变频调速技术在空压机恒压供气
变频调速技术在空压机恒压供气控制系统中的应用
职业：维修电工
指导教师：
作者：周少清
单位名称：深圳市水务（集团）有限公司东湖水厂完成时间：2002年12月1日
目录
1、前言 (1)
2、空压机加、卸载供气控制方式简介 (1)
3、加、卸载供气控制方式存在的问题 (2)
3．1能耗分析
3．2其它不足之处
4、恒压供气控制方案的提出 (4)
5、系统元器件的选配及系统的安装与调试 (5)
5．1元器件的选型
5．1．1变频器
5．1．2 PID智能控制器
5．1．3压力变送器
5．2系统的安装与调试
5．2．1安装
5．2．2空压机变频调速电气控制原理图
5．2．3变频调速控制系统接线图
5．2．4调试
6、使用效果对比 (8)
6．1测量仪表简介
6．2两种供气控制方式下的实测数据
6．3两种供气控制方式下能耗比较
6．3．1加、卸载控制方式下的能耗计算
6．3．2恒压供气控制方式下的能耗
6．4改造后的经济效益分析
7、几点说明 (11)
8、结束语 (12)
9、参考文献 (12)
附表1 加、卸载控制方式下压力、功率实测数据 (13)
附表2 恒压控制方式下变频输出的频率、功率实测数据 (13)
附图（1）空压机电气控制原理图 (14)
附图（2）空压机变频调速电气控制原理图 (15)
附图（3）变频调速控制系统接线图 (16)
附图（4）加、卸载控制方式下压缩机工作曲线图 (17)
论文题目：变频调速技术在空压机恒压供气控制系统中的应用
摘要：本文针对空压机常用的加、卸载供气控制方式存在的能耗高，进气阀易损坏等问题，提出了一个由压力变送器、P I D智能控制器和变频器等元器件组成的恒压供气控制系统的方案，并对该方案的节能潜力进行了定性分析。结合某净水厂的实践，详细介绍了该改造方案在一台螺杆式空压机的具体实施过程，并对其节能效果进行了实测验证。
关键词：空压机、变频调速、节能、恒压供气控制
1．前言
空压机在工业生产中有着广泛地应用。在供水行业中，它担负着为水厂所有气动元件，包括各种气动阀门，提供气源的职责。因此它运行的好坏直接影响水厂生产工艺。
空压机的种类有很多，但其供气控制方式几乎都是采用加、卸载控制方式。例如我厂使用的南京三达活塞式空压机、美国寿力螺杆压缩机和A t l a s螺杆式空压机都采用了这种控制方式。根据我们多年的运行经验，该供气控制方式虽然原理简单、操作简便，但存在能耗高，进气阀易损坏、供气压力不稳定等诸多问题。
随着社会的发展和进步，高效低耗的技术已愈来愈受到人们的关注。在空压机供气领域能否应用变频调速技术，节省电能同时改善空压机性能、提高供气品质就成为我们关心的一个话题。结合生产实际，我们选择了一台美国寿力L S-10型固定式螺杆空压机进行了研究。
2、空压机加、卸载供气控制方式简介
下面我们以美国寿力L S-10型固定式螺杆空压机电控原理图（如附图1所示）为例对加、卸载供气控制方式进行简单介绍。
S A1转至自动位置，按下起动按钮S B2，K M3和K M1线圈得电动作压缩机电机开始Y形起动；此时进气控制阀Y V1得电动作，控制气体从小储气罐中放出进入进气阀活塞腔，关闭进气阀，使压缩机从轻载开始起动。在起动过程中，卸载控制阀Y V4一直断电。当K T达到设定时间（一般为6秒后）其延时断开的动断触点断开，延时闭合的动合触点闭合，K M3线圈断电释放，K M2线圈得电动作，空压机电机从Y形自动改接成△形运行。即自动切换到满负荷状态。此时Y V1断电关闭，从储气罐放出的控制气被切断，进气阀全开，机组满载运行。（注：进气控制阀Y V1只在起动过程起作用，而卸载控制阀Y V4却在起动完毕后起作用。）
若所需气量低于额定排气量，排气压力上升，当超过设定的最小压力值P m i n（也称为加载压力）时，压力调节器动作，将控制气输送到进气阀，通过进气阀内的活塞，部分关闭进气阀，减少进气量，使供气与用气趋于平衡。控制系统将根据管线压力的需要，不断地来回调节供气量。当管线压力继续上升超过压力调节开关（S P4）设定的最大压力值P m a x（也称为卸载压力）时，压力调节开关跳开，电磁阀Y V4掉电。这样，控制气直接进入进气阀，将进气口完全关闭；同时，放空阀在控制气的作用下打开，将分离罐内压缩空气放掉。
