變頻器與PLC在微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備供水中的應(yīng)用
變頻器與PLC在微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備供水中的應(yīng)用
1.微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備概述
微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備恒壓供水控制系統(tǒng)的基本控制策略是：采用電動機(jī)調(diào)速裝置與可編程控制器（PLC）構(gòu)成控制系統(tǒng)，進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行，并自動調(diào)整泵組的運(yùn)行臺數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設(shè)定的給水壓力值與反饋的總管壓力實際值進(jìn)行比較，其差值輸入CPU運(yùn)算處理后，發(fā)出控制指令，控制泵電動機(jī)的投運(yùn)臺數(shù)和運(yùn)行變量泵電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到給水總管壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子器件的理論研究和制造工藝水平的不斷提高，電力電子器件在容量、耐壓、特性和類型等方面得到了很大的發(fā)展。進(jìn)入90年代電力電子器件向著大容量、高頻率、響應(yīng)快、低損耗的方向發(fā)展。作為應(yīng)用現(xiàn)代電力電子器件與微計算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的交流變頻調(diào)速裝置，隨著產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)新和推廣應(yīng)用，使得交流異步電動機(jī)調(diào)速領(lǐng)域發(fā)生一場巨大的技術(shù)革命。目前自動恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)用的電動機(jī)調(diào)速裝置均采用交流變頻技術(shù)，而系統(tǒng)的控制裝置采用PLC控制器，因PLC不僅可實現(xiàn)泵組、閥門的邏輯控制，并可完成系統(tǒng)的數(shù)字PID調(diào)節(jié)功能，可對系統(tǒng)中的各種運(yùn)行參數(shù)、控制點的實時監(jiān)控，并完成系統(tǒng)運(yùn)行工況的CRT畫面顯示、故障報警及打印報表等功能。自動恒壓供水系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，可與城市供水系統(tǒng)的上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)城區(qū)供水系統(tǒng)的優(yōu)化控制，為城市供水系統(tǒng)提供了現(xiàn)代化的調(diào)度、管理、監(jiān)控及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的手段。
2.微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備控制方案
在住宅小區(qū)水廠的管網(wǎng)系統(tǒng)中，由于管網(wǎng)是封閉的，泵站供水的流量是由用戶用水量決定的，泵站供水的壓力以滿足管網(wǎng)中壓力較不利點的壓力損失ΔP和流量Q之間存在著如下關(guān)系：
ΔP=KQ2；
式中K—為系數(shù)
設(shè)PL為壓力較不利點所需的較低壓力，則泵站出口總管壓力P應(yīng)按下式關(guān)系供水，則可滿足用戶用水的要求壓力值，又有較好的節(jié)能效果。
P=PL+ΔP=PL+ KQ2；
因此微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備供水系統(tǒng)的設(shè)定壓力應(yīng)該根據(jù)流量的變化而不斷修正設(shè)定值，這種恒壓供水技術(shù)稱為變量恒壓供水，即供水系統(tǒng)較不利點的供水壓力為恒值而泵站出口總管壓力連續(xù)可調(diào)。
