1概述
随着社会的进步和发展，人们对于供水方式和供水质量从更多的方面提出了更高的要求。以往采用的水箱和水塔或气罐加压方法，建设费用高、易造成水的二次污染，而且也不能满足各种应急事件的处理。基于变频器的恒压供水方案能够有效的解传统的供水方式中存在的各种弊端，而且有利于提高系统的自动化管理水平。
下面介绍的TD2100系列恒压供水专用变频器，具备了通用变频器所没有的许多功能，集供水控制和供水管理功能于一身，最大程度上简化了恒压供水系统的设计，提高了恒压供水系统的性能。
2供水系统组成及工作原理
TD2100系列供水专用变频器具备了一般的供水控制系统中通用变频器和PLC两者的功能，用更加经济和简单的方式实现了整个系统包括常规泵、休眠泵、消防泵和排污泵等多台泵的智能化管理。图l为供水系统的流程图，可以看出该系统上要由一台TD2100犁变频器、压力变送器、4台水泵组成。4台水泵中3台为15kW常规泵，一台3 kW休眠泵，每台水泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用。
供水系统的压力设定值通常为0．6MPa，休眠泵压力设定为0．3 MPa，用水高峰期2台常规泵供水，低峰期只有l台水泵运行。当压力变送器输出的压力值与压力设定值相等时，水泵l保持稳定的转速。当供水压力低于设定值时，水泵1转速上升，供水量增加，供水压力上升，直到供水压力与设定值相等时，水泵l在新的转速下运行；当供水压力上升时，水泵l的转速随之下降，直至达到新的平衡。当水泵l运行到变频器设定频率上限供水压力仍低于设定值时，水泉I切换到工频运行，水泵2变频运行，使供水压力与设定值相等：水泵3为备用泵．当水泵1、水泵2工频运行时供水压力仍低于设定值时，水泵3变频运行，使供水压力与设定值相等。
由于供水系统对压力的稳定性要求较高，超过压力的上限值，会造成生产事故。低于下限时，供水不足，有些用户又不得不停工停产。因此需要对变频器过限功能的最高频率和最低频率进行重点调试，经过运行发现，正常情况下，2台水泉同时运行，水泵2的工作频率在30～40Hz之间，由于电动机低速运行时，电机风扇的散热能力下降，会出现电机温度上升的现象，故将变频器的最低频率设为25 Hz。
3系统功能
系统的所有功能都是由TD2100供水专用变频器来控制实现的，所以本系统的功能介绍也就是TD2100变频器主要功能的介纠。
3．1供水模式
TD21C0变频器有8种供水模式供选择，能够满足用户的各种需求。本系统采用了先起先停的3泵变频循环方式（如网2所示）。
采用变频循环工作方式时，变频器按照一定顺序轮流驱动各泵变频运行。变频器能够按照压力闭环控制要求在设定范围内自动确定运行泵台数，同一时刻只有一台泵由变频驱动，当变频驱动的泵运行到设定的上限频率而需要增加泵时，变频器将该泵切换到工频运行，同时驱动另一台泵变频运行。
3．2泵的定时轮换功能
在实际中常规泵的容量一致时使用该功能比较合适，可以均衡各泵的运行时间，有效地防止因为备用泵长期不用而发生锈蚀的现象，这样就提高了设备的综合利用率，降低了维护费用。
该功能有效时，在循环方式下所设置的泵全部参与定时轮换；在固定方式下，变频固定泵作为主调节泵而不参加轮换，工频泵则进行定时轮换控制。对于小同容量的泵，不宜采用定时轮换功能。
3.3闭环控制功能
变频器内部的PI调节器，是专为温度、压力、流量等过程控制系统设置的，能够监视反馈装置的输出信号，并根据反馈的要求调整变频器的输出。采用比例积分增益调节方式，加上反馈标定、偏差容限（偏差在此设定范围内，PI调节器停止调节，变频器保持输出）等功能，使变频器根据PI设定值和反馈值来控制变频器的输出，如果反馈装置检测出反馈值偏离理想点时，PI调节器将调整变频器的输出，直到反馈值等于设定值。图3是TD2100型变频器PlD控制原理框图。
在图3中，一路是压力给定信号，根据生产过程的要求，确定压力的设定值。由压力变送器检测现场的压力反馈值，与压力给定值比较后，得到偏差值△P，经过比例积分控制器处理后得到频率输出信号，控制电动机的运行。
3.4供水定时控制功能
为了适应生活供水中的压力/流量波动特性，如通常白天的3个用水高峰期流量波动，以及其他一些特殊应用，系统提供了最多6段的定时压力给定控制以满足使用，有利于节水和节能。其中有常规日和指定日的区分。
3．5休眠泵控制功能
休眠功能主要用于夜间供水量急剧减少的情况，通过设定变频器内部参数指定每日休眠工怍的起止时刻和体眠时的压力给定值。休眠期间，休眠小泵工作，变频器只监测管网压力，当管网压力低于设定的休眠压力时，系统自动唤醒，变频泵投入工作，当管网压力高于设定时，系统再次进入休眠状态，即只有休眠小泵运行。这种休眠泵的控制，实现了节水节电功效。
3．6进水池缺水检测功能
变频器内置集成的液位传感器（也叫外接液位传感器）很容易实现液位的检测和控制。变频器能够根据水池水位的检测值自动控制系统的运行和停止，这将有效的防止水泵系统设备因缺水而损坏。
3．7自动拨号报警功能
当供水系统或变频器发生战障时，通过内置的RS232串行通信接口与外接的Modem设备进行信号连接，自动起动预先设定的电话号码，及时通知设备维护人员进行相应处理。
TD2100系列变频器的设计充分考虑了供水系统中所需要的各种控制要求，设计相当精细，相应的功能还有很多，这里没有一一陈述。
4 供水参数设置及调试运行
功能码设置的正确与否是TD2100使用成败的关键。图4为供水应用参数设置总体步骤。
参数设置完毕后，应根据功能需求进行核对，特别是与变频器外围电气设备接线密切相关的一些参数，如控制方式、供水模式、闭环反馈信号标定等，应重点检查，无误后方可进行系统调试运行。调试包括以下几个力面：
测试各泵电机转向是否正确。对于变频循环方式，应采用手动软起动方式进行测试。针对闭环控制参数进行运行调节。
开始运行前，压力设定应比实际需求小一些，以免管网出现异常超压。试运行中，根据管网闭环运行的不稳定情况即时调节相应参数，如PI参数、采样周期、偏差带、给定或反馈滤波时间等参量，直到系统调节到稳定合理的范围，并保证一定的响应速度。要进行缺水测试、管网超欠压测试、定时轮换测试等。相应的参数根据需要做适当修改。
用变频器实现交流调速往往给电源带来高次谐波，不仅降低电网的功率因数，还会干扰其他电器的正常工作。为了解决这个问题，可在变频器输入端加上交流电抗器（选配件），消除谐波干扰。
5 经济效益分析
常规泵功率ⅣI、供水量Q1与泵转速n．，三者关系如下
6结束语
此次恒压供水系统改造，投资少、远行稳定可靠、节能降耗效果明显、实现了恒压供水的智能化的控制管理。TD2100系列变频器功能完善、配置灵活，利用TD2100系列变频器来实现恒压供水是一种当前非常先进的、性价比好的解决方案
