针对目前农村小型自来水厂供水泵变频调速驱动时普遍采用PID闭环控制的方法，文章提出了采用电接点压力表进行测量和控制的方法，并给出了主电路及其控制电路原理图，设置了变频器的相关参数，对给水压力的设定和调节方法作了说明。
0.引言
相对而言,农村地区的技术力量、供电质量、管理水平及经济实力明显低于城市。因而，用于农村自来水供水泵的控制柜，在满足供水要求的情况下，应主要着重于高可靠性、低成本和低运行费用。早在20世纪90年代，农村自来水供水栗就已经开始采用变频器驱动和控制,介绍了其控制方法,给出了采用变频器控制的闭环调节方法及原理框图，这些方法均采用PID闭环调节，其供水压力的测量采用电阻远传压力表或压力变送器，相对于用户的技术力量，即使出现很小的问题也难以解决,从而影响用户的生活。因此,设计制作一种操作简单、运行可靠、成本低廉的供水控制装置更为实用。
1.控制原理
在人口稀少、居民较为分散的偏僻农村，往往采用深井潜水泵直接向居民供水。按照农村居民的习惯，家家户户都备有储水罐，农民总是在早晨、中午或晚上回家以后把储水罐接满水，以备一天之用。因此,农村自来水供水应定时进行’这样既满足了用水要求，又降低了运行成本，节约自来水设备的运行费用。小型供水厂一般由变频控制柜直接驱动深井潜水泵，不再建设水厂进行二次加压供水,供水原理,见图1。
由图1中看出，采用电接点压力表进行压力测量和控制，控制原理，见图2。压力设定通过调节电接点压力表的上下限指针完成,二者的间隔不必太大,在0.04MPa范围之内即可,压力下限值应略高于最高处用水户高度，以满足全部用水户的用水要求。当管网内水压下降为压力表下限指针或低于下限指针位置时，压力表内部下限触点闭合，使变频器输出频率增大，潜水泵加速，增大供水量。当管网内水压达到压力表上限指针位置时，压力表内部上限触点闭合，使变频器输出频率下降，水泵减速,减少供水量。当管网压力介于所设定的压力表上下限指针之间时，变频器输出频率保持不变,水泵恒速运行，从而确保管网内水的压力在设定的范围之内。由于同等功率的潜水栗的运行电流比地面离心泵大，所以变频器的容量应放大一个规格。
2.潜水泵电气主电路
潜水泵的控制采用一控一的工作方式。为了在变频器故障时潜水泵仍然能够供水，所设计的电路包括变频器驱动水泵运行和接触器接通工频电源驱动水泵运行两部分，通过转换开关切换二者的供电接触器。图3给出了其主电路图。图3中，QS为电源开关，既为电路送电，又可进行短路保护。KM0、KM1为变频运行接触器，二者闭合时,潜水泵变频运行。Km2为工频运行接触器，闭合时潜水泵工频运行，当变频器故障时靠操作人员手动按按钮控制。FR为热继电器，潜水栗电机工频运行时进行过载和缺相保护。KM1与Km2必须设置互锁，避免二者同时吸合损坏变频器。图3中，变频器选用山东深川电气科技有限公司生产的专门用于驱动风机水泵类负载的SVF-EV-P系列产品。
3.潜水泵电气控制电路
与图3主电路相对应的控制电路，见图4。图4中的QF为控制电路电源开关,SW为转换开关，用于深井潜水泵的工频和变频运行方式的切换。工频运行时，水泵的起停由起动按钮SB1和停止按钮SB2完成。变频运行时，由时控开关TM按照设定的时间控制变频器的输入输出接触器KM0和KM1，从而控制变频器的运行，每天变频器运行的次数和时间可以在时控开关上进行设置,根据用户的要求设定。工频与变频之间的互锁通过接触器线圈回路里互串对方的常闭触点完成，如图4中的KM1和Km2常闭触点。
4.变频器控制端接线图及其参数设置
图5所示为变频器控制端子接线图。图中，数字输入端S1的通断决定变频器的运行状态，由变频器输出接触器KM1的常开辅助触点控制，一旦接触器KM1闭合,辅助触点接通，变频器就开始运行。当KM1断开时,S1端无输人信号，变频器停止运行。H和L为电接点压力表的上下限触点，可以在压力表上进行调节。数字输人端S2和S3的通断决定变频器频率的变化,当潜水泵出水压较低时，压力表下限触点接通,S2端有输人信号，变频器频率上升，潜水泵出水量增加。当潜水泵出水压较高时，压力表上限触点接通，S3端有输人信号，变频器频率下降,潜水泵出水量减少,从而把供水压力控制在所设定的上下限指针之间。触点H和L同时接通或同时断开，变频器频率保持不变。
变频器的参数设置如下：
P0.OO：4，采用多段速运行方式F0.01:1,变频器频率增减由端子控制P0.03：1，由输人端子控制变频器运行P0.06:50Hz,电动机额定频率F0.07:380V，电动机额定电压P0.08:1，机型选择，变频器为风机栗类型P0.10：频率上升时间，根据具体情况设定。F0.11:频率下降时间，根据具体情况设定。F0.12:变频器输出频率上限值，根据具体情况设定F0.13:变频器输出频率下限值，根据具体情况设定F2.11:1，上电端子运行选择，上电时有效。F7.00:01，多功能端子S1功能选择，正转运行F7.01:09,多功能端子S2功能选择,接通时频率递增F7.02:10,多功能端子S3功能选择，接通时频率递减F7.08:1.5HZ，端子控制频率上升下降增量变化率FH.00:电动机额定转速FH.01：电动机额定功率FH.00:电动机额定电流FL.00：1，电动机过载保护方式为普通电机FL.01:电动机过载保护电流；FL.04:自动限流水平，根据现场确定。几十台设备经过多年运行证明，采用上述方法进行控制，不仅满足用户的供水要求，而且压力调节方便。 |
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