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智能型变频恒压供水自动控制系统
发布时间:2022年11月29日

成果简介
(1)智能型变频恒压供水控制系统工作原理
水处理和调度运行成本中,水泵电机能耗占大部分,为有效利用水电资源,保证供水质量,常用变频恒压控制技术。当供水量变化时,调节电机速度,保持水厂出水压力恒定,达到节能目的,其负载的转矩和功率与转速不是成线性正比的关系,负载转矩与转速的平方成正比,而功率与转速的立方成正比,这就意味着在降低到额定转速下时,功率会有很大的下降,因此降低转速时风机水泵的节能效果显著,特别是刚好在额定转速下时。例如降低10% 的额定转速时,其理论上的节能效果可达电机额定功率的35%,考虑早晚用水较少、四季用水和节假日用水的不平衡等因素,所以预计常年节能效果起码可达到单台电机50%以上,特别在供水淡季和用水低峰期间节能达到50%-60%。

通常检测压力是水厂出水压力,但水厂与用户端涉及复杂供水管路,产生管网损耗,往往无法确保用户端压力恒定,难以有效节能和稳定供水。如白天供水量较大,用户端的压力损耗较大,晚上供水量较少,则用户端的压力损耗较小,因此有必要根据供水量的情况,灵活设定水厂的出水压力。本控制系统与一般的变频恒压供水控制不同,采用智能设定出水压力的控制的方法,可以达到最优的节能效果。

(2)控制系统的性能特点
本系统采用电脑闭环检测控制,是可编程智能型恒压供水全自动控制装置。本系统具有汉字液晶显示的人机界面,方便操作,能根据设定的压力和用水量大小,自动控制VVVF交流调速器和水泵电机,保持恒定压力,节电效果显著。

其主要特点如下:
薄膜开关数码输入和液晶显示的人机界面,具有多时段、不同压力的设定,实时检测显示,实现压力的最优控制。
电机和阀门启动、停止及用水量突变时的水压控制,采用针对性的软件设计和智能控制算法,使水压对管网的冲击大大降低。
标准化、模块化技术应用,结构合理,采用多种电路保护和声光报警,保证系统的可靠运行。具有过电压、欠电压、过电流、过热、短路、缺相、失速、高低水压、低水位、变频器故障、接触器故障等报警功能。
自动、手动的功能,控制多台电机变频调压与工频恒压的转换。
可以增加网络和通信连接功能,实现远程测控。采用配套的组态控制软件(如WinCC或组态王等软件),在值班室的上位微机进行直观的监控、管理以及实时记录,并自动生成生产报表。

(3)智能型变频供水控制系统实物图
变频供水控制系统的主控柜控制面板如上图所示。图中可见有电流电压表、指示灯操作开关以及压力设定与显示屏。布局清晰合理,操作简单方便。
左图所示为时间、压力设定与实时显示屏。显示值为液晶显示,优六个开关进行操作,可以设定多个时段的压力,并可以显示当前的时间、实际压力值等参数。
技术的应用领域前景分析:
成果适用范围、经济效益及市场预测
该成果特别适用于风机水泵类的变转矩负载的节能调速控制,因为采用智能控制,根据负载的情况,灵活改变设定值,使系统节能运行在最佳状态,可用于水厂和楼宇供水系统的自动控制,也可用于老的供水系统的改造。不仅可保证水压的恒定,而且可保持供水管网的正常工作,减少爆管带来的损坏。
效益分析:
某水厂采用本系统后,供水量增加了10%,而用电量只有原来的60%,半年便收回投资,产生很大的经济效益。
厂房条件建议:
成果开发所需条件
具有一般电子产品生产、加工和调试能力,需要熟悉产品配套的行业。
备注:
成果转让内容、方式、条件
可以采用技术转让、合作生产、联合推广的多种方式。