其传递函数可以写成:
(2)
其中,K为系统的总增益,T为系统的惯性环节时间常数,τ为系统滞后时间。
3. 变频恒压供水控制系统的硬件配置
3.1 变频恒压供水系统的配置方案
通过对变频恒压控制系统的原理分析,该系统组成部分主要为低压电器、变频器、恒压控制单元、压力传感器、压力变送器以及水泵机组。系统的主要设计任务是利用变频器控制水泵(一台或者是多台),实现管网实际水压跟随设定水压并实现水压的稳定。在对系统的工作原理以及主要任务进行分析之后,本设计采用通用变频器、PCL(包括变频控制、调节器控制)、组态界面、压力传感器的组合的方案。系统的构成框图如图5所示[5]。
图5 系统构成框图
该控制方式有以下优点:
(1)灵活方便;
(2)能与其他的系统方便地进行数据交换;
(3)通用性强,用户可根据需要灵活地组成各规模和要求不同控制系统;
(4)现场调试方便;
(5)抗干扰能力强、可靠性高。
3.2 变频恒压供水控制系统的控制方案
变频恒压供水系统的控制方案主要有两种:
(1)一台变频器控制一台水泵方案;
(2)一台变频器控制多台水泵方案。
下面重点介绍一台变频器控制多台水泵的特点。方案(2)适用于大多数供水系统,是目前应用中比较先进的一种方案。下面以一台变频器控制两台水泵的方案来说明。
为了保证正常供水,控制系统根据用户用水量的变化情况控制2台水泵按照系统控制原理框图中控制状态1、2、3、4的顺序运行。
状态1:系统在起初运行时用户的用水量较少,此时1台水泵工作即可满足用水需求,变频器控制1号泵变频工作,2号泵不工作。
状态2:随着用户用水量需求增加,此时1台水泵处于工作状态已不能够满足用户的用水需求,变频器控制1号泵电机从变频工作转换成工频工作并且变频器电源启动2号泵电机。
状态3:由于用户用水需求的降低,此时1台水泵工作即可满足用户的用水需求,变频器控制1号泵电机停运,2号泵电机仍变频运行。
状态4:当用户用水需求再次增加,此时1台水泵处于工作状态已不能够满足用户的用水需求,变频器控制2号泵电机从变频工作转换成工频工作并且变频器电源启动1号泵电机。
当控制系统工作在状态4下而用户用水需求降低时,变频器可控制2号泵电机停运,1号泵电机仍处于变频工作状态(这时的控制系统实际处于状态1)。如此循环往复的工作,以满足系统用水的需要。系统控制原理框图如图6所示[6]。
图6 系统控制原理框图
3.3 供水设备相关参数
在做供水系统时,应先选择水泵和电机,选择依据是供水规模(供水流量)。而供水规模和住宅类型以及用户数有关。有关选择依据原则使用表格如下[7]。
(1)不同住宅类型的供水标准
根据《城市居民生活用水标准》GB/T 50331-2002,不同住宅类型的用水标准如表1所示。
表1 不同住宅类型的供水标准
住宅类型 给水卫生器具完善程度 用水标准( /人日)
小时变化系数
1 仅有给水龙头 0.04~0.08 2.5~2.0
2 有给水卫生器具,但无淋浴设备 0.085~0.13 2.5~2.0
3 有给水卫生器具,并有淋浴设备 0.13~0.19 2.5~1.8
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