王澤奇

摘 要 變頻技術的迅猛發(fā)展，其應用也得到廣泛普及。ACS400-ABB變頻器具有自動輪換、結構簡單及時補償以及自動切泵和軟啟動循環(huán)等功能。本文詳細介紹了由ACS400-ABB變頻器組成的恒壓供水系統(tǒng)，淺析系統(tǒng)運行過程中，如何做到節(jié)能穩(wěn)定。

關鍵詞 ACS400-ABB變頻器；恒壓供水系統(tǒng)；節(jié)能穩(wěn)定；維護操作

中圖分類號：TM921 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）19-0021-02

隨著變頻器在工業(yè)控制中不斷普及，自動供水系統(tǒng)控制逐漸應用變頻器，其功能特點具有一定的穩(wěn)定性、且具有無極調速和在線改變參數等優(yōu)越性能。我公司原有水塔供水控制是結合電接點壓力表構成的，但由于技術設備沒有更新換代，電接點壓力表在氧化的同時故障頻出，冬季很有可能凍死相連管道，從而造成水塔溢水和電氣控制失靈等情況。同時，此控制技術相對于變頻控制來講，經濟效益及控制運行效率遠遠不足。故在改造過程中增添變頻器。在實現了預計控制效果的同時，實現了經濟效益也節(jié)約了能源。在種類頗多的變頻器中，選擇ACS400-ABB變頻器，應用宏分區(qū)，設定少量參數，實現恒壓控制的目的。

1 變頻器恒壓供水優(yōu)勢

變頻器自20世紀80年代傳入國內以后，主要用于節(jié)約交流電機能源。但隨著計算機網絡技術的迅猛發(fā)展，變頻器發(fā)展平臺也得到了快速拓展，由于結構簡單耐用的交流電機適用于各種工作環(huán)境，因此，交流調速的核心以通用變頻系統(tǒng)為主，在大型集成線路中應用尤為廣泛。在矢量控制技術與數據采集處理系統(tǒng)應用后，變頻系統(tǒng)已變成控制調速系統(tǒng)的主流。其應用主要針對兩個方面：首先為了節(jié)能而使用變頻器。其次，為了滿足生產而應用通用變頻器。本文詳細介紹變頻器在恒壓供水中的應用。

恒壓供水是指不管用水量有多大，用戶端始終保持管網內額定水壓，滿足客戶對用水的需求，而不會造成電動機空轉引起的能源浪費現象。為實現上述目標，需要根據用戶需要的壓力及壓力反饋信號給變頻器設定水泵轉速，達到恒壓控制的目的。變頻恒壓系統(tǒng)可以檢測管網壓力，經過PFCD內部調節(jié)器運算，調節(jié)輸出頻率，讓管網壓力達到恒壓[1]。當管網內壓力達到超限信號或極限信號時，變頻器可以及時通知PFC對變頻泵進行切換。為防止產生水錘現象，出口閥門聯動泵的啟停。假設整個系統(tǒng)由一臺變頻器、四臺水泵及一個壓力變送器組成，其部分功能如下：壓力變送器安裝供水管道時轉換成1-5伏的電信號，節(jié)省流量的來源是變頻調速器，邏輯切換取決于PFC。同時，為保障自動控制安全可靠，配備外圍輔助電路，通過人工調節(jié)的方式保證連續(xù)供水。

2 恒壓供水系統(tǒng)工作原理

用戶用水量的多少是經常改變的，而供水壓力一般是恒定的，供水過?；蚬┧蛔愕惹闆r時有發(fā)生。供水不能滿足用水平衡，其原因在于供水壓力，用水多會造成壓力過小，而用水較少會造成供水壓力過高。保持恒定供水壓力保持用水與供水之間平衡，能有效提升供水效率和用戶滿意度。

供水通常通過調節(jié)壓力來調試供水壓力。一種方法是通過調節(jié)節(jié)流閥，當用水量不足時，或供水量小于用水量時將節(jié)流閥開大保持供水量提升。當供水量大于用水量時，通過調節(jié)節(jié)流閥減小供水量，在流量下降的同時通過節(jié)流閥保持一定的供水壓力。第二種是通過水流速度調節(jié)供水壓力。當轉速較高時，供水泵供水流量增加，相反，當轉速較低時，供水泵流量減少，通過調節(jié)供水泵的轉速來調節(jié)供水流量，借此穩(wěn)定供水壓力。兩種方式相對比發(fā)現，調節(jié)供水速度，具有一定的節(jié)能優(yōu)勢和控制優(yōu)勢。因此，在供水過程中，經常采用調節(jié)供水流量的方式來穩(wěn)定供水壓力。

在調節(jié)恒壓供水過程中，是以管道內的水壓或流速為控制目標，當壓力值偏低設定值時，通過調節(jié)供水泵的轉速穩(wěn)定供水壓力，起到恒定壓力的作用。ACS400-ABB變頻器的恒壓供水系統(tǒng)由壓力傳感器、水泵以及變頻控制電路組成。管道內的承受壓力以電信號的方式反饋給壓力傳感器，此信號將與給定的壓力值進行比較，差值經過變頻器運算后由控制器發(fā)出輸出頻率，在經過變頻器內部控制器實現變頻轉換，通過改變水泵的運轉速度調節(jié)壓力，實現恒定供水壓力。