典型的自動恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示；系統(tǒng)具有控制水泵出口總管壓力恒定、變流量供水功能，系統(tǒng)通過安裝在出水總管上的壓力傳感器、流量傳感器，實時將壓力、流量非電量信號轉(zhuǎn)換為電信號，輸入至可編程控制器（PLC）的輸入模塊，信號經(jīng)CPU運(yùn)算處理后與設(shè)定的信號進(jìn)行比較運(yùn)算，得出就 的運(yùn)行工況參數(shù)，由系統(tǒng)的輸出模塊輸出邏輯控制指令和變頻器的頻率設(shè)定值，控制泵站投運(yùn)水泵的臺數(shù)及變量泵的運(yùn)行工況，并實現(xiàn)對每臺水泵根據(jù)CPU指令實施軟啟動、軟切換及變頻運(yùn)行。系統(tǒng)可根據(jù)用戶用水量的變化，自動確定泵組的水泵的循環(huán)運(yùn)行，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性及供水的質(zhì)量。
3.微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備系統(tǒng)功能
該系統(tǒng)選用國產(chǎn)中源變頻器。該系統(tǒng)中具有功能：
3.1自動切換變頻/工頻運(yùn)行功能
變頻器提供三種不同的工作方式供用戶選擇：
方式0：基本工作方式。變頻器始終固定驅(qū)動一臺泵并實時根據(jù)其輸出頻率：控制其他輔助泵啟停。即當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到較大頻率時啟動一臺輔助泵工頻運(yùn)行、當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到較小頻率時則停止 然后啟動的輔助泵。由此控制增減工頻運(yùn)行泵的臺數(shù)。
方式1：交替方式，變頻器通常固定驅(qū)動某臺泵，并實時根據(jù)其輸出頻率，使輔助泵工頻運(yùn)行，此方式與方式0不同之處在于若前一次泵啟動的順序是泵1→泵2，當(dāng)變頻器輸出停止時，下一次啟動順序變?yōu)楸?→泵1。
方式2：直接方式。當(dāng)啟信號輸入時變頻器啟動第，一臺泵當(dāng)該泵達(dá)到較高頻率時，變頻器將該泵切換到工頻運(yùn)行，變頻器啟動下一臺泵變頻運(yùn)行，相反當(dāng)泵停止條件成立時，先停止較先啟動的泵。
3.2 PID的調(diào)節(jié)功能
由壓力傳感器反饋的水壓信號（4-20MA或-5V）直接送入PLC的A/D口（可以通過手持編程器），設(shè)定給定壓力值，PID參數(shù)值，并通過PLC計算何以需切換泵的操作完成系統(tǒng)控制，系統(tǒng)參數(shù)在實際運(yùn)行中調(diào)整，使系統(tǒng)控制響應(yīng)趨于完整。
3.3“休眠”功能
系統(tǒng)運(yùn)行時經(jīng)常會遇到用戶用水量較小或不用水（如夜晚）情況，為了節(jié)能，該系統(tǒng)專用設(shè)置了可以使水泵暫停工作的“休眠”功能，當(dāng)變頻器頻率輸出低于其下限時，變頻器停止工作，2＃、3＃泵不工作，水泵停止（處于休眠狀態(tài)）。當(dāng)水壓繼續(xù)升高時將停止1泵，當(dāng)水壓下降到一定值時將先啟動變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)2＃泵或3＃泵，當(dāng)頻率到達(dá)一定值后將啟動1＃泵調(diào)節(jié)2＃或3＃泵的轉(zhuǎn)速。
“休眠值”變頻器輸出的下限頻率F507設(shè)置。
“休眠確認(rèn)時間”用參數(shù)F506設(shè)置，當(dāng)變頻器的輸出頻率低于休眠值的時間如小于休眠時間td時，即td＜tn時變頻器繼續(xù)工作，當(dāng)td＞tn時變頻器將進(jìn)入休眠狀態(tài)。
“喚醒值”由供水壓力下限啟動，當(dāng)供水壓力低于下限值時由PLC發(fā)出指令喚醒變頻器工作。
經(jīng)測試“休眠值”為10HZ。
“休眠確認(rèn)時間”td:20s
“喚醒值”70%
3.4通訊功能
該系統(tǒng)具有計算機(jī)的通訊功能，PLC變頻器均提供有RS232或485接口PLC可選用西門子的S7-200PLC或三菱FX可編程控制器可以與一套或多套系統(tǒng)進(jìn)行通訊，利用計算機(jī)同時可以監(jiān)測：電流、電壓、頻率、轉(zhuǎn)速、壓力等也可以控制變頻器的各類參數(shù)。
