一体化给水泵站

一体化给水泵站概述

      一体化给水泵站是近年来公司新研发出的一种二次加压供水设备;采取与市政管网直连的取水方式;智能化箱式泵站通过稳流补偿器*实现了充分利用管网原有压力并同时不对管网产生负压避免了对周围自来水用户的影响;智能化箱式泵站通过微机控制变频调速来实现恒压供水!当用水量增加时转速提高;当用水量减少时转速降低;时刻保证用户的用水压力恒定;首先根据实际情况设定用水点工作压力;并时刻监测市政管网压力;当压力低于用户所需压力时;微机自动控制子变频器启动;调节水泵转速提高;直到管网压力上升到用户所需压力;并控制水泵以一恒定转速运行进行自动化供水!

控制原理
    合上空气开关，供水系统投入运行。将手动、自动开关打到自动上，KM1合上，系统进入全自动运行状态，PLC中程序首先接通KM2，并起动变频器。根据压力设定值（根据管网压力要求设定）与压力实际值（来自于压力传感器）的偏差进行PID调节，并输出频率给定信号（IRF）给变频器。变频器根据频率给定信号及预先设定好的加速时间控制水泵的转速以保证水压保持在压力设定值的上、下限范围之内，实现恒压控制。同时变频器在运行频率到达上限（设定为工频50Hz），会将频率到达信号送给PLC，PLC则根据管网压力的上、下限信号和变频器的运行频率是否到达上限的信号，由程序判断是否要起动第2台泵（或第3台泵）。
    当变频器运行频率达到频率上限值，并保持一段时间（程序设定为15s），则PLC会将当前变频运行泵切换为工频运行，并迅速（时间设定为5s）起动下1台泵变频运行。此时PID会继续通过由远传压力表送来的检测信号进行分析、计算、判断，进一步控制变频器的运行频率，使管压保持在压力设定值的上、下限偏差范围之内。3台泵切换及变频控制程序框图如图3所示。

变频器在一体化智慧集成泵站的应用

1、变频调速的特点及分析

用户用水的多少是经常变动的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。

水箱变频加压泵价格对于某些工业或特殊用户是非常重要的。例如在某些生产过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时，若供水压力不足或或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以，某些用水区采用水箱变频加压泵价格，具有较大的经济和社会意义。

随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能水箱变频加压泵价格取代了以往高位水箱和压力罐等水箱变频加压泵，起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，终达到高效率的运行目的。

2、一体化智慧集成泵站变频应用方式

通常在同一路供水系统中，设置多台常用泵，供水量大时多台泵全开，供水量小时开一台或两台。在采用变频恒压水箱变频加压泵进行恒压供水时，就用两种方式，其一是所有水泵配用一台变频器；其二是每台水泵配用一台变频器。后种方法根据压力反馈信号，通过PID运算自动调整变频器输出频率，改变电动机转速，终达到管网恒压的目的，就一个闭环回路，较简单，但成本高。前种方法成本低，性能不比后种差，但控制程序较复杂，是未来的发展方向，我公司开发NKL-A系列变频恒压水箱变频加压泵系统就可实现一变频器控制任意数马达的功能。下面讲到的原理都是一变频器拖动多马达的系统。

3、一体化智慧集成泵站PID控制原理

根据反馈原理：要想维持一个物理量不变或基本不变，就应该引这个物理量与恒值比较，形成闭环系统。我们要想保持水压的恒定，因此就必须引入水压反馈值与给定值比较，从而形成闭环系统。但被控制的系统特点是非线性、大惯性的系统，现在控制和PID相结合的方法，在压力波动较大时使用模糊控制，以加快响应速度；在压力范围较小时采用PID来保持静态精度。这通过PLC加智能仪表可时现该算法，同时对PLC的编程来时现泵的工频与变频之间的切换。实践证明，使用这种方法是可行的，而且造价也不高。

水箱变频加压泵价格要想维持供水网的压力不变，根据反馈定理在管网系统的管理上安装了压力变送器作为反馈元件，由于供水系统管道长、管径大，管网的充压都较慢，故系统是一个大滞后系统，不易直接采用PID调节器进行控制，而采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节作用。

