自動化工程應(yīng)用實(shí)例二-恒壓供水課件

1、自動化工程應(yīng)用實(shí)例自動化工程應(yīng)用實(shí)例（二）（二）恒壓供水系統(tǒng)恒壓供水系統(tǒng) 由水泵由水泵- -管道供水原理可知，調(diào)節(jié)供水流量，原則上管道供水原理可知，調(diào)節(jié)供水流量，原則上有兩種方法：有兩種方法： 1. 1.節(jié)流調(diào)節(jié)：開大供水閥，流量上升；關(guān)小供水閥，節(jié)流調(diào)節(jié)：開大供水閥，流量上升；關(guān)小供水閥，流量下降。水泵轉(zhuǎn)速不變，浪費(fèi)能量。流量下降。水泵轉(zhuǎn)速不變，浪費(fèi)能量。 2. 2.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)：水泵轉(zhuǎn)速升高，供水流量增加，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)：水泵轉(zhuǎn)速升高，供水流量增加，轉(zhuǎn)速下降，流量降低。對于用水量經(jīng)常變化的生活用水下降，流量降低。對于用水量經(jīng)常變化的生活用水場合，節(jié)能效果明顯。場合，節(jié)能效果明顯。 一一、供水流量

2、調(diào)節(jié)原理供水流量調(diào)節(jié)原理1. 1.變頻器閉環(huán)控制變頻器閉環(huán)控制 供水系統(tǒng)的關(guān)鍵是壓力恒定，壓力低則高層無法得到供水系統(tǒng)的關(guān)鍵是壓力恒定，壓力低則高層無法得到供水，壓力高則浪費(fèi)能量。供水，壓力高則浪費(fèi)能量。 傳統(tǒng)的方法是使用水箱或水塔，但在供水質(zhì)量、日常傳統(tǒng)的方法是使用水箱或水塔，但在供水質(zhì)量、日常維護(hù)和應(yīng)付火警等方面均顯示出明顯的不足。維護(hù)和應(yīng)付火警等方面均顯示出明顯的不足。 利用變頻器壓力閉環(huán)控制可以實(shí)現(xiàn)無塔恒壓供水，獲利用變頻器壓力閉環(huán)控制可以實(shí)現(xiàn)無塔恒壓供水，獲得了廣泛應(yīng)用。得了廣泛應(yīng)用。二、變頻器二、變頻器 在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用1. 1.變頻器閉環(huán)控制變頻器閉環(huán)

3、控制 不同品牌的變頻器不同品牌的變頻器端子名稱不同。端子名稱不同。圖圖2-1 變頻恒壓變頻恒壓 供水系統(tǒng)供水系統(tǒng) 圖圖2-12-1示出了一個(gè)恒壓供水系統(tǒng)。水泵電動機(jī)示出了一個(gè)恒壓供水系統(tǒng)。水泵電動機(jī)M M由變頻器由變頻器VFVF供電供電,SP,SP是壓力傳感器是壓力傳感器, ,其檢測到的其檢測到的壓力信號作為反饋信號壓力信號作為反饋信號XF被送到變頻器的反饋被送到變頻器的反饋信號輸入端信號輸入端(VPF)(VPF)。壓力給定信號。壓力給定信號XT從外接電從外接電位器位器RP上取出上取出, ,接到變頻器的給定信號輸入端接到變頻器的給定信號輸入端(VRF)(VRF)。 不同的變頻器端子符號有所不同

4、。不同的變頻器端子符號有所不同。變頻器內(nèi)置有變頻器內(nèi)置有PIDPID調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器的輸出調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器的輸出是頻率給定。是頻率給定。假設(shè)假設(shè)Q Q1 1是水泵輸出的是水泵輸出的“供水流量供水流量”, ,而而Q Q2 2是是用戶所需要的用戶所需要的“用水流量用水流量”, ,顯然：顯然： 如果如果Q Q2 2 Q Q1 1, ,則壓力必減小則壓力必減小, ,反饋信號反饋信號X XF F也隨之減??；反之也隨之減小；反之, ,如果如果Q Q2 2 Q Q1 1, ,則壓力必增大則壓力必增大, ,反饋信號反饋信號X XF F也隨之增大；也隨之增大； 如果如果Q Q1 1= =Q Q2 2, ,則壓力保持

