基本原理

 

技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

 

（1）把交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于城鄉(xiāng)供水及農(nóng)業(yè)灌溉中，達(dá)到節(jié)水節(jié)能效果；（2）根據(jù)項(xiàng)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(jù)實(shí)際需要，研制出多段壓力設(shè)置轉(zhuǎn)換電路，適應(yīng)農(nóng)業(yè)多種灌溉方式；（4）將變頻調(diào)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(gòu)成

 

整個(gè)恒壓供水系統(tǒng)由CX-B系列變頻恒壓供水自動(dòng)控制裝置與水泵電機(jī)組合而成.該裝置由變頻器（內(nèi)含PID調(diào)節(jié)器）、可編程時(shí)控開關(guān)、可編程控制器（PLC）、水位顯示控制器、遠(yuǎn)傳壓力表、水位傳感器及相關(guān)電氣控制部件構(gòu)成，是一種具有變頻調(diào)速和全自動(dòng)閉環(huán)控制功能的機(jī)電一體化智能設(shè)備，它可同時(shí)對(duì)一臺(tái)或多臺(tái)三相380V，50Hz的水泵電機(jī)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(jī)以軟啟動(dòng)方式啟動(dòng)后開始運(yùn)轉(zhuǎn)，由遠(yuǎn)傳壓力表檢測(cè)供水管網(wǎng)實(shí)際壓力，管網(wǎng)實(shí)際壓力與設(shè)定壓力經(jīng)過(guò)比較后輸出偏差信號(hào)，由偏差信號(hào)控制調(diào)整變頻器輸出的電源頻率，改變水泵轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)壓力不斷向設(shè)定壓力趨近.這個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)通過(guò)不斷檢測(cè)、不斷調(diào)整的反復(fù)過(guò)程實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)壓力恒定，從而使水泵根據(jù)需水量自動(dòng)調(diào)節(jié)供水量，達(dá)到節(jié)能節(jié)水的目的.

 

PLC的主要控制作用：（1）控制多臺(tái)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(dāng)?shù)谝慌_(tái)水泵電機(jī)以變頻方式運(yùn)行，并達(dá)到額定功率（即變頻器輸出電源頻率達(dá)到50H），而供水管網(wǎng)壓力未達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，第二臺(tái)水泵電機(jī)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，并以工頻方式運(yùn)行，這時(shí)若管網(wǎng)壓力仍不能達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，第三臺(tái)水泵電機(jī)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，第一臺(tái)水泵仍以變頻方式運(yùn)行，達(dá)到保持管網(wǎng)恒壓的目的，投入運(yùn)行的水泵數(shù)量由裝置根據(jù)管網(wǎng)壓力自動(dòng)控制.

水位顯示控制器設(shè)有上、中、下3個(gè)水位控制限，當(dāng)池水位從上限降到中限位置時(shí)，控制器輸出補(bǔ)水泵啟動(dòng)信號(hào)，使補(bǔ)水泵向池內(nèi)補(bǔ)水，補(bǔ)至上限時(shí)，控制器輸出補(bǔ)水泵停機(jī)信號(hào)，停止補(bǔ)水；當(dāng)池水位降到下限時(shí)，控制器輸出取水泵停機(jī)信號(hào)，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(fù)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(shè)有手動(dòng)/自動(dòng)切換電路，當(dāng)切換至自動(dòng)位置時(shí)，系統(tǒng)可根據(jù)出口壓力變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻泵的轉(zhuǎn)速和自動(dòng)啟動(dòng)、停止備用泵，以維持出口壓力恒定，當(dāng)變頻控制電路出現(xiàn)故障時(shí)，可切換至手動(dòng)位置，使水泵直接在工頻下運(yùn)行，保證正常供水；（2）能夠在1d內(nèi)設(shè)置1～9個(gè)供水時(shí)間段，一周內(nèi)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(jī)保護(hù)，補(bǔ)水泵自動(dòng)開機(jī)補(bǔ)水，蓄滿水后補(bǔ)水泵自動(dòng)停機(jī)，蓄水池水位以數(shù)字顯示；（5）故障顯示及報(bào)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(hù)等電氣保護(hù)功能.

 

D系列

 

1、基本構(gòu)成

 

整個(gè)恒壓供水系統(tǒng)由CX-D系列變頻恒壓節(jié)水灌溉自動(dòng)控制裝置與水泵電機(jī)組合而成（見(jiàn)圖1）.一些節(jié)水灌溉基地設(shè)計(jì)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(chǔ)上增加了多段壓力設(shè)置轉(zhuǎn)換電路，它可同時(shí)對(duì)一臺(tái)或多臺(tái)三相水泵電機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制.

圖3變頻恒壓節(jié)水灌溉自動(dòng)控制裝置結(jié)構(gòu)原理框圖

 

2、工作原理

 

CX-D系列變頻恒壓節(jié)水灌溉自動(dòng)控制裝置除多段壓力設(shè)置轉(zhuǎn)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(shè)置轉(zhuǎn)換電路中設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，壓力設(shè)置轉(zhuǎn)換電路自動(dòng)轉(zhuǎn)換到相應(yīng)壓力檔位，該裝置就在這一設(shè)定壓力下以恒壓供水，實(shí)現(xiàn)節(jié)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(zhuǎn)換功能.

 

應(yīng)用推廣

 

概述

 

引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)主要的目的在于推廣應(yīng)用，把變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于水利行業(yè)及農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能節(jié)水.幾年來(lái)，通過(guò)向社會(huì)積極宣傳變頻節(jié)水節(jié)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(nóng)業(yè)所接受.

