變頻器生活無負(fù)壓給水設(shè)備的調(diào)試教程
變頻器生活無負(fù)壓給水設(shè)備的調(diào)試教程
首先要明白生活無負(fù)壓給水設(shè)備系統(tǒng)中的幾個(gè)參數(shù)
1． 兆帕與公斤：
“1兆帕”是壓強(qiáng)的單位，即1兆帕＝1000000帕的。
一平方米的面積上受到的壓力是一牛頓時(shí)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)為一帕斯卡[1Pa=1N/(M×M)]。
而公斤力是力的單位：1公斤力＝9.8牛頓。
這是兩個(gè)不同概念的物理量，沒法說“1兆帕等于多少公斤力”。
但彼此有一定的關(guān)系：要產(chǎn)生“1兆帕”的壓強(qiáng)，需在1平方厘米的面積上，施加的壓力約是10公斤。
1公斤壓力＝0.098兆帕，
所以:1兆帕（MPA)≈10.2公斤壓力（KG/CM^2)
1MPa=10.197公斤/厘米2=101.97m水柱，可以讓水升高101.97m。
2、生活無負(fù)壓給水設(shè)備變頻器中PID的定義
PID控制器參數(shù)的工程整定,各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中P.I.D參數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以下可參照：
溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
壓力P: P=30~70%,T=24~180s,
液位L: P=20~80%,T=60~300s,
流量L: P=40~99.9999%,T=6~60s。
基本的PID算法，需要整定的系數(shù)是Kp（比例系數(shù)）,Ki（積分系數(shù)）,Kd（微分系數(shù)）三個(gè)。這三個(gè)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響如下：
（1） 比例系數(shù) Kp
① 對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響 比例系數(shù)Kp加大，使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏，速度加快，Kp偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時(shí)間加長(zhǎng)。當(dāng)Kp太大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定，若Kp太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢；
② 對(duì)穩(wěn)態(tài)性能的影響 加大比例系數(shù)Kp，在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，可以減小靜差，提高控制精度，但是加大Kp只是減少靜差，不能全部消除。
（2） 積分系數(shù) Ki
① 對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響 積分系數(shù)Ki通常使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。Ki太大，系統(tǒng)將不穩(wěn)定；Ki偏大，振蕩次數(shù)較多；Ki太小，對(duì)系統(tǒng)性能的影響減少；而當(dāng)Ki合適時(shí)，過渡特性比較理想；
② 對(duì)穩(wěn)態(tài)性能的影響 積分系數(shù)能消除系統(tǒng)的靜差，提高控制系統(tǒng)的控制精度。但是若Ki太小時(shí)，積分作用太弱，以致不能減小靜差。
（3） 微分系數(shù) Kd
微分控制可以改善動(dòng)態(tài)特性，如超調(diào)量減少，調(diào)節(jié)時(shí)間縮短，允許加大比例控制，使靜差減小，提高控制精度。但當(dāng)Kd偏大或偏小時(shí)，超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，只有合適的時(shí)候，
才可以得到比較滿意的過渡過程。
對(duì)系數(shù)實(shí)行“先比例，后積分，再微分”的整定步驟。
