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2016-01
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YOPLAY電子遊戲PI9000係列變頻器在恒壓供水的應用
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概述

    近年來,隨著變頻調速技術的日益成熟,其顯著的節能效果和可靠穩定的控製方式已得到大家的認可,在供水係統中得到廣泛的應用。變頻恒壓供水—即供水管網中用水量發生變化時,出口壓力保持恒定不變的供水方式。

    變頻恒壓供水係統——以管網水壓 (或用戶用水流量)為設定參數,以壓力傳感器采集管網壓力、變送器反饋0-10V 或4-20mA 模擬量信號通過微機(PID 閉環調節)控製變頻器的輸出頻率從而自動調節水泵電機的轉速,使供水係統自動恒穩於設定的壓力值:即用水需求量增加時,頻率升高,水泵轉速加快,供水量相應增大;用水量減少時,頻率降低,水泵轉速減慢,供水量亦相應減小。與傳統的高壓水塔、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、還是係統的穩定性、可靠性、自動化程度等方麵都具有很大優勢,是目前最先進、最合理的節能供水係統。

 

一、YOPLAY電子遊戲科技變頻器簡介

    做為具有電機設計製造基礎的變頻器專業製造商,YOPLAY電子遊戲科技很早就開發出了,具有內置PID 調節功能的水泵專用型變頻器及多泵供水控製係統軟件,產品從最初的PI168、PI7000、PI8000 係列到目前最新推出基於DSP 控製的高性能矢量型PI9000 係列,在恒壓供水係統中YOPLAY電子遊戲科技變頻器得已到廣泛應用。

 

 

    變頻恒壓供水應用特點:

(1)高效節能。與傳統供水方式相比變頻恒壓供水節能約30%-60%。

(2)設備占地麵積小,投入少,運行效率高。

(3)配置靈活,自動化程度高,功能齊全,靈活可靠。

(4)運行合理,由於單位時間內的平均轉速下降,減少了軸承的磨損和發熱,延長泵和電動機的機械使用壽命。

(5)變頻器對水泵實現軟停和軟起,避免了電機直接起動對電網造成瞬時波動的影響,並可消除水錘效應(直接起動和停機時,由於液體動能的急劇變大,導致對管網產生極大衝擊,有很大破壞力)。

(6)節省人力,節約能源。由於自動恒壓控製不需要操作人員頻繁操作,降低了人員的勞動強度,節省了人力。由於變量泵工作在變頻工作狀態,在其運行過程中由供水量來決定變速運行,故係統在降速運行過程中可節約一定的電能(平均25%以上)。

 

二、YOPLAY電子遊戲變頻器供水控製方式

    根據供水係統中水泵的數量,單泵可以直接采用變頻器內置PID 一拖一控製、多泵(如,二泵一用一備、三泵二用一備、四泵三用一備等)可選用外接PID 表或恒壓供水控製器+變頻器進行多泵控製;有的供水係統還會加一台小泵作為補水泵工頻運行,這樣更經濟些。當然,還可以根據實際需求加入消防泵巡檢功能,以備不時之需。多泵供水時,同一時刻隻有一台泵由變頻器控製。可通過供水控製器設置定時輪換間隔時間(設定在0.05~100.00 之間),運行相應時間後,變頻器將按先開先關的原則輪換控製泵的運行,以保證每台泵能得到均等的運行機會和時間,防止部分泵因長期不用而鏽死。

    圖示說明,一拖四生活/消防雙恒壓供水;

 

 

 

    如圖所示,市網自來水用高低水位控製器EQ 來控製注水閥YV1,自動把水注滿儲水水池,隻要水位低於高水位,則自動向水箱注水。水池的高低水位信號也直接送給PLC,作為水位報警。為了保持供水的連續性,水位上、下限傳感器高低距離較少。生活用水和消防用水共用四台泵,平時電磁閥YV2 處於失電狀態,關閉消防管網,四台泵根據生活用水的多少,按一定的控製邏輯運行,維持生活用水低恒壓。當有火災發生時,電磁閥YV2 得電,關閉生活用水管網,四台泵供消防用水使用,並維持消防用水的高恒壓值。火災結束後,四台泵改為生活供水使用。

    主回路控製原理圖:

 

 

    注意事項:

