ABB變頻器在恒壓供水控制系統(tǒng)的應用

一、變頻恒壓供水系統(tǒng)的構成及原理

　　變頻恒壓供水控制系統(tǒng)通過測到的管網(wǎng)壓力，經(jīng)變頻器的內置PID調節(jié)器運算后，調節(jié)輸出頻率，實現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。變頻器的頻率超限信號（一般可作為管網(wǎng)壓力極限信號）可適時通知PLC進行變頻泵邏輯切換。為防止水錘現(xiàn)象的產生，泵的啟停將聯(lián)動其出口閥門。

　　系統(tǒng)工作原理間圖如下所示。假設整個系統(tǒng)由四臺水泵，一臺變頻器，一臺PLC和一個壓力變送器及若干輔助部件構成。各部分功能如下：安裝于供水管道上的壓力變送器將管網(wǎng)壓力轉換成1—5伏的電信號；變頻調速器用于調節(jié)水泵轉速以調節(jié)流量；PLC用于邏輯切換。

　　此外，上述系統(tǒng)還配備了外圍輔助電路，以保障自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時可通過人工調節(jié)方式維持系統(tǒng)運行，保證連續(xù)生產。

　　二、設備選型說明

　　變頻恒壓供水系統(tǒng)主要由變頻控制柜、壓力傳感器、水泵等組成。變頻控制柜由斷路器、變頻器、接觸器、中間繼電器、PLC等組成。

　　1. 供水系統(tǒng)選用原則

　　(1)蓄水池容量應大于每小時最大供水量。

　　(2)水泵揚程應大于實際供水高度。

　　(3)水泵流量總和應大于實際最大供水量。

　　(4)變頻控制柜選型：

　　用戶可根據(jù)供水量和供水高度確定水泵型號及臺數(shù)，然后對控制柜進行選型。

　　2. 變頻器

　　根據(jù)工藝要求，建議配用ABB ACS600系列變頻器。ACS 600系列變頻器是ABB公司采用直接轉矩控制（DTC）技術，結合諸多先進的生產制造工藝推出的高性能變頻器。它具有很寬的功率范圍，優(yōu)良的速度控制和轉矩控制特性,完整的保護功能以及靈活的編程能力，較高的可靠性和較小的體積。

　　主要技術數(shù)據(jù)：

　　功率范圍：2.2-3000kW

　　電源電壓：380/400/415/440/460/480/500VAC 3相±10%；

　　電源頻率：48-63Hz

　　控制連接：2個可編程的模擬輸入（AI）；1個可編程的模擬輸出（AO）；5個可編程的數(shù)字輸入（DI）；2個可編程的數(shù)字輸出（DO）。

　　連續(xù)負載能力：150% In，每10分鐘允許1分鐘

　　串行通訊能力：標準的RS—485接口可使變頻器方便地與計算機連接。

　　保護特性：過流保護、I2t、過壓保護、欠壓保護、過熱保護、短路保護、接地保護、欠壓緩沖、電機欠/過載保護、堵轉保護、串行通訊故障保護、AI信號丟失保護等。

　　外型結構緊湊，安裝方便。產品經(jīng)過多種電氣安全規(guī)范認證，符合GE、UL及質量認證體系ISO9001和ISO4001等。

　　ABB變頻器獨特的直接轉矩控制（DTC）功能是目前最佳的電機控制方式，它可以對所有交流電機的核心變量進行直接控制，無需速度反饋就可以實現(xiàn)電機速度和轉矩的精確控制。

　　ACS600變頻器內置PID、PFC、預磁通等八種應用宏，只需選擇需要的應用宏，相應的所有參數(shù)都自動設置，輸入輸出端子也將自動配置，這些預設的應用宏配置大大節(jié)約了調試時間，減少出錯。

　　3. 可編程序控制器

　　PLC建議采用西門子S7-200型。SIMATIC S7-200 可編程序控制器是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應用；大范圍的各種功能模塊可以非常好的滿足和適應自動控制任務，各種單獨的模塊之泛組合以用于擴展；簡單實用的分散式結構和多界面網(wǎng)絡能力，使得應用十分靈活；方便用戶和簡易的無風扇設計；當控制任務增加時，可以自由擴展；大范圍的集成功能使得它的功能非常強勁。

　　多種的性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的I/O擴展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實際應用選擇合適的模塊。當任務規(guī)模擴大，可隨時使用附加模塊對PLC進行擴展。

　　三、應用范圍

　　1. 該系統(tǒng)既可用于生產、生活用水，亦可用于熱水供應，恒壓噴淋等系統(tǒng)。

　　a. 可廣泛用于工業(yè)企業(yè)、生活、生產供水系統(tǒng)及企業(yè)自備并改造工程，自來水廠、生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng)。

　　b. 可用于各種場合的恒壓、變壓、冷卻水和循環(huán)供水系統(tǒng)。

　　c. 可用于污水泵站、污水處理及污水提升系統(tǒng)。

　　d. 可用于農業(yè)排灌、園林噴淋、水景和音樂噴泉系統(tǒng)。

　　e. 可用于賓館、大型公共建筑供水及消防系統(tǒng)。

　　2. 技術指標

　　a．最大供水高度：200米

　　b．最大流量：1000立方米/小時

　　c．壓力波動：≤0.25兆帕