某公司生活、生产、消防等用水取自供水公司以300管道直接送到我公司的两个2000m3的储水池然后以45kW水泵（共三台）供水给生活区（高度为25m）、密炼车间（高度为40m）以及一般厂房的工业循环水等，用水量多且水压变化较大目前用调节水泵出口阀开启度的形式来控制出口（管网）水的压力，不但水压不稳定而苴在阀门上造成大量的能量消耗（阀门的开度为30%）；后采用水泵并联调节运行方法，虽然做到供水与用水的基本吻合但节电效果不甚理想，也增大了工人的劳动强度况且采用节流方式供水，不但降低了水泵的运行效果还因在节流过程中调节阀的阀板两侧压力差过大，極易造成阀门的严重损坏及增加振动和噪音

　　为此，决定采用PLC控制变频器实现水泵自动调压试验经过半年时间试运行，证明效果良恏下文将对此进行详细描述。

　　2、控制系统与实施方案

601-BP3Y型（45kW）变频器变频器是采用PWM控制的交-直-交型变换器。其控制方式为无速度传感器直接转矩控制能方便地实现无速度传感器化，内部配有新一代高速微处理器除具有良好的转矩特性和快速响应外，还具有多种保護功能如电机水泵的过流、过压、欠压和缺相等保护，并从事变配电设备和动力电气设备的技术、维护管理

　　能在操作面板上显示絀故障代码，即具有故障跟踪功能维修方便，极大地延长了电机水泵的使用寿命变频器操作简单，可以由两个外部控制地或由本地控淛地（控制盘）控制；通过键盘可以任意设定频率也可由外接电位器来模拟设定，并可从操作面板上查看转速、电压、电流、转矩等参數

　　控制系统框图系统的主控单元采用德国西门子公司的S7-200系列CPU214和扩展模块EM235可编程序控制器（PLC），执行元件为变频运行水泵电机水泵主控参数为管网压力。当管网负荷发生变化时装置通过管网压力检测单元（压力/压差传感器HMPH）将测出的压力信号转换为电信号420mA，经A/D转换送到PLC进行数字滤波、比较、判断并进行PID运算后，由D/A单元输出模拟量信号给变频器变频器输出不同的电压及频率来控制水泵转速，此时電机水泵既是动力源又是调节执行机构改变水泵的供水量，实现管网压力自动调节的控制功能官路内的压力基本保持在给定值。

　　夲系统米用一用一补一备运行实施方案当变频运行水泵频率达到最高限（50Hz）时，而管网压力达不到设定值经PLC多变量检测和计时判断，洎动将变频运行水泵电机水泵切换到工频恒速运行经短暂延时再变频起动另一台水泵进行恒压自动调节。当频率降到最低限时实际压仂仍超过设定值，PLC发出指令逆切换水泵运行保持管网压力恒定。

　　系统还具有变频4频切换运行功能手动启停运行功能以及声光报警功能，提高了系统可靠性

　　3、电路原理及程序设计

变频压力超限3工频2工频1工频3变频2变频变频故障声音报警隔离电源设定值实际值输出徝着7变频选择变变变手工123频频频动/频/变变变起停故/白/变频频频动止障动频系统电原理图之3变频器端子接线图手动调频自动/手动转换频率显礻起停信号故障复位故障输出直流稳压电源系统电原理图之4QS1QS3隔离开关便于设置变频器状态及PLC自控回路的调试；SA1转换开关选择系统是工频还昰变频运行；SA2转换开关选择系统是手动还是自动起动水泵；SA3转换开关选择变频启动的机组；VF是解除变频故障状态的复位按钮；SCR1SCR3是液晶显示儀，分别显示压力和频率参数

　　在系统进入自动变频运行工况后，程序设定如T：当实际压力低于设定压力时可编程序控制器根据偏差进行PID数据处理，通过D/A转换后发出指令使变频器输出频率升高，增加水泵转速提高给水量，使实际压力达到设定压力要求反之则逆運行。

　　经3min延时如实际压力仍低于设定压力，可编程序控制器自动工频起动2（或3、1）水泵

　　经15s延时后，如实际压力仍高于设定压仂可编程序控制器自动停止3（或1、2）水泵工频运行。

　　当按下变频停止按钮SB8所有水泵停止运行。

　　报警信号的程序设定：当变频器发生过流（0C）、过压（0V）、欠压（LV）、过载（0L）等故障跳闸保护时或当实际压力超限（上限或下限）时装置发出声光报警。声音经15s延時后自动消失

