1系统组成及主要功能系统组成如所示，由一台可编程控制器（PLC）控制一台日本三肯M F―90K的变频器，实现四台水泵电机的软启动和调速。其工作过程是：在泵站的出水母管上安装一个带压力显示的压力变送器，它有两个作用：一是直观显示压力；二是将泵出口水压转换为4～20mA的电流信号送入PLC.PLC将该信号与压力设定值相比较，经P ID运算后由PLC输出一个模拟信号以控制变频器的输出供电频率，从而控制水泵电机的转速，使水泵出口母管的水压稳定在设定压力上。当系统用水量增加时，母管压力不断下降， PLC通过检测母管水压，不断控制变频器改变输出频率，当变频器输出频率达到50Hz后，水压仍未达到压力设定值时，为了保证系统不频繁切换水泵，则将PLC延时一定时间，若水压仍低于设定压力，则将该泵切换到电网电压直接供电运行，变频器再软启动另一台水泵运行，直到母管出口压力稳定在设定压力上。
系统配置示意图当系统处于两台以上的水泵运行时，若用水量减少，母管压力上升，变频器的输出频率将逐渐下降。当降至某一频率时（我们将该系统设定为30Hz） ，母管水压仍高于设定值，则延时一定时间后，切除一台电网供电运行的泵，……，直到水压稳定在设定值后才不再切除水泵。为了减少反复加泵或减泵，在软件设计中对加、减泵的切换点的设定值不是恰好等于系统压力设定值，而是加泵时压力判断值为系统设定值减△P，减泵时压力判断值为系统设定值加△P.
该系统具有以下功能：（1）如上所述，具有自动加泵、减泵切换功能；（2）具有P ID运算输出信号，控制变频器的输出频率，实现水泵电机的调速，保证供水压力稳定在设定值上。因而该系统不但具有节能效果，而且水压波动小，空调制冷效果很好；（3）冬天该系统采用循环供水的供热方式，由PLC采集水泵进口管路上的循环水温度与设定值比较，进行P ID运算输出控制供汽阀门的开度，提高循环水温度，达到恒温、恒压供水。
由于冬天采用循环供水方式，空调制热所需蒸汽量很少；（4）具有故障检测与报警功能。系统中设有水位检测与报警，超压、超温检测与报警，变频器故障检测与报警。
2技术关键用单台变频器实现多台大水泵的软启动和调速，必须解决在大电流状态下的快速切换，才能保证水压稳定。但是，在快速切换过程中怎样保证变频器、接触器等设备的安全运行，是该项目的技术关键，如所示。图中KM 1、KM 2为交流接触器，M 1为水泵电机。由可知，当KM 2断开， KM 1吸合，水泵在变频器驱动下，从oHz开始升频（这一过程称水泵电机软启动） ，当变频器频率上升到50Hz后，系统水压仍达不到压力设定值时，自控系统将进行水泵切换操作，断开KM 1，吸合KM 2使该泵电机直接由电网电压驱动运行，变频器再软启动另一台水泵电机，并进行调速以保证系统水压稳定在设定值。
水泵供电切换示意图当KM 1断开后，因水泵惯量很小，如果KM 2不及时吸合，则水泵电机的转速很快下降或停转，此时再吸合KM 2，这相当于电网直接启动水泵，未达到水泵电机软启动的节能目的，另外供水压力会产生较大的波动。为了达到水压稳定，要求水泵切换过程应在毫秒级内完成，但是水泵切换前变频器频率也达到50Hz，对于大电机而言，此时电流达到100A以上。在此时关断KM 1必然在接触器的触头间会产生电弧，而此时KM 2快速合上，有可能使电网电压通过KM 1触头间的电弧送至变频器的输出端，造成变频器倒送电，这种现象在变频器使用操作中是绝对不允许的，必然烧坏变频器的逆变模块。为了既保证变频器的安全运行，又要达到愉速切换的目的，我们在此项目的设计中采用软件与硬件相结合的方法解决了这一技术难题。
我们采用的方法是：当变频器输出频率在50Hz运行时，先由PLC输出一信号切断变频器的输出，使变频器的输出电流为零，在此状态下，切断KM 1从根本上消除了接触器的触头间的电弧，此时再由PLC迅速发出命令，快速吸合KM 2.由于KM 1是在无电流情况下切断，不会产生电弧，这样便实现了快速切换的目的，使变频器和接触器能安全运行。
3结论上述水泵的切换过程只需60m s～100m s时间，由于水泵从变频器供电切换到电网供电时间短，水泵转速变动很小，所以供水压力波动很小，实现了恒压供水的目的。该系统运行一年来，拆开接触器后看不到触头间有烧伤的痕迹，证明了水泵这一切换措施是可靠的。
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