当管线压力下降低于P m i n时，压力调节开关S P4复位（闭合），Y V4接通电源，这时通往进气阀和放空阀的控制气都被切断。这样进气阀重新全部打开，放空阀关闭，机组全负荷运行。
3、加、卸载供气控制方式存在的问题
3．1、能耗分析
我们知道，加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在P m i n~P m a x之间来回变化。P m i n是最低压力值，即能够保证用户正常工作的最低压力。一般情况下，P m a x、P m i n之间关系可以用下式来表示：
P max＝（1＋δ）P min (1)
δ是一个百分数，其数值大致在10%~25%之间。
而若采用变频调速技术可连续调节供气量的话，则可将管网压力始终维持在能满足供气的工作压力上，即P m i n附近。
由此可知，在加、卸载供气控制方式下的空压机较之变频系统控制下的空压机，所浪费的能量主要在两个部分：（1）压缩空气超过P m i n的压力所消耗的能量。
一方面，当气体进入空压机进行压缩时，在压力达到P m i n 后，原控制方式决定其压力会继续上升（直到P m a x）。从热力学角度看，气体压力的继续上升意味着气体被进一步压缩，这一过程中必将会向外界释放更多的热量，从而导致能量损失。
另一方面，高于P m i n的气体在进入气动元件前，其压力需要经过减压阀减压至接近P m i n。这一过程同样是一个耗能过程。
因此，气体压力超出P m i n使得在产气和用气过程中都会造成浪费能量。
（2）卸载时调节方法不合理所消耗的能量
通常情况下，当压力达到P m a x时，空压机通过如下方法来降压卸载：关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。
①、将分离罐中多余压缩空气放空时，多消耗的能量可以用下式表示：
△W=Ф·P·Q————（2）
Q即是被放掉的压缩空气流量，Ф为系数。
②、关闭进气阀使电机空转可以使空压机不需要再压缩气体作功，但空压机在空转中还是要带动螺杆做回转运动，据我们测算，此时空压机卸载时的能耗约占空压机满载运行时的10%~15%（这还是在卸载时间所占比例不大的情况下）。以我厂L S-10型美国寿力空压机为例，其电机为22K W、4极，电机型号为：L S286T S C-4。工频电源运行时，加载时间平均为270秒，卸载时间平均为30秒，加载和卸载时间比为9：1。换言之，该空压机10%的时间处于空载状态，在作无用功。
很明显在加卸载供气控制方式下，空压机电机存在很大的节能空间。
3．2、其它不足之处：
（1）靠机械方式调节进气阀，使供气量无法连续调节，当用气量不断变化时，供气压力不可避免地产生较大幅度的波动。用气精度达不到工艺要求。再加上频繁调节进气阀，会加速进气阀的磨损，增加维修量和维修成本。
（2）频繁采用打开和关闭放气阀，放气阀的耐用性得不到保障。
4、恒压供气控制方案的提出
针对原有供气控制方式存在的诸多问题，经过上述对比分析，本人认为可应用变频调速技术进行恒压供气控制。采用这一方案时，我们可以把管网压力作为控制对象，压力变送器Y B将储气罐的压力P转变为电信号送给P I D智能调节
器，与压力设定值P0作比较，并根据差值的大小按既定的P I D 控制模式进行运算，产生控制信号送变频调速器V V V F，通过变频器控制电机的工作频率与转速，从而使实际压力P始终接近设定压力P0。同时，该方案可增加工频与变频切换功能，并保留原有的控制和保护系统，
另外，采用该方案后，空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来启动，实现了软启动，避免了启动冲击电流和启动给空压机带来的机械冲击。
