基本原理

 

技術(shù)創(chuàng )新點(diǎn)

 

（1）把交流變頻調速技術(shù)應用于城鄉供水及農業(yè)灌溉中，達到節水節能效果；（2）根據項目需要，自己研制出水位顯示控制器，提高自動(dòng)化程度；（3）根據實(shí)際需要，研制出多段壓力設置轉換電路，適應農業(yè)多種灌溉方式；（4）將變頻調速技術(shù)、可編程序控制技術(shù)、水位顯示控制技術(shù)、壓力傳感技術(shù)等進(jìn)行了集成。

 

產(chǎn)品介紹

 

B系列

 

1、基本構成

 

整個(gè)恒壓供水系統由CX-B系列變頻恒壓供水自動(dòng)控制裝置與水泵電機組合而成.該裝置由變頻器（內含PID調節器）、可編程時(shí)控開(kāi)關(guān)、可編程控制器（PLC）、水位顯示控制器、遠傳壓力表、水位傳感器及相關(guān)電氣控制部件構成，是一種具有變頻調速和全自動(dòng)閉環(huán)控制功能的機電一體化智能設備，它可同時(shí)對一臺或多臺三相380V，50Hz的水泵電機進(jìn)行自動(dòng)控制.

 

2、工作原理

 

CX-B系列變頻恒壓供水自動(dòng)控制裝置以變頻方式工作時(shí)，水泵電機以軟啟動(dòng)方式啟動(dòng)后開(kāi)始運轉，由遠傳壓力表檢測供水管網(wǎng)實(shí)際壓力，管網(wǎng)實(shí)際壓力與設定壓力經(jīng)過(guò)比較后輸出偏差信號，由偏差信號控制調整變頻器輸出的電源頻率，改變水泵轉速，使管網(wǎng)壓力不斷向設定壓力趨近.這個(gè)閉環(huán)控制系統通過(guò)不斷檢測、不斷調整的反復過(guò)程實(shí)現管網(wǎng)壓力恒定，從而使水泵根據需水量自動(dòng)調節供水量，達到節能節水的目的.

 

PLC的主要控制作用：（1）控制多臺水泵（包括備用泵）循環(huán)軟啟動(dòng)，周期性地以變頻方式工作；（2）控制備用泵的自動(dòng)啟動(dòng).當第一臺水泵電機以變頻方式運行，并達到額定功率（即變頻器輸出電源頻率達到50H），而供水管網(wǎng)壓力未達到設定壓力時(shí)，第二臺水泵電機會(huì )自動(dòng)啟動(dòng)，并以工頻方式運行，這時(shí)若管網(wǎng)壓力仍不能達到設定壓力時(shí)，第三臺水泵電機會(huì )自動(dòng)啟動(dòng)，第一臺水泵仍以變頻方式運行，達到保持管網(wǎng)恒壓的目的，投入運行的水泵數量由裝置根據管網(wǎng)壓力自動(dòng)控制.

水位顯示控制器設有上、中、下3個(gè)水位控制限，當池水位從上限降到中限位置時(shí)，控制器輸出補水泵啟動(dòng)信號，使補水泵向池內補水，補至上限時(shí)，控制器輸出補水泵停機信號，停止補水；當池水位降到下限時(shí)，控制器輸出取水泵停機信號，使取水泵停止取水，待水位上升到中限后，控制器使取水泵自動(dòng)啟動(dòng)，恢復取水.

 

3、控制功能

 

CX-B系列變頻恒壓供水自動(dòng)控制裝置具有以下控制功能：（1）設有手動(dòng)/自動(dòng)切換電路，當切換至自動(dòng)位置時(shí)，系統可根據出口壓力變化，自動(dòng)調節變頻泵的轉速和自動(dòng)啟動(dòng)、停止備用泵，以維持出口壓力恒定，當變頻控制電路出現故障時(shí)，可切換至手動(dòng)位置，使水泵直接在工頻下運行，保證正常供水；（2）能夠在1d內設置1～9個(gè)供水時(shí)間段，一周內各天的供水時(shí)間可以不同；（3）用PLC控制水泵（包括備用泵）全循環(huán)軟啟動(dòng)，周期性地自動(dòng)交換使用，以期水泵壽命基本一致；（4）地下蓄水池缺水后取水泵自動(dòng)停機保護，補水泵自動(dòng)開(kāi)機補水，蓄滿(mǎn)水后補水泵自動(dòng)停機，蓄水池水位以數字顯示；（5）故障顯示及報警，具有缺相、短路、過(guò)熱、過(guò)載、過(guò)壓、欠壓、漏電、瞬時(shí)斷電保護等電氣保護功能.

