CP2000恒压供水

台达台达 CP2000 变频器在供水行业的应用变频器在供水行业的应用 发布时间 2013 08 23 浏览次数 869 返回列表 摘要 本文主要介绍台达 CP2000 变频器在供水行业的应用 Abstract The paper mainly introduces the application of Delta CP2000 frequency converter in water supply industry 关键词 恒压供水 PID 多泵循环 睡眠功能 Keywords Constant voltage water supply PID Multiple pump cycle Sleeping function 1 供水系统概况 供水控制系统是以某一参量作为控制目标 通过对水泵电机进行控制来改变水泵的运行 工况 如流量 扬程 功率 以达到用户的需求 根据控制目标对象的不同可分为压力控 制 液位控制及其他特殊控制方式 如温度 差压和温差 从电控系统类型上分有普通继电 控制型和变频调速控制型 普通继电型通过控制交流接触器控制水泵电机的起停 水泵电机处于工频及停 止状态 起动方式有软起动 自耦变压器起动或直接起动 变频调速系统对电机的转速实现无级调速 根 据用水量大小进行变速供水 保证出水压力不变 既节约电能 又保证水泵软启动 对电网电压冲击不大 延长了水泵寿命 高层建筑及生活小区供水系统的发展方向是采用现代检测技术 计算机控制技术 交 流调速技术 形成组合化 模块化 可编程 可通信的系统 主要组成部分是 PLC 系统 PID 控制器 变频器 电机 水泵 压力传感器 2 供水系统方案及比较 水池 水泵 恒压变频或气压罐 管网系统 用水点是目前国内外普遍采用的方法 该系统供水 采用变频泵循环方式 以 先开先关 的顺序关泵 工作泵与备用泵不固定 这样既保证供水系统有备用泵 又保证系统泵有相同的运行时间 有效地防止因为备用泵长期不用发生锈死现象 提高了设备的综合利用 率 降低了维护费用 水池 水泵 高位水箱 用水点这种供水方式通过水泵抽水送至高位水箱 再由高位水箱向下供水 至各用户 但是这第种二次供水方式不可避免造成二次污染 影响居民的身体健康 所以这种方案终将淘 汰 图图 1 变频恒压供水系统主电路变频恒压供水系统主电路 3 变频恒压供水系统控制方案 供水系统主要应用的 PID 恒压控制功能 多泵循环控制功能以及睡眠功能 不同水泵厂商会采用 不同方案来实现这些功能 3 1 方案 1 采用 PLC 控制系统实现 PID 控制和多泵循环功能 变频器仅做基本调速 图 2 为方案 1 实施系统 图图 2 PLC 控制系统实现供水控制系统实现供水 在工作过程中 压力传感器将管网水压变换为电压或电流信号 经模拟量输入通道输入 PLC 系统 PLC 根据给定的压力设定值与实际检测值进行 PID 运算 由 PLC 将速度命令发送至变频器 调节水泵电 机的频率 PLC 与变频器间采用 Modbus 通信 0 10V 4 20mA 控制 3 2 方案 2 不配置 PLC 采用变频器内部的 PID 功能 变频器驱动水泵台数较少 一般为 2 台 水泵的切换循 环功能也由变频器控制 图图 3 PID 内部功能实现供水内部功能实现供水 3 3 方案 3 采用变频器内部 PID 控制功能 水泵数量较多 一般在三台以上 由 PLC 实现灵活的循环控制及 故障切换保护 4 台达 CP2000 变频器功能与设置 台达 CP2000 系列变频器拥有内部 PID 功 多泵循环功能以及内置 PLC 可以通过变频器实现以 上功能 4 1 PID 控制功能 CP2000 变频器内部 PID 回授信号可以选择正回授及负回授两种方式 08 00 负回授对应 当输出频率增加 电机运转速度增大时 检测反馈信号也会增大的应用场合 当需要减小输出频率时检测 反馈信号增大时 选择正回授 回授接口端子的选参数设置如表 1 所示 表表 1 回授接口端子的选参数回授接口端子的选参数 回授信号端子 参数设置 实际信号类 型 信号对应关 系 AVI1 为回授信 号 