3 恒压供水系统工作原理
恒压供水系统PPT课件
应求的现象。
传统方法
1 2 3
水塔，就是先用水泵把水抽到高处，然后利用水的压力供水，和 直接用水泵供水有了进一步提高。但是这种方法把水经过两次输 送。输送过程中不可避免的造成二次污染，影响居民健康。所以 这种方法不可取。
高位水箱——采取这种方法不但达到了高层楼房用户不因城市水 管压力减小而用不到水的目标，也尽量避免了水源的二次污染。 可它的投资成本价高。居民负担加重，所以不可取。
• 恒压供水泵站一般需要设多台水泵及电机，这比设单台水泵电机节能而可靠。配单台电机及水泵 时，它们的功率必须足够大，在用水量少时来开一台大电机肯定是浪费的，电机选小了用水量大 时供水量则相应的会不足。而且水泵与电机维修的时候，备用泵是必要的。而恒压供水的主要目 标是保持管网水压的恒定，水泵电机的转速要跟随用水量的变化而变化的，那么这就是要用变频 器为水泵电机供电。在此这里有两种配置方案，一种是为每一台水泵电机配一台相应的变频器， 从解决问题方案这个比较简单和方便，电机与变频器间不须切换，但是从经费的角度来看的话这 样比较昂贵。另一种方案则是数台电机配一台变频器，变频器与电机间可以切换的，供水运行时， 一台水泵变频运行，其余的水泵工频运行，以满足不同的水量需求。
供水系统方案图
主电路图
压力传感器
扩散硅压力传感器原理及应用 工作原理被测介质的压力直接 作用于传感器的膜片上（不锈 钢或陶瓷），使膜片产生与介 质压力成正比的微位移，使传 感器的电阻值发生变化，和用 电子线路检测这一变化，并转 换输出一个对应于这一压力的 标准测量信号。
恒压供水的工作原理
恒压供水的工作原理
恒压供水的工作原理是通过调节水泵的转速来实现恒定的供水压力。
其工作过程如下：
1. 水泵工作：当水压下降到设定的压力下限时，水泵开始工作并提供水源。
水泵通过电动机驱动，将水源抽入泵体。
2. 水泵转速调节：为了保持恒定的供水压力，水泵的转速需要根据实时水压进行调节。
通常采用PID控制算法，根据传感器检测到的压力信号，反馈给控制系统进行处理，然后控制系统指令水泵调整转速。
3. 水泵供水：随着水泵转速的调整，水泵将按需供给水源。
如果实时水压低于设定的压力下限，控制系统会增加水泵转速以提高供水压力；反之，如果实时水压高于设定的压力上限，控制系统会降低水泵转速以降低供水压力。
4. 压力稳定：通过不断调节水泵转速，控制系统能够实时监测并维持恒定的供水压力。
一旦达到设定的压力上下限，控制系统将保持转速不变，以稳定供水压力。
通过上述工作原理，恒压供水系统能够在不同供水需求下，实现恒定的供水压力，提高供水稳定性和可靠性。
恒压供水系统
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汇报人：
目录 /目录
01
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04
恒压供水系统 的功能特点
02
恒压供水系统 的概述
05
恒压供水系统 的控制方式
03
恒压供水系统 的组成
06
恒压供水系统 的维护保养
01 添加章节标题
02 恒压供水系统的概述
恒压供水系统的定义
恒压供水系统是一 种自动控制供水系 统通过保持供水压 力的恒定满足用户 用水需求。
自动控制系统还具有节能环保的特点能够根据实际需求自动调节水泵的运 行状态避免能源浪费同时减少对环境的影响。
远程控制
定义：通过远程通讯技术实现对供 水系统的控制
优点：可以实现远程监控、操作和 管理提高供水系统的可靠性和安全 性
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实现方式：利用PLC、传感器等设 备采集数据通过通讯网络发送给远 程控制中心
定期检查水泵等 设备的运行情况 确保正常运转
