某生活小區原供水系統依靠閥門實現水量控制，水泵在額定狀態下運行，機械磨損較大，使用成本高。通過采用西門子PLC和變頻器組合的變頻恒壓供水控制系統改造，完成系統的軟硬件設計及參數設置，能自動控制水泵投入的臺數和電機轉速，達到恒壓供水目的。運行結果表明，該系統具有壓力恒定，機械損耗小，節能效果顯著等優點。

    近幾年，隨著電力電子技術的迅速發展，變頻調速系統的性能優勢越來越明顯，成本也相應降低，傳統的供水控制系統正逐步被變頻系統取代。

    以某高層的生活小區為例，小區內的用水量波動較大，原供水方式是把地下深井抽出的水輸送到專門的蓄水池，再通過水泵對小區高樓層進行加壓供水，水泵電機采用自耦降壓啟動，工頻運行，水泵的出口閥采用全開閥、半開閥及開停泵控制方法，長期處在工頻額定狀態下的水泵用電成本高，機械磨損和設備故障增加，壽命縮短，因此，有必要對變頻恒壓供水控制系統進行升級改造。

    綜合控制性能和成本的考慮，目前微機給水控制器和變頻器構成的變頻恒壓供水控制系統開始推廣應用，該系統能優化控制水泵的調速運行，自動調整水泵的運行臺數，實現供水壓力恒定功能。

    本文介紹由變頻器構成的變頻恒壓供水控制系統的改造設計方案，通過完成控制系統框圖、設備的選型、軟硬件設計及參數設置，最終完成供水控制系統的升級改造。

變頻恒壓供水控制系統改造方案
    小區內用水量的大小變化頻繁，為了保證管網內水壓恒定，將對兩臺水泵進行變頻調速控制，依據用水量的變化自動調節系統的運行參數。變頻恒壓供水控制系統改造設計框圖如圖1所示，主要由微機給水控制器、變頻器、控制柜及遠傳壓力傳感器等部件組成恒壓供水控制系統，GE300和變頻器為恒壓供水控制系統的核心，控制方式由轉換開關進行切換，選擇手動或自動，水泵電機采取“先開先停”原則進行控制。

    若選擇在自動控制方式下運行時，壓力傳感器實時檢測管道的壓力值，經過變換為標準4～20mA連續電流信號送到控制器，并與設定的壓力值進行比較運算，依據偏差情況進行模糊控制運算后，由控制器的輸出模塊輸出邏輯控制指令，控制水泵的運行臺數，同時根據指令變頻器控制每臺水泵進行軟啟動或變頻運行。

變頻恒壓供水控制系統應用效果
變頻節能
    供水系統的兩臺水泵采用11kW的電機，根據小區用水量的變化，穩定運行一段時間后測試的數據如表3所示。

工頻與變頻運行測試數據
    由變頻和工頻運行數據對比可知，使用變頻器后提高了電機的功率因數，減小了輸入電流，降低了運行頻率，節能效率約為30% 左右。若設備每年按360天，每天運行24小時，電費0.8元/kWh，采用變頻調速改造后，大約每年可節約電費2.3萬元。

控制優點
（1）具有手動和自動控制功能。當變頻器等設備故障檢修時，可以通過轉換開關從切換自動狀態到手動狀態，控制水泵的啟停，保障小區的供水。
（2）啟停和調速平穩。變頻器的軟啟動功能及平滑調速特點可實現了小區供水的壓力平穩，減少了對電網的沖擊和機械的損耗。
（3）供水壓力穩定。根據小區供水要求在GE300面板上設定供水壓力值，系統采用閉環控制，通過變頻器的加減速以及增減泵過程，供水壓力能快速穩定到設定值,實現小區恒壓供水的目的。

結論
    基于控制器的變頻恒壓供水控制系統，通過自動調節水泵的轉速或循環切換水泵投入/ 退出運行，使管道供水壓力保持恒定，保證小區供水質量。運行結果表明，變頻調速系統節能效果明顯，水泵電機啟動時電網沖擊小，機械設備故障較少，系統的操作方便，工作可靠性高。因此，小區供水控制系統的改造設計對于節能和改善供水質量上有著重要的實際意義。