具体的控制系统流程图如图5所示：
图5 恒压供气控制系统流程图
5．系统元器件的选配及系统的安装与调试
5．1、元器件的选型
5．1．1、变频器
L S-10型固定式螺杆压缩机电机型号：L S286T S C-4，功率22K W，频率50H z，额定电压380V，额定电流42A，4极，转速1470r/m i n，我们选用一台“台达牌”V F D300B43A型变频器。因为L S-10型空压机是一种大转动惯量负载，因此选用加大一个级差的变频器（30K W）。
（1）、该变频器的主要参数：
输出：最大适用电机输出功率30K W，输出额定容量45.7K VA，输出额定电流60A，输出频率范围0.10~400H z，过载能力为额定输出电流的150%，运行60秒，最大输出电压对应输入电源。
输入：3相，380~460V A C，50/60H z，电压容许变动范围±10%，频率容许变动范围±5%。输入电流64A，采用强迫风冷。
（2）、该变频器的主要特点：
①采用了新一代电力元件I G B T作为驱动交流电动机的核心元件，应用高速微处理器实现正弦波脉宽调制（S P W M）技术，具有无传感器矢量控制及电压/频率（V/f）控制。
②配有R S-485接口，可与计算机联结，构成计算机监控、群控系统。
③自动转矩补偿。
④自动调整加减速时间。
⑤禁止电机反转。
⑥带过载（过热保护）。
5．1．2、P I D智能控制器
兰利牌P I D智能控制器一个，型号：A L808，单路输入、输出，输出为4~20m A模拟信号，测量精度0.2%，厂家：深圳市亚特克电子有限公司。
5．1．3、压力变送器
压力变送器一个型号：D G1300-B Z-A-2-2，量程：0~1M p a，输出4~20m A的模拟信号。精确度0.5%F S。厂家：广州森纳士压力仪器有限公司。
5．2系统的安装与调试
5．2．1安装
控制柜安装在空压机房内，与原控制柜分离，但与压缩机之间的主配线不要超过30m。控制回路的配线采用屏蔽双绞线，双绞线的节距在15m以下。另外控制柜上装有换气装置，变频器接地端子按规定不与动力接地混用，以上措施增强了系统的稳定性、可靠性。
5．2．2空压机变频调速电气控制原理图。见附图2
5．2．3变频调速控制系统接线图。见附图3
5．2．4调试
（1）、变频器功能设定：
00－09设定为00（V／f电压频率控制）
01—00最大操作频率：设定为50H z（对应最大电压380V）01－01最大频率：设定为50H z（等于电机额定频率）
01－07上限频率：设定为48H z
01－08下限频率：设定为40H z
01－09第一加速时间：设定为10S
01－10第一减速时间：设定为10S
02－00设定为02，即由外部4~20m A输入（A C I）
02－01设定为00（以减速制动方式停止）
02－04设定为01：禁止反转
02－07设定为00：A C I断线时减速至0H z
06－04设定为：150%（过载保护），其它功能遵照变频器出厂设定值。
（2）、P I D参数的整定
由于用于控制变频器，根据在不允许输出信号频繁变化的应用系统中应选择P I调节方式原则，因此只能采用P I调
节方式，以减少对变频器的冲击。
在对P I D进行参数整定的过程中，我们首先根据经验法，将比例带设定在70%，积分时间常数设定在60秒；为不影响生产，我们通过改变给定值的方法使压力给定值有个突变（相当于一个阶跃信号），然后观察响应过程（即压力变化过程）。经过多次调整，在比例带P=40%，积分时间常数T i=12秒时，我们观察到压力的响应过程较为理想。压力在给定值改变5分钟左右（约一个多周期）后，振幅在极小的范围内波动，对扰动反应达到了预期的效果。
（3）、调试中其他事项
从附图2可以看出，整套改造装置并不改变空压机原有控制原理，也就是说原空压机系统保护装置依然有效。并且工频/变频切换采用了电气及机械双重联锁，从而大大的提高了系统的安全、可靠性。