（1） 首先只整定比例部分。即將比例系數(shù)由小到大，并觀察相應(yīng)的系統(tǒng)響應(yīng)，直到得到反應(yīng)快，超調(diào)小的響應(yīng)。
（2） 加入積分環(huán)節(jié)。整定時(shí)首先置積分系數(shù)Ki一個(gè)較小的值，并將第（1）步中整定的比例系數(shù)略為縮小（例如縮小為原值的0.8倍），然后增大Ki，
使在保持系統(tǒng)良好動(dòng)態(tài)性能的情況下，靜差得到消除。在此過程中，可根據(jù)響應(yīng)的好壞反復(fù)改變比例系數(shù)與積分系數(shù)。
（3） 若使用比例積分調(diào)節(jié)器消除了靜差，但動(dòng)態(tài)過程經(jīng)反復(fù)調(diào)整仍不能滿意，則可加入微分環(huán)節(jié)。在整定時(shí)，可先置微分系數(shù)為0，
在第，一步的基礎(chǔ)上，增大Kd，同時(shí)相應(yīng)地改變比例系數(shù)和積分時(shí)間。
p值設(shè)置越大，靜差越小，跟蹤越快，但容易出現(xiàn)超調(diào)震蕩現(xiàn)象，i的值設(shè)置越大，跟蹤就越慢，在實(shí)際使用中，以系統(tǒng)穩(wěn)定和跟蹤速度達(dá)到工藝要求為準(zhǔn)，即在水泵恒壓供水系統(tǒng)中，壓力穩(wěn)定為基準(zhǔn)。
不過以上PID定義僅了解一下即可，實(shí)際小項(xiàng)目中的變頻器PID參數(shù)不用更改（出廠默認(rèn)值）也可實(shí)現(xiàn)功能。
設(shè)置變頻器時(shí)，只要知道PID需要反饋量和給定量即可。反饋量即是壓力的實(shí)時(shí)信號(hào)（在管道上的遠(yuǎn)傳壓力表---電阻式，或者是三線或兩線的壓力傳感器。給定量即要求達(dá)到我壓力值（可以在變頻器的鍵盤上設(shè)或者用外置電位器）。
變頻器外部接線
對(duì)應(yīng)的電壓、電流型反饋量接線應(yīng)設(shè)置變頻器的 AI1/AI2，內(nèi)部參數(shù)及外部跳線（一般AI1默認(rèn)為電壓）
壓差變送器接變頻器時(shí)，圖中電流表的位置換成變頻器即可。
設(shè)置變頻器參數(shù)
以英偉騰為例：CHF/GD100/CHV160A
以反饋量為0.45兆帕（二線制壓力傳感器4-20Ma,傳感器量程0-0.6兆帕）,則在變頻器輸入的給定量為75%（0.45除0.6）
以GD100為例，由于GD100的AI1內(nèi)置成了面板上的電位器，所以反饋信號(hào)接于AI2,又由于AI2出廠值是電壓信號(hào)，需設(shè)置跳線將其改為電流信號(hào)。
P00.01=1 運(yùn)行指令通道==端子
P00.03=50 額定輸出頻率
P00.04=50 頻率上限
P00.05=15 頻率下限
P00.06=7 AI2功能為PID反饋
小功率變頻器，加減速時(shí)間不必設(shè)置，保持默認(rèn)，
P01.08=0 變頻器的停車方式，此為減速停車，若變頻器為工頻變頻轉(zhuǎn)換或一拖幾的控制時(shí)，停車方式應(yīng)為自由停車。
P01.19==0,為變頻器運(yùn)行頻率低于下限時(shí)為以頻率下限運(yùn)行
P02組為電機(jī)參數(shù)，能實(shí)際電機(jī)銘牌上參數(shù)設(shè)
控制端子組及繼電器輸出組根據(jù)線路實(shí)際功能設(shè)置即可
P05.37=1V, AI2下限設(shè)為1V對(duì)應(yīng)反饋4mA
P05.39=10V, AI2上限為10V對(duì)應(yīng)反饋20mA
P09組為PID組
P09.00=0 給定值由鍵盤設(shè)定
P09.01=75,給定值
P09.02=1，反饋信號(hào)由AI2進(jìn)入變頻器(反饋源選擇)
P09.03=0，PID輸出特性為正，由于為恒壓供水，即當(dāng)反饋小于給定時(shí)要加速，大于給定時(shí)要減速。
P17.24為反饋量顯示可以實(shí)時(shí)監(jiān)控(只有GD100有此功能)
由于英威騰變頻器幾種系列的參數(shù)大同小異，其他幾種變頻器只要照上更改相應(yīng)參數(shù)即可。
生活無負(fù)壓給水設(shè)備產(chǎn)品特點(diǎn)：
※采用先進(jìn)的供水專用變頻器