4、一体化智慧集成泵站变频控制原理

用变频调速来实现恒压供水，与用调节阀门来实现恒压供水相比，节能效果十分显著（可根据具体情况计算出来）。其优点是：

a、 起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；

b、 由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命；

c、 可以消除起动和停机时的水锤效应；

一般地说，当由一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时，

可考虑适当减小变频器的容量，但应注意留有足够的容量。

虽然水泵在低速运行时，电动机的工作电流较小。但是，当用户的用水量变化频繁时，电动机将处于频繁的升、降速状态，而升、降速的电流可略超过电动机的额定电流，导致电动机过热。因此，电动机的热保护是必需的。对于这种由于频繁地升、降速而积累起来的温升，变频器内的电子热保护功能是难以起到保护作用的，所以应采用热继电器来进行电动机的热保护。

在主要功能预置方面，频率应以电动机的额定频率为变频器的工作频率。升、降速时间在采用PID调节器的情况下，升、降速时间应尽量设定得短一些，以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。如变频器本身具有PID调节功能时，只要在预置时设定PID功能有效，则所设定的升速和降速时间将自动失效。

系统组成

     智能化箱式节能供水系统是由食品级不锈钢水箱、不锈钢管路、不锈钢阀门、水泵、节能系统、智能化变频控制柜及成套附件融合为一体的智能化节能增压供水设备。

     该系列设备结构、技术、性能可靠、运行平稳、操作简单，用户使用只需连接一个进水口和一个出水口即可完成智能化自动供水。

     (成套附件包含液位传感器、液位控制浮球阀、压力传感器、稳压罐、减震器、爬梯、检修孔及法兰等。)

原理说明

    常规楼宇供水系统：用户通过水箱对市政管网水*行储蓄，然后运用水泵对给水管路进行加压输出完成楼宇供水，这种供水方式既浪费原有市政管网水

压(0.15～0.45MPa)，又对水箱清洁、保养、维护造成很大不便(在水箱清洁保养过程中，通常供水方式水泵无法完成供水，用户必须停水)。

    智能化箱式节能供水系统：既能保证在不产生市政管网负压的前提下充分利用市政管网0.15～0.45MPa的水压进行叠加增压供水，缺多少，补多少，节约电能，又能保证在水箱清洁保养期间不影响用户正常用水。

    智能化箱式节能供水系统运转前，首先由装置于进水管路上的节能系统检测市政供水压力，当市政供水压力达到楼宇供水要求时，节能系统开启，直接将市政压力提供给给水管路完成楼宇供水，增压水泵处于休眠状态；而当市政供水压力不足以达到楼宇供水要求时，则节能系统将供水管路欠压信号传送进变频柜中，由变频控制系统来控制泵组进行借压增压运行，缺多少补多少，从而完成借压增压节能供水。

    一体化给水泵站运行模式为：首先启动其中一台泵根据所需水量和欠缺压力由系统输出适当频率变频增速运行，叠压供水，若一台到达全速运转仍不够需求时，则追加启动第二台泵补充差额，变频恒压叠压节能供水，依次增泵。当用户用水量逐步减少直至停止用水时，系统根据用户管网反馈信号逐步减泵减速直至转入休眠状态，水泵停止运行，在用户管网因用户又要用水而在次有压力下降趋势时，系统自动唤醒泵组进入自动运行状态，且各泵依照运行时间长短而自动轮换启动运行，以便大限度延长各泵使用寿命。

特点节能

当市政供水压力达到楼宇供水要求时，直接完成市政供水，智能系统使增压水泵处于休眠状态。当市政管网压力不足以达到用水要求时，智能系统在市政管网压力基础上通过变频增压泵转速及台数来增加水压，缺多少补多少。充分利用管网余压，达到节能效果。