07
恒压供水系统的应用实 例和发展趋势
应用实例
恒压供水系统在高层建筑中的应用
恒压供水系统在公共场所的应用
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添加标题
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恒压供水系统在工业生产线上的应 用
恒压供水系统在农业灌溉中的应用
发展趋势
智能化控制：采用先进的传感器和控制器实现供水系统的智能化控制提高供水质量和 效率。
工业园区供水
城市供水系统
03 恒压供水系统的组成
泵站
泵站的作用：提供恒压供水
泵站的组成：水泵、电机、控制系统等
水泵的种类：离心泵、潜水泵等
泵站的运行方式：连续运行、间歇运行等
变频恒压供水设备原理
变频恒压供水设备原理变频恒压供水设备是一种用于建筑物供水系统的高效设备。
它通过采用变频调速和智能控制技术，实现对供水系统的精确控制，以保持恒定的水压。
本文将介绍变频恒压供水设备的工作原理和优势。
一、工作原理变频恒压供水设备主要由水泵、变频器和控制器组成。
当供水系统的水压低于设定值时，变频器会自动调节水泵的转速，增加供水量，提高水压；当水压高于设定值时，变频器减小水泵的转速，降低供水量，保持水压恒定。
变频恒压供水设备的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 传感器检测水压：供水系统中的传感器实时监测水压情况，并将信号传输给控制器。
2. 控制器判断水压状态：控制器接收传感器的信号后，对水压进行判断。
如果水压低于设定值，则需要启动水泵提高供水量；如果水压高于设定值，则需要减小供水量。
3. 变频器调节水泵转速：控制器将判断结果传输给变频器，变频器根据控制信号调整水泵的转速，以实现恒定的水压输出。
4. 水泵供水：根据变频器调节的转速，水泵开始供水，并以合适的速率将水送至供水系统。
5. 不断监测水压：供水过程中，传感器持续监测水压情况，并将实时信号传输给控制器。
二、优势与传统供水设备相比，变频恒压供水设备具有以下优势：1. 节能高效：变频器通过调节水泵转速，精确控制供水量，避免了传统供水设备频繁启停造成的能量浪费。
2. 恒定水压：变频恒压供水设备可以根据实际需求精确调整水泵转速，保持供水系统的恒定水压，提供稳定可靠的供水效果。
3. 减少噪音：由于变频恒压供水设备启停次数减少，水泵工作更加平稳，从而减少了噪音污染，提升了使用者的舒适感。
4. 延长设备寿命：由于减少了水泵频繁启停的次数，变频恒压供水设备可以降低水泵的磨损程度，延长设备的寿命，减少维修和更换成本。
5. 智能化管理：变频恒压供水设备配备了智能控制器，可以实现远程监控和自动报警功能，方便管理人员对供水系统进行实时监测和维护。
三、适用范围变频恒压供水设备广泛应用于多种场景，包括住宅小区、商业大厦、工业园区等。
恒压供水系统
恒压供水系统
恒压供水系统是一种能够在变动水流条件下维持稳定水压
的供水系统。
它通过利用压力感应器和变频器来监测水压，并自动调节给水泵的转速，以保持稳定的出水压力。
恒压供水系统的工作原理如下：当用户打开水龙头时，水
流量增加，导致供水管道中的压力下降。
压力感应器感知
到下降的压力信号，然后通过变频器控制给水泵的转速增加，以提供更多的水流量并恢复正常的出水压力。
相反，当用户关闭水龙头时，水流量减少，供水管道中的
压力上升。
压力感应器感知到上升的压力信号，然后通过
变频器控制给水泵的转速减少，以避免过高的水压。
恒压供水系统的优点包括：能够在不同水流条件下保持稳
定的水压，可以提供舒适的水流体验，并且可以满足不同
用户的需求；通过自动调节给水泵的转速，能够实现能耗
节约并延长设备寿命；可以减少水泵启停的频率，降低噪音和振动。