03 00 5 0 10V0 100 ACI 为回授信 号 03 01 5 0 20 4 20 mA 0 100 AVI2 为回授 信号 03 02 5 0 10V 100 10 0 PID 的目标值参数设置如表 2 所示 表表 2 PID 目标值参数目标值参数 PID 目标设定值选 择 参数设置 数字操作器00 20 0 通讯 RS485 输入00 20 1 AVI1 为输入给定 03 00 4 00 20 2 ACI 为输入给定 03 01 4 00 20 2 AVI2 为输入给定 03 02 4 00 20 2 4 2 睡眠唤醒功能 CP2000 可设置睡眠频率 08 10 睡眠时间 08 12 和苏醒频率 08 11 当频率命令低于睡眠频率 时 在睡眠时间内 变频器运转频率为睡眠频率 08 10 当给定低于睡眠频率的时间超过睡眠时间时 变频器进入睡眠状态 输出频率为 0 直至速度命令达到苏醒频率时 变频器进入苏醒状态 按频率给定 命令运行 图 4 为睡眠 苏醒功能示意图 图图 4 睡眠 苏醒功能示意图睡眠 苏醒功能示意图 4 3 多泵循环功能 CP2000 有五种循环方式 一台变频器最多可驱动 8 组电机 4 4 定时循环 最多可以控制 8 台电机 每台电机工作于变频或停止状态 每个时刻有一台电机运行 电机按顺序 运行设定的时间 参数 12 02 设定 后停止 延时 参数 12 03 后 起动下一台电机 循环控制多台 电机 防止某些电机长期工作 而某些电机长期不工作的情况出现 图图 5 以以 4 台电机为例定时循环控制配线图台电机为例定时循环控制配线图 4 5 定量循环 最多可以控制 4 台电机 每台电机可以工作于变频和工频状态 加泵过程 当现有运行电机不能满 足压力或流量要求时 将变频运行的电机加速后切换至工频电源驱动 再变频起动下一台电机 依次增加 电机数量 最后工作于若干台电机工频运行与一台电机变频运行模式 减泵过程 当运行时的压力 或 流量大于设定值时 需要减泵降速运行 变频电机开始减速 若减速到 某转速时 满足要求 系统维持状态继续运行 若变频电机速度停止运行后 压力 或流量 仍大于设定 值 系统将停止一台工频电机 若此时压力 或流量 仍大于设定值 则系统再停止一台工频电机 若此 时压力或 流量 小于设定值时 将一台电机启动工作于变频状态 保持若干电机工频运行 一台电机变 频运行的模式 图图 6 以以 4 台电机为例定量循环控制配线图 最多台电机为例定量循环控制配线图 最多 4 台 台 4 6 定量控制 最多可以驱动 8 台工频运行电机和 1 台变频运行的电机 加泵过程 第 1 台电机变频运行到切换频率后 如果压力 或流量 小于设定值 系统增加一台工频运行 的电机 最后系统工作于一台电机变频运行 若干台电机工频运行状态 减泵过程 若系统的压力 或流量 大于设定值 首先变频运行的电机开始减速 根据给定与反馈 值比较 直至速度减到最小设定频率 若压力 或流量 仍大于设定值 减少工频运行电机 直到反馈值 小于给定值时 变频电机加速到合适转速 最后系统也工作于一台电机变频运行 若干台电机工频运行状 态 图 7 以 4 台电机为例定量控制配线图 最多 8 台电机 4 7 定时循环 定量循环 系统处于定量循环模式工作时 压力 或流量 需求较少时 只有部分电机工作 有的电机可能处 于较长时间不运行 这时可以用定时循环的模式循环运行电机 定时循环 定量控制主要实现方式是 系统在定量控制模式工作时 压力 或流量 需求较小时 只有部分电机工作 有的电机会处于长时间不运行状态 这时可以增加定时循环功能使电机循环工作 表 3 为恒压供水系统 CP2000 变频器关键参数设置 表表 3 恒压供水系统恒压供水系统 CP2000 变频器关键参数变频器关键参数 参数码参数名称单位数值注释 00 11速度模式选择 0V F 控制 03 00 AVI 模拟输入功能 选择 4 AVI 为目标设定值 03 01 ACI 模拟输入功能 选择 5 ACI 为 PID 回授 值 08 00PID 回馈端子选择 1选择负回授 08 10睡眠参考点