5、不變則壓力保持不變, ,反饋信號反饋信號X XF F也保持不變也保持不變, ,則水則水泵的泵的“供水流量供水流量”和用戶的和用戶的“用水流量用水流量”之間處于平衡狀之間處于平衡狀態(tài)；態(tài)； 變頻器通過內(nèi)部的變頻器通過內(nèi)部的PIDPID調(diào)節(jié)功能調(diào)節(jié)功能, ,不斷地根據(jù)給定信號不斷地根據(jù)給定信號XTXT與來自與來自SPSP的反饋信號的反饋信號XFXF之間的比較結(jié)果之間的比較結(jié)果, ,調(diào)整變頻器的頻調(diào)整變頻器的頻率率, ,從而調(diào)整電動機(jī)的轉(zhuǎn)速從而調(diào)整電動機(jī)的轉(zhuǎn)速, ,達(dá)到供需平衡達(dá)到供需平衡, ,使水壓保持恒定。使水壓保持恒定。 Q P(XF) PID fXtttt0 t1 t2 t3 t4圖圖2-2

6、恒壓供水的調(diào)節(jié)過程恒壓供水的調(diào)節(jié)過程(a)流量流量 (b)壓力壓力 (c)調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)量 (d)頻率頻率a)b)c)d) 0t1段：流量段：流量Q無變化無變化,壓力壓力P也無變也無變化化,PID的調(diào)節(jié)量的調(diào)節(jié)量PID為為0,變頻器的變頻器的輸出頻率輸出頻率fX也無變化；也無變化； t1t2段：流量段：流量Q增加增加,壓力壓力P有所下有所下降降,產(chǎn)生正的調(diào)節(jié)量產(chǎn)生正的調(diào)節(jié)量(PID為正為正),變頻變頻器的輸出頻率器的輸出頻率fX上升；上升； t2t3段：流量段：流量Q穩(wěn)定在一個(gè)較大的穩(wěn)定在一個(gè)較大的數(shù)值數(shù)值,壓力壓力P已經(jīng)恢復(fù)到給定值已經(jīng)恢復(fù)到給定值,調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)量量PID=0,變頻器的輸出頻率變頻器

7、的輸出頻率fX停止停止上升；上升； t3t4段：流量段：流量Q減小減小,壓力壓力P有所增有所增加加,產(chǎn)生負(fù)的調(diào)節(jié)量產(chǎn)生負(fù)的調(diào)節(jié)量(PID為負(fù)為負(fù)),變頻變頻器的輸出頻率器的輸出頻率fX下降；下降； t4以后：流量以后：流量Q停止減小停止減小,壓力壓力P又恢又恢復(fù)到給定值復(fù)到給定值,調(diào)節(jié)量為調(diào)節(jié)量為0,變頻器的輸變頻器的輸出頻率出頻率fX停止下降。停止下降。 由于采用變頻調(diào)速，該恒壓供水系統(tǒng)可以節(jié)能，特由于采用變頻調(diào)速，該恒壓供水系統(tǒng)可以節(jié)能，特別是在流量小的情況下節(jié)能效果明顯。別是在流量小的情況下節(jié)能效果明顯。 多數(shù)品牌通用變頻器支持恒壓供水功能，無須增加多數(shù)品牌通用變頻器支持恒壓供水功能，無

8、須增加任何硬件，也無須修改軟件，只要適當(dāng)設(shè)定變頻器任何硬件，也無須修改軟件，只要適當(dāng)設(shè)定變頻器的工作模式與有關(guān)參數(shù)（的工作模式與有關(guān)參數(shù)（PIDPID參數(shù)等）就可以了，參數(shù)等）就可以了，這是通用變頻器眾多功能當(dāng)中的一個(gè)。這是通用變頻器眾多功能當(dāng)中的一個(gè)。1. 1.變頻器閉環(huán)控制變頻器閉環(huán)控制 變頻恒壓供水系統(tǒng)由變頻恒壓供水系統(tǒng)由PLCPLC控制器、變頻調(diào)速器、壓力變送控制器、變頻調(diào)速器、壓力變送器、水位變送器、交流接觸器和其它電控設(shè)備及泵組構(gòu)器、水位變送器、交流接觸器和其它電控設(shè)備及泵組構(gòu)成，如成，如圖圖2-32-3所示。所示。在供水系統(tǒng)總出水管上安裝壓力變送器。在供水系統(tǒng)總出水管上安裝壓力變

