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變頻恒壓供水系統的設計和調試

變頻恒壓供水系統的設計和調試

2014/5/21 1:36:22

前言   

    近幾年來,隨著變頻器技術的日漸成熟,出現了很多應用于各種控制領域的變頻器,如風機\水泵專用型、注塑機專用型、拉絲機專用型、單相小功率型和迷你型小功率變頻器等等。由于變頻器顯著的節能效果、簡單的控制方式和穩定可靠性,在很多領域都得到廣泛的應用。

正文

    近幾年來,隨著變頻器技術的日漸成熟,出現了很多應用于各種控制領域的變頻器,如風機\水泵專用型、注塑機專用型、拉絲機專用型、單相小功率型和迷你型小功率變頻器等等。由于變頻器顯著的節能效果、簡單的控制方式和穩定可靠性,在很多領域都得到廣泛的應用。

本文主要介紹變頻器在恒壓供水系統應用的一點心得體會,和大家一起分享。

眾所周知,所謂恒壓供水是指在供水網絡中,系統能自動調節水泵的工作頻率,從而達到使出口壓力保持不變的一種供水方式。一般采用閉環控制,如下圖所示:

閉環控制

為了實現這一目的,我們選用了博格朗公司生產的DB4610智能型變頻恒壓供水控制器,變頻器采用ABB公司生產的ACS510系列變頻器。

DB4610智能型變頻恒壓供水控制器最多可實現6臺主泵+1 臺小泵的自動控制,每臺水泵均可設為變量泵或定量泵(備用變量泵或備用定量泵),靈活配置,全面滿足各種復雜的供水或消防系統;另外系統還具有定時換泵功能,使各泵工作時間均衡,提高水泵平均使用壽命。下圖為DB4610智能型變頻恒壓供水控制器的接線端子圖和各端子的功能說明。

接線端子圖

用戶可以根據實際的情況選擇水泵的數量,本文以三臺水泵為例,具體說明其電路的設計和參數設置。下圖為三臺水泵的控制電路圖。

電路圖

初次上電使用,要對控制器進行以下系統設置:

00 壓力設定值1:系統所需的目標值,設定范圍:0-報警壓力(參數04

04 超壓報警壓力:反饋壓力值超過該設定值,達到超壓持續時間(參數75)時關斷所有的水泵并報警。

05 傳感器類型:當傳感器為0-5V(遠傳壓力表),選擇 0-5,電壓由PI 端子輸入。當傳感器為4-20mA(壓力變送器) ,選擇 4-20,電流由AI 端子輸入。

06 傳感器量程:所選傳感器的最高測量值。

07 小數點位值:根據需要設定小數點的位數。

10 模擬輸出類型:選擇模擬輸出信號(變頻器模擬輸入)05V 010V

12 主泵下限頻率:當僅一臺主泵變頻工作,達到設定壓力但不出水時的變頻泵運行頻率。另外,變頻器低頻運行時,啟動扭矩小,啟動性能差,變頻器不宜低頻運行。

28 日期設定/29 時鐘設定:根據實際設定。

30 定時換泵間隔:設定此參數用于均衡使用每臺水泵以防止水泵銹蝕。此時間為實際時間差,當達到此運行時間間隔后,如有泵處于停止狀態,將工作時間最長的水泵停止,停止的水泵投入運行。

32 首先啟動泵號:此參數設定控制器的重新上電或運行(RS端子)有效后首先啟動的水泵號。

如果有的水泵故障或禁止啟動時,可以通過62—67參數設定禁止使用。

另外,當夜間用水量很少時,為了節約電能,可以設置休眠模式:

19 休眠功能選擇:0 無效,1 有效。

選擇休眠狀態有效時,如果僅有一臺變量泵工作,并且在休眠判斷頻率(參數 20)下持續運行超過21 休眠延時(參數21)(即滿足休眠條件后),RUN 指示燈閃爍,所有泵停止。 為了增加休眠的時間,減少休眠次數,可以選擇休眠前壓力增量(參數22),在休眠前提高壓力:目標壓力(SV+休眠前壓力增量(參數22),當反饋壓力達到此壓力值時系統才進入休眠狀態。

當選擇小泵屬性為變量泵時,滿足休眠條件后啟動附屬小泵,目標壓力同主泵的目標壓力。當選擇小泵屬性為定量泵時小泵受控于壓力區間25 小泵啟動壓力(參數25)和26 小泵停止壓力(參數26)。

當壓力低于 23 喚醒壓力值(參數23)時,等待24 休眠喚醒延時(參數24)后退出休眠狀態。

其他參數可根據實際情況進行設置,同時設置變頻器為外部端子命令控制,模擬電壓頻率控制。

如上圖所示,QF1為系統總開關,QF2—QF4分別控制三臺水泵,當有水泵故障時,可以通過這三個斷路器脫離系統。KM1—KM7為工頻和變頻的控制,當SA1選擇開關指向手動時,三臺水泵可獨立啟停,一般作為測試用,或者當變頻器故障時、系統壓力要求不是很嚴格時,可以單獨啟動幾臺水泵。

SA1選擇開關指向自動時,KM1線圈得電動作,變頻器得電,同時,KM1常開觸點閉合,R/S控制器運行(26)有信號輸入,系統開始啟動。這時控制器會根據系統反饋的出口壓力,自動選擇水泵的數量和工作頻率。

LA低水位輸入(35)有信號輸入時,系統保護停機。

小結:

變頻恒壓供水系統是目前最先進,合理的節能供水系統。廣泛應用于設計院、所、消防局、物業公司、消防專業施工單位等住宅小區、商務辦公樓、賓館、飯店、商場、大型超市、地鐵、體育場館等。與傳統的水塔、高位水箱、氣壓罐等供水方式比較,不論是投資、運行的經濟性、還是系統的穩定性、可靠性、自動化程度等方面都具有優勢:

1)高效節能。與傳統供水方式相比變頻恒壓供水能節能30%-60%

2)占地面積小,投入少,效率高。

3)配置靈活,自動化程度高,功能齊全,靈活可靠。

4)運行合理,由于一天內的平均轉速下降,軸上的平均扭矩和磨損減少,水泵的壽命將大為提高。

5)由于能對水泵實現軟停和軟起,并可消除水錘效應(水錘效應:直接起動和停機時,液體動能的急劇變大,導致對管網的極大沖擊,有很大破壞力)。

6)操作簡便,省時省力。

 

 

 

參考文獻:

1 DB4610/4310 變頻恒壓供水控制器使用說明書  版本:V1.6

2 ABB ACS 510 變頻器使用說明書

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