供应ABB变频恒压供水控制箱

      以变频调速器为核心的自动给水设备已成为90年代高楼自动供水设备的主要产品，它不仅可以完全取代传统的高位水箱、气压罐供水方式，消除水质的二次污染，而且更具有节省能源、自动化程度高等优点。

      PLC控制自动给水设备是在现有普通微机控制自动给水设备的基础上，采用可编程控制器取代通用微机控制的Zui新型自动给水设备。可编程控制器（简称PLC）具有极高的可靠性，能在各种恶劣环境下稳定运行。PLC控制自动给水设备，可在城乡生产生活用水、锅炉恒压补水、供暖系统、空调系统、定差压循环水、消防用水等场合直接应用，控制电动机功率可高达280KW,供水0高可达300m。

二、设备的构成及基本工作原理

      以变频调PLC控制全自动变频调速恒压供水设备内有一台变频调速器，一台可编程控制器及一些电气控制件。它和现场水泵机组、压力传感器一起组成了一个完整的闭环自动控制系统。该系统的工作原理如图1所示。

图1为二泵系统的自动供水系统原理图（根据用户要求可扩展为多泵系统）。图1中在水泵出水管路上安装一台压力传感器，将出口水压转变为电信号，此信号由PLC采样并与压力设定信号比较，求出其偏差。PID运算，Zui后再给模拟输出，输出一个控制电流信号。此控制信号改变了变频调速器输出频率，从而改变了水泵、电机的转速，以消除偏差。如此反复调节Zui终使管网出口压力与设定值保持一致，实现了恒压变量自动供水。

三、PLC控制全自动供水设备性能与特点

   1.恒压供水的水压值，用户可根据供水需要在面板上任意设定。设定范围：0～2MPa，水压控制精度为±0.01MPa;

   2.具有多泵/单泵工作方式,自动/手动选择功能;

   3.各工频运行可根据用水量自动(或手动)投入或切除;

   4.对于变频泵,在面板上设有“主泵选择开关”用户可根据需要任意将2～3台泵中任意一台设为变频泵,以保证变频泵磨损均匀,延长泵的使用寿命;

   5.对于变频泵具有软起动/停止功能,确保水泵在停止/起动过程中平滑起动不产生冲击电流,达到节电目的;

   6.面板上设有数字面板表,可显示水压设定与水压实例值,以及各种泵组作状态指示灯显示;

   7.具有以下声光报警功能:

      (1)出水管压力超压或欠压(或超出由外接的电接点压力表给出的上下限时),设备会自动发出声光报警信号;

      (2)储水池水位低于规定水位时,设备自动化发出声光报警器;

      (3)当变频器发出报警信号时(如过压、欠压、过流、缺相、过热等)设备立即发出声光报警,并能自动切断变频调速器输出,以保护变频器与电机不受损坏;

   8.可编程控制器(PLC)和软硬件系统设计,设有全封闭式的铝合金压铸防电磁干扰屏蔽,光电偶合,浪涌抑制电路等措施,软件采用高可靠技术编程,能确保系统长期运行.

性能稳定

      多年实践经验聚集造就成熟的技术，筛选出优质电器件得以应用，认真执行国家、行业、企业标准及ISO90001国际质量体系，有效保证了设备的运行可靠、故障率低。

技术先进

      本公司一直致力于提高产品的技术含量，逐步增加技术研究能力及技术改进，经工程师不断努力致使本公司设备不断升级带动工业自动化发展，应用技术有：网络监控、人机界面、组态软件、工控模块、变量变压技术等。

自动化程度高

      设备自动根据设置参数运行，无须专人看守，控制系统自动对设备故障及异常情况进行相对应保护，并提供远程监控接口供控制中心或值班室监控。

无二次储水污染

      设备出水直供用户使用，免除天面水塔供水的二次储水污染，有效保证水质。

 

