一、前言
在我公司的冷却循环水系统中，存在两台45kw的水泵。尽管它们满足了全厂设备冷却需求，但大部分时间并未达到满负荷工作。为了保持供水压力的恒定，我们需要确保用水量与供水量之间保持平衡，这不仅提高了供水质量，还有助于节电和减轻操作工的劳动强度。理论上，每年可以为我们节省7到10万元，并且提升了系统运行效率。
随着技术进步，变频调速技术得到了完善，以变频调速为核心的智能供水控制系统逐渐取代传统高位水箱和压力罐等设备。这一系统起动平稳，无需过载启动，因此不会对电网造成冲击。此外，由于平均转速降低，可以延长泵和阀门等部件使用寿命，同时消除了起动和停机时的冲击效应。
二、控制原理
我们的目标是维持一个恒定的物理量，即供水压力。通过反馈原理，我们将此物理量与给定值进行比较，形成闭环系统。在非线性、大惯性的系统中，如我们的管网，我们结合PID控制方法来实现更快的响应速度以及在静态精度要求较高时保持准确性。这一切都通过PLC加智能仪表实现，该算法由PLC编程来完成，而对于泵之间的切换，则采用工频与变频间切换策略。
三、方案设计
硬件选型
安装一个压力变送器以测量管道中的压力。
使用一台富士变频器及其相应PLC（如S7-200系列）参与控制。
工频方式启动
选择直接启动每台电机作为备用或在特殊情况下使用。
自动启动方式
可以先启动甲或乙电机之一作为首选。
变频器内部实现PID调节
将来自压力变送器输出模拟信号输入至变频器内置PID功能，从而根据设定值调整电机旋转速度以维持恒定压力。
PLC调度两台变频器的切换
当第一台泵无法达到设定之下的压力时，将其从工频模式切换至第二台泵，然后再次尝试调整到50Hz。如果仍然不足，则第二个过程重复执行；当用水需求减少后，再次停止第二个泵，并将第一台返回至工頻模式继续运行直至新的需求变化出现。
四、恒压供水系统特点
节能：优化软件使得每一次运作尽可能节约能源。
节约用水：根据实际需要自动调整出流量，减少跑流现象。
运行可靠：软起动避免冲击，使得管网不受破裂威胁。
联网功能：提供实时监控各站点数据及累积统计分析能力，以及打印报表服务。
控制灵活：支持分段、高级定时及手动选择工作模式设置。
五、效果展示
经过改造后的新系统投入生产后，其设定的0.6Mpa目标被成功达成。由于它具有良好的稳定性、新颖简洁的手法，以及操作上的便利性，对员工来说意味着更加轻松愉快的一天。而这正是我们希望得到的一个结果——既能提高效率，又能保障安全，同时也让员工感受到工作环境中的改变，为他们带来了更多福祉。