9、送器。PLCPLC具有模擬量具有模擬量輸入模塊，可檢測壓力變送器和液位變送器輸出的輸入模塊，可檢測壓力變送器和液位變送器輸出的4-4-20mA20mA信號，并將檢測的壓力信號與給定的壓力信號的差信號，并將檢測的壓力信號與給定的壓力信號的差值經(jīng)運(yùn)算后，輸出頻率給定給變頻器值經(jīng)運(yùn)算后，輸出頻率給定給變頻器, ,達(dá)到調(diào)節(jié)電動機(jī)的達(dá)到調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，保持供水壓力的恒定的目的。轉(zhuǎn)速，保持供水壓力的恒定的目的。2. 2.恒壓供水恒壓供水系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 蓄水池（小區(qū)水廠）蓄水池（小區(qū)水廠）交交流流接接觸觸器器PLC變頻器變頻器 4#4#泵泵3#3#泵泵2#2#泵泵1#1#泵泵 P P 壓力信號壓力信

10、號 液位信號液位信號市政供水管閘市政供水管閘 圖圖2-3 小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)框圖小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)框圖 出水管網(wǎng)出水管網(wǎng)返回10 PLCPLC自動檢測水池水位信號并與設(shè)定的水位下自動檢測水池水位信號并與設(shè)定的水位下限比較，如果水位低于下限，輸出水位報(bào)警信限比較，如果水位低于下限，輸出水位報(bào)警信號或直接停機(jī)。該系統(tǒng)還有多種保護(hù)功能，可號或直接停機(jī)。該系統(tǒng)還有多種保護(hù)功能，可以保證正常供水，做到無人值守。以保證正常供水，做到無人值守。 如果供水系統(tǒng)配置一臺變頻器和多臺水泵電機(jī)，如果供水系統(tǒng)配置一臺變頻器和多臺水泵電機(jī)，PLCPLC還要自動完成多臺水泵電機(jī)的投切。還要自動完成多臺水泵電機(jī)的投切。

11、2. 2.恒壓供水系統(tǒng)的組成恒壓供水系統(tǒng)的組成 該系統(tǒng)有手動和自動二種工作方式。該系統(tǒng)有手動和自動二種工作方式。 （1 1）手動運(yùn)行）手動運(yùn)行 按下按鈕，工頻啟動或停止水泵，可根據(jù)需要按下按鈕，工頻啟動或停止水泵，可根據(jù)需要控制泵的啟、停。該方式主要供檢修及變頻器出控制泵的啟、停。該方式主要供檢修及變頻器出故障時(shí)使用。故障時(shí)使用。 手動啟動水泵電機(jī)需要使用軟啟動器或其它降手動啟動水泵電機(jī)需要使用軟啟動器或其它降壓啟動措施。壓啟動措施。3.3.恒壓供水系統(tǒng)的工作原理恒壓供水系統(tǒng)的工作原理 （2 2）自動運(yùn)行）自動運(yùn)行 合上自動開關(guān)后，系統(tǒng)自動變頻啟動合上自動開關(guān)后，系統(tǒng)自動變頻啟動1 1# #泵

12、，頻率從泵，頻率從0Hz0Hz開始上升，同時(shí)開始上升，同時(shí)PIDPID調(diào)節(jié)器接收到來自壓力傳感器的信調(diào)節(jié)器接收到來自壓力傳感器的信號，與壓力給定信號比較，如果壓力不夠，則調(diào)節(jié)器指號，與壓力給定信號比較，如果壓力不夠，則調(diào)節(jié)器指揮頻率繼續(xù)上升。直到揮頻率繼續(xù)上升。直到 50Hz50Hz，此時(shí)如果壓力仍達(dá)不到，此時(shí)如果壓力仍達(dá)不到給定值，說明一臺水泵不夠，給定值，說明一臺水泵不夠，1 1# #泵由變頻運(yùn)行切換到工泵由變頻運(yùn)行切換到工頻運(yùn)行，然后變頻啟動頻運(yùn)行，然后變頻啟動2 2# #泵，逐漸升高頻率至適當(dāng)值，泵，逐漸升高頻率至適當(dāng)值，水壓達(dá)到給定值。多次加泵依次類推。水壓達(dá)到給定值。多次加泵依次類