我们在调试过程中，将下限频率调至40H z，然后用红外线测温仪对空压机电机的温升及管路的油温进行了长时间、严格的监测，电机温升约3~6℃之间，属正常温升范围，油温基本无变化（以上数据均为以原有工频运行时相比较）。所以40H z下限频率运行对空压机机组的工作并无多大的影响。
经过一系列的反复调整，系统在40.5~42.5H z的频率范围内波动，基本稳定在41.2H z的频率范围。管线压力基本保持在0.62M p a的范围内，供气质量得到提高。改造后空压机的运行安全、可靠，同时达到了水厂用气的工艺要求。
6、使用效果对比
6．1测量仪表简介
名称：钳式电力计，型号：6600，功能：具有单相、三相
及三相四线的功率因数、有功功率、无功功率、视在功率、电流、电压等测量功能。
我们使用其有功功率、视在功率测量我们所需的数据。其量程为：0~99.9K W（K VA），精度为：±2.0%±0.05K W（K VA），分辨率为0.01K W(K VA)。
6.2两种供气控制方式下的实测数据
我们首先对加、卸载供气控制方式下的功率、压力随时间变化情况进行了实测，实测数据见附表1。其对应的变化曲线见附图4。
然后，在保证同等工况的前提下，我们将供气方式改为恒压供气控制方式；考虑到在P I D控制模式下，其压力调整过程中总会存在一定的超调量，故我们将压力值设定在0.62M p a （比原工作压力0.60M p a稍高）。经过一段时间后，我们注意到空压机的供气压力基本稳定在0.62M p a附近，变频器的频率基本稳定在41H Z左右。待稳定时间超过1小时后，我们对其频率、功率、压力变化情况进行实测，实测数据见附表2。
6.3两种供气控制方式下能耗比较
6.3.1加、卸载控制方式下的能耗计算
我们知道
W=P.t
其中，W—能耗，P—电机功率，t—时间
如附图4所示，我们将功率随时间变化的曲线对时间积分就可得到在上述试验时间段的能耗。这里我们采用近似的计算方法，把每小块梯形面积累加起来，就近似等于总能耗。即
W总=∑（P i+P i+1）*(t i+1-t i)/2
各时间段的能耗值见附表1。
需要说明的是，在压力卸载到0.6M p a时，空压机马上加载，这是个瞬间变化的过程，功率在瞬间有个突变，但这在试验阶段很难测准。为了减小误差，我们把0.6M p a下的功率分别设为两个值，一个为卸载值，一个为加载值。其中卸载值为卸载时的实测值，加载值按加载功率曲线反向延长得到。两者对应同一时刻。这样计算符合加、卸载功率连续变化的趋势。
另外，由于实测的第一个周期不完整，我们在计算总能耗时，选择了最后两个周期能耗累加（即从5分57秒到18分19秒）。累加值为：4.142K W h。对应的时间段为：12分23秒。据此，得：
平均功率为：20.07K W
6.3.2恒压供气控制方式下的能耗
我们将压力稳定后若干个时刻的功率进行平均，得到平均功率为：17.02K W。
6.4改造后的经济效益分析
①节电：每天按24小时运行
原控制方式下的用电量W1=20.07*24=481.68K W h
恒压控制方式下的用电量：W2=17.02×24=408.46K W h
每天节电量为：ΔW=W1－W2=73.22K W h
W1－W2 481.68-408.46
②节电率＝——————＝—————————＝15.2%
W1 481.68
③全年节省电费（按365天计算），我厂电费按0.7元/度计算：
0.7×73.22×365=18707元
设备改造投入资金28050元，则28050÷18707≈1.5年，即大
约1年6个月可收回投资。
其他优点：
①提高了电机的功率因数，减少了无功损耗。
②变频器采用软启动，所以减少了对电网及机械设备的冲击，延长了设备的使用寿命，降低了维修费用。
③避免了工频状态下因频繁加载、卸载所带来的进气阀、放空阀频繁开、闭，延长了进气阀、放空阀的寿命。原控制方式下进气阀和放空阀平均8000小时需更换一个。每年仅此一项可节省约3000元。
④系统采用了闭环控制，用气精度得到提高。
