H1變頻器在恒壓供水系統(tǒng)上的應(yīng)用

1、概述

       恒壓供水是指在供水網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時(shí)，出口壓力保持不變的供水方式。供水網(wǎng)系出口壓力值是根據(jù)用戶需求確定的。傳統(tǒng)的恒壓供水方式是采用水塔、高位水箱、氣壓罐等設(shè)施實(shí)現(xiàn)的。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用，利用變頻器、PID調(diào)節(jié)器、單片機(jī)、PLC等器件的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。該技術(shù)已在供水行業(yè)普及。變頻恒壓供水系統(tǒng)主要特點(diǎn)：節(jié)電、運(yùn)行可靠、衛(wèi)生節(jié)水、控制靈活、自我保護(hù)功能完善、延長(zhǎng)設(shè)備壽命；保護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定。

       H1系列變頻器是基于小功率、小體積市場(chǎng)的需求而推出的產(chǎn)品，秉承一個(gè)易用好用專用多用的原則，可廣泛用于木工機(jī)械，風(fēng)機(jī)水泵，食品灌溉，陶瓷機(jī)械，紡織機(jī)械等設(shè)備。本應(yīng)用實(shí)例簡(jiǎn)單介紹H1變頻器在恒壓供水系統(tǒng)方面的應(yīng)用、操作及原理。

2.原理

用變頻器進(jìn)行恒壓供水時(shí)有兩種方式，一種是一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)水泵；另一種是一臺(tái)變頻器通過恒壓供水控制器控制多臺(tái)水泵。我們主要介紹一下第一種，一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)水泵方式，根據(jù)壓力反饋信號(hào)，通過PID運(yùn)算自動(dòng)調(diào)整變頻器輸出頻率，改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，最終達(dá)到管網(wǎng)恒壓的目的，形成一個(gè)閉環(huán)回路。

3.使用

3.1.接線

變頻器主線路線圖

變頻器面板接線示意圖

3.2.面板介紹

參數(shù)調(diào)試示意圖

由任意狀態(tài)顯示界面，按PRG鍵進(jìn)入?yún)?shù)號(hào)編輯界面（該界面有字母P開頭），通過上下鍵（UP/DOWN）左移鍵調(diào)整參數(shù)號(hào)，參數(shù)號(hào)無誤后，按確定鍵（ENTER）進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面（純數(shù)字組成），繼續(xù)通過通過上下鍵（UP/DOWN）左移鍵設(shè)置參數(shù)，確認(rèn)后按確定鍵（ENTER）確定，軟件會(huì)保存該參數(shù)并退回參數(shù)號(hào)編輯界面，所有參數(shù)設(shè)置完畢，按PRG鍵退出參數(shù)編輯界面。

3.3.參數(shù)設(shè)置

①.P1.20=86，H1變頻器供水宏設(shè)置

②電機(jī)相關(guān)參數(shù)設(shè)置水泵電機(jī)參數(shù)設(shè)置,如下表

③壓力開關(guān)模擬量參數(shù)設(shè)置,如下表（根據(jù)實(shí)際參數(shù)設(shè)置）

④缺水保護(hù)功能參數(shù)設(shè)置，如下表（根據(jù)需求參數(shù)設(shè)置）

⑤拓展功能（可不設(shè)）

修改PID的休眠動(dòng)作。包括休眠頻率，休眠時(shí)間，喚醒時(shí)間以及休眠動(dòng)作。

4.   示例

4.1.  壓力開關(guān)模擬量參數(shù)設(shè)置

壓力傳感器最大量程為1.6MPa，即最大壓力為16公斤（10米揚(yáng)程=1公斤=0.1MPa），感應(yīng)電流為4mA~20mA。

水泵銘牌標(biāo)準(zhǔn)揚(yáng)程為4米，假設(shè)管道恒壓需要保持在3.2公斤左右；

因此壓力開關(guān)模擬量參數(shù)設(shè)置表如下：

水泵運(yùn)行之后，根據(jù)用水需求，變頻器會(huì)自動(dòng)調(diào)整輸出頻率，使管道壓力將維持在3.2公斤左右。但如果此時(shí)供水需求減小，管壓上升，為保證恒壓，變頻器輸出頻率會(huì)一直減小，直至停止輸出。

4.2.  低頻保護(hù)功能和再啟動(dòng)參數(shù)

