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智能数字调节器的水泵变频调速供水控制系统
作者:管理员    发布于:2016-01-12 17:09:33    文字:【】【】【

  智能数字调节器的水泵变频调速供水控制系统蒋炳军张建华(甘肃省科学院传感技术研究所,甘肃兰州730000)泵变频调速供水系统的组成、运行效果20世纪80年代发展起来的高性能高科技产品的变频调速装置变频器,已广泛应用于各行各业其优良的调速性能、可控性以及显著的节能效果,已充分体现在专用和通用传动机械上对机械产品的技术进步起到了变革性的推动作甩采用此项技术可挖掘产品(或设备)的潜能,拓展其应用领域,更大的优点是节约能源,降低设备运行成本。为此,国家已将其列为重点推广的高科技产品供水系统通常要求恒压或恒流,压力过高管道承受不了易造成破损,也浪费电能和水资源;压力过低满足不了用户要求,特别是高层用户和远端用户。传统的方法是调节阀门来调节流量和压力,或者频繁起停机组达到恒压的目的。这种方法即不经济又不可靠n ri且浪费电能;易造成设备的损坏以及频〃繁起动对电网的冲击,而且在用水高峰z和用水低谷(如夜晚)更现其弊端。采用1变频调速控制技术可解决这一问题h 1水泵变频调速节能原理z所示从图中可以看出,阀门控制时,当流量从qpq2时,阻力曲线从r2,水泵工作点从A,管道摩擦阻力增大调速控制时,流量从qpqi,从图中水泵特性曲线可以看出其管道阻力曲线不变,水泵工h.扬程;q.流量;n.调速控制时管路阻抗曲线(阀门开度100作点取决于转速n因此当qpq1时,工r2.阀门控制时管路阻抗+节流阻抗曲线;转速作点从B-C,显然管道阻力减小。

  蒋炳军等:智能数字调节器的水泵变频调速供水控制系统水泵轴功率P的计算公式为:其中:q为流量(m3/s);h为扬程(m);d为液体密度(kg/m2);Z为传动装置效率(直接传动为1);Z为水泵效率。

  AP为调速控制时节省的功率(也就是阀门调节时的功率损耗)水泵流量q扬程h功率P和转速n之间的关系:q2④具有自动调节和手动调节双输出方式;⑤强大的软件组态功能,可通过仪表按键对其功能进行编程;⑦采用硬件和软件看门狗技术,以及抗干扰自恢复技术;⑨双排显示,上行显示测量值,下行显示设定值及其它参数;3变频调速控制系统的组成水泵变频调速控制有不同的方式,有采用开环控制的,有采用闭环控制的。对于生活供水系统,通常要求供水压力或流量稳定,特殊时段供水要连续为此本系统设计为闭环控制,并设计了自动手动双控制方式,系统控制原理如所示,甘肃科学学报3.1控制系统主要组成①控制对象:一台100DL水泵,流量100m3 /h,扬程40m;配用电机功率22kw;②调速用变频器:选用CIMR-P4022,适用电机功率22kW,额定输出容量40kVA,额定电流52A,输出频率0~400 Hz(这里设定输出50Hz),输入电源:交流3P380v50Hz;变频器具有电源过压、欠压、电机过流、过载等保护功能;还具有软起动、软停止等功能;和力变送器:YC100-1,量程0~ 1MPa,压力输出30~350n压阻信号,直接将此信号送入数字调节器;⑤自动手动双控制线路,保证系统不间断供水;定时器:选用H5S-B,两路继电器输出,小设定时间单位1min,设定周期1周,时间0.0,设定步数24可自由控制水泵的工作时间;⑦水位检测:选用SW-1,检测水池高低水位,防止水泵无水运转。

  3.2系统控制过程远传压力变送器检测出水管出水压力,将压力信号转换为30~350n压阻信号,送AL808智能数字调节器处理,数字调节器与设定压力比较运算,输出PID调节信号控制变频器输出频率,从而控制水泵转速,达到水泵出口压力恒定的目的4运行效果本装置安装于青海民和镁厂生活区供水系统,经长期运行测试,节能效果明显,供水稳定,设备运行良好。工频运转和变频运转的各项测试数据如表1所示。

  表1工频阀门调节与变频调节测试数据对比(出水压力0.26MPa)状态参数电机电流/A电机频率/Hz电机功率/kW功率因数阀门开度阀门调节变频调节蒋炳军等:智能数字调节器的水泵变频调速供水控制系统综合以上得出:①节能效果明显,变频调节与阀门调节比较,电机功率因数提高,电流下降31,频率降低20,电机功耗减少27;年节电近51321度;②采用变频调速控制,实现电机软启动、软停止,避免工频启动造成对电网的冲击;减少设备维护费用;③变频调速控制,具有电网电压过低过高,电机过流、过载等各种保护功能,避免损坏设备,减少设备维护费用;④定时控制功能,可灵活控制供水时间,达到节水节电的目的,特别对于缺水的地区具有实际意义;⑤水位控制,避免水泵无水空转5结语智能数字调节技术与变频器相结合,运用于恒压或恒流供水控制系统,节能效果显著系统所具有的定时功能,能够实现节水,特别在缺水严重的地方更显优越性。

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