E350系列在恒壓供水上的應(yīng)用
作者:西威變頻器 發(fā)布于:2013/12/17 17:59:17
對(duì)于大部分生活供水系統(tǒng)來(lái)說(shuō),日常供水隨著各個(gè)時(shí)段和各個(gè)季節(jié)的變化而有很大的起伏,一般在晚上黃金時(shí)段的用水需求量比較大,深夜由于客戶需求量大幅度減少,管網(wǎng)壓力急劇升高。對(duì)于傳統(tǒng)的水塔等方式供水,其維護(hù)困難。尤其是面對(duì)消費(fèi)供水等突發(fā)事件時(shí),其反應(yīng)速度較慢,早已不能滿足恒壓供水的需求。使用變頻器對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制,達(dá)到管網(wǎng)壓力基本穩(wěn)定,同時(shí),通過(guò)變頻器內(nèi)部的智能控制功能,輪循供水電機(jī)運(yùn)作,達(dá)到設(shè)備的合理利用以及維護(hù)方便功能,同時(shí)當(dāng)管網(wǎng)壓力不正常,或者其他故障產(chǎn)生時(shí),通過(guò)變頻器的遠(yuǎn)程報(bào)警功能及時(shí)通知維護(hù)人員,避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。
2. 系統(tǒng)基本組成
(1) 系統(tǒng)主控環(huán)節(jié)
系統(tǒng)整體的控制信號(hào),包括壓力設(shè)定信號(hào),工頻和變頻故障信號(hào)處理,水位故障檢測(cè)處理均由主控 PLC 或主控人機(jī)設(shè)定, 對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行信號(hào)進(jìn)行綜合,尤其是當(dāng)出現(xiàn)故障狀態(tài)的系統(tǒng)處理操作,是整個(gè)系統(tǒng)的核心控制部分。
(2) 變頻器內(nèi)部控制環(huán)節(jié)
變頻器內(nèi)部控制,主要是指變頻器內(nèi)部 PID 功能模塊,內(nèi)部 PID 功能使現(xiàn)場(chǎng)工程師設(shè)置和調(diào)試方便,相對(duì)于原來(lái)的硬件 PID 板控制,省去了硬件維護(hù)需要,節(jié)省了成本。主控環(huán)節(jié)的壓力設(shè)定信號(hào)與系統(tǒng)壓力信號(hào)反饋形成閉環(huán)以維持管網(wǎng)恒定壓力。 PID 的特性可由參數(shù)選擇。
(3) 供水附件
供水附件為變頻器控制外部電機(jī)的中間控制機(jī)構(gòu),四方變頻器供水附件為一個(gè)獨(dú)立的控制系統(tǒng),只需要一根外接的電話線,就可與主控板連接,方便的遠(yuǎn)程控制,利用 485 通訊底層接口,無(wú)需外接電源,就可控制多達(dá) 5 個(gè)以上的繼電器,從而用來(lái)控制外接接觸器。接口簡(jiǎn)單,使用方便。
(4) 電機(jī)控制環(huán)節(jié)
當(dāng)管網(wǎng)壓力的變化要求增加或減少工作水泵時(shí),通過(guò)供水附件基板的中間繼電器,控制各個(gè)電機(jī)交流接觸器?;遢敵龆丝诘臓顟B(tài)決定外部各個(gè)水泵的運(yùn)行狀態(tài)。
(5) 執(zhí)行環(huán)節(jié) 執(zhí)行環(huán)節(jié)為各水泵。
(6) 信號(hào)反饋環(huán)節(jié)
