繼得到應用。以下進行簡要介紹。
關鍵詞：人機界面、可編程控制器、變頻器、通訊

序 言
隨著科學技術的進步，城市生活及消防供水正在經歷巨大的變化，由于變頻器技術的普及，使得這一既環保又節能的技術在供水領域得到了大面積的應用， 然而隨著智能化程度的不斷提高以及對網絡化管理的要求，上述單臺變頻對單臺電機的控制方式則很難滿足上述要求，因此為適應新形勢的需要，以下是我們以臺達變頻器、臺達PLC、臺達人機界面間強大的通訊功能作為技術依托，進行系統整合而開發出的新型變頻給水控制系統。
一、 概述
該新型給水控制系統是臺達VFD-F系列變頻器、臺達PLC、臺達人機界面等產品的系統整合，該系統以人機界面作為操作終端，實現了供水管路壓力、變頻器輸出頻率、變頻器輸出電流等的實時監控。可以實現輪泵時間、基準壓力的直接設定，本系統以臺達可編程控制器作為核心控制器，可以實現定時輪泵、全變頻啟動、手動/自動切換等功能，由于本系統全部采用RS-232和RS-485通訊方式，減少了系統間配線的工作量，同時也大大提高了系統可靠性、抗干擾性。本系統不但吸收了以往所有變頻恒壓供水控制系統的優點，而且首次將人機界面（觸摸屏）引進了該系統，使得該系統操作更加方便、各種參數顯示更加直觀化、更加生動和人性化。更為主要的是同時具有聯網功能便于集中管理。
二、 適用范圍
1、高層住宅、城鎮居民小區、企事業等生活用水。
2、各類水廠、供水站、污水廢水廠、機場、車站及農業排灌站等供水系統
3、工業鍋爐恒定壓力的理想控制裝置。
4、油田輸油管路、油庫、泵站等的恒壓輸油系統。
三、系統主要性能及特點
1、自動化程度高、具手動/自動兩種控制方式。
2、壓力恒定，壓力控制精度可達±1%
3、運行可靠，維護方便。
◆設備具有自動/手動操作功能
◆壓力控制采用數字化模糊控制，智能調節。系統的響應速度快，精度高、穩定性好；PID參數免調試（特殊環境可設計成在人機界面上分別調整設定），大大簡化了現場調試，并能長期保持穩定。
◆故障自診斷和自處理功能，對過流、欠壓、過壓等變頻器故障均能自行診斷，并發出報警信號。
4、定時輪泵功能、流量補償功能。
四、系統構成圖及工作原理
系統構成原理如圖1所示。系統實時跟蹤管網出口的壓力與設定值偏差的變化情況。經PLC與變頻器內部的PID運算，自動控制電機投入臺數及對應的變頻器輸出頻率，進而控制水泵的轉速，在保持恒壓下達到控制流量的目的。

五、 控制器操作方法
目前已開發的系統有以人機界面PWS-700T-STN（觸摸屏）作為控制終端的。具體如下：
由于該控制系統采用了觸摸屏的人機界面、所以只要按照屏幕上的提示觸按相關按鈕，即可實現相應的控制。以下僅提供相關畫面內容：

六：經濟效益和使用效果分析
本案例由于人機界面、可編程控制器的采用使得整個設備的檔次、智能化程度得到了大幅度的提高，客戶在使用后基本上是持肯定態度的，主要有以下兩個方面：
1）、節能效果明顯，由于PLC可以根據管網壓力的變化，決定變頻器的運行或停止，因此較單純變頻器控制的給水設備在無人用水情況下的進入休眠狀態更加節能，節能效果提高5%左右；而且對變頻器本身也起到了保護作用。
2）、便于集中管理，由于智能化程度的提高，依靠遠距離通訊對設備集中管理，因此將節省大量的人力，相應的節約了人員開支，節約數額的多少取決于每人管理的設備數量。
目前我們所掌握的客戶至少采用了300套以上該配置做為控制系統，該系統以其特有的優勢為給水設備廠家贏得了不少客戶，且取得了不錯的經濟效益，并且最終也得到了給水設備廠家的認可。
七：所選變頻器簡介
◆ 自動轉矩提升與自動滑差補償功能
◆ 輸出頻率0.1～120Hz、自動穩壓調節輸出
◆ 8段可預設速度與7段可程序運行
◆ 內建PID回授控制
◆ 內含風機、PUMP程序控制與節能運轉
◆ 內建串列通訊界面RS-485（速率可達38400）
◆ 可設定的V/F曲線與3次方V/F曲線
◆ 一臺主機可控制四臺電機（可變頻1臺，工頻3臺）
八：結束語
本案例中雖然很多技術細節以及組網功能沒有介紹，但上述問題從技術層面角度講是不存在任何問題的。就目前我們所掌握的信息，該系統已經在很多場合得到了應用。
當前變頻給水控制器市場可以說是百家爭鳴，各有短長，我們也僅僅是以實事求是的態度，以臺達產品的技術優勢之所在，開發出的新型給水控制系統，從配置來看屬于高端型產品，權做是對變頻給水控制器產品市場的一個有益補充吧！