ABB变频器在恒压供水控制系统的应用

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一、变频恒压供水系统的构成及原理

　　变频恒压供水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。

　　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、设备选型说明

　　变频恒压供水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。

　　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、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