1.2 传统供水系统介绍

   传统供水方式有：高位水箱水塔供水、气压罐供水、单片机变频调速供水系统等方式。他们的优缺点有以下几点：

    水塔高位水箱供水控制简单，遇停电情况也不会暂停供水、运行经济合理但是基建投资大，维修不便利，占地面积大也是它的缺点。目前主要用于高层建筑。

    气压罐供水技术简单不受高度限制，体积小等特点，它调节量小水泵电机为硬启动且启动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，使水泵在低效段工作时，出水压力无谓的增高，也使浪费加大，也限制了它的发展。

    单片机变频调速供水系统也能做到变频调速，自动化程度要优于上面4种供水方式，但是系统开发周期比较长，对操作员的素质要求比较高，可靠性比较低，维修不方便，且不适用于恶劣的工业环境[2]。

1.3 现代供水系统介绍

    当今的供水系统正是PLC变频恒压供水系统。由于电力电子技术、计算机技术和自动控制技术及电机控制理论的发展，使得变频器也得到了春天。1964年，德国人最先提出把通信技术中的PWM技术应用到交流传动中。20世纪80年代初，日本人提出基于磁通轨迹的磁通轨迹控制方法。这个方法依靠三相波形的整体生成效果为根本，用逼近电机气息的理想圆形旋转磁场轨迹为目标，两项调制波形一次调制，使得变压变频VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)成为变频调速技术的中心。自20世纪80年代后期开始，美、日、德、英等发达国家鉴于VVVF技术的变频器已经成为商品并广泛得到了应用。1980年，德国人在应用微处理器矢量控制研究中取得了进展，实用化了矢量控制。此后，日本厂商竟相研究矢量控制技术，并在产品性能和价格两方面取得进展；理论界则应用现代控制理论把矢量控制的理论进一步深化，取得了解藕控制、速度观测、参数自适应、无速度传感器矢量控制等方面的理论成果。自1992年开始，德国西门子公司相继开发了6SE70系列通用变频器，通过FC，VC，SC板可以分别实现频率控制、矢量控制、伺服控制等；至1994年该系列通用变频器的容量就扩展到3lkw以上。1985年，德国人提出了基于六边形乃至圆形磁链轨迹的直接转矩控制理论(DSC)。这种方法不需要复杂的坐标变换，而是直接在电动机定子坐标上计算磁链的模和转矩的大小，并通过磁链和转矩的直接跟踪，实现脉宽调制和系统的高动态性能。最初，这种控制方法主要在高压、大功率且开关频率较低的逆变器控制中应用；目前被应用于通用变频器的控制方法的一种改进的、适合于高开关频率逆变器的方法。1995年，ABB公司首先推出的直接转矩控制通用变频器，目前已成为其各系列通用变频器的核心技术。

1.3.1 国外现代供水系统

  国外在交流变频调速技术的发展方面特点为：市场需求量大；功率器件发展迅速；控制理论和微电子技术的支持。变频器的发展水平是由电力电子技术、电机控制方式以及自动化控制水平三个方面决定的。在现代自动化控制领域中，以现代控制论为基础，融入模糊控制、专家控制、神经网络控制等新的控制理论，为高性能变频调速提供了理论基础；16位、32位高速微处理器以及信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)技术的快速发展，也为实现变频调速的高精度、多功能提供了硬件手段。文献综述

1.3.2 国内现代供水系统

    在我国，60％的发电量是通过电动机消耗掉的，因此，如何利用电机调速技术进行电机运行方式的改造以节约电能，一直受到国家和业界人士的重视。我国电气传动产业始1954年。当时，在机械工业部属下建立了我国第一个电气传动成套公司，即现在的天津电气传动设计研究所的前身。现在，我国约有200家左右的公司、工厂和研究所从事变频调速技术的工作，但自行开发生产的变频调速产品和国际市场上的同类产品相比，还有比较大的技术差距。随着改革开放和经济的高速发展，我国采取要么直接从发达国家进口现成的变频调速设备，要么内外结合，即在自行设计制造的成套装置中采用外国进口或合资企业的先进变频调速设备，然后自己开发应用软件的办法，很好地为国内重大工程项目提供了电气传动控制系统的解决办法，适应了社会的需要。总之，虽然国内变频调速技术取得了较好的成绩，但是总体上来说国内自行开发、生产相关设备的能力还比较弱，对国外公司的依赖还很严重。国内交流变频调速技术产业状况表现如下：