此外該系統(tǒng)還具有手動/自動操作，故障報警，運(yùn)行狀態(tài)，電流，電壓、頻率狀態(tài)顯示缺水保護(hù)等功能。
4.微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備運(yùn)行特征
以三臺水泵的恒壓供水系統(tǒng)為例，系統(tǒng)在自動運(yùn)行方式下，可編程控制器控制變頻器軟啟動1#泵，此時1#泵進(jìn)入變頻運(yùn)行狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速逐漸升高，當(dāng)供水量Q<1/3Qmax時（Qmax為三臺水泵全部工頻運(yùn)行時的較大流量），可編程控制器CPU根據(jù)根據(jù)供水量的變化自動調(diào)節(jié)1#泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，以保證所需的供水壓力。當(dāng)用水量Q在1/3Qmax
當(dāng)外供水量減少至1/3Qmax
5.微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益分析及系統(tǒng)優(yōu)點
5.1經(jīng)濟(jì)效益分析
變量泵的功率N1、供水量Q1與泵轉(zhuǎn)速n 1三者的關(guān)系如下式：
N1/Q1=（n 1/n）3 Q1/Q= n 1/n
式中Q—額定流量，Q1
因額定流量Q=99.99999%時，n=99.9999%，N=99.99999%，若n 1=90%n時Q1=90%Q，N1=72.9%N，即可節(jié)電27.1%。若n 1=80%n時Q1=80%Q，N1=51.2%N，即可節(jié)電48.8%。
5.2系統(tǒng)優(yōu)點
5.2.1恒壓供水技術(shù)因采用變頻器改變電動機(jī)電源頻率，而達(dá)到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速改變水泵出口壓力，比靠調(diào)節(jié)閥門的控制水泵出口壓力的方式，具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。
5.2.2由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時，泵轉(zhuǎn)速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長泵和電動機(jī)的機(jī)械使用壽命。
5.2.3因?qū)崿F(xiàn)恒壓自動控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動強(qiáng)度，節(jié)省了人力。
5.2.4水泵電動機(jī)采用軟啟動方式，按設(shè)定的加速時間加速，避免電動機(jī)啟動時的電流沖擊，對電網(wǎng)電壓造成波動的影響，同時也避免了電動機(jī)突然加速造成泵系統(tǒng)的喘振。
5.2.5由于變量泵工作在變頻工作狀態(tài)，在其運(yùn)行過程中其轉(zhuǎn)速是由外供水量決定的，故系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可節(jié)約可觀的電能，其經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的。由于其節(jié)電效果明顯，所以系統(tǒng)具有收回投資快，而長期受益，其產(chǎn)生的社會效益也是非常巨大。
中贏微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備產(chǎn)品功能介紹
穩(wěn)壓、保壓小流量停機(jī)功能：
供水根據(jù)用戶設(shè)備需要增設(shè)小流量停機(jī)保壓系統(tǒng)，設(shè)備在正常工作時，在小流量狀態(tài)可實現(xiàn)設(shè)備保壓停機(jī)，以保證設(shè)備較大限度的節(jié)能。設(shè)備還可以配備氣壓罐，充分利用氣壓體的緩沖能力，有效的對于停機(jī)水錘進(jìn)行緩沖，較大限度的減少了停機(jī)水錘對用戶管網(wǎng)的破壞。
微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備專業(yè)廠家與非專業(yè)廠家產(chǎn)品對比
中贏供水是怎么做產(chǎn)品的：
1、首先有一套產(chǎn)品質(zhì)量控制流程體系（附1）：