● 停电不断水

供电线路断电时，由节能系统完成市政压力供水，从而达到停电不断水。

● 定时更新功能

系统设有定时关闭水箱进水，自动完成贮蓄水更新置换，保持水箱贮水停留时间保证水质环保卫生。

● 高度自动安全性

系统具备全自动控制性能，具有手动/自动切换、贮水定时更新、漏电保护、过热保护、过载保护、缺水保护等各项功能。

● 循环启动，互为备用

为了大限度延长各泵使用寿命，系统设计各泵互为备用，根据各泵运行时间依次循环启动运行。

● 节省投资

系统将泵组及其节能控制部分与水箱融为一体，可以省去建筑泵房，节约占地面积，缩短施工周期，从而达到节省投资，优化组合之效果。

● 低噪音

水泵及其节能控制系统暗藏于水箱之中，噪音与外界*隔断，满足安静环境标准。

●  贮蓄自给功能

当市政供水不足或短时间停水时，系统则将水箱贮蓄水自动补充到用户管网中满足用户用水，从而保证用户不受管网压力波动或短暂市政停水而影响正常生活用水，以达到一定贮蓄自给功能。

一体化给水泵站其特点为:

(1)全触摸按键弹出式菜单,使系统操作、设定极为方便,只要识字的人都可以操作。

(2)可在触摸屏上监视控制现场的各泵工作状态。

(3)可在触摸屏上实时地设置工作压力、流量;自动显示实时压力、流量等系统参数。

(4)自动记录故障状态、故障原因及故障发生时刻,消去时刻。

(5)触摸屏上留有多种接口,以备必要时的升级和打印机接口,可将系统参数通过打印机打印出来。

(6)采用调速泵和定速泵相结合的方法,保证系统始终工作在更佳状态中。

(7)可以进行定时切换,以保证水泵均衡使用。

(8)触摸屏取代可控制面板的功能,节省了PLC的I/O模组,避免了硬件(控制节点)接触不良造成的控制系统错误动作及系统故障。

(9)触摸屏的每一幅画面都由文字、图形及相应的PLC参数组成,系统*与PLC形成了互动式工作站。

一体化给水泵站智能人机界面主要包含以下两大主要功能(一是数据显示;二是数据设定),它能够使用户更直接的了解设备的运行、使用等状态和各种压力变化状态。

(一): 数据显示

(1)变频温度: 显示变频器内部工作温度,便于用户随时查看及调整。

(2)总用电量: 显示设备累计用电量,便于用户了解设备的运行过程。

(3)运行时间: 显示设备累计运行时间,可以更准确的维护保养设备

(4)输出功率: 显示设备的当前工作状态,可以更准确的了解设备的运行状态。

(5)使用压力: 显示用户管网的出水压力,便于用户更准确的调整使用压力。

(6)进水压力: 显示自来水的进水压力,能更清楚的了解自来水的压力变化状态。

(7)实际转速: 显示泵的实际工作转速,便于更准确的了解设备运行状态。

(二)数据设定

(1)压力给定值: 设定用户的使用压力,用户操作时更方便直观和准确。

(2)压力下限值: 加压泵的压力值,根据客户实际需要随时调整, 用户操作时更方便直观和准确。

(3)压力上限值: 超压停泵的压力值, 根据客户实际需要随时调整, 用户操作时更方便直观和准确。

(4)负压设定值: 根据用户当地实际情况调整, 用户操作时更方便直观和准确。

(5)负压解除值: 根据用户当地实际情况调整, 用户操作时更方便直观和准确。

(三)一体化给水泵站工作原理介绍

设备开机后,市政水源进入各系统管网,控制系统自动检测水源罐水压、市政管网水压和用户管网水压,控制系统中央处理器经过对各压力值进行比较、分析,为下一步的设备动作做准备。

当市政进水水源压力大于或等于用户管网设定需维持压力值时,设备处于停机状态,市政水从缓冲罐(水源罐)进入,经水泵机组上的旁通管路直接给用户供水,从而有效利用了此阶段的市政水压直接供水,进而达到节能的目的。

当市政进水水源压力低于用户管网设定需维持压力值时,设备启动,水泵机组变频运行为用户供水。设备运行期间,控制系统配套的仪控设备实时采集、监控市政水压及用户水压,采集信号经变送仪表送至PLC的中央控制器进行PID运算,计算结果经PLC输出控制指令信号至变频器,从而控制水泵的工作频率进而达到维持用户管网的最终目的。控制系统会依据用户管网的压力需求适当增加或减少工作泵的台数以维持用户的水流量用水;当夜间用水量非常小的时候,供水设备通过出口气压罐、配合变频调速泵来维持用户管网压力值,并能达到夜间停泵要求。