因此，恒压供水系统被广泛应用于住宅、商业建筑和工业设施等场所，以提供稳定的供水服务。
《恒压供水系统》课件
02
CHAPTER
恒压供水系统的组成
储水设备是恒压供水系统中的重要组成部分，主要作用是储存用于供水的原水。
储水设备应具备足够的容量，以满足供水需求，同时应保持清洁卫生，防止水质污染。
储水设备的设计和选型应根据供水规模和要求进行，以确保供水的质量和稳定性。
增压设备是恒压供水系统中的关键设备之一，主要作用是将原水增压至所需的供水压力。
采用新型材料和工艺，提高供水系统的耐久性和可靠性，延长使用寿命。
将恒压供水系统应用于农村地区，解决农村居民的饮水安全问题。
农村供水
扩大恒压供水系统在工业领域的应用，满足工业生产对稳定供水的要求。
工业供水
将恒压供水系统应用于公共设施，如公园、学校等，提高供水服务质量。
公共设施供水
标准化和模块化
推动恒压供水系统的标准化和模块化发展，降低生产成本和安装维护难度。
管路系统是恒压供水系统中的输送媒介，主要作用是将增压后的原水输送到各个用水点。
03
CHAPTER
恒压供水系统的优势与挑战
恒压供水系统能保持水压的稳定，避免水压波动对用水设备造成的影响。
稳定性高
恒压供水系统能够根据实际用水需求调整供水压力，有效降低能源消耗和减少环境污染。
节能环保
恒压供水系统采用自动化控制技术，可实现远程监控和操作，提高供水管理的效率和可靠性。
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目录
恒压供水系统概述恒压供水系统的组成恒压供水系统的优势与挑战恒压供水系统的设计与实施恒压供水系统的维护与保养恒压供水系统的未来发展
01
CHAPTER
恒压供水系统概述
总结词
恒压供水系统的定义和主要特点
详细描述
恒压供水设备工作原理
恒压供水设备工作原理
恒压供水设备工作原理是通过自动调节供水系统的输出压力，使得供水系统在不同负载条件下保持恒定的工作压力。
具体工作原理如下：
1. 检测压力：恒压供水设备内部装有压力传感器，用于实时监测供水系统的工作压力。
2. 控制启停：当压力传感器检测到供水系统的压力低于设定值时，控制器会启动供水设备；当压力达到设定值时，控制器会停止供水设备。
3. 运行控制：供水设备主要由电动泵、控制器和水泵保护装置组成。
当控制器接收到启动信号后，电动泵开始工作，将水通过管道送至出水口；当压力达到设定值时，控制器向电动泵发送停止信号，使电动泵停止工作。
4. 压力调节：当供水系统负载发生变化时，控制器会根据压力传感器检测到的压力变化情况，自动调节电动泵的运行状态，使得供水系统保持恒定的工作压力。
总的来说，恒压供水设备通过监测供水系统的压力，实时控制电动泵的启停和运行状态，从而实现对供水系统的恒定工作压力调节。
这样可以确保供水系统在不同负载条件下，始终提供稳定的水压供应。
恒压供水控制系统工作原理
恒压供水控制系统工作原理
首先，在系统中安装一个压力传感器，用于监测水压的变化。
传感器将监测到的压力信号传递给控制器。
控制器是系统的核心部件，它接收传感器传回的压力信号，并根据设定的目标水压值进行计算和控制。
在系统启动时，控制器会检测实际水压与设定水压的差异，并相应地调整水泵的运行。
当实际水压低于设定水压时，控制器向水泵发送启动信号，开启水泵进行供水。
水泵开始运行后，会将水输送至水源地，并增加供水系统中的水压。
随着水压的升高，压力传感器检测到的压力信号也会增加。
当压力信号达到设定水压时，控制器会下达停泵指令，水泵停止供水。
这样，系统就能够保证水压稳定在设定值范围内。
当实际水压高于设定水压时，控制器向水泵发送停止信号，水泵停止供水。
随着供水停止，水压逐渐降低。
当压力信号低于设定水压时，控制器会再次下达启泵指令，水泵重新启动，供水系统的水压开始升高。
