一.系统介绍
本系统为变频恒液压供水系统技术方案。此系统由一台ABB变频器型号为:ACS510控制2台5.5KW水泵,全自动无人值守工作,实现对整个供水设备的自动控制,应用变频器实现控制液位供水;同时保留手动控制的功能。
本系统正常时为两泵轮作,每隔12小时(时间可自由设定)轮流切换主泵一次。变频器的功能变频器接收PID信号(压力表反馈信号)控制水泵,通过改变输出频率调节水泵的转速,从而达到控制液压目的。同时达到节能的目的。
根据压力的高低及设定设定压力的偏差,输出模拟量控制变频器输出频率, 使其压力保持恒定.
二.控制功能
1.自动控制:
自动控制的技术依据
a)水泵机组的开和停根据系统设定压力和时间;
b)变频器的输出频率根据压力的高低;
c)使用ABB变频器内部的SPFC(循环软器控制)宏,做到不使用外部PLC,通过变频器内部的计算和处理,通过其继电器输出口来实现液位控制运用中给水电机的平均分配时间,保持恒定压力,这样不但简化了其控制配线,方便客户的现场服务和调试,同时也节约了客户的成本。
d)控制方法:
设有自动运行时的总启动停止按钮,还能设定如下参数:
1)时间设定为每12小时轮流切换泵一次,保证每台水泵运行时间相同;
2)压力设定;
自动控制是根据管道压力来控制变频器的输出频率,当变频器输出频率达到最大值(50HZ)时,1号泵自动跳开变频经过一定延时后切入工频,同时变频切入启动2号台泵并维持在控制压力的转速。同理当2号泵的变频器输出频率达到最小值时,变频自动切断第2号泵使其停止运行并切换回对1号泵的控制。当12小时后系统会使1号自由滑停同时由变频控制的2号泵频率上升,达到50HZ时再将2号泵跳开切入工频,变频器切入控制并启动1号泵并完成轮流切换过程。以此类推来保证每台相同的运行时间。当系统工作在运行低峰时,变频器输出频率进入休眠值时,且其时间超过设定时间时,变频器将进入休眠状态,当用压力下降时,当其偏差值达到变频器休眠值以上,且持续时间达到设定时间时,变频器将开始运行,这样可以节省电机的不必要运行,所以本系统又具有十分优良的节能效果。
2.手动控制:
当变频器控制发生故障时,可切换到手动控制方式分别启动/停止每台泵。
三.恒压力供水系统特点
1、 节电:优化的节能控制软件,使水泵实现最大限度地节能运行;
2、 节水:根据实际用压力情况,自动控制水泵出水量,减少了水的跑、漏现象。
3. 运行可靠:由变频器实现泵的软起动,使水泵实现由工频到变频的无冲击切换,防止管网冲击、避免管网压力超限,管道破裂。
四.风机水泵类负载使用变频器节能计算
其实变频器除了节能之外,其主要作用是实现自动化功能,节能只是他的一小部分作用,减少对电网的冲击及平稳启动大型设备是他的另一主要功能。
★以下是列举的一计算实例,实际数值的计算应根据客户现场机器使用情况而定。
◆风机水泵工作特性
风机水泵特性: H=H0—(H0—1)*Q2
H—扬程
Q—流量
H0—流量为0时的扬程
管网阻力:R=KQ2
R—管网阻力
K—管网阻尼系数
Q—流量
注:上述变量均采用标幺值,以额定值为基准,数值为1表示实际值等于额定值
风机水泵轴功率P: P=KPQH/ηb
P—轴功率
Q—流量
H—压力
ηb— 风机水泵效率
KP—计算常数
流量、压力、功率与转速的关系:
Q1/Q2=n1/n2 ;H1/H2=(n1/n2)2 ; P1/P2=(n1/n2)3
◆ 变阀控制
变阀调节就是利用改变管道阀门的开度,来调节泵与风机的流量。变阀调节时,泵或风机的功率基本不变,泵或风机的性能曲线不变,而管道阻力特性曲线发生变化,泵或风机的性能曲线与新的管道阻力特性曲线的交点处就是新的工作点。
◆ 变频控制
变频调节就是利用改变性能曲线方法来改变工作点,变速调节中没有附加阻力,是比较理想的一种调节方法。通过变频器改变电源的工作频率,从而实现对交流电机的无级调速。泵和风机采用变速调节时,其效率几乎不变,流量随转速按一次方规律变化,而轴功率按三次方规律变化。同时采用变频调节,可以减低泵和风机的噪声,减轻磨损,延长使用寿命。