流量扬程的选择

生活生产型供水设备

确定流量

                      计算公式:Q=(n×q)/h×k

式中: Q表示设备流量，单位：m3/h

      n表示用水人数

      q表示每人标准日用水量，单位：m3/日（小区用水一般选择0.3～0.4m3/日）

      h表示用水高峰时间总数，单位：小时（小区用水一般选择5.5～7小时）

      k表示变化系数（1.6～2.5）

      用水高峰时间总数的技术根据实际情况进行统计，例：东方生活小区用水高峰时间一般为7：00～8：00、10.30～12：30、18：00～21：30三个阶段，合计6.5小时。变化系数k值的取值根据设备流量选取：日用水量<120m3   取2.5，随着用水两的增大K值取值逐渐减小，日用水量> 1000m3取1.6。供水流量有可能超出预算、停止单台水泵维护又要按大流量供水发场合，确定设备流量时，可设一台备用泵。

确定扬程：       

                        计算公式：H=h1＋h2＋h3

   式中：H表示设备扬程，单位：m

   h1表示水泵进水水池底到建筑物用水Zui高点住竖直高度，单位：m

   h2表示管网阻力损失，单位：m

   h3表示使用水压（换算为高度），单位：m（1㎏/㎝2≈10.3m，一般取值8～10m）

 

消防设备

确定流量：

      消防供水设备的流量根据建筑物用途、高度进行确定，设备只用于室内消防栓用水可按以下两表选择：（表内消防栓用水量为工作泵组流量，按规定需要另增一台相同型号的主泵作为备用泵）

 

高层建筑室内消火栓系统用水量：

建  筑  类  别	建筑物 高度 （m）	消防栓 用水量 （L/S）
普  通  住  宅	≤50	10
	＞50	20
1、   住宅 2、   医院 3、   二类建筑的商业楼、展览楼、综合楼、财贸金融楼、电信楼、商住楼、读书馆、书库] 4、   省级以下的邮政楼、消防指挥调度楼、广播电视楼、电力调度楼 5、   建筑高度不超过50m的教学楼或普通旅馆、办公楼、科研楼、档案楼	≤50	20
	＞50	30
1、   旅馆 2、   建筑物高度超过50m或每层建筑面积超过1000㎡的商业楼、展览楼、综合楼、财贸金融楼、电信楼 3、   建筑高度超过50m每层建筑面积超过1500㎡的商住楼 4、   中央和省级（含计划单列市）广播电视楼 5、   网局级和省级（含计划单列市）电力调度楼 6、   省级（含计划单列市）邮政楼、防灾指挥调度楼 7、   藏书超过100册的图书馆、书库 8、   重要的办公楼、科研楼、档案楼 9、   建筑物高度超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等	≤50	30
	＞50	40

 

      注：1、建筑物高度不超过50m，用水量不超过20L/S，且没有自动喷淋灭火系统的建筑物，其用水量可按

上表减少5L/S。

      10、详细请参阅国家标准BG50045-95规范。

 

 

 低压建筑室内消火栓系统用水量

建  筑  物  名  称	高度、体积、座位数	消防栓用水（L/S）
厂房、科研楼等	高度≤24m，体积≤10000m3	5
	高度≤24m，体积＞10000m3	10
库房	高度≤24m，体积≤5000m3	5
	高度≤24m，体积＞5000m3	10
车站、病房、教学楼	5001～25000m3	10
	25001～50000m3	15
	＞50000m3	20
商店等	5001～25000m3	5
	10001～50000m3	10
	＞25000m3	15
剧院、电影院、俱乐部、礼堂、体育管	801～1200个座位	10
	1201～10000个座位	15
	＞10000个座位	20
住宅		5
其它民用建筑		15
文物保护单位的重点结构古建筑		20

 

确定扬程：

      消防水泵扬程应满足Zui不利点消火栓口所需水压要求：

                             计算公式：H=h4＋h5＋h6

式中：H表示设备扬程，单位m

     h4表示Zui不利点消火栓口所需水压，单位：m（以1㎏/㎝2≈10.3m计算）

     h5表示消防水泵口至Zui不利点消火栓之间管道的水龙头损失，单位：m

     h6表示消防水池池底与Zui不利点消火栓见竖直高度，单位m

 

生活生产与消防合用型供水设备

     生活消防合用型供水设备流量确定分为两种方式，第一种：设备流量=生活流量＋消防流量；第二种：设备流量选取生活流量、消防流量中Zui大的一项。选用第二种流量方式时，在生活管道上增设电动阀，消防状态自动切换生活管路供水

      扬程确定根据上述生活，消防的确定方法进行选取。

 