※ 新的供水專利技術(shù)
※全中文人機(jī)界面，操作簡(jiǎn)單
※RS485遠(yuǎn)程通訊
※壓力控制精度5‰
※壓力頻率全數(shù)字顯示
※一次水高、低水位報(bào)警
※供水壓力過壓、欠壓保護(hù)
※系統(tǒng)故障自診斷
※水泵過載、過流保護(hù)
※水泵軟啟動(dòng)，軟切換
※適用于各種泵站
※故障水泵自動(dòng)切除運(yùn)行系統(tǒng)
※體積小，安裝調(diào)試方便
※全部進(jìn)口低壓電器集成，運(yùn)行更安全可靠
※優(yōu)化的控制軟件更利于系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行
生活無負(fù)壓給水設(shè)備的工作原理：
自來水進(jìn)入調(diào)節(jié)罐，罐內(nèi)的空氣從真空消除器內(nèi)排出，待水充滿后，真空消除器自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)自來水能夠滿足用水壓力及水量要求時(shí)，供水設(shè)備通過旁通止回閥向用水管網(wǎng)直接供水；當(dāng)自來水管網(wǎng)的壓力不能滿足用水要求時(shí)，系統(tǒng)通過壓力傳感器（或壓力控制器、電接點(diǎn)壓表）給出起泵信號(hào)起動(dòng)水泵運(yùn)行。水泵供水時(shí)，若自來水管網(wǎng)的水量大于水泵流量，系統(tǒng)保持正常供水，用水高峰期時(shí)，若自來水管網(wǎng)水量小于水泵流量時(shí)，調(diào)節(jié)罐內(nèi)的水作為補(bǔ)充水源仍能正常供水，此時(shí)，空氣由真空消除器進(jìn)入調(diào)節(jié)罐，消除了自來水管網(wǎng)的負(fù)壓，用水高峰期過后，系統(tǒng)恢復(fù)正常的狀態(tài)。若自來水供水不足或管網(wǎng)停水而導(dǎo)致調(diào)節(jié)罐內(nèi)的水位不斷下降，液位控制器給出水泵停機(jī)信號(hào)以保護(hù)水泵機(jī)組。夜間及小流量供水時(shí)可通過小型膨脹罐供水，防止水泵頻繁啟動(dòng)。
生活無負(fù)壓給水設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)部分為智能控制系統(tǒng)(變頻型)和調(diào)節(jié)罐的真空消除。智能控制系統(tǒng)核心部分采用可編程控制器，程序軟件的編制及設(shè)計(jì)由專業(yè)技術(shù)工程人員充分根據(jù)水泵的運(yùn)作特點(diǎn)在多年變頻給水工程經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上精心編制而成，設(shè)備具有界面直觀，操作簡(jiǎn)便可靠，性能穩(wěn)定，高智能化等諸多特點(diǎn)。調(diào)節(jié)罐的真空消除也是該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)，管網(wǎng)疊加的實(shí)現(xiàn) 全部依靠罐上真空消除器在罐內(nèi)水被抽空時(shí)及時(shí)消除罐內(nèi)真空，從而達(dá)到罐內(nèi)外壓力平穩(wěn)，由此不對(duì)市政管網(wǎng)造成負(fù)壓影響，不影響其它市政管道用戶的正常用水。
生活無負(fù)壓給水設(shè)備控制器
采用 新微電腦設(shè)計(jì)處理器設(shè)計(jì)制造配備液晶中文顯示,參數(shù)顯示、設(shè)定一目了然，故障時(shí)彈出供貨商公司名稱及2個(gè)服務(wù)電話（可按要求設(shè)置）,多達(dá)75個(gè)功能參數(shù)項(xiàng)、9種應(yīng)用宏選擇，能滿足五臺(tái)以下的所有運(yùn)行程序，其主要特點(diǎn)有：1．外部接線簡(jiǎn)單:用戶只需通過菜單設(shè)置，即可使控制器適用于不同的供水控制系統(tǒng)；無需改變復(fù)雜的外部接線。2．可靠性:由于控制器已將各種功能模塊集成于內(nèi)部，外部配件少，、進(jìn)一步降低了整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的機(jī)會(huì)。3．調(diào)試簡(jiǎn)單方便:豐富的漢字提示。