⑤具有故障检测、诊断、数据显示功能，可靠性提高。
⑥自动化程度高，维护方便，操作简单。
7、几点说明
（1）工频/变频切换所用的接触器必须具有电气和机械双重联锁，以避免变频器输出端与工频电源相联接，造成变频器的损坏。
（2）空压机电机是不能反转的，若反转会使空压机损坏，故试车前必须先对一次回路进行对相。
（3）下限频率≥40H z，转速过低，一方面将使压缩机的工作稳定性变差；另一方面，也使缸体润滑变差，导致缸体加速磨损。
（4）控制方式只需选用V/f控制。因为：（a）采用变频调速的重要目的之一是，轻载时提高电动机的效率，实现节能。而变频器的节能功能只有在V/f控制方式下才有效。（b）压缩机对各种参数的控制精度要求不高，故并无采用矢量控制的必要。
（5）恒压供气控制方式在原理上是可以类推到其他空压机机型，但具体工作需通过相应的试验加以验证。
8、结束语：变频调速技术应用在空压机恒压供气控制系统，不但能达到节能的目的，而且可以改善空压机的运行性能。经济效益明显，改造实践证明是切实可行的。在全面的技术经济分析论证的基础上，选用经济合理的改造方案，无疑是企业节能改造、挖潜，实现安全生产，增创效益的一条有效途径。恒压供气装置从工频运行改为变频运行的这一改造方案也许不是最好的或者说不是唯一的办法，但从改造后的运行效果来看，在自来水行业乃至其它行业应该会有一定的推广意义。
本人因水平和经验有限，加上写作时间较仓促，文中难免存在错漏和不足之处，在此恳请各位专家、教授及同行们批评指正。
9、参考文献
①张燕宾主编，《变频调速应用实践》，机械工业出版社，2000年12月
②吴忠智、黄立培、吴加林编著，《调速用变频器及配套设备选用指南》，机械工业出版社，2000年3月
③袁任光编著，《交流变频调速器选用手册》，广东科技出版社，2002年9月
④韩安荣主编，《通用变频器及其应用》，机械工业出版社，2000年
⑤《变频器世界》杂志，2002年第3期、第4期
⑥杨起行编，《电动单元组合仪表》，机械工业出版社，1982年10月
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附图4 加、卸载控制方式下压缩机工作曲线图
加、卸载供气控制方式下的功率变化曲线0510*******"
12"57"
4'06"5'35"5'57"6'01"6'24"
8'10''11'31''11'49''12'01''
12'11"13'0616'18"17'5818'19
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各种变频器恒压供水参数
安邦信AM300变频器供水参数表 F0.04=1 端子COM 与X1短接启动变频器 F0.02=30 加速时间 如启动过程中出现过流报警现象请加大此值 F0.03=30 减速时间 F0.05=5 PID 控制设定 闭环控制 F0.07=50 上限频率 F0.08=30 下限频率 F4.01=1 P 型机 F9.01= 键盘预置PID 给定 压力设定（100%对应压力表满量程）1Mpa （10公斤）压力 设定值40，则设定压力为4公斤 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。 安邦信G7-P7系列变频器供水参数表 F9= 给定压力值（0—50对应压力表压力） F10= 1：外部端子0（本机监视） 3：外部端子1（远程监视） F11=0 本机键盘/远控键盘 F17= 下限频率，休眠启动模式下为休眠频率 F76= 运行监视功能选择 0：C00输出频率/PID 反馈 1：C01参考频率/PID 给定 6：C06机械速度（PID 模式下变频器输出频率） F80=1 PID 闭环模式有效 F87=4 比例P 增益 F88=0.2积分时间常数Ti F114= 休眠时间，10秒，0表示休眠关闭 F115= 唤醒频率，唤醒压力，此值要低于给定的压力值（小于F9）。需根据现场情况自行调整 F116= 0：G 型机 1：P 型机 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。