 

推廣方面

 

在城鄉(xiāng)供水方面，我們已經(jīng)推廣應(yīng)用變頻恒壓供水自控裝置12套，根據(jù)對(duì)其中四套裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算可知，可節(jié)約電能25%～50%，節(jié)水3%～10%.各臺(tái)裝置的節(jié)能率和節(jié)水率差異較大，其主要原因是各裝置的運(yùn)行環(huán)境差異較大，用水高峰與低谷流量差值大的裝置節(jié)能率高，用水高峰與低谷流量差值小的裝置節(jié)能率低；供水管路完好率高的系統(tǒng)使用該裝置后，節(jié)水效果不顯著，供水管路完好率低的系統(tǒng)使用該裝置后，節(jié)水效果顯著（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(jié)水節(jié)能，而且提高了供水質(zhì)量，保證了供水管網(wǎng)的安全運(yùn)行.

 

在農(nóng)業(yè)灌溉方面，2001年6月為“99全國(guó)節(jié)水示范工程秦都項(xiàng)目區(qū)（咸陽(yáng)市秦都區(qū)雙照鎮(zhèn)龍泉南村）節(jié)灌系統(tǒng)”設(shè)計(jì)并安裝了變頻恒壓節(jié)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，既滿足了微噴灌和滴灌的要求，又使灌溉管理大大簡(jiǎn)化.據(jù)2001年7～12月資料統(tǒng)計(jì)，節(jié)電17%，節(jié)水19%.2001年12月同陜西省農(nóng)墾農(nóng)工商總公司簽訂了合作合同，為該公司華陰農(nóng)場(chǎng)節(jié)水灌溉增效示范項(xiàng)目設(shè)計(jì)安裝6套變頻恒壓節(jié)水灌溉自動(dòng)控制裝置.該示范項(xiàng)目實(shí)施完成后，變頻恒壓節(jié)水灌溉自控裝置與灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，將形成目前我國(guó)較高標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)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(yīng)用于高層建筑和自來(lái)水廠的供水系統(tǒng)中，而且能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)水泵抽灌系統(tǒng)中，并在農(nóng)業(yè)抽灌系統(tǒng)中剛剛開始應(yīng)用，其節(jié)水節(jié)能技術(shù)具有強(qiáng)大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景.

 

測(cè)試

 

水泵綜合參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)，是為水泵測(cè)控而量身打造的一款功能強(qiáng)大的測(cè)控系統(tǒng)。使用該系統(tǒng)能夠同時(shí)測(cè)量水泵的進(jìn)口溫度，出口溫度，進(jìn)口壓力、出口壓力，揚(yáng)程、流量、轉(zhuǎn)速、電機(jī)軸輸出功率（水泵輸入機(jī)械功率）等基本參數(shù)，并準(zhǔn)確計(jì)算出泵的效率。如增加相應(yīng)的閥門控制模塊，可進(jìn)行水泵管路閥門的控制，配合水泵綜合參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)同步完成水泵試驗(yàn)工作，并按照國(guó)標(biāo)要求生成水泵試驗(yàn)報(bào)告。該系統(tǒng)是水泵性能測(cè)試、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、日常維護(hù)的理想設(shè)備。

 

特點(diǎn)

 

]安裝簡(jiǎn)單、使用方便；水泵試驗(yàn)所有參數(shù)一機(jī)全部測(cè)量，無(wú)需再購(gòu)置其他儀器，方便管理；水泵綜合參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)配有各種模擬量信號(hào)接口和數(shù)字量信號(hào)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(jì)、轉(zhuǎn)速儀、壓力計(jì)、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(shè)備接入水泵綜合參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)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(shù)測(cè)控系統(tǒng)的硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，并以虛擬儀器顯示，方便接口擴(kuò)展，使用者可以根據(jù)自己的需求選擇合適的模塊來(lái)搭配屬于自己的系統(tǒng)，比傳統(tǒng)的方法更為靈活，數(shù)據(jù)處理更為快捷，系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)更為方便。

人性化的操作界面；水泵綜合參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)采用虛擬儀器的形式顯示，擁有人性化的操作界面，用戶可以根據(jù)自身的需求對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

 

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

 

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

 

標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)報(bào)告；水泵綜合參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)在采集完數(shù)據(jù)后，可以自動(dòng)生成水泵性能試驗(yàn)報(bào)告，試驗(yàn)報(bào)告響應(yīng)相關(guān)國(guó)標(biāo)的要求。

 

應(yīng)用

 

水泵綜合參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)能滿足試驗(yàn)室的精確測(cè)量，也能滿足水泵工作現(xiàn)場(chǎng)的便捷式測(cè)量。

 

試驗(yàn)室應(yīng)用；水泵綜合參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)為滿足水泵試驗(yàn)室的高精度測(cè)控，本測(cè)控系統(tǒng)提供各種接口可以直接與試驗(yàn)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(jì)和壓力計(jì)，將測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算分析，并最終生成試驗(yàn)報(bào)告。

 

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用；在水泵使用現(xiàn)場(chǎng)往往不具備測(cè)試所需的一次儀表，對(duì)于這種情況下的監(jiān)測(cè)水泵運(yùn)行狀況，水泵綜合參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)提供了一個(gè)高效且簡(jiǎn)單的解決方案。水泵綜合參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)擁有一個(gè)參數(shù)錄入界面，可以將水泵機(jī)組的一些基本參數(shù)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(jì)，水泵綜合參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量水泵的進(jìn)出口壓力，再結(jié)合之前錄入儀器的參數(shù)，即可在儀表上顯示出水泵的實(shí)時(shí)流量、效率等數(shù)據(jù)。