控制器通过不断检测水压变化，并相应地调整水泵的运行来实现恒压供水。
此外，控制器还可以根据实际需求进行水压调整。
比如，在高峰用水时，控制器可以根据用户调整水压的需求来调整设定水压，并相应地控制水泵的运行，以满足用户的需求。
这样可以充分利用供水资源，并提高供水系统的工作效率。
总结起来，恒压供水控制系统通过不断监测水压的变化，并根据设定的目标水压进行控制，实现了恒定水压供水的功能。
它能够自动调整水泵的运行，使供水系统始终保持在设定的水压范围内。
这种控制系统广泛应用于民用和工业领域，为用户提供了稳定可靠的供水服务。
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3 恒压供水系统工作原理
恒压供水控制系统将主要由PLC、PID、变频器、切换继电器、压力传感器等部分组成。
为了维持供水管网的压力不变，必须在系统的管道上安装压力变送器作为反馈组件来为控制系统提供反馈信号。
由于供水系统管道长、管径大，管网的充压比较慢，故系统是一个大滞后系统，不宜直接采用PID 调节器进行控制，而应采用PLC 参与控制的方式来实现对控制系统的调节。
变频器选择FRN45P11S-4CX 或
FRN55P11S-4CX，可编程控制器选择日本松下FP1-C40 型。
控制核心单元PLC根据手动设定压力信号与现场压力传感器的反馈信号，得到压力偏差和压力偏差的变化率，经过PID 运算后，PLC 将0~5V的模拟信号输出到变频器，用以调节电机的转速以及进行电机的软启动；PLC 通过比较模拟量输出与压力偏差的值，驱动切换继电器组，以此来协调投入工作的水泵电机台数，在大范围上控制供水的流量，同时完成电机的启停、变频与工频的切换。
PID 调节器控制变频器对变频泵进行速度调节，在小范围上控制供水的流量。
这样，从投入电机台数和控制电机中某一台电机的转速而达到恒压供水的目的。
4 电气设计
4.1 系统程序设计
系统程序包括启动子程序和运行子程序，分别如图1，图2所示。
4.2 主电路设计
该系统主电路如图3 所示。
当变频泵达到水泵额定转速后，如水压在所设定的判断时间内还不能满足恒压值时，系统自动将当前变频泵状态切换为工频状态，并指定下一台泵为变频泵；同样的道理，当水压在所设定的时间内保持恒定，且变频器的输出频率低于30 Hz时，则退出一台工频运行的给水泵。
4.3 控制电路设计
控制电路包括继电器控制电路及PLC 控制电路，PLC 控制电路原理如图4所示。
图中SA7 为手动/自动控制转换开关，SA8 为自动起/停控制转换开关，P1、P2 为管网压力信号（PID输出信号），SA1为1#水泵手动起动开关，SA2为1# 水泵手动停止开关，SA3 为2# 水泵手动起动开关，SA4 为2# 水泵手动停止开关，SA5 为3# 水泵手动起动开关，SA6为3#水泵手动停止开关，KA0耀KA6为中间继电器，分别控制KM0耀KM6工作。
4.4 系统工作过程
可编程控制器在工作过程中的输入、输出信号的符号及功能如表1 所列。
4.4.1 系统的启动
加上启动信号（X4）后，此信号被保持，当条件满足（即X2 亮）时，开始启动程序，由PLC控制1#电机变频运行（Y1、Y0、Y7 亮），同时定时器T0 开始计时（10 s），若计时完毕X2 仍亮，则关闭Y1、Y0（Y7 仍亮），T1 延时1 s，延时是为了:一是使开关充分熄弧，防止电网倒送电给变频器，烧毁变频器；二是让变频器减速为0，以重新启动另一台电机。
延时完毕，1#电机投入工频运行，2#电机投入变频运行，此时Y2、Y3、Y0、Y7亮，同时定时器T2开始计时(10 s)，若计时完毕X2 仍未灭，则关闭Y3、Y0（Y2、Y7仍亮），T3 延时1 s，延时完毕，将2#机投入工频运行，3# 电机投入变频运行（此时Y2、Y4、Y5、Y0、Y7 亮），再次等待Y7 灭掉后，则整个启动程序执行完毕，转入正常运行调节程序，此后启动程序不再发生作用，直到下一次重新启动。