13、推。3.3.恒壓供水系統(tǒng)的工作原理恒壓供水系統(tǒng)的工作原理 如果用水量減少，則先啟動的泵開始退出。如果用水量減少，則先啟動的泵開始退出。 如果電源瞬時(shí)停電，則系統(tǒng)停機(jī)。待電源恢復(fù)如果電源瞬時(shí)停電，則系統(tǒng)停機(jī)。待電源恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動恢復(fù)運(yùn)行，按自動運(yùn)行方式正常后，系統(tǒng)自動恢復(fù)運(yùn)行，按自動運(yùn)行方式變頻啟動變頻啟動1#1#泵，重復(fù)上述操作，直到在給定水泵，重復(fù)上述操作，直到在給定水壓值上穩(wěn)定運(yùn)行。壓值上穩(wěn)定運(yùn)行。 變頻自動運(yùn)行無需軟啟動器。變頻自動運(yùn)行無需軟啟動器。？3.3.恒壓供水系統(tǒng)的工作原理恒壓供水系統(tǒng)的工作原理 使用外加的使用外加的PIDPID調(diào)解器完成閉環(huán)控制，如下圖所調(diào)解器完成閉環(huán)控制

14、，如下圖所示，外加的示，外加的PIDPID調(diào)解器可以是調(diào)解器可以是PLCPLC，如圖，如圖2-32-3所示；所示；也可以是專用的恒壓供水控制器，如圖也可以是專用的恒壓供水控制器，如圖2-52-5所示。所示。圖圖2-52-5 專用恒壓供水系統(tǒng)控制器專用恒壓供水系統(tǒng)控制器 在供水系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速運(yùn)行方式，可根據(jù)實(shí)在供水系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速運(yùn)行方式，可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定水壓，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)水泵電動機(jī)的轉(zhuǎn)際需要設(shè)定水壓，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)水泵電動機(jī)的轉(zhuǎn)速或加減泵，使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給速或加減泵，使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給定值，以求最大限度的節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)資，定值，以求最大限度的節(jié)能、節(jié)水、節(jié)

15、地、節(jié)資，使系統(tǒng)可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。使系統(tǒng)可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。 該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)獲得推廣，是今后的發(fā)展方向。該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)獲得推廣，是今后的發(fā)展方向。4. 4.總結(jié)總結(jié) 1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹在自來水廠的供水泵站中，系統(tǒng)一般由若干臺揚(yáng)程在自來水廠的供水泵站中，系統(tǒng)一般由若干臺揚(yáng)程相近的水泵組成，傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)水壓和流量的方式是相近的水泵組成，傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)水壓和流量的方式是人工投切運(yùn)行水泵的臺數(shù)。人工投切運(yùn)行水泵的臺數(shù)。以供水能力為以供水能力為4-64-6萬噸萬噸日的自來水廠為例，一種可日的自來水廠為例，一種可能的水泵配置為能的水泵配置為3 3臺臺160kW160kW和一臺和一臺90kW90kW

16、的水泵組成。的水泵組成。三、自來水廠循環(huán)投切三、自來水廠循環(huán)投切 變頻恒壓供水系統(tǒng)變頻恒壓供水系統(tǒng)1.1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法是，若供水量較大，流量和管傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法是，若供水量較大，流量和管網(wǎng)水壓已經(jīng)不能滿足要求，這時(shí)需人工投入水網(wǎng)水壓已經(jīng)不能滿足要求，這時(shí)需人工投入水泵；若供水量減小，管網(wǎng)水壓會升高，此時(shí)又泵；若供水量減小，管網(wǎng)水壓會升高，此時(shí)又需人工切除水泵。需人工切除水泵。在深夜用水量較小時(shí)，用一臺功率較小的水泵在深夜用水量較小時(shí)，用一臺功率較小的水泵供水。供水。三、自來水廠循環(huán)投切三、自來水廠循環(huán)投切 變頻恒壓供水系統(tǒng)變頻恒壓供水系統(tǒng)1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹為避免為避免“

17、水錘水錘”效應(yīng)，人工投切時(shí)，投入泵應(yīng)遵效應(yīng)，人工投切時(shí)，投入泵應(yīng)遵循循“先開機(jī)，后開閥先開機(jī)，后開閥”，切除泵應(yīng)遵循，切除泵應(yīng)遵循“先關(guān)閥，先關(guān)閥，后停機(jī)后停機(jī)”的操作順序。若是小功率的水泵，則水的操作順序。若是小功率的水泵，則水泵的出水側(cè)都裝有泵的出水側(cè)都裝有“止回閥止回閥”。現(xiàn)在最常用的方法是變頻恒壓供水?，F(xiàn)在最常用的方法是變頻恒壓供水。三、自來水廠循環(huán)投切三、自來水廠循環(huán)投切 變頻恒壓供水系統(tǒng)變頻恒壓供水系統(tǒng) BP1 BU1 PLC PTM13M23M33M43 DZ1 DZ2 DZ3 DZ4 DZ5 DZ6KM3 KM5 KM7 KM9 RJ1 RJ2 RJ3 RJ4 KM2 KM4

