當用水系統用水量較小時，可以采用變頻器調速控制的單泵恒壓供水系統，本文讨論與此相關的幾個問題。

1.單台水泵的變頻調速恒壓供水系統是如何工作的？

實現單台水泵的變頻調速恒壓供水有一個前提，就是水泵電動機以額定轉速運行（工頻50Hz運行）時提供的水量，能夠滿足該供水系統的最大用水需求，否則應該選用出水量更大的水泵，或采用多泵供水方案。

單泵恒壓供水系統示意圖如圖1所示。采用PID控制的閉環控制模式。水泵電動機M由變頻器供電；SP是壓力變送器，它與變頻器之間使用一條三芯屏蔽線連接，其中紅線和黑線由變頻器向SP提供24V工作電源，綠線和黑線向變頻器傳送壓力變送信号，即PID反饋信号XF,送到變頻器的VPF端；而恒壓供水的目标信号XT則由電位器RP調整設定後送到變頻器的VRF端。

起動運行後，如果用水量逐漸增大，則水泵出水壓力就有所降低，壓力變送器SP輸出信号減小，即變頻器輸入的反饋信号XF減小，在變頻器的PID控制作用下，變頻器輸出頻率升高，電動機轉速加快，水泵出水量增加，迅速使出水壓力恢複到目标信号給定的水平上。運行中如果用水量有所減少，出水壓力升高，通過與上相反的控制過程，同樣可以使出水壓力得以穩定，實現恒壓供水的目标。

2.單泵恒壓供水系統中用水量與PID調節量之間是怎樣的關系？

這裡以圖示的方法介紹兩者之間的關系。參見圖2。在時間0～t1階段，供水系統用水量Q持續穩定，供水壓力穩定，反饋信号XF沒有變化，PID控制信号為0，水泵電動機以既有速度運轉。在時間t1～t2階段，用水量Q上升，壓力下降，反饋信号XF減小，PID控制電路迅速作出反應，輸出一個正向的PID控制

信号（見圖2c）,使變頻器輸出頻率fX增高，水泵出水量增大，維持了水壓的穩定。由圖2可見，在t1～t2時間段，流量有較大的變化（見圖2a），而供水壓力變化卻很小（見圖2b），這就是所謂恒壓供水的控制效果。用水量變化時供水壓力的變化量能不能控制為零呢？答案是否定的。因為壓力變化量如果為零，則圖2b中的反饋信号的變化量以及圖2c中的PID控制信号也将為零，這樣變頻器輸出頻率也就不能調節變化，導緻用水量變化時供水壓力的相應波動，顯然這不是我們所期望的。一個性能優異的PID閉環控制系統，其被控物理量的變化越小越好，但不會是零。

在t2～t3時間段，用水量Q不再增加，壓力P也已經恢複到目标值，PID的調節信号為零，變頻器輸出頻率fX停止變化。在t3～t4時間段，用水量Q減少，壓力P有所增加（見圖2b），PID産生負的調節信号（見圖2c），變頻器輸出頻率fX下降（見圖2d），同樣保持了供水壓力的穩定。

3.變頻器能否進行供水定時控制？

可以。有兩種控制方式。一是将一天分成若幹個時段，根據每個時段用水量大小的不同，提供不同的供水壓力。二是根據節假日、周六周日用水量的不同變化，分别設置不同日期、不同時段的供水壓力。下面以艾默生TD2100系列變頻器為例，介紹第一種控制方式的應用。

艾默生變頻器最多可以将一天設定為6個時段，每個時段的供水壓力各不相同，用水量大時，供水壓力也大些；用水量小時，供水壓力也小些。圖3所示是用水量（流量）變化曲線和設定的壓力變化曲線。變頻器相關功能參數設置見表1。參數設置完畢，變頻器即可按照參數設定值，控制不同時段的供水壓力滿足設置要求。

表1 艾默生變頻器分時段定時供水的參數設置

注：1.設置各個時段的終止時間t1～t6時，應滿足：t6≥t5≥t4≥t3≥t2≥t1。

2.各時段的目标壓力值設置範圍均為0.000～9.999MPa。

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