從生產(chǎn)原材料，生產(chǎn)過程記錄，備案，存檔到出廠進(jìn)得嚴(yán)格測試，試驗平臺都是在一整套體系下進(jìn)行的。
2、以節(jié)能為目的：運(yùn)用了效率提升技術(shù)，小流量保壓技術(shù)，低阻力止回蝶閥組。流道擴(kuò)大，阻力減小一倍。
3、穩(wěn)定：出水壓力的穩(wěn)定（三項壓力穩(wěn)定措施），產(chǎn)品的穩(wěn)定（工業(yè)級管閥，國準(zhǔn)法蘭，內(nèi)外雙重焊接工藝，穩(wěn)流補(bǔ)償罐環(huán)縫焊拋光處外加加強(qiáng)條保護(hù)。控制柜內(nèi)主要元器件與供應(yīng)商有著戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。軟件設(shè)計上重要功能雙保護(hù)設(shè)計，更運(yùn)用了故障自診斷，容錯及應(yīng)急方式等設(shè)計），保證產(chǎn)品在使用壽命期的安全與穩(wěn)定。
噪音方面：是否融合了降噪技術(shù)，使水泵噪音及控制柜內(nèi)噪音降到較低
出廠檢驗方面：出廠檢驗全部通過中贏自主開發(fā)設(shè)計的大型實驗平臺(總流量在300方以下進(jìn)行產(chǎn)品功能性實驗)進(jìn)行測試
一般廠家是怎么做的：
1、只能保證產(chǎn)品能用。
2、簡單拼裝。
3、無核心技術(shù)。
4、出廠小流量進(jìn)行帶負(fù)載試驗，大流量的無法進(jìn)行，因為無大型實驗平臺
5、不會考率噪音及節(jié)能方面的問題，以至于設(shè)備到現(xiàn)場，噪音大，耗能高。
不銹鋼微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備
不銹鋼微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備一般由緩沖罐、水泵機(jī)組、氣壓罐控制柜及控制儀表組成，各部分說明如下：
a、緩沖罐：是接在設(shè)備入口處的氣壓罐，簡稱緩沖罐，給水運(yùn)行時罐內(nèi)部分容積為壓縮空氣，靠壓縮空氣的貯能，對各種突變沖擊具有很好的減緩消除作用，同時對市政供水具有一定動態(tài)補(bǔ)償作用。
有兩種不同結(jié)構(gòu)的緩沖罐，隔膜緩沖罐采用 橡膠隔膜材料，因 全密閉更有利于保持水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，普通鋼制緩沖罐內(nèi)壁涂有符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的防腐涂料，但補(bǔ)氣時會與外界空氣接觸。
緩沖罐即可串接使用 (如圖2-1所示)，也可并接使用(進(jìn)出水為同一管道，作為分支與市政管路相接，如圖2-2所示)
b、水泵機(jī)組：選用中贏公司具有非過載特性的水泵，其工作特性可以適應(yīng)水源的較大范圍內(nèi)的壓力變化，不會產(chǎn)生過載現(xiàn)象。
c、氣壓罐：其作用與通常2次增壓供水設(shè)備中的氣壓罐相同，本系列標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品采用的隔膜式微型氣壓罐，主要利用其保壓功能，有利于設(shè)備的智能化自動節(jié)能控制。
d、變頻控制柜：可采用全變頻控制系統(tǒng)，即所有水泵均采用變頻調(diào)速拖動，也可采用部分變頻控制系統(tǒng)(樣本標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品只有1臺泵為變頻調(diào)速拖動)。
e、旁通管路：如果市政供水平時能夠滿足水壓要求，僅在供水高峰時壓力不足，可加載旁通管路，可使市政下拉供水與增壓供水實現(xiàn)自動切換運(yùn)行。
(1)當(dāng)市政管網(wǎng)高壓時，設(shè)備處于停機(jī)狀態(tài)，市政水源過緩沖罐、旁通管路直接向用戶管網(wǎng)供水。
(2)當(dāng)市政管網(wǎng)欠壓時，設(shè)備自動啟動，在原不水壓基礎(chǔ)上變頻調(diào)速增壓(恒壓)供水，由于是按“差多少，補(bǔ)多少”的原則增壓，所以在全流量范圍即滿足了用戶恒壓供水的需求，同時又實現(xiàn)了高效節(jié)能運(yùn)行。運(yùn)行過程中密閉的緩沖罐相當(dāng)一段管路，新鮮衛(wèi)生的自來水不斷流過水源罐，不會遭受外界污染。