管網(wǎng)壓力的信號(hào)反饋,用于與設(shè)定環(huán)節(jié)形成 PID 控制閉環(huán),對(duì)于大部分供水系統(tǒng),由于壓力控制為一個(gè)大慣性環(huán)節(jié),且其要求不太高,所以不必要使用微分環(huán)節(jié)。
下面對(duì)山東省濟(jì)南市某小區(qū)恒壓供水系統(tǒng),使用四方 C320 系列變頻器系統(tǒng)改造進(jìn)行分析,其框圖如下 :
恒壓供水控制系統(tǒng)框圖
3 .工作過(guò)程描述
當(dāng)變頻器被投入自動(dòng)運(yùn)行時(shí), 1# 泵電機(jī)接觸器首先被控制導(dǎo)通,變頻器輸出頻率上升,同時(shí)管網(wǎng)壓力信號(hào)逐漸增加,出水管網(wǎng)的壓力信號(hào)與 PLC 管網(wǎng)壓力設(shè)定信號(hào)負(fù)反饋閉環(huán),當(dāng)電機(jī)頻率上升到最高頻率,而管網(wǎng)壓力達(dá)不到設(shè)定要求時(shí),變頻器立即控制工頻接通 1# 泵,使 1# 泵全速投入運(yùn)行,同時(shí)變頻器經(jīng)過(guò)時(shí)間延遲,對(duì) 2# 泵進(jìn)行變頻控制。當(dāng)管網(wǎng)壓力與設(shè)定壓力基本平衡時(shí),變頻器控制當(dāng)前變頻電機(jī)維持在一定的頻率,壓力的穩(wěn)定和超調(diào)量可以通過(guò) PI 參數(shù)的調(diào)整。當(dāng)水需求量減少,管網(wǎng)壓力逐漸升高,內(nèi)部 PI 控制器輸出頻率降低,當(dāng)變頻器輸出頻率低至 0HZ ,而管網(wǎng)在一設(shè)定時(shí)間內(nèi)還高于設(shè)定壓力,變頻器切斷當(dāng)前變頻控制泵,轉(zhuǎn)而控制下一個(gè)原工頻控制泵,變頻器在水泵控制轉(zhuǎn)換過(guò)程中,逐漸輪換使用水泵,使每個(gè)水泵的利用率均等,增加系統(tǒng)可靠性。
4 .四方通用變頻器的使用
對(duì)于當(dāng)前的恒壓供水系統(tǒng),配置了四方供水附件,其他需要設(shè)置的參數(shù)功能組包括: 1. 基本運(yùn)行參數(shù); 2. 模擬輸入輸出參數(shù); 3.PID 控制參數(shù)組。供水系統(tǒng)與變頻器相關(guān)接線如下圖:
? 基本運(yùn)行參數(shù)主要參數(shù)設(shè)定:
F0.0=0 選擇 V/F 控制方式
F0.15=1 選擇泵類負(fù)載
F0.4=0001 PLC 輸出端子控制起停
? PID 控制主要參數(shù)設(shè)定:
F8.0=0121 選擇比例積分,單極性 PI 功能有效。
F8.1=0204 選擇設(shè)定信號(hào)輸入 VC2 ,反饋信號(hào) CC ,
F8.3=0 , F8.4=10 選擇最小給定量 0V ,最大給定量 10V 。
F8.5=2 , F8.6=10 選擇反饋對(duì)應(yīng)量。
F8.7=2 , F8.8=10 設(shè)定 PI 控制器參數(shù)。
? 擬輸入輸出參數(shù)組:
F2.2=0 , F2.3=10 設(shè)定通道 VC2 信號(hào)特性, 范圍 0~10V 。
F2.4=4 , F2.5=20 設(shè)定反饋通道 CC 信號(hào)特性,范圍 4 - 20mA 。
5 .改造中注意事項(xiàng)
? 正確設(shè)置設(shè)定和反饋對(duì)應(yīng)曲線。
? 變頻泵至工頻控制時(shí)可直接切換,以免管網(wǎng)壓力形成波動(dòng),工頻泵至變頻控制的切時(shí)間必須適當(dāng)設(shè)置,延時(shí)太短,水泵對(duì)變頻器形成沖擊電壓