在启动过程中，无论几台电机处于运行状态，X2 一旦灭掉，则应视为启动结束（Y7 灭掉），转入相应程序。
综合整个启动过程，要完成3 台电机的启动最多需要22 s。
4.4.2 模拟调节
运行过程中，若模拟调节期间上、下限值均未达到（即X1、X2 灭），则变频器处于模拟调节状态（此时相应电机运行信号和Y0 亮）。
若达到模拟调节上限值（X1 亮），则定时器T4马上开始定时（3 s），定时过程中监控X1，若X1又灭，则关闭定时器，继续摸拟调节；若T4 定时完毕，X1 仍亮，则启动输出低速（Y8 亮），进行多段速调节，同时定时器T5 开始定时（3 s）。
定时完毕，若X1仍亮，则关闭此多段速，启动输出更低速（Y9），同时定时器T6 定时（如10 s），定时完毕，若X1仍亮，则关掉Y9，此后X0 很快会通，转入切换动作程序。
在此两级多段速调节过程中，无论何时，若X0 亮，则会关闭相应多段速和定时器，同时进行切换动作，即转入切换程序，同样，若无论何时，X1 灭掉，则关闭运行多段速和定时器，转入模拟调节。
若达到模拟调节下限值（X2 亮），则定时器T7马上开始定时（3 s），定时过程中监控X2，若X2又灭，则关闭定时器，继续摸拟调节，若T7 定时完毕，X2仍亮，则启动输出高速（Y9），进行多段速调节，同时定时器T8 开始定时（3 s），定时完毕。
若X2仍亮，则关闭此多段速，启动输出更高速（Y8），同时定时器T9 定时（如10 s），定时完毕。
若X2仍亮，则关掉Y9，此后X3 很快会通，转入加电机动作程序。
在此两级多段速调节过程中，无论何时，若X3 亮，则会关闭相应多段速和定时器，同时进行加电机动作，即转入加电机程序。
同样，若无论何时X2 灭掉，则关闭运行多段速和定时器，转入模拟调节。
4.4.3 电机切换
电机切换程序分为电机切除程序和加电机程序两部分。
电机切除程序动作的条件是：启动结束后无论何时X0 亮，一旦条件满足，即由PLC 根据电动机的运行状态来决定切换相应电机，切换时只能切换工频运行电机。
若工作状态是一台变频一台工频，则立即切除工频电机，然后计数值减1，即完成此过程，再由调节程序运行，调节至满足要求为止。
若3 台电机同时工作，则应由PLC来决定切除相应的工频运行电机。
切除依据是3台电机对应计数器的大小，谁大切谁，切除掉一台后，要由定时器定时（如5 s）等待，以便变频器调节一段时间，防止连续切除动作。
这主要是考虑到本系统的非线性和大小惯性因素而采取的措施。
加电机程序，其动作程序是：启动结束后无论何时X2亮，一旦条件满足（X3亮），立即关掉变频运行电机和变频器，延时一段时间后（原因同上），将原变频运行电机投入工频运行，同时打开变频器和将要启动电机的变频开关，完成加电机过程。
同样，若原有2 台电机工频工作，则X3 一亮，立即开始加另一台电机（无延时），加电机依据是判断计数值，谁小加谁。
但加电机完成以后，定时器要开始定时（如5 s）等待，让变频器调节一段时间，防止连续加电机动作。
5 系统主要性能与特点
1）由于供水管网系统较大，致使管网末端水压严重滞后出口压力，所以系统的一个显著特点是管网末端水压变化较大，不利于实现恒压精确控制。
2）变频器对电机进行软启动，减少了设备损耗，延长了电机寿命。
3）具有自动、手动及异地操作功能。
4）智能化控制，可任意修改参数指令(如压力设定值、控制顺序、控制电机数量、压力上下限、PID值、加减速时间等)。
5）具有完善的电气安全保护措施，对过流、过压、欠压、过载、断电等故障均能自行诊断并报警。
6 结语
水泵变频改造前，一、二期平均每天各运行2台水泵，年耗电150 万kW·h，改造实施后，年耗电85 万kW·h，每年仅节约电费达26 万元，所以此次设备投入费用在短期内可回收成本。