C2000變頻器在中區(qū)變頻給水設(shè)備供水控制中的應用
C2000變頻器在中區(qū)變頻給水設(shè)備供水控制中的應用
在傳統(tǒng)的區(qū)域供水系統(tǒng)中，用戶對供水壓力的要求都是經(jīng)由市政供水管網(wǎng)經(jīng)過二次加壓或高位水塔儲水池來滿足的。
日常供水控制通常采用水泵恒速運行加調(diào)整出口閥開度的方式調(diào)節(jié)供水的水量水壓，這種供水的方式會使大量能量消耗在出口閥門，造成能源浪費；而且儲水池也會有二次污染的問題。采用變頻器作恒壓供水恰好可以克服這些問題。
中區(qū)變頻給水設(shè)備供水控制原理
中區(qū)變頻給水設(shè)備水泵變頻恒壓供水方式基于PID控制原理，維持管路供水壓力的恒定。當用戶用水量加大時，管路壓力減小，變頻器轉(zhuǎn)速要提高以增加流量補充壓力；反之，用戶用水量減小時，管路壓力增大，變頻器轉(zhuǎn)速要降低，使流量適當降低以使壓力恒定。這樣就可以使用戶得到穩(wěn)定的供水壓力。
中區(qū)變頻給水設(shè)備恒壓供水控制原理
PA~PB是超高壓區(qū)，即使變頻器停止運轉(zhuǎn)水泵電機也無法降低的供水壓力的區(qū)間，這種情況是自來水供水壓力嚴重偏高造成的，但發(fā)生幾率比較小，或因為用戶用水量極少甚至沒有時發(fā)生，此時就需要變頻器停止水泵電機運轉(zhuǎn)；PB~PC是變頻器恒壓供水壓力區(qū)。PD~0區(qū)間是低壓區(qū)，即使變頻器控制水泵電機運轉(zhuǎn)到最大速度也無法提高供水壓力的區(qū)間，這種情況可能是市政供水系統(tǒng)發(fā)生問題（例如供水管道破裂等），或客戶端用水量過大造成，需要考慮更換供水設(shè)備或調(diào)整用水量。
中區(qū)變頻給水設(shè)備PID回路控制原理
KP 比例增益(P 控制)，Ti 積分時間(I 控制)，Td 微分時間(D 控制)，S 演算。
1．比例（P）控制
比例P 控制的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系，當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。
2．積分（I）控制
在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或稱之為有差系統(tǒng)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須加入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。如此一來，即使誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。因此，比例(P)+積分(I)控制器，可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。
3．微分（D）控制
在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。具有抑制誤差的作用，使抑制誤差作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應該是零。比例(P)+微分(D)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。
中區(qū)變頻給水設(shè)備控制工藝要求
(1) 中區(qū)變頻給水設(shè)備設(shè)備要求能夠設(shè)定系統(tǒng)給定壓力值（5~6kg），即PID控制的目標值；
(2) 壓力傳感器將實時采取數(shù)據(jù)作為PID控制的檢出值；
(3) PID 控制的目標值與壓力傳感器檢出值大小比較后產(chǎn)生誤差量，將PID 控制的運算結(jié)果輸出給控制供水泵電機的變頻器；
(4) 控制變頻器拖動供水泵輸出不同轉(zhuǎn)速，達到調(diào)節(jié)供水恒壓的控制效果；
(5) 提供比例增益P、積分時間I、微分時間D參數(shù)的微調(diào)窗口；
(6) 兩臺水泵實現(xiàn)24h輪換使用控制；
(7) 單臺泵供水壓力不夠時，實現(xiàn)當前供水泵工頻切換，和變頻啟動第2臺供水泵。
中區(qū)變頻給水設(shè)備方案選型
1．變頻器：VFD075C43A；
2、壓力傳感器：量程0~16kg/輸出4~20mA。
中區(qū)變頻給水設(shè)備參數(shù)調(diào)整
00-04=10（多功能顯示：顯示PID 回授值%（b））
00-20=0（面板設(shè)定目標值）
00-21=1（外部控制啟停）
02-01=51（MI1功能=PLC 模式切換的選擇bit 0）
03-01=5（ACI為PID回授）
08-00=1（PID負回授）
00-25=32H，（顯示單位：kg；2位小數(shù)）
00-26=16.00；（最大量程16.00kg）
中區(qū)變頻給水設(shè)備應用效果
C2000的功能還比較強，調(diào)整參數(shù)后，基本能夠穩(wěn)定控制供水壓力5±0.1kg以內(nèi)，滿足客戶要求。
通過這個項目測試了C2000在這中區(qū)變頻給水設(shè)備恒壓供水的行業(yè)應用可行性，以及可靠性，至目前為止客戶反映使用正常。若增加F系列的變頻器專門的水泵控制參數(shù)，估計會更好應用，直接定義參數(shù)就可以實現(xiàn)多泵切換，和定時切換。
中區(qū)變頻給水設(shè)備介紹
中區(qū)變頻給水設(shè)備是采用國際先進的交流電機變頻調(diào)整調(diào)速技術(shù)，對給水水泵進行調(diào)速運行的給水設(shè)備。變頻給水設(shè)備通過壓力傳感器接收管網(wǎng)的壓力信號，傳輸給微機，經(jīng)過分析運算、指令變頻自動調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速和運行臺數(shù)，以上達到管網(wǎng)恒壓變量或變壓變量供水，使用中贏中區(qū)變頻給水設(shè)備可以大幅度地節(jié)約電能和節(jié)水。
變頻給水設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成
中贏全自動中區(qū)變頻給水設(shè)備采用ABB、西門子等進口名牌廠家生產(chǎn)的變頻器和可編程控制器，電機、水泵為滬龍公司自己生產(chǎn)的主要產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。其他電器組件、水暖件均為國內(nèi)名牌廠家生產(chǎn)，變頻給水設(shè)備整套設(shè)備性能好，穩(wěn)定性高，噪聲低，安全可靠。
中區(qū)變頻給水設(shè)備產(chǎn)品特點
自動化程度高：變頻給水設(shè)備真正實現(xiàn)全天候無人看管自動運行。
高效節(jié)能：無論主泵還是輔助水泵均能變頻調(diào)速，軟啟動，低壓供水。
延長使用壽命：對多臺泵組均能進行軟啟動，循環(huán)運行。
安全可靠：變頻給水設(shè)備有變頻自動、工頻自動，手動等三種操作運行方式互為備用。
功能齊全：可追加各種附加功能。如：水流量停機、小流量切換、水池無水停泵、市網(wǎng)壓力升高停機、定時啟、停、定時轉(zhuǎn)換。
保護功能：有完善的保護、自查、故障判斷及故障排除等功能。
抗干擾能力強：變頻給水設(shè)備設(shè)有抗干擾及自動復位電路，可在各種場合下可靠進行。
供水范圍：流量（Q）：3m /h－2000m /h，揚程：(H):20m－120m
中區(qū)變頻給水設(shè)備技術(shù)參數(shù)
1、電源電壓：380V±10%；
2、電源頻率：0－50Hz；
3、可編程控制器I/O：20－60點；
4、壓力變速器：0－5V；4－20mA；
5、保護功能：過流、過壓、欠壓、過載等；
6、使用環(huán)境：溫度0~40℃；溫度＜95%不結(jié)露
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