当市政水源进水量小于设备供水量(水源罐出水)时,设备通过自带的水源罐贮水容积来补偿市政水源的不足。水源罐提供补尝水量期间,靠真空抑制器(自动进、排气阀)使空气自动进入罐体,可避免对市政管网造成负压抽吸作用(既所谓无负压无吸程)。水源罐底部设有液位开关,当其液位下降以至贮水消耗完时,设备将自动停机(禁止运行)。市政水源正常后设备自动恢复运行。

当市政水源压力低于当地供水部门规定的管制压力值或用户设定的进口压力值时,设备将强制停机,从而有效避免对市政管网的过度抽取,不影响城市公共供水管网服务压力。当市政水源压力恢复正常后,设备自动恢复工作状态。

一体化给水泵站整个控制过程如下：

　　用水需求↑——管路水压↓——压力设定值与返馈值的差值↑——PID输出↑——恒压器输出频率↑——水泵电机转速↑——供水流量↑——管路水压趋于稳定节能系统特点A.恒压器界面为LED显示，设定参数丰富；键盘布局简洁、易于操作。B.恒压器有过流、过压、过热、缺相等多种电子保护装置，并具有故障报警输出功能，可有效保护供水系统的正常运作；C.专用数字PID调节器为LED双屏显示，参数设定方便，易于监控；D.加装恒压节能器后，水泵电机具有软启动及恒压调速功能，可有效降低系统的机械磨损，同时减轻管路负担。E.有“手动"“自动"两种工作模式，在恒压器出现故障的情况下，仍可按原有工作方式继续运行。

　　传统的水池供水设备与封闭智能化箱式给水泵站供水方式必须建水池或水箱，自来水全部放入水池或水箱中，再二次加供水。不用建水池或设水箱，与自来水管道直接串接加压供水，可充分利用自来水原有的压力。供水质量纯净的自来水全部放入水池中，各种杂物极易进入水池，严重污染水源，被污染的以经过加压后供给住户饮用，严重影响住户的身体健康。纯净的自来水经过设备加压后直接供到住户，稳流补偿器防腐处理，密封连接，水源没有任何污染，水质好，用户可以喝到符合卫生标准的饮用水。采用微机恒压软启动恒压控制，供水压力平衡，水压质量好。

　　节水情况水池跑、冒、滴、渗比较普普遍，另外每次清洁、清毒、都浪费大量的水资源。全封闭结构，杜绝了跑、冒、滴、漏、渗、清洗等浪费水资源的的现象。

　　节能情况自来水过来的水全部放入水池，原有的压力全部变为零，再从零开始重新加压供水，能量白白浪费。一旦停电，住房就停水。这种供水方式耗能大，设备运行费用高，使用不经济。与自来水管道直接串接，可充分利用自来水管道原有的压力，差多少，补多少，自来水满足要求时设备就停止工作，节能效果极其显著，可达50％～90％以上。在用水低峰期设备就停止工作。停电可恢复自来水常压供水。这种供水方式耗能小，设备运行费用低，使用经济。

　　装情况必须修水池或水箱，工程量大，施工，安装麻烦，工期长，设备占地面积大。不用建水池，不用安装水箱，成套设备出厂，到现场后，用户的自来水进水管和出水管直接与设备对接即可，安装简单，施工周期短。设备可以直接安装在地下泵池中，不占地方。

　　投资情况修水池或设水箱，建泵房，设备占地面积大，工程总投资大。因水质污染严重，需要上净化水设备，投资增大。自来水原有的压力不能利用，设备始终从零开始供水，耗能大，天长日久费用大。因使用水池或水箱，需要定期清洗消毒，增加了日常开支。这种供水方式，投资大，使用不经济。不用修水池或设水箱，工程总投资可减少60％以上。不用为该设备专门设置地方，节省土地投资。使用应该水质没有污染，不需要安装消毒设备，进一步节省投资。因该设备可以充分利用自来水管网的压力，耗能小，节省日常开支，使用非常经济。因没有水池或水箱，节省了定期清洗消毒的费用。这种供水方式，投资小，使用经济。