使一般的操作人員無需經(jīng)過復(fù)雜的，也能對(duì)各種操作應(yīng)用自如。 4．系統(tǒng)功能完善:與目前國(guó)內(nèi)同類設(shè)備比較，本設(shè)備更顯示出其 特別的優(yōu)點(diǎn)。在設(shè)備工作現(xiàn)場(chǎng)，工程人員可根據(jù)泵組的實(shí)際情況在顯示下，隨時(shí)改變各種控制參數(shù)，由于保證泵組處于較優(yōu)化的運(yùn)行狀態(tài)。 5．控制精度高本控制程序中所有的模擬量均為數(shù)碼處理。改良的PID數(shù)字控制系統(tǒng)能夠避免一般PID死區(qū)（對(duì)水泵控制而言）所帶來的控制誤差,使系統(tǒng)的供水壓力更加穩(wěn)定。6．睡眠功能的較新應(yīng)用可使機(jī)組在每天的零流量的區(qū)域中自動(dòng)啟、停，間歇型的供水方式,使節(jié)電效果更佳。7．控制功能先進(jìn)控制系統(tǒng)可在漢字顯示屏上明確顯示其工頻、變頻、轉(zhuǎn)換的運(yùn)行工況。8．維修簡(jiǎn)單方便特有的系統(tǒng)故障檢測(cè)、明確的故障部位（中文）提示,使工程人員能夠清楚地了解故障所在,幫助維修人員檢查故障發(fā)生的部位的部位和原因。
生活無負(fù)壓給水設(shè)備的功能特點(diǎn)：
兩種工作方式：a.自動(dòng)工作方式：自動(dòng)方式是作為正常供水狀態(tài)下的一種工作方式。一般來講，當(dāng)客戶正常供水后即選定該種方式，在自動(dòng)方式工作時(shí)，全部管網(wǎng)的不同供水要求，都將在無負(fù)壓供水設(shè)備有效的控制之下，進(jìn)行多種功能的適應(yīng)工作。b.手動(dòng)工作方式：該操作方式是為自動(dòng)工作方式發(fā)生故障時(shí)，為用戶應(yīng)急設(shè)置的一種工作方式，該工作方式 采用較簡(jiǎn)單的啟動(dòng)方式，這種方式在操作面板上直接啟停任何一臺(tái)水泵電機(jī)，一般只有在自動(dòng)失靈或調(diào)試的情況下才采用。2、容易并入智能化管理系統(tǒng)，主要部件采用知名品牌元件，整套系統(tǒng)具有很高的可靠性和抗干擾性，其自帶的標(biāo)準(zhǔn)串行通訊口（RS485），使得系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的通信十分方便。3、水位保護(hù)功能，當(dāng)水罐水位低于設(shè)定水位，系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)停機(jī)。液位控制器性能穩(wěn)定可靠。4、自動(dòng)復(fù)位功能，停電后復(fù)電時(shí)或水位恢復(fù)時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。5、故障泵功能，故障泵后直接退出運(yùn)作程序，由備用泵接替工作。6、自動(dòng)保護(hù)功能：有過載、過流、短路、缺相、超壓、欠壓及缺水停機(jī)等自動(dòng)保護(hù)功能
生活無負(fù)壓給水設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
技術(shù)參數(shù)
■流量范圍 0—600 m3/h
■壓力范圍 0—2.0MPa
■控制水泵單臺(tái)電機(jī)功率 ≤180KW
■壓力調(diào)節(jié)精度 ≤0.01MP
■環(huán)境溫度 0～+40℃
■相對(duì)濕度 90%以下(電控部分)
■電源 380V×(1+10%)50Hz+2Hz
生活無負(fù)壓給水設(shè)備產(chǎn)品的性能與特點(diǎn)：
1、自動(dòng)化程度高、智能化運(yùn)行：生活無負(fù)壓給水設(shè)備由智能中央處理器控制，工作泵、備用泵運(yùn)行、切換過程全自動(dòng)進(jìn)行，故障自動(dòng)報(bào)警，用戶可從人機(jī)界面直觀快捷地找出故障原因。采用PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，恒壓精度高，水壓波動(dòng)小。
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