房配电柜或配电箱。
3 电气控制方式及原理
3.1 控制方式
给水泵的电气控制采用变频恒压控制。和传统的供水系统相
比，它有供水质量高、灵活性强、电机起制动平稳和节能等优点。
目前变频恒压控制成为城市供水的主要方式。
3.2 控制原理
其工作原理是：当用水量变化时，管内的压力也会随之改变，
安装在出水总管上的压力传感器可以测定水管内的实际压力值，
并将该压力信号转化成4-20mA 的标准电信号，传输到PLC，与
预先设定的压力值进行比较，得出调节参数，送入变频调速器，进
而调节水泵电机的转速，实现水泵供水压力的自动控制，保障供
水量随用水量的变化而变化，使得供水管道内的压力保持不变，
满足人们日常用水的要求。除此之外还在进、出水总管上安装电
接点压力表，在进水无水、出水超压的情况下，电接点压力表输出
开关量信号到PLC 的输入接点，该信号与变频器设定的极限压
力信号进行比较，进而控制泵的切除，对泵起到保护作用。
图1 系统组成图
4 变频器在二次加压生活泵房的应用
4.1 工艺控制要求
某小区二次加压泵房新设4 台泵( 中区2*22kW+ 高区
2*30kw)，各加压分区电动机分别采用一用一备方式运行，变频
控制柜均为一用一备型。
电源由建设单位根据负荷等级以相应供电方式引入泵房内
低压配电柜
4.2 硬件组成
在系统设计阶段，考虑到可靠性要求比较高，一般选用西门
子公司的产品。
控制装置PLC 包含以下几个模块：CPU 模块为 1747-
L532。电源模块为 1746- P2，可提供直流电 24V。数字量输入
模块为1746- IB16，每个模块包含 16 个数字量输入。数字量输
出模块为 1746-OW16，每个模块包含16 个数字输出量，采用
继电器输出，电压范围为直流 24V 或者交流220V。模拟量输入
模块为 1746- NI8，包含8 个模拟输入量，输入范围在-20 到
+20mA 之间。模拟量输出模块为 1746- NO4I，包含4 个模拟
输出量，输出量程为 0 到20mA。
4.3 压力传感器和电接点压力表
变频控制柜采用双压力设定方式, 根据总出水管压力调节
电机转速达到恒压供水，并通过进出水的电接点压力表，在来水
无水和出水超压情况下保护停泵。
本系统选用SYB-100 压力传感器，检测范围为
0 ～ 1.6MPa ；YX-150C 电接点压力表，检测范围为
0 ～ 1.6MPa。
压力传感器安装在压力水柜上，将接收到的压力信号转变为
电信号，该信号传输到远程监控系统，在调度室可以监视进水压
力的变化。
在出水总管上也安装压力传感器，将检测到的水压信号传
输到变频器的模拟量输入端，跟变频器设定的标准压力值进行比
较，进而调节电机的转速。
在进水压力水柜以及出水总管上分别安装电接点压力表，电
接点压力表将检测到的压力信号传输到变频器的数字量输入端，
在来水无压和出水超压的情况下对泵进行切除，从而对泵进行保
护。
4.4 本系统已经成功应用于小区二次加压泵房，并取
得了良好的效果
（1）使用变频器后, 电机的运行电流、温度明显下降，减少了
机械磨损，使电机的寿命延长。
（2）采用闭环控制，采用自动化控制仪表实现了自动调节的
功能，能够及时反馈水压的变化值，并进行调整，保证了供水压力
的稳定。
5 优点
（1）节能高效。
该系统通过变频器的运行，可根据管网中供水压力的变化自
动调节电机的转速和频率以及泵的切除，使管网中的压力始终保
持在一定范围内，避免用水量低谷时对电能的浪费。
（2）供水压力恒定。
变频调速可以保持管网压力恒定，压力变化在 0.01MPa 以
内。
（3）无人值守，操作简单。
该系统可实现无人值守。故障时可以自动保护并发出报警信
号。故障信号通过远程监控系统被传输到调度室，工作人员可在
调度室进行监视并操作，保障了供水的安全性。
参考文献
[1] 阳宪惠. 现场总线技术及其应用[M]. 北京: 清华大学
[2] 变频调速在自来水厂控制系统的应用. 马建伦，陈志强. 中国
仪器仪表2009 年第12 期
[3]