 

D系列

 

1、基本構成

 

整個(gè)恒壓供水系統由CX-D系列變頻恒壓節水灌溉自動(dòng)控制裝置與水泵電機組合而成（見(jiàn)圖1）.一些節水灌溉基地設計有噴灌、微噴灌、滴灌等多種灌溉方式，不同的灌溉方式所需的工作壓力不同.為使同一供水管網(wǎng)能為不同灌溉方式提供不同的工作壓力，在CX-B系列變頻恒壓控制裝置的基礎上增加了多段壓力設置轉換電路，它可同時(shí)對一臺或多臺三相水泵電機進(jìn)行自動(dòng)控制.

圖3變頻恒壓節水灌溉自動(dòng)控制裝置結構原理框圖

 

2、工作原理

 

CX-D系列變頻恒壓節水灌溉自動(dòng)控制裝置除多段壓力設置轉換電路外，其他部分的工作原理與CX-B系列變頻恒壓供水自動(dòng)控制裝置相同.多段壓力設置轉換電路中設計了對應于噴灌、微噴灌、滴灌及管道灌溉4個(gè)壓力檔位，在進(jìn)行灌溉時(shí)，PLC按灌溉方式輸出對應的控制信號，壓力設置轉換電路自動(dòng)轉換到相應壓力檔位，該裝置就在這一設定壓力下以恒壓供水，實(shí)現節水灌溉.

 

3、控制功能

 

除具有CX-B系列變頻恒壓供水自動(dòng)控制裝置的功能外，還具有壓力轉換功能.

 

應用推廣

 

概述

 

引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)主要的目的在于推廣應用，把變頻調速技術(shù)應用于水利行業(yè)及農業(yè)，實(shí)現了節能節水.幾年來(lái)，通過(guò)向社會(huì )積極宣傳變頻節水節能技術(shù)的優(yōu)越性，這一技術(shù)已逐步被水利行業(yè)及農業(yè)所接受.

 

推廣方面

 

在城鄉供水方面，我們已經(jīng)推廣應用變頻恒壓供水自控裝置12套，根據對其中四套裝置運行數據的統計計算可知，可節約電能25%～50%，節水3%～10%.各臺裝置的節能率和節水率差異較大，其主要原因是各裝置的運行環(huán)境差異較大，用水高峰與低谷流量差值大的裝置節能率高，用水高峰與低谷流量差值小的裝置節能率低；供水管路完好率高的系統使用該裝置后，節水效果不顯著(zhù)，供水管路完好率低的系統使用該裝置后，節水效果顯著(zhù)（由于恒壓供水，減少了管網(wǎng)高壓所產(chǎn)生的漏水）.實(shí)踐證明，使用變頻恒壓供水自控裝置，不但能夠節水節能，而且提高了供水質(zhì)量，保證了供水管網(wǎng)的安全運行.

 

在農業(yè)灌溉方面，2001年6月為“99全國節水示范工程秦都項目區（咸陽(yáng)市秦都區雙照鎮龍泉南村）節灌系統”設計并安裝了變頻恒壓節水灌溉自動(dòng)控制裝置一套，使一條供水管網(wǎng)能夠在不同時(shí)間段提供兩種工作壓力，既滿(mǎn)足了微噴灌和滴灌的要求，又使灌溉管理大大簡(jiǎn)化.據2001年7～12月資料統計，節電17%，節水19%.2001年12月同陜西省農墾農工商總公司簽訂了合作合同，為該公司華陰農場(chǎng)節水灌溉增效示范項目設計安裝6套變頻恒壓節水灌溉自動(dòng)控制裝置.該示范項目實(shí)施完成后，變頻恒壓節水灌溉自控裝置與灌溉自動(dòng)控制系統聯(lián)網(wǎng)，將形成目前我國較高標準的節水灌溉自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò )，控制滴灌面積76hm2.