18、KM6 KM8KM1KM10FU1 FU2LRO1RO2RO3ZJ1ZJ2圖圖2-62-6 變頻恒壓供水循環(huán)投切方案系統(tǒng)圖變頻恒壓供水循環(huán)投切方案系統(tǒng)圖變頻器變頻器軟啟動器軟啟動器壓力壓力變送器變送器可編程可編程控制器控制器水泵水泵電機(jī)電機(jī)返回26返回24返回34（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 由于城市自來水的用量隨季節(jié)的變化而變化，隨由于城市自來水的用量隨季節(jié)的變化而變化，隨每日時(shí)段的不同而不同，所以，為使供水壓力恒每日時(shí)段的不同而不同，所以，為使供水壓力恒定，最常用的方案是采用變頻恒壓供水系統(tǒng)。定，最常用的方案是采用變頻恒壓供水系統(tǒng)。 即壓力變送器裝在主管

19、網(wǎng)上檢測壓力信號，再將即壓力變送器裝在主管網(wǎng)上檢測壓力信號，再將此壓力信號送到變頻器的模擬信號輸入端，由此此壓力信號送到變頻器的模擬信號輸入端，由此構(gòu)成構(gòu)成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)。構(gòu)成構(gòu)成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 可以采用的一種方案是循環(huán)投切，見可以采用的一種方案是循環(huán)投切，見圖圖1-61-6所所示。圖中，示。圖中，BP1BP1為變頻器；為變頻器；BU1BU1為軟啟動器，為軟啟動器，PTPT為壓力變送器；為壓力變送器；ZJ1 ZJ1 、 ZJ2ZJ2用于控制系統(tǒng)用于控制系統(tǒng)的啟動的啟動/ /停止和自動停止和自動/ /

20、手動轉(zhuǎn)換開關(guān)。手動轉(zhuǎn)換開關(guān)。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 變頻器首先驅(qū)動第一臺水泵電動機(jī)變頻運(yùn)行，變頻器首先驅(qū)動第一臺水泵電動機(jī)變頻運(yùn)行，需要加泵時(shí)，變頻器停止運(yùn)行，并由變頻器需要加泵時(shí)，變頻器停止運(yùn)行，并由變頻器的輸出端口的輸出端口RO1-RO3RO1-RO3輸出信號給輸出信號給PLCPLC，由，由PLCPLC控控制切換過程。制切換過程。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 切換開始時(shí)，變頻器自由停車，第一臺水泵切切換開始時(shí)，變頻器自由停車，第一臺水泵切換到工頻運(yùn)行，變頻器連接

21、到第二臺水泵上啟換到工頻運(yùn)行，變頻器連接到第二臺水泵上啟動并運(yùn)行。動并運(yùn)行。 如果需要繼續(xù)加泵，將第二臺水泵切換到工頻如果需要繼續(xù)加泵，將第二臺水泵切換到工頻運(yùn)行，變頻器連接到第三臺水泵啟動并運(yùn)行。運(yùn)行，變頻器連接到第三臺水泵啟動并運(yùn)行。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 需要減泵時(shí)，系統(tǒng)先將第一臺水泵停止，如果需要減泵時(shí)，系統(tǒng)先將第一臺水泵停止，如果需要接著將第二臺水泵也停止。需要接著將第二臺水泵也停止。 再需要加泵時(shí)，切換從第三臺水泵開始循環(huán)。再需要加泵時(shí)，切換從第三臺水泵開始循環(huán)。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)

22、的控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 這種方案保證總有一臺水泵電機(jī)處在變頻運(yùn)這種方案保證總有一臺水泵電機(jī)處在變頻運(yùn)行，四臺水泵中的任何一臺都可能變頻運(yùn)行，行，四臺水泵中的任何一臺都可能變頻運(yùn)行，長期看各臺水泵運(yùn)行時(shí)間基本相同，給維護(hù)長期看各臺水泵運(yùn)行時(shí)間基本相同，給維護(hù)檢修帶來方便。大部分供水廠鐘情此方案。檢修帶來方便。大部分供水廠鐘情此方案。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（1 1）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 但是，必須設(shè)置一套備用系統(tǒng)，但是，必須設(shè)置一套備用系統(tǒng)，圖圖2-62-6中的中的軟啟動器就是作為備用，當(dāng)變頻器或軟啟動器就是作為備用，當(dāng)變頻器或PLCPLC故故