工作原理

      变频恒压供水设备由压力传感、程序控制、频率调节、低压电器、外部输入信号、状态显示、水泵组(气压罐)、管路八部分组成。设备工作由压力传感器采集管网水压传输至程序控制器，经内部处理后输出信号控制变频器输出频率对水泵电机进行调速，同时根据用水量控制低压电器部分接通/断开，实现水泵运行台数的增加/减少，小流量时自动投入附泵运行。程序控制器实时接受外部输入信号，并根据外部输入信号控制设备运行状态，如“水池无水信号”信号输入时设备自动停机，信号断开设备自动投入运行；“消防信号”输入时，自动投入消防工作状态提升稳定压力至消防压力、声光报警、关闭生活管网上电动阀等，信号断开自动投入生活给水状态。系统运行状态通过操作面板、文本显示器或触摸人机界面进行显示，使操作维护变得快捷方便。水泵组工作在交替循环软起动状态，遵行先启先停、使水泵磨损承受度相同的原则。

 

气压罐与稳压泵的工作原理

      如右图所示，隔膜式气压罐内部分为气室和水室两部分。气压罐根据空气的可压缩性进行工作，稳压泵运行过程中一部份出水供用户使用，另一部分剩余出水进入气压罐水室，随着进水量的增加水室不断扩大，并压缩气室内空气使空气逐渐缩小，导致罐体内压力不断增高，当压力传感器检测压力升至设定停泵压力时,输出信号停止水泵运行。此时用户的用水由气室空气压缩水室储水进行供给，随着水室水量的不断减少，罐体内压力不断下降，当压力传感器检测压力降至设定启泵压力时，输出信号启动水泵运行给水。当压力升至停泵设定时再次停止水泵运行，如此周期性间隙给水，在无人用水仅保持管压或小流量用水时，此种给水方式Zui为节能。在变频给水系统中，给水流量在稳压泵范围内时，自动转为稳压泵与气压罐间隙给水方式给水。气压罐容积选择根据稳压泵流量进行确定，应以每小时启泵6～8次进行选择。

 

GZ-A系列给水设备节能原理

 

水泵轴功率与转速关系:

      GZ-A系列供水设备采用离心式水泵给水，离心式水泵运行轴动率与转速的三次方成正比，公式如下:

N1=N(n1/n)3

N:额定功率        n:额定转速        N1:运行轴动率        n1:运行转速

变频供水节能设备原理:

      由变频给水设备工作原理可知，恒压供水设备根据用水量自动改变运行水泵台数与转速，来达到稳定压力供水的目的。变频泵节能率根据用水量、轴动力与转速关系公式换算如下:系统稳定在工作压力，用水量在水泵的95%时,节能14%；为90%时，节能27%；为85%时，节能39%；为80%,节能48%。

 

零流量及小流量先进的供水方式:

      当电机转速受稳定压力限制不能再降低时(零流量)，系统停止水泵运行，转入气压罐稳压状态，此状态下无能耗。稳压泵流量范围内，稳压泵与气压罐间隙供水，比主泵变频运行供水方式更为节能。

 

变量变压工作方式进一步节能:

      变频恒压供水为克服大流量管网阻力增大对压力的损失，须把稳定压力设置在大流量所需压力，造成的小流量时压力偏高的能源浪费。变量变压供水，自动化根据流量调整供水压力，解决了恒压供水小流量压力偏高能源浪费的问题。

 

变频软启动节能:

     电机直接启动，启动电流为额定电流的4～7倍，星三角、自耦降压启动，启动电流为额定电流的1.8～2.6倍，变频软启动,启动电流不大于启动电流。

多种切换控制技术有效避开水泵低效区运行及频繁切换:

      专业技术人员现场调试，根据具体情况设置系统内切泵压力误差、切泵延时、稳压泵停止偏差及投入工作方式，使水泵处于高效区运行、不频繁切换。

 

功能阐述

 

       手动工作方式

手动工作方式下通过控制柜面上按妞启动、停止水泵，手动工作方式主要作用为设备调试及自动工作方式故障是的临时供水方式。此工作方式作为备用工作方式有效保证了设备自动工作故障时的不间断供水。

       自动工作方式

自动工作方式下系统根据设定参数自动运行供水，此工作方式下无须人员操作、看管，系统自动对所有故障进行相对应的保护。

 