  ①.由于水泵電機(jī)在在低頻運(yùn)行時(shí)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)扇風(fēng)量不夠，導(dǎo)致電機(jī)溫度上升，損傷內(nèi)部銅線，因此需要設(shè)定保護(hù)頻率。

電機(jī)銘牌頻率為50Hz，一般電機(jī)的保護(hù)頻率設(shè)置在20Hz，即變頻器輸出頻率低于20Hz時(shí)，電機(jī)應(yīng)該停止運(yùn)行，因此設(shè)置PID休眠頻率在20Hz，PID休眠頻率設(shè)定值為40%（（20/50）*100%）。

  ②.需要在管壓低于2公斤時(shí)，變頻器重新啟動(dòng)，因此PID喚醒偏差為(1-2/3.2)*100%=37.5%。

一旦檢測(cè)到輸出頻率低于20Hz，變頻器在計(jì)時(shí)10S之后，變頻器直接進(jìn)入暫停狀態(tài)，此時(shí)M指示燈亮（10S期間如果壓力傳感器反饋值低于3.2公斤，變頻器停止計(jì)時(shí)，正常工作）；進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)之后，當(dāng)壓力傳感器反饋值低于2公斤，變頻器在計(jì)時(shí)5S之后，變頻器會(huì)重新開始工作。

PID運(yùn)行示意圖

4.3.  缺水保護(hù)功能參數(shù)設(shè)置

判定規(guī)則：通過設(shè)定頻率值和輸出頻率，設(shè)定電流與輸出電流一起進(jìn)行對(duì)比，判斷水泵是否處于缺水/斷帶狀態(tài)。

水泵銘牌標(biāo)定額定電流為4.8A，測(cè)到的空載電流為1.8A，假設(shè)取值為2.0，參數(shù)表設(shè)置如下：

注釋：P12.01的默認(rèn)值為0，表示該項(xiàng)功能為關(guān)閉狀態(tài)，想要使用這項(xiàng)功能，需要設(shè)置合理的電流參數(shù)，同時(shí)設(shè)定的休眠頻率必須大于斷帶頻率。

當(dāng)水泵電機(jī)的進(jìn)水口流量減小，變頻器輸出的電流也隨之減小，因此第一步變頻器先判斷輸出頻率是否大于25Hz，排除因?yàn)轭l率下降引起的電流下降；第二步變頻器再去判斷輸出電流是否低于設(shè)定電流值2.0A，如果兩條同時(shí)成立，變頻器大概會(huì)在10秒左右關(guān)斷輸出，并且面板會(huì)顯示E0063，為用戶自定義故障。

4.4. 信號(hào)丟失檢測(cè)參數(shù)

注釋：P12.02的默認(rèn)值為0，表示該項(xiàng)功能為關(guān)閉狀態(tài)，想要使用這項(xiàng)功能，需要設(shè)置合理的參數(shù)。

當(dāng)條件①檢測(cè)壓力開關(guān)信號(hào)反饋值小于設(shè)定的掉線電壓，②輸出的頻率大于等于最大設(shè)定頻率同時(shí)滿足，變頻器將自動(dòng)判定信號(hào)丟失，面板將會(huì)顯示E0063，為用戶自定義故障。

4.5.  利用數(shù)字輸入控制恒壓供水系統(tǒng)

注釋：軟件默認(rèn)是兩線制，當(dāng)需要三線制模式時(shí)需要將P3.20設(shè)置為2（數(shù)字量輸入，默認(rèn)是兩線制，當(dāng)P3.20=0兩線制，S1啟動(dòng)、停止；P3.20=2三線制，S1啟動(dòng)，S2停止）。

4.6.  調(diào)試中可能遇到的問題與解決方案

注釋：1.其他故障代碼含義參考說明書上的故障代碼表。

5.  總結(jié)

       富凌H1系列變頻器秉承易用好用專用多用的原則，除了恒壓供水系應(yīng)用外，還可廣泛用于木工機(jī)械，風(fēng)機(jī)水泵，食品灌溉，陶瓷機(jī)械，紡織機(jī)械等設(shè)備。軟件配置眾多的宏種類，可以配對(duì)不同客戶的應(yīng)用要求；亦可按照客戶要求，定制特定宏，免去人工調(diào)試的繁瑣操作及誤操作。