    1、水泵不允許超出額定轉速以及低於一定速度運行,超速會引起軸承、管網等機械損壞、低於一定速度時水泵的效率會快速下降。因此,變頻器要設置合適的上限、下限運行頻率。

    2、恒壓供水切換,當電機工頻控製時,必需裝上合適的熱繼電器以保護電機。

    3、電機側的工頻旁路與變頻器輸出之間應使用帶有機械聯鎖裝置的交流接觸器,並在電氣控製回路上進行邏輯互鎖,以防止工頻電源與變頻器輸出之間引起短路而損壞變頻器及相關設備。

    4、電機所連接的工頻電源的相序應與變頻器輸出的相序一致,為防止電機反轉事故,請確認相序後運行。

    5、在進行變頻器控製信號接線時,請把其同動力線分離,也不要配置在同一配線管內,否則有可能產生誤動作。

    6、壓力設定信號線與壓力反饋信號線必須采用屏蔽線。

 

三、應用實例:單泵恒壓供水

電氣圖:

 

 

 

    注:按上圖配線,檢查接線無誤後,合上空氣開關,變頻器上電,按FWD 鍵1 秒鍾然後按STOP 鍵,檢查水泵的轉向,若反向,改變電機線相序。

具體參數設定:

 

 

    注:一般情況下,請設置喚醒頻率大於等於休眠頻率。設定喚醒頻率和休眠頻率均為0.00Hz,則休眠和喚醒功能無效。在啟用休眠功能時,若頻率源使用PID,則休眠狀態PID 是否運算,受功能碼E2.27的影響,此時必須選擇PID 停機時運算(E2.27=1)。E2.01 鍵盤給定信號值參數計算方法: E2.01=設定壓力/壓力表滿量程壓力*100%, 例如:壓力表滿量程是1.0Mpa,假如要求管網壓力恒定在0.5Mpa,那麽E2.01 參數的設定值就是50。

 

四、應用場所

 

 

 

    工礦、企事業單位、賓館、大型商場、體育場館、高層住宅等恒壓供水;水渠灌溉、溫室大棚滴灌;桑拿洗浴、供暖鍋爐補水;消防設施等;自來水供水;汙水處理廠等。

 

附錄·關於PI9000 係列PID 功能參數設置

關於PI9000 係列PID 功能參數設置

(E2.04)PID 給定反饋量程,設定範圍為0-65536 無量綱單位

    例如:使用壓力表量程是1.6Mpa(16KG),客戶需要壓力範圍在7-8KG(0.7-0.8Mpa)之間。為方便計算和查看參數可設置如下:

E2.04=16000(當設置PID 給定源E2.00=0、PID 鍵盤給定E2.01=50%時,PID 設定顯示值d0.15=16000*50%=8000 , 即可以理解成16KG*50%=8KG)。

    例如,YOPLAY電子遊戲要實現壓力在7KG(0.7Mpa)時變頻器運行,到8KG(0.8Mpa)後變頻器停機,先設定壓力範圍的中間值為PID 給定(7KG到8KG 的中間值是7.5KG),再通過E2.06(PID 偏差極限)計算出0.5KG(0.05Mpa)的偏差量程來實現7KG 到8KG 的壓力範圍。按照前麵的設定16KG 對應E2.04=16000,那麽1KG=1000(量程值),可得到0.5KG=500(量程值),7.5KG=7500(量程值)。

    根據計算來設置參數:

    1、PID 鍵盤給定E2.01

    E2.01=50%時是8KG 對應8000(量程值),則7.5KG、7500(量程值)對應E2.01 應該是46.875%,取整E2.01=47%。

    2、PID 偏差極限E2.06

    E2.06= 偏差量程值/ PID 給定反饋量程E2.04。YOPLAY電子遊戲要在7.5KG前後各實現0.5KG 的偏差,前麵已算出0.5KG=500(即偏差極限0.5 KG對應的量程值是500),而PID 給定反饋量程(E2.04)乘以PID 偏差極限(E2.06)=PID 偏差極限範圍量程值,所以0.5KG 的偏差極限(E2.06)= PID 偏差極限範圍量程值/ PID 給定反饋量程(E2.04)即,500÷16000×100%=3.125%,因為PID 偏差極限E2.06 參數精確到小數點後兩位,所以E2.06=3.13%。

    綜合上述,要實現壓力在7KG 時變頻器運行,到8KG 後變頻器停機需設定的參數如下:

F0.03=8,(頻率源主設為PID 控製)

E2.01=47%(PID 鍵盤給定為47%)

E2.06=3.13%(PID 偏差極限為3.13%)

E2.04=16000(PID 給定和反饋量程為16000)

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