 

變頻恒壓自動(dòng)控制裝置，不但可廣泛應用于高層建筑和自來(lái)水廠(chǎng)的供水系統中，而且能應用于農業(yè)水泵抽灌系統中，并在農業(yè)抽灌系統中剛剛開(kāi)始應用，其節水節能技術(shù)具有強大的生命力和廣闊的應用前景.

 

測試

 

水泵綜合參數測控系統，是為水泵測控而量身打造的一款功能強大的測控系統。使用該系統能夠同時(shí)測量水泵的進(jìn)口溫度，出口溫度，進(jìn)口壓力、出口壓力，揚程、流量、轉速、電機軸輸出功率（水泵輸入機械功率）等基本參數，并準確計算出泵的效率。如增加相應的閥門(mén)控制模塊，可進(jìn)行水泵管路閥門(mén)的控制，配合水泵綜合參數測控系統同步完成水泵試驗工作，并按照國標要求生成水泵試驗報告。該系統是水泵性能測試、經(jīng)濟運行、日常維護的理想設備。

 

特點(diǎn)

 

]安裝簡(jiǎn)單、使用方便；水泵試驗所有參數一機全部測量，無(wú)需再購置其他儀器，方便管理；水泵綜合參數測控系統配有各種模擬量信號接口和數字量信號接口，可以直接與電壓/電流傳感器、功率傳感器、互感器、流量計、轉速儀、壓力計、電子閥、PT100熱敏電阻、扭矩儀等儀器連接，使用時(shí)只需將所需要的儀器設備接入水泵綜合參數測控系統即可，安裝簡(jiǎn)單，一個(gè)操作人員即可完成安裝工作。

 

配置靈活；水泵綜合參數測控系統的硬件采用模塊化結構，并以虛擬儀器顯示，方便接口擴展，使用者可以根據自己的需求選擇合適的模塊來(lái)搭配屬于自己的系統，比傳統的方法更為靈活，數據處理更為快捷，系統的維護和升級更為方便。

人性化的操作界面；水泵綜合參數測控系統采用虛擬儀器的形式顯示，擁有人性化的操作界面，用戶(hù)可以根據自身的需求對所采集的數據進(jìn)行管理。

 

多種顯示方式；虛擬儀器界面提供了數顯表、指針式、矩陣三種顯示方式，人機界面更加友好。

 

瞬態(tài)數據采集功能；如果選擇電子式扭矩儀，電機的輸入功率將具有瞬態(tài)數據采集功能，能夠采集電機啟動(dòng)的瞬時(shí)電量參數，并能生成瞬態(tài)啟動(dòng)曲線(xiàn)。

 

標準的試驗報告；水泵綜合參數測控系統在采集完數據后，可以自動(dòng)生成水泵性能試驗報告，試驗報告響應相關(guān)國標的要求。

 

應用

 

水泵綜合參數測控系統能滿(mǎn)足試驗室的精確測量，也能滿(mǎn)足水泵工作現場(chǎng)的便捷式測量。

 

試驗室應用；水泵綜合參數測控系統為滿(mǎn)足水泵試驗室的高精度測控，本測控系統提供各種接口可以直接與試驗室的扭矩儀、高精度電壓/電流傳感器、高精度互感器、以及高精度流量計和壓力計，將測得的數據進(jìn)行運算分析，并最終生成試驗報告。

 

現場(chǎng)應用；在水泵使用現場(chǎng)往往不具備測試所需的一次儀表，對于這種情況下的監測水泵運行狀況，水泵綜合參數測控系統提供了一個(gè)高效且簡(jiǎn)單的解決方案。水泵綜合參數測控系統擁有一個(gè)參數錄入界面，可以將水泵機組的一些基本參數錄入儀器中，再在水泵的進(jìn)出口管路中分別安裝一個(gè)壓力計，水泵綜合參數測控系統通過(guò)測量水泵的進(jìn)出口壓力，再結合之前錄入儀器的參數，即可在儀表上顯示出水泵的實(shí)時(shí)流量、效率等數據。