ACS400-ABB變頻器的恒壓供水系統(tǒng)受控于變頻器中應用宏PFC，當管道內的供水壓力為0時，變頻器會啟動運行，管道供水壓力隨著運行頻率的增加而增加，在供水壓力接近給定值時，系統(tǒng)會自動調節(jié)運行水泵的運行狀態(tài)，讓水壓保持在恒定頻率上。當水壓減小用水量增加時，通過系統(tǒng)宏自動調節(jié)，經變頻器增加運動頻率，水壓即可回升，當用水量逐漸增加時，變頻器頻率也會逐步增加。如果水壓低于設定值，變頻器會發(fā)出下一步指令，啟動另外一臺水泵。經過變頻系統(tǒng)調節(jié)之后，第一次運轉的水泵，頻率會相應減小，且保持水壓增高，直到達到恒定值為止。當達到恒定水壓之后，變頻器會自動切換將第二臺水泵關閉。通過變頻系統(tǒng)調節(jié)，水泵運行速度會發(fā)生急劇上升、穩(wěn)步上升或下降等可能，再此過程中，變頻器反饋信號的變化，是根據輸出頻率的變化而發(fā)生變化的，在通過內部繼電器節(jié)點完成控制切換，從而改變供水流量達到恒壓供水的目的。同時，ACS400-ABB變頻器的參數設置，可以實現水泵與水泵之間的定向切換，防止備用電機長期不工作導致銹死等問題，延長了電機使用壽命。

3 電氣控制系統(tǒng)組成

ACS400-ABB變頻器恒壓供水系統(tǒng)中，主回路電氣控制系統(tǒng)由變頻器、繼電器、控制開關、接觸器及風扇等組成?；芈房刂剖窃谧冾l器發(fā)生故障時，由手動回路實現不間斷供水，自動回路受控于變頻器內部的繼電器開關，且用于實現接觸器之間切換。回路弱點是通過調節(jié)電阻設定管網壓力，通過與管網出口處連接的壓力傳感器產生的電流信號作為反饋壓力信號。兩者通過PFCD運算實現輸出頻率變化。如，通過設定變頻器參數，改變控制流程，當頻率上升或下降時，系統(tǒng)根據反饋信號平滑切換泵組之間的變頻器轉換。

在變頻器恒壓供水參數設置過程中，采用變頻器中的PFC應用宏即可設計一定的運行程序。參數設定簡單快捷，適用于各大供水系統(tǒng)。傳統(tǒng)供水模式中，泵機需要一對一的占用獨有的繼電器來保證信號輸出。如，某小區(qū)原有恒壓供水系統(tǒng)采用傳統(tǒng)PFC宏供壓模式，經常造成斷路器燒毀現象。這是由于電機轉子在停轉過程中形成了旋轉磁場?；螂姍C投入到電源工頻中，產生高于工頻兩倍的電壓，從而損壞電機或低壓電器。因此，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)不能及時把握切換時機，導致出現過多破壞性endprint

問題。

在以ACS400-ABB變頻器中PFCD宏為基礎，將反饋信號以遠傳壓力表示時，通過與給定的變頻器內部值做比較之后，PFCD會自動調節(jié)輸出頻率，通過邏輯控制與信號處理，恒定控制變頻數值。

在滿足投泵條件后，通過軟啟動工頻，滿足泵與泵之間的切換條件。通過系統(tǒng)程序實現工頻泵與變頻泵之間轉換，通過內部監(jiān)控系統(tǒng)給定輸出頻率。這樣，每一臺電機都可以是輔助電機，也可以是調速電機，不存在輔泵數量限制問題。同時，系統(tǒng)運行過程中分夜間模式與白天模式兩種，白天模式中電機帶變頻泵運行，工頻泵在條件滿足時運行。夜間模式時工頻泵不啟動。白天模式與夜間模式是動態(tài)過度過程，直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。

4 結束語

綜上所述，ACS400-ABB變頻器設置簡單且有一定的PM功能機內置調節(jié)能力，同時接線方便便捷。如果加裝NDIO模塊可以實現多臺泵的恒壓供水，且可以實現自動軟啟動轉換能力，協(xié)調泵與泵之間的沖擊電流的可靠性和穩(wěn)定性。不僅做到了使用壽命長，也讓操作性更加靈活。采用ACS400-ABB變頻器調節(jié)水壓能節(jié)約有效資源，解決系統(tǒng)過流出現的跳閘問題，而ACS400-ABB變頻器的調節(jié)功能，能打破宏分區(qū)限制，適用于大型企業(yè)或大型生活區(qū)。該系統(tǒng)通過模塊拓展，從工藝上實現了用戶端恒壓供水的難題。

參考文獻

[1]馬敏肖，吳平，王根永.一種基于ACS400 ABB變頻器的恒壓供水系統(tǒng).[J].科技信息（科學教研），2007，02（01）：

25-26.

[2]陳旋輝.PLC在小區(qū)直飲水供水系統(tǒng)中的應用.[J].機電產品開發(fā)與創(chuàng)新，2010，04（02）：26-27.

[3]王偉超.變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中的應用.[J].機械管理開發(fā)，2012，09（01）：31-33.

[4]閆明民.淺析變頻調速技術在恒壓供水系統(tǒng)中的應用.[J].科技情報開發(fā)與經濟，2012，26（05）：02-03.

[5]曹紅玲.MICROMASTER 430變頻器在杜達鉛鋅礦業(yè)有限公司恒壓供水系統(tǒng)上的應用.[J].辦公自動化，2012，11（03）：

22-23.

[6]張文召，逯繼偉.變頻器應用中的干擾及抑制措施.[J].現代商貿工業(yè)，2012，13（01）：21-22.

[7]付嵐.基于變頻器PFCD功能的恒壓供水系統(tǒng)應用.[J].新鄉(xiāng)學院學報（自然科學版），2010，10（05）：12-13.

[8]王鋒.變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中的應用.[J].機電信息，2011，11（03）：22-23.endprint