(3)供水設(shè)備運(yùn)行中，緩沖罐部分容積為壓縮空氣(其壓力與市政水壓相同)，因而貯存了一定壓力勢能，靠此貯能可大大減緩各種沖擊對市政水源的影響，同時對市政供水具有動態(tài)的削峰補(bǔ)償作用。當(dāng)市政服務(wù)壓力從P2降至P1時，緩沖罐提供的較大補(bǔ)償水量與緩沖罐總?cè)莘e關(guān)系為：
V#=(1-P1/P2) V總=KV總
V#-供水高峰市政壓力從P2降至P1期間水源罐給出的補(bǔ)償水量(m3)
P1-市政供水高峰期較低壓力
P2-市政供水高峰期前的壓力
V總-水源罐的總?cè)莘e(m3)
例：供水高峰期，市政水源壓力從20mH2O降至mH2O，則在該期間水源罐給出的補(bǔ)償水量為
V#=(1-15/30) V總=0.5V總(m3)，占總?cè)莘e的50%。顯然這是一種切實有效的動態(tài)補(bǔ)償作用，如果所有供水設(shè)備用戶的增壓設(shè)備均具有這種補(bǔ)償作用，則總體上對市政供水可起到一定削峰填谷的效果，高峰期間管網(wǎng)服務(wù)壓力不至于下降得太低。
(4)緩沖罐上配有控制儀表，當(dāng)市政管網(wǎng)壓力低于設(shè)定下限值時可自動停機(jī)(禁止運(yùn)行)，防止過度抽吸市政水源及防止抽水運(yùn)行。
主要技術(shù)點—三項壓力恒定措施
第，一項：壓力防過沖設(shè)計。
技術(shù)點的起因：當(dāng)用戶用水流量加大時，系統(tǒng)必然要將一臺泵轉(zhuǎn)換到兩臺泵運(yùn)行，在這個轉(zhuǎn)換過程中，變頻頻率要上升到50HZ，經(jīng)過加泵延時（一般是10-15S）后轉(zhuǎn)兩臺運(yùn)行。一般產(chǎn)家是這樣的設(shè)計。但會有兩個問題：
問題1：當(dāng)用水流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一臺泵的供水流量時，是否能滿足及時的轉(zhuǎn)換到兩臺泵運(yùn)行，也就是說怎么能保證在10-15S內(nèi)壓力不掉太快？
問題2：當(dāng)用戶流量在切換泵過程中突然減小的情況下怎能保證壓力的不超調(diào)及穩(wěn)定？也就是說當(dāng)1臺泵滿足不了由系統(tǒng)切換到兩臺運(yùn)行時，而此時1臺泵又能滿足出水流量，如果不采取措施，必將發(fā)生壓力超調(diào)及振蕩。這些問題對出水壓力穩(wěn)定性和管網(wǎng)的安全性是很不利的。
中贏解決方案:
為防止出現(xiàn)壓力過沖的現(xiàn)象發(fā)生，程序上做保護(hù)設(shè)計措施，程序自動根據(jù)出水壓力與設(shè)定壓力的差值來決定加泵延時時間，較大化的避免了加泵產(chǎn)生的振蕩。
程序上設(shè)計防過沖抑制系數(shù)，在超出防過沖壓力時，自動降速運(yùn)行，較大限度的保證出水管網(wǎng)壓力的恒定及保護(hù)管網(wǎng)的安全性
微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備成本回收核算
根據(jù)已知泵類在不同控制方式下的流量-負(fù)載關(guān)系曲線和現(xiàn)場運(yùn)行的負(fù)荷變化情況進(jìn)行計算。 以三臺30kW型離心泵為例。根據(jù)運(yùn)行要求，水泵連續(xù)24小時運(yùn)行，其中每天3小時運(yùn)行在90%負(fù)荷(用水高峰)，11小時運(yùn)行在50%負(fù)荷(正常用水);8小時運(yùn)行在20%負(fù)荷(夜間用水);全年運(yùn)行時間在365天。
則每年的節(jié)電量為：W1=30X3×3×(99.9999%-90%)×365=36135kW·h
W2=30X3×11×(99.9999%-50%)×365 =180675kW·h
W3=30X3×8×(99.9999%-20%)×365 =210240kW·h
W = W1+W2+W3=36135+180675+210240=427050kW·h
每度電按0.5元計算，則每年可節(jié)約電費(fèi)213525萬元。
恒壓供水設(shè)備投資回收:按設(shè)備運(yùn)行每天節(jié)省的費(fèi)用=213525/365=585(元)
無水檢測雙重保護(hù)；
當(dāng)市政管網(wǎng)停水時，穩(wěn)流罐內(nèi)的水位下降，液位傳感器檢測到無水信號時，馬上給信號給變頻器，讓水泵停止工作，保護(hù)水泵，以防電機(jī)燒毀，來水時水泵自動恢復(fù)供水。第，二種保護(hù)：當(dāng)液位傳感器故障時，由無負(fù)壓穩(wěn)流罐下面的電接點壓力表工作；當(dāng)壓力表檢測到水泵進(jìn)口壓力下降設(shè)定壓力時；壓力信號反饋給變頻器，讓水泵馬上降頻工作，直至停機(jī)以防電機(jī)燒毀，保護(hù)水泵，來水時水泵自動恢復(fù)供水。