23、障時(shí)，可用軟啟動器手動依次啟動各泵運(yùn)行，障時(shí)，可用軟啟動器手動依次啟動各泵運(yùn)行，以保證供水不中斷。以保證供水不中斷。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（2 2）循環(huán)投切的工作過程）循環(huán)投切的工作過程 變頻器的輸出端只能接負(fù)載，不能接電源，也不能變頻器的輸出端只能接負(fù)載，不能接電源，也不能在運(yùn)行中切斷負(fù)載，切換過程應(yīng)嚴(yán)格遵循這些限制。在運(yùn)行中切斷負(fù)載，切換過程應(yīng)嚴(yán)格遵循這些限制。 系統(tǒng)啟動后，變頻器頻率按設(shè)定斜率上升，如果頻系統(tǒng)啟動后，變頻器頻率按設(shè)定斜率上升，如果頻率升到了率升到了50Hz50Hz上限，運(yùn)行上限，運(yùn)行6060秒后管網(wǎng)水壓未達(dá)到給秒后管網(wǎng)水壓未達(dá)到給定值，則該臺水泵需要切換到工頻運(yùn)行。其

24、切換過定值，則該臺水泵需要切換到工頻運(yùn)行。其切換過程如下：程如下：1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹 先關(guān)閉該臺水泵電磁閥，然后變頻器自由停車，水先關(guān)閉該臺水泵電磁閥，然后變頻器自由停車，水泵電動機(jī)靠慣性繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，考慮到電動機(jī)中的殘余泵電動機(jī)靠慣性繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，考慮到電動機(jī)中的殘余電壓，不能將電動機(jī)立即切換到工頻，而是延時(shí)一電壓，不能將電動機(jī)立即切換到工頻，而是延時(shí)一段時(shí)間（約段時(shí)間（約600ms600ms），待殘余電壓下降到較小值后），待殘余電壓下降到較小值后再切換，以保證切換沖擊電流較小。再切換，以保證切換沖擊電流較小。 殘余電壓是由于切換時(shí)電機(jī)磁場能量通過轉(zhuǎn)子回路殘余電壓是由于切換時(shí)電機(jī)磁場能量通過

25、轉(zhuǎn)子回路釋放釋放, ,在定子上感應(yīng)出電壓所致。在定子上感應(yīng)出電壓所致。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（2 2）循環(huán)投切的工作過程）循環(huán)投切的工作過程 關(guān)閥后停車，水泵電動機(jī)基本上處于空載運(yùn)行關(guān)閥后停車，水泵電動機(jī)基本上處于空載運(yùn)行狀態(tài)，到狀態(tài)，到600ms600ms時(shí)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降不是很時(shí)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降不是很多，使切換時(shí)沖擊電流較小。多，使切換時(shí)沖擊電流較小。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（2 2）循環(huán)投切的工作過程）循環(huán)投切的工作過程 切換完成后再打開電磁閥，已停車的變頻器切切換完成后再打開電磁閥，已停車的變頻器切換到另一臺水泵上啟動并運(yùn)行，打開電磁閥。換到另一臺水泵上啟動并運(yùn)行，打開電磁閥

26、。 切除工頻泵時(shí)，先關(guān)閥，后停車，這樣無切除工頻泵時(shí)，先關(guān)閥，后停車，這樣無“水水錘錘”現(xiàn)象發(fā)生?，F(xiàn)象發(fā)生。 這些操作都是由這些操作都是由PLCPLC操作自動完成的。操作自動完成的。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（3 3）軟啟動與切換電流沖擊）軟啟動與切換電流沖擊 變頻器故障或檢修時(shí)可以使用手動方式運(yùn)行系變頻器故障或檢修時(shí)可以使用手動方式運(yùn)行系統(tǒng)。鑒于供水系統(tǒng)水泵電機(jī)一般功率較大，不統(tǒng)。鑒于供水系統(tǒng)水泵電機(jī)一般功率較大，不宜直接手動啟動，需要采用星宜直接手動啟動，需要采用星- -三角、自耦變?nèi)?、自耦變壓器降壓或軟啟動器啟動。壓器降壓或軟啟動器啟動?. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（3 3）軟啟動與切換

