基於PCC控製的變頻恒壓供水係統設計
信息技術
作者：李盾
【摘要】作為一種新型供水方式，選用PCC控製變頻器能夠實現變頻恒壓供水，同時起到高效率、低能耗、高穩定性的效果，解決了傳統高層建築供水方式中的一些難題。
【關鍵詞】PCC；變頻；恒壓
1、概述
傳統的供水方式主要是通過采用恒速供水和水塔存儲供水方式，前者有大量的能耗損失，頻繁啟停電機會給係統帶來衝擊，而後者導致供水壓力不一致。國外普遍采用一個水泵配置一個變頻器的方式，但成本較高。本係統主要研究一種新型供水方式----變頻恒壓方式，通過變頻設備控製水泵的頻率，從而使水泵的轉速改變地下水箱出水的流量。通常情況下，隻有一台水泵處於變頻運行，其他水泵處於停止或工頻運行狀態。變頻運行的水泵通過頻率的改變對流量進行細調，從而保證水壓基本不變，使高層建築供水更加靈活、高效和節能。
2、變頻恒壓供水係統分析
本係統通過研究PCC來控製變頻器從而實現變頻恒壓供水。通過變頻器恒壓供水方案的分析設計出係統的主電路、控製電路及各個硬件的連接電路，所使用的控製器是貝加萊X20係列PCC，通過控製器操縱西門子供水專用的MM430型變頻器進行PID控製供水。控製係統由PCC完成，而係統中采用的變頻器則主要負責PID的整合及頻率調節。
3、變頻恒壓供水係統的硬件電路設計
本係統采用一個變頻器拖動4台水泵的方式，用PCC作為控製器，根據壓力變送器反饋的數據改變變頻器的頻率和水泵運行台數，其中一台水泵作為備用水泵。通過PCC控製變頻器，水泵的轉速會根據變頻器的實際運行頻率來改變。當用水量增大時，供水管道內安裝的壓力檢測計檢測到的壓力值會降低，傳感器把壓力信號變成標準信號傳輸至壓力控製器。壓力傳感器輸出0-10V的信號到PCC和變頻器，變頻器的頻率從而開始增大。如果變頻器提高頻率達到工頻後仍不能滿足壓力的下降，則改台水泵就切換至工頻運行，變頻器開始軟啟動下一台水泵從而維持水壓的穩定；當用水量減少時，壓力檢測計檢測到的壓力值就會增加，變頻器的頻率就開始降低，如果變頻器降低的頻率達到水泵的啟動頻率仍然不能滿足壓力的上升，則該台水泵退出運行。
本係統選用的水泵型號為100DL3型，共計4台，給水泵供電的電機功率選擇為30千瓦；供水管道內的壓力傳感器采用YTZ-150型，傳感器為兩線製0-10V，壓力範圍是0-1.0MPa，精度是0.01MPa；斷路器QF5起過流、欠壓保護和電氣隔離作用，本係統中考慮的過載能力為150%，故額定電流為90A；斷路器QF1-QF4用於水泵工頻運行時保護係統，額定電流為150A；接觸器的觸點控製電機的運行，額定電流必須大於電機的額定電流，所以選擇為70A；PCC按鈕回路供電電壓是24V直流，采用LAY3-11型，UN=24V，IN=0.3A；變頻器選用西門子專用供水設計的MM430型，具有很好的可靠性。
經過I/O分配得出，本係統共有25路數字量輸入信號、10路數字量輸出信號和2路模擬量輸入信號，故PCC選用B&R的X20型，CPU使用X20CP1484，輸入模塊選用2隻X20DI9371和1隻X20DI4371，輸出模塊選用1隻X20DO9322模塊，模擬量輸入選用采用1隻X20AI4622模塊。