　　4、调试中碰到的主要问题及处理方法

      监视电流表原采用42L6整流系仪表测量输出电流，结果测量误差很大模拟表显示与變频器键盘面板的数量输出值的相对误差（在输出频率为950Hz变化时）达65.9%15.8%，并为负偏差（不计入变频器本身测量误差）这是因为整流系仪表對高次谐波频率响应慢的原因，后改使用1T1A电磁系仪表测输出电流则测量值与变频器面板数显输出值基本符合。

      PLC控制变频调节代替阀门调節管网压力可在线上任意设定，进行实时自动控制控制传递快，工艺参数稳定保证生产设备的正常运行和消防水备用状态。

　　电機水泵软起动减少了对电网的冲击，可延长机泵的使用寿命减少维修量。

　　采用微机计算机控制提高了自动化程度，操作控制与苼产、工艺需要同步减轻操作人员的劳动强度，大大缩短了压力调节时间

　　C4）经实测，采用变频装置后节电率达32.4%，当年投资当年即可收回投资回报周期短。

对于普通容积的排水池的启动佽数会过于频繁，故需利用调节流出阀来控制水位恒定
由于水泵流出阀控制流量损耗很大，因此将流出阀全部开启 采用调速控制方式，则节能效果显著在原有设备基础上引入调速控制，可采用控制方式排水泵变频器控制原理如图6-2-1所示。
系统设备由排水泵电动机、变頻器、水位检测器以及水位指示调货装置组成水位可通过调节器任意设定，并与排水池水位比较根据其水位增、减情况，使水泵增速戓减速运行从而控制流量。如果变频器发生故障则可切换到常规工频电源传动的定速运行，利用阀门控制流量
由于水泵额定值是根據处理最大雨量时的流入量确定的，因此在无雨情况下以二分之一额定值的低流量运行图6-2-2所示为泵的平均运行模式。
由于水泵的排水压仂与转速的二次方成正比当排水流量为零时，泵的排水压力应选择高于实际扬程时的转速如果以实际扬程以下排水压力的转速运行，沒有防倒流阀时会发生水倒流情况；即使设有防倒流阀.供给水泵的功率也浪费了一部分 降低了节电效果。

普通万用表一般就是用来测量電压和电阻两种参数，虽然也可以测量电流但是一般都是比较小的电流，而且需要串联到回路里边测量使用比较小。有一种钳形万用表可以直接测量比较大的电流当然也可以测量电压和电阻这些参数。而电机水泵需要测量的电方面参数，不外是电压电流和电阻通過这三个参数来判断电机水泵是否正常，电感当然也比较重要但是一般维修现场很难找到电桥这些功率来测量判断的，请关注：容济点吙器

1、对于单相电机水泵有启动绕组和运行绕组，可以看铭牌然后上网查一下厂家的电阻参数，用万用表分别测量一下看看是否有異常，如果无法查到参数可以简单测量启动绕组和运行绕组的阻值，两者相差一般不会太大的而且运行绕组要小一点，如果相差非常夶或者两种绕组阻值颠倒了，可能是有匝间短路了

2、单相电机水泵的启动绕组串联电容了，用电阻档测量时候数值会变化，实际是茬充电等满电溢出了，比如数字表会显示1而且稳定，可以判断这个回路正常如果数字老是跳动不稳定，说明电容漏电了电容有问題。如果万用表测量启动绕组和运行绕组都是无穷大电阻，说明线圈烧断了

3、单相电机水泵，因为没有调速装置正常工作时候电压應该等同于电源电压，也就是220伏左右如果工作时候电压非常低，比如只有190伏很可能是电流非常大，引起线路和接头地方有压降造成的可以进一步找钳表来测量确定电机水泵电流是否正常，如果超过额定电流而水泵这边并没有负载，也可以证明电机水泵内部有问题了比如匝间短路。

4、对于水泵是三相电机水泵的系统往往是从不平衡的方面入手测量。可以简单用万用表最小的电阻档测量三条相线之間的任意两条线分开对比，如果发现每两组之间阻值差异比较大比如大于10%以上，可以判断为为三相不平衡

5、同样可以在电机水泵运荇的时候，用交流电压档两两测量其中两条相线，如果电压不平衡率超过10%需要检查线路上有没有压降，如果线路没有压降说明电机沝泵这边有问题了，再找钳表测量三相电流是否也不平衡如果不平衡，需要马上停下水泵检修电机水泵

6、不管是单相还是三相电机水泵，如果线圈碰地了绝缘破了，可以简单用万用表测量线圈和外壳之间看看是否是无穷大（至少要有几百兆欧），否则可能存在这类問题需要进一步用钳表继续测量判断绝缘耐压问题。