27、電流沖擊）軟啟動與切換電流沖擊 自耦變壓器降壓啟動時(shí)先加自耦變壓器降壓啟動時(shí)先加60%60%的額定電壓，的額定電壓，延時(shí)數(shù)秒或數(shù)十秒鐘后，再切換到全電壓，可延時(shí)數(shù)秒或數(shù)十秒鐘后，再切換到全電壓，可以有效地減小啟動電流的沖擊。以有效地減小啟動電流的沖擊。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（3 3）軟啟動與切換電流沖擊）軟啟動與切換電流沖擊 電動機(jī)從變頻向工頻切換電動機(jī)從變頻向工頻切換, ,只要切換延時(shí)時(shí)間適只要切換延時(shí)時(shí)間適當(dāng)（如前述當(dāng)（如前述600ms600ms）, ,沖擊電流不會很大。沖擊電流不會很大。 電動機(jī)殘余電壓的衰減時(shí)間一般為電動機(jī)殘余電壓的衰減時(shí)間一般為1-21-2秒。電機(jī)秒。電機(jī)磁場能量

28、通過轉(zhuǎn)子回路釋放磁場能量通過轉(zhuǎn)子回路釋放, ,感應(yīng)出定子電壓所感應(yīng)出定子電壓所致。致。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹（3 3）軟啟動與切換電流沖擊）軟啟動與切換電流沖擊 延時(shí)長延時(shí)長, ,殘余電壓小殘余電壓小, ,但速度降落大；延時(shí)短但速度降落大；延時(shí)短, ,殘殘余電壓大余電壓大, ,但速度降落小但速度降落小, ,選擇延時(shí)時(shí)間需二者選擇延時(shí)時(shí)間需二者兼顧兼顧, ,以求得到最小的切換沖擊電流。以求得到最小的切換沖擊電流。1. 1.系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹 某市自來水二廠招標(biāo)，標(biāo)書提出的要求某市自來水二廠招標(biāo)，標(biāo)書提出的要求 設(shè)計(jì)供水能力為設(shè)計(jì)供水能力為6 6萬噸萬噸日；日； 城市管網(wǎng)壓力為城市管網(wǎng)壓力為0.

29、4MPa0.4MPa； 泵組為泵組為3 3臺臺160kW160kW、1 1臺臺90kW90kW水泵；水泵； 要求恒壓供水并采用計(jì)算機(jī)控制；要求恒壓供水并采用計(jì)算機(jī)控制； 變頻器或控制系統(tǒng)故障可由軟啟動器手動啟動變頻器或控制系統(tǒng)故障可由軟啟動器手動啟動各泵。各泵。2. 2.應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例（1 1）計(jì)算機(jī)監(jiān)控的內(nèi)容）計(jì)算機(jī)監(jiān)控的內(nèi)容 管網(wǎng)壓力、流量；管網(wǎng)壓力、流量； 泵的運(yùn)行狀態(tài)、閥啟閉狀態(tài)；泵的運(yùn)行狀態(tài)、閥啟閉狀態(tài)； 電動機(jī)溫度；電動機(jī)溫度； 各泵電動機(jī)電流、電壓、功率、功率因數(shù)；各泵電動機(jī)電流、電壓、功率、功率因數(shù)； 水質(zhì)參數(shù)：包括余氯、濁度、含鐵量、水質(zhì)參數(shù)：包括余氯、濁度、含鐵量、PHPH值等。值等。2. 2.應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例（2 2）方案框圖）方案框圖 本系統(tǒng)采用循環(huán)投切方式，備用系統(tǒng)用一軟啟本系統(tǒng)采用循環(huán)投切方式，備用系統(tǒng)用一軟啟動器和相關(guān)器件構(gòu)成，如動器和相關(guān)器件構(gòu)成，如圖圖2-62-6所示。所示。2. 2.應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例（2 2）方案框圖）方案框圖 上位上位PCPC機(jī)用于管理，用組態(tài)軟件構(gòu)成若干工藝機(jī)用于管理，用組態(tài)軟件構(gòu)成若干工藝流程圖，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并統(tǒng)計(jì)歷流程圖，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并統(tǒng)計(jì)歷史數(shù)據(jù)，打印統(tǒng)