ABB變頻在恒壓水泵控制柜系統(tǒng)的應用

【資料簡介】

　　一般規(guī)定城市管網的水壓只保證6層以下樓房的用水，其余上部各層均須“提升”水壓才能滿足用水要求。以前大多采用傳統(tǒng)的水塔、高位水箱，或氣壓罐式增壓設備，但它們都必須由水泵以高出實際用水高度的壓力來“提升”水量，其結果增大了水泵的軸功率和能量損耗。
　　
　　自從通用變頻器問世以來，變頻調速技術在各個領域得到了廣泛的應用。變頻調速恒壓供水設備以其節(jié)能、安全、高品質的供水質量等優(yōu)點，使我國供水行業(yè)的技術裝備水平從90年代初開始經歷了一次飛躍。恒壓供水調速系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電機無級調速，依據(jù)用水量的變化自動調節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，在用水量的變化自動調節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當今、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。在實際應用中得到了很大的發(fā)展。隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，變頻器的功能也越來越強。充分利用變頻器內置的各種功能，對合理設計變頻調速恒壓供水設備，降低成本，保證產品質量等方面有著非常重要的意義。
　　
　　一、變頻恒壓供水系統(tǒng)的構成及原理
　　
　　變頻恒壓供水控制系統(tǒng)通過測到的管網壓力，經變頻器的內置PID調節(jié)器運算后，調節(jié)輸出頻率，實現(xiàn)管網的恒壓供水。變頻器的頻率超限信號(一般可作為管網壓力極限信號)可適時通知PLC進行變頻泵邏輯切換。為防止水錘現(xiàn)象的產生，泵的啟停將聯(lián)動其出口閥門。
　　
　　系統(tǒng)工作原理間圖如下所示。假設整個系統(tǒng)由四臺水泵，一臺變頻器，一臺PLC和一個壓力變送器及若干輔助部件構成。各部分功能如下：安裝于供水管道上的壓力變送器將管網壓力轉換成1—5伏的電信號；變頻調速器用于調節(jié)水泵轉速以調節(jié)流量；PLC用于邏輯切換。
　　
　　此外，上述系統(tǒng)還配備了外圍輔助電路，以保障自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時可通過人工調節(jié)方式維持系統(tǒng)運行，保證連續(xù)生產。
　　
　　二、設備選型說明
　　
　　變頻恒壓供水系統(tǒng)主要由變頻控制柜、壓力傳感器、水泵等組成。變頻控制柜由斷路器、變頻器、接觸器、中間繼電器、PLC等組成。
　　
　　1.供水系統(tǒng)選用原則
　　
　　(1)蓄水池容量應大于每小時zui大供水量。
　　
　　(2)水泵揚程應大于實際供水高度。
　　
　　(3)水泵流量總和應大于實際zui大供水量。
　　
　　(4)變頻控制柜選型：
　　
　　用戶可根據(jù)供水量和供水高度確定水泵型號及臺數(shù)，然后對控制柜進行選型。
　　
　　2.變頻器
　　
　　根據(jù)工藝要求，建議配用ABBACS600系列變頻器。ACS600系列變頻器是ABB公司采用直接轉矩控制(DTC)技術，結合諸多*的生產制造工藝推出的高性能變頻器。它具有很寬的功率范圍，優(yōu)良的速度控制和轉矩控制特性,完整的保護功能以及靈活的編程能力，較高的可靠性和較小的體積。
　　
　　主要技術數(shù)據(jù)：
　　
　　•功率范圍：2.2-3000kW
　　
　　•電源電壓：380/400/415/440/460/480/500VAC3相±10%；
　　
　　•電源頻率：48-63Hz
　　
　　•控制連接：2個可編程的模擬輸入(AI)；1個可編程的模擬輸出(AO)；5個可編程的數(shù)字輸入(DI)；2個可編程的數(shù)字輸出(DO)。
　　
　　•連續(xù)負載能力：150%In，每10分鐘允許1分鐘
　　
　　•串行通訊能力：標準的RS—485接口可使變頻器方便地與計算機連接。
　　
　　•保護特性：過流保護、I2t、過壓保護、欠壓保護、過熱保護、短路保護、接地保護、欠壓緩沖、電機欠/過載保護、堵轉保護、串行通訊故障保護、AI信號丟失保護等。
　　
　　外型結構緊湊，安裝方便。產品經過多種電氣安全規(guī)范認證，符合GE、UL及質量認證體系ISO9001和ISO4001等。
　　
　　ABB變頻器*的直接轉矩控制(DTC)功能是目前*的電機控制方式，它可以對所有交流電機的核心變量進行直接控制，無需速度反饋就可以實現(xiàn)電機速度和轉矩的控制。
　　
　　ACS600變頻器內置PID、PFC、預磁通等八種應用宏，只需選擇需要的應用宏，相應的所有參數(shù)都自動設置，輸入輸出端子也將自動配置，這些預設的應用宏配置大大節(jié)約了調試時間，減少出錯。
　　
　　3.可編程序控制器
　　
　　PLC建議采用西門子S7-200型。SIMATICS7-200可編程序控制器是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應用；大范圍的各種功能模塊可以非常好的滿足和適應自動控制任務，各種單獨的模塊之泛組合以用于擴展；簡單實用的分散式結構和多界面網絡能力，使得應用十分靈活；方便用戶和簡易的無風扇設計；當控制任務增加時，可以自由擴展；大范圍的集成功能使得它的功能非常強勁。
　　
　　多種的性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的I/O擴展模塊，使用戶可以*根據(jù)實際應用選擇合適的模塊。當任務規(guī)模擴大，可隨時使用附加模塊對PLC進行擴展。
　　
　　三.應用范圍
　　
　　1.該系統(tǒng)既可用于生產、生活用水，亦可用于熱水供應，恒壓噴淋等系統(tǒng)。
　　
　　a.可廣泛用于工業(yè)企業(yè)、生活、生產供水系統(tǒng)及企業(yè)自備并改造工程，自來水廠、生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng)。
　　
　　b.可用于各種場合的恒壓、變壓、冷卻水和循環(huán)供水系統(tǒng)。
　　
　　c.可用于污水泵站、污水處理及污水提升系統(tǒng)。
　　
　　d.可用于農業(yè)排灌、園林噴淋、水景和音樂噴泉系統(tǒng)。
　　
　　e.可用于賓館、大型公共建筑供水及消防系統(tǒng)。
　　
　　2.技術指標
　　
　　a.zui大供水高度：200米
　　
　　b.zui大流量：1000立方米/小時
　　
　　c.壓力波動：≤0.25兆帕
　　
　　d.水泵電機功率：0.75KW-280KW