       远程控制

设备控制柜设置消防信号输入、其它设备联动信号等远程控制端子，供用户对设备部分功能进行远程控制。

       网络监控

系统内控制器通过通讯模块转换数据后与上位计算机进行通讯，实现联网监示、控制为一体的管理。通讯采用PRIFIBUS、MPS、PC/DP2协议、RS485、RS232方式。(JP-A型控制箱)

 

       交替循环

此功能的作用是使系统内各水泵的磨损承受趋于相同，方面维护及更换。此功能遵行“先启先停、先启休息时间Zui长的水泵工作”的原则。

 

       消防控制

系统受消防信号控制是否进入消防工作方式，生活/生产与消防合用系统无消防信号输入时，系统处于生活/生产供水状态；当有消防输入时，系统自动转入消防工作方式供水：关闭生活供水管上的电动阀、提升稳定工作压力至设定消防稳定压力、声光报警、反馈消防信号及水泵运行信号至消防控制中心。消防信号断开时，系统自动打开电动阀、降低稳定压力至生活稳定压力，返回到生活/生产供水方式。消防专用系统无消防信号输入时，由稳压泵与气压罐配合工作稳定管网压力，当有消防信号输入时，启动主泵运行消防供水。

 

       软启动

此启动方式是电机Zui理想的启动方式，即使水泵从停止到预定转速或Zui高转速为一个趋于线性的变化过程，水泵缓慢加速无机械冲击、对电网不产生影响，有效延长了电器及水泵的使用寿命。

 

       数字化模糊控制

压力控制采用数字化模糊控制，智能调节，系统响应快速，精度高，稳定性好；PID参数免调试，大大简化了管理操作并长期保持稳定。

 

       切泵压力误差

避免水泵的频繁起停、在设定压力附件切换造成的压力波动。

 

       定时换泵功能

换泵时间可根据要求任意设定，当变量泵连续工作时间达到设定值，且有泵处于“休息”状态，则自动切换至休息时间Zui长的水泵运行。

 

       定时开关机

内设实时时钟(误差每个月不超过一分钟)数据掉电保持。开关机时间任意设定。

 

       无水停机

水泵无水运行会损坏密封、轴承、电机等，因此水泵禁止在无水情况下运行。无水停机功能采用水位控制器采集水泵进水水池水位或电接点压力表检测进水管无压力，进水管无压力或水位超低时停止系统内水泵工作，达到保护水泵的目的,在此情况下，手动及自动两种工作方式均不能启动水泵运行，只有当水位升至水泵运行水位后方可投入运行。在生活/生产与消防合用的系统中，此功能保护用于保证消防水位，即水池水位低至生活/生产Zui低水位时，停止水泵运行给水，只有消防信号输入时，才能正常工作。

 

       变频器故障停机

当变频器由于外界因素或本身因素引起不能正常工作时，变频器自动保护停止工作以保证故障不在扩大化。在变频器不工作的情况下，系统不能正常工作，所以在此情况下须停止水泵运行。

 

       传感器断线停机

系统根据传感器反馈信号进行自动工作，当传感器断线故障，系统不能采集到管网压力信号，误以为供水流量不足而启动所有水泵运行。此情况下系统自动判断传感器断线故障，停止所有运行中的水泵工频运行，使变频泵处于频率下限运行供说。

 

       主回路短路保护

每台水泵电机设置一个断路器，当断路器以后的电线因破损、绝缘降低或电机相间、相壳断路时，短路器跳闸切断电源供电。分断路器至总短路器间发生断路时，总短路器跳闸切断电源。

 

       控制回路短路保护

控制回路电线破损短路、电器件内部短路时，控制回路中的熔断器熔断，切断控制回路电源。此情况下只有查出故障点修复后，方可更换相同型号的熔断芯再次通电运行。

 

       过载、过流保护

水泵电机因流量过大、轴承卡死、密封太紧等情况引起过电流时，当台水泵回路中的热继电器保护动作，停止当台水泵运行；同时,面板上“过载指示”灯点亮。此情况下查出保护原因排除后，按下热继电器上复位按钮，即可在从新投入运行。

 

       电机缺相保护

水泵电机因接线不牢固、断线、电器件损坏等引起缺相故障时，当台水泵回路中的热继电器保护动作。

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