基于遠(yuǎn)程無線技術(shù)的水泵變頻調(diào)速供水系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)田灌溉可提高水資源利用率
在這一背景下，水資源——尤其是自來水的合理開發(fā)和有效使用就成為一個(gè)非常重要的課題。在這一課題中，應(yīng)首先掌握自來水的生產(chǎn)、使用各環(huán)節(jié)的原始數(shù)據(jù)。但是由于現(xiàn)在所采用的供水方式和現(xiàn)有管理方法的約束，無法準(zhǔn)確獲取供水設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，給自來水公司進(jìn)一步加強(qiáng)的對(duì)外服務(wù)質(zhì)量和現(xiàn)代化管理水平帶來了困難。另外，隨著工業(yè)自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，變頻器作為交流調(diào)速的重要手段在工業(yè)生產(chǎn)中獲得越來越廣的應(yīng)用。當(dāng)今世界能源緊張成為全球性問題，節(jié)能更顯重要，而變頻器的應(yīng)用對(duì)電力、石油、化工、冶金、水資源等工業(yè)中的風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等，取代傳統(tǒng)擋風(fēng)板、節(jié)流閥，可根據(jù)負(fù)荷大小適時(shí)控制風(fēng)量和流量，顯著提高節(jié)能效果。
另外，還可以改善和適應(yīng)運(yùn)行環(huán)境，平滑加減速、提高加工工藝等功能。 本系統(tǒng)將前進(jìn)的GPRS無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),應(yīng)用到水泵變頻調(diào)速供水系統(tǒng)中，使遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)象參數(shù)(如電流、電壓、頻率等數(shù)據(jù)及報(bào)警信號(hào)）通過GPRS無線方式實(shí)時(shí)傳輸給控制中心，實(shí)現(xiàn)在控制中心的計(jì)算機(jī)上同時(shí)對(duì)許多不同地點(diǎn)的水泵進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，能夠及時(shí)掌握水泵的運(yùn)行狀況 ，為自來水公司供水決策提供可靠的依據(jù)。控制中心的上位機(jī)通過無線通訊與GPRS調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行信息傳輸，GPRS調(diào)制解調(diào)器再通過串口與變頻器相連，從而達(dá)到異地遠(yuǎn)程無線控制變頻器的功能，上位機(jī)通過監(jiān)控組態(tài)軟件實(shí)時(shí)對(duì)變頻器操作、監(jiān)控、及故障報(bào)警，提高了控制的靈活性。
設(shè)水泵變頻調(diào)速供水系統(tǒng)吸水口的自來水管網(wǎng)壓力為P自，水泵的出口設(shè)計(jì)壓力為P設(shè)，則水泵的出口實(shí)際壓力將降低至P實(shí)=P設(shè)-P自(不計(jì)因水泵阻力等造成的壓頭損失)，但自來水管網(wǎng)壓力在一日之內(nèi)變幅較大，當(dāng)用戶為24h用水時(shí)，通常按最小自來水管網(wǎng)壓力P自min考慮，故一般水泵額定壓力按Pe=P設(shè)-P自min選用。此時(shí)，水泵額定壓力與實(shí)際壓力之差為Pe-P實(shí)=P自-P自min≥0，因此當(dāng)水泵按工頻(50Hz)運(yùn)行時(shí)，將造成能量的浪費(fèi)。
水泵變頻調(diào)速供水設(shè)備特點(diǎn)：
1、節(jié)省土建成本：節(jié)省贊助50%左右，無需修建蓄水池或屋頂水箱，采用疊壓供水，減小設(shè)備初期投入。
2、節(jié)能，運(yùn)行成本低： 可充分利用市政管網(wǎng)供水壓力，差多少、補(bǔ)多少、不產(chǎn)生負(fù)壓、與傳統(tǒng)供水設(shè)備相比可節(jié)能30%—60%。停電也可維持市政管網(wǎng)水壓供水。
3、智能化程度高，操作簡單，節(jié)省人力：由全自動(dòng)智能化控制器控制，自行根據(jù)用戶的用水量和管網(wǎng)的自來水壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)行無人值守。并且采用人機(jī)界面(文本、數(shù)字)顯示，使客戶更加直觀的看到設(shè)備的運(yùn)行狀況。
4、環(huán)保衛(wèi)生:全封閉運(yùn)行，消除水源二次污染。
5、保護(hù)主要功能齊全：具有過載、短路、過壓、欠壓、缺相、過流、短路、水源缺水等自動(dòng)保護(hù)主要功能。在異常情況下能進(jìn)行信號(hào)報(bào)警、自檢、故障判斷等。
6、占地少設(shè)備安裝方便：只有一組供水控制柜、無負(fù)壓穩(wěn)流罐和水泵機(jī)組三部分，設(shè)備安裝非常簡單方便。
7、延長設(shè)備的使用壽命：水泵變頻調(diào)速供水系統(tǒng)對(duì)多臺(tái)泵組均能可靠的實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，使電網(wǎng)和管網(wǎng)免沖擊，并且輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，大大延長了水泵及電機(jī)的使用壽命。設(shè)備壽命可延長3倍以上。
水泵變頻調(diào)速供水設(shè)備選型說明：
主要由變頻控制柜、壓力傳感器、水泵等組成。變頻控制柜由斷路器、變頻器、接觸器、中間繼電器、PLC等組成。
1.系統(tǒng)選用原則
(1)蓄水池容量應(yīng)大于每小時(shí)最大供水量。
(2）水泵揚(yáng)程應(yīng)大于實(shí)際供水高度。
(3）水泵流量總和應(yīng)大于實(shí)際最大供水量。
(4)變頻控制柜選型：
用戶可根據(jù)供水量和供水高度確定水泵型號(hào)及臺(tái)數(shù)，然后對(duì)控制柜進(jìn)行選型。
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