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ABB变频器在全自动给水设备控制系统的中应用

2013/5/8 13:53:06      点击:
ABB变频器在全自动给水设备控制系统的中应用
      一般规定城市管网的水压只保证6层以下楼房的用水,其余上部各层均须 “提升”水压才能满足用水要求。以前大多采用传统的水塔、高位水箱,或气压罐式增压设备,但它们都必须由水泵以高出实际用水高度的压力来“提升”水量,其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。
      自从通用变频器问世以来,变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点,使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求,是当今最先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中得到了很大的发展。随着电力电子技术的飞速发展,变频器的功能也越来越强。充分利用变频器内置的各种功能,对合理设计变频调速恒压供水设备,降低成本,保证产品质量等方面有着非常重要的意义。

一、全自动给水设备控制系统的构成及原理
      全自动给水设备控制系统通过测到的管网压力,经变频器的内置PID调节器运算后,调节输出频率,实现管网的恒压供水。变频器的频率超限信号(一般可作为管网压力极限信号)可适时通知PLC进行变频泵逻辑切换。为防止水锤现象的产生,泵的启停将联动其出口阀门。
      全自动给水设备控制系统工作原理间图如下所示。假设整个系统由四台水泵,一台变频器,一台PLC和一个压力变送器及若干辅助部件构成。各部分功能如下:安装于供水管道上的压力变送器将管网压力转换成1—5伏的电信号;变频调速器用于调节水泵转速以调节流量;PLC用于逻辑切换。
此外,上述系统还配备了外围辅助电路,以保障自动控制系统出现故障时可通过人工调节方式维持系统运行,保证连续生产。

二、全自动给水设备选型说明
      全自动给水设备控制系统主要由变频控制柜、压力传感器、水泵等组成。变频控制柜由断路器、变频器、接触器、中间继电器、PLC等组成。
1. 供水系统选用原则
(1)蓄水池容量应大于每小时最大供水量。
(2)水泵扬程应大于实际供水高度。
(3)水泵流量总和应大于实际最大供水量。
(4)变频控制柜选型:
用户可根据供水量和供水高度确定水泵型号及台数,然后对控制柜进行选型。

2. 变频器
      根据工艺要求,建议配用ABB ACS600系列变频器。ACS 600系列变频器是ABB公司采用直接转矩控制(DTC)技术,结合诸多先进的生产制造工艺推出的高性能变频器。它具有很宽的功率范围,优良的速度控制和转矩控制特性,完整的保护功能以及灵活的编程能力,较高的可靠性和较小的体积。

全自动给水设备控制系统主要技术数据:
·功率范围:2.2-3000kW
·电源电压:380/400/415/440/460/480/500VAC 3相±10%; 
·电源频率:48-63Hz
·控制连接:2个可编程的模拟输入(AI);1个可编程的模拟输出(AO);5个可编程的数字输入(DI);2个可编程的数字输出(DO)。
·连续负载能力:150% In,每10分钟允许1分钟
·串行通讯能力:标准的RS—485接口可使变频器方便地与计算机连接。
·保护特性:过流保护、I2t、过压保护、欠压保护、过热保护、短路保护、接地保护、欠压缓冲、电机欠/过载保护、堵转保护、串行通讯故障保护、AI信号丢失保护等。
外型结构紧凑,安装方便。产品经过多种电气安全规范认证,符合GE、UL及质量认证体系ISO9001和ISO4001等。
      ABB变频器独特的直接转矩控制(DTC)功能是目前最佳的电机控制方式,它可以对所有交流电机的核心变量进行直接控制,无需速度反馈就可以实现电机速度和转矩的精确控制。
      ACS600变频器内置PID、PFC、预磁通等八种应用宏,只需选择需要的应用宏,相应的所有参数都自动设置,输入输出端子也将自动配置,这些预设的应用宏配置大大节约了调试时间,减少出错。

3. 可编程序控制器
      PLC建议采用西门子S7-200型。SIMATIC S7-200 可编程序控制器是模块化中小型PLC系统,能满足中等性能要求的应用;大范围的各种功能模块可以非常好的满足和适应自动控制任务,各种单独的模块之泛组合以用于扩展;简单实用的分散式结构和多界面网络能力,使得应用十分灵活;方便用户和简易的无风扇设计;当控制任务增加时,可以自由扩展;大范围的集成功能使得它的功能非常强劲。
多种的性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块,使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块。当任务规模扩大,可随时使用附加模块对PLC进行扩展。

三.全自动给水设备控制系统应用范围
1. 该系统既可用于生产、生活用水,亦可用于热水供应,恒压喷淋等系统。
a. 可广泛用于工业企业、生活、生产供水系统及企业自备并改造工程,自来水厂、生活小区及消防供水系统。
b. 可用于各种场合的恒压、变压、冷却水和循环供水系统。
c. 可用于污水泵站、污水处理及污水提升系统。
d. 可用于农业排灌、园林喷淋、水景和音乐喷泉系统。
e. 可用于宾馆、大型公共建筑供水及消防系统。
2. 技术指标
a.最大供水高度:200米
b.最大流量:1000立方米/小时
c.压力波动:≤0.25兆帕
d.水泵电机功率:0.75KW-280KW