液位傳感器換代產(chǎn)品：
目前國內(nèi)的無負(fù)壓設(shè)備生產(chǎn)廠.家，無負(fù)壓罐上的液位傳感器都是采用不銹鋼304或316材料做成的產(chǎn)品，多年來事實證明，很多用戶都發(fā)現(xiàn)安裝在不銹鋼穩(wěn)流罐上液位傳感器，在有時會停水的地方用不了多久就有故障了，原因是不銹鋼和不銹鋼之間在液體中相互產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，（如材質(zhì)：303~304~316等），直接引影響到設(shè)備的安全，和用戶的生活用水，祥幫技術(shù)人員通過多次的現(xiàn)場檢驗和技術(shù)攻關(guān)，終選取衛(wèi)生級的四佛材料，特別制作而成的液位傳感器，解決了所有難題，產(chǎn)品性能非常可靠，經(jīng)濟(jì)實用，而且安裝、調(diào)試都很方便。
微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備貼近客戶——詳細(xì)運(yùn)行記錄查詢
系統(tǒng)運(yùn)行時間，各泵運(yùn)行時間，故障次數(shù)，起停次數(shù)查詢，詳細(xì)參數(shù)查詢。為故障的排除及設(shè)備運(yùn)行情況做診斷前的依據(jù)。
中贏供水微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備關(guān)于售后服務(wù)的及時性和連續(xù)性：
為用戶提供全天候(24小時)售.后服務(wù)，接到用戶報修電話后立即作出答復(fù)并派出專職售.后人員于6小時內(nèi)趕到現(xiàn)場，輕微故障在1小時內(nèi)解決，一般問題在2小時內(nèi)處理完畢，重大故障在24小內(nèi)處理完畢。故障排除后，清理現(xiàn)場完畢方可離開。
微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備變頻控制原理
用變頻調(diào)速來實現(xiàn)恒壓供水，與用調(diào)節(jié)閥門來實現(xiàn)恒壓供水相比，節(jié)能效果十分顯著(可根據(jù)具體情況計算出來)。其優(yōu)點是：
1、可以消除起動和停機(jī)時的水錘效應(yīng);
一般地說，當(dāng)由一臺變頻器控制一臺電動機(jī)時，只需使變頻器的配用電動機(jī)容量與實際電動機(jī)容量相符即可。當(dāng)一臺變頻器同時控制兩臺電動機(jī)時，原則上變頻器的配用電動機(jī)容量應(yīng)等于兩臺電動機(jī)的容量之和。但如在高峰負(fù)載時的用水量比兩臺水泵全速供水量相差很多時，可考慮適當(dāng)減小變頻器的容量，但應(yīng)注意留有足夠的容量。
雖然水泵在低速運(yùn)行時，電動機(jī)的工作電流較小。但是，當(dāng)用戶的用水量變化頻繁時，電動機(jī)將處于頻繁的升、降速狀態(tài)，而升、降速的電流可略超過電動機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電動機(jī)過熱。因此，電動機(jī)的熱保護(hù)是必需的。對于這種由于頻繁地升、降速而積累起來的溫升，變頻器內(nèi)的電子熱保護(hù)功能是難以起到保護(hù)作用的，所以應(yīng)采用熱繼電器來進(jìn)行電動機(jī)的熱保護(hù)。
在主要功能預(yù)置方面，較高頻率應(yīng)以電動機(jī)的額定頻率為變頻器的較高工作頻率。升、降速時間在采用PID調(diào)節(jié)器的情況下，升、降速時間應(yīng)盡量設(shè)定得短一些，以免影響由PID調(diào)節(jié)器決定的動態(tài)響應(yīng)過程。如變頻器本身具有PID調(diào)節(jié)功能時，只要在預(yù)置時設(shè)定PID功能有效，則所設(shè)定的升速和降速時間將自動失效。
2、起動平衡，起動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊;
3、由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命;
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