变频恒压供水控制系统
变频恒压供水控制系统 发表时间：2019-01-08T16:21:17.107Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：蒋正锋[导读] （四川理工技师学院四川成都 611130） 1、系统构成 整个系统由一台PLC，一台变频器，水泵机组（3台），一个压力传感器，低压电器及一些辅助部件构成。 2、系统硬件设计 2.1.1 PLC选型 本系统选用FX2N-32MR型PLC。 2.1.2 接线及I/O分配 2.3 变频器选型及接线 2.3.1 变频器选型 根据设计的要求，本系统选用FR-A740系列变频器。 2.3.2变频器的接线 变频器端子 PLC端子功能 STF Y7 电机正转 FU X2 增泵、减泵 OL X3 增泵、减泵 2.6系统主电路设计 系统主电路接线 3 系统的软件设计 （1）自动运行部分 LD M8002 SET M0 LD X015 CJ P0 LD M0 AND X000 RST M0 SET M2 SET M7 SET M8 1）启动1#泵 按下启动按钮，系统检测采用那种运行模式。如果按钮SB7没按，则使用自动运行模式。变频启动1#水泵。 LD M2 AND X002 RST M2 SET M1 SET M4 2）启动1#，2#泵： 接收到变频器上限信号，PLC通过这个上限信号后将1#水泵由变频运行转为工频运行，KM1断开KM0吸合，同时KM3吸合变频启动第2#水泵。 LD M1 AND M4 AND X003 RST M1 RST M4 SET M2 3）启动1#泵： 接到下限信号就关闭KM3、KM0，吸合KM1，只剩1#水泵变频运行。 LD M1 AND M3 AND M6 AND X003 RST M6 RST M3 SET M4 4）启动1#，2#泵： 输出的下限信号使PLC关闭KM5、KM2，开启KM3，2#水泵变频启动。 LD M1 AND M4 AND X003 RST M4 RST M1 SET M2 5）启动1#泵： 接到下限信号关闭KM3、KM0，吸合KM1，只剩1#水泵变频运行。
变频恒压供水设备常见故障排除方法
问：为什么变频恒压供水设备系统压力不稳容易振荡 答：系统压力不稳，可能有以下几种原因： 1、压力传感器采集系统压力的位置不合理，压力采集点选取的离水泵出水口太近，管路压力受出水的流速影响太大。从而反馈给控制器的压力值忽高忽低，造成系统的振荡。 2、如果系统采用了气压罐的方式，而压力采集点选取在气压罐上，也可能造成系统的振荡。空气本身有一定的伸缩性，而且气体在水中的溶解度随压力的变化而变化，水泵直接出水的反馈压力和通过气体的反馈压力之间有一定的时间差，从而造成系统振荡。 3、控制器的加减速时间与水泵电机功率不相符。一般情况下，功率越大，其加减速时间也就越长。此项参数用户可多选几个数据进行调试。比如，15KW一般为10至20秒之间。 4、控制器和变频器的加减速时间不一致，控制器的加减速时间设定应大于或等于变频器加减速时间。 问：为什么变频恒压供水设备小泵频繁起停 答：此种情况是针对工频工作的小泵而言的。在系统之中，控制器的参数中第23、24项参数“小泵压力正、负误差”设定过小。在所有主泵都关闭以后，当系统的实际压力低于设定压力与小泵压力负误差之和时，小泵则起动。随着系统压力的上升，使得系统的实际压力高于设定压力与小泵压力正误差这两者之和时，小泵则被系统关闭。所以，解决问题的方法是将此项参数调高一定值即可。 问：为什么变频恒压供水设备在水泵切换时，变频器输出不为零 答：用户首先确定控制器给变频器的控制线是否全部接好。如果变频器没有滑行停车输入信号，则必须将变频器设定为自由滑行停车的工作模式。如果变频器有此信号输入则确保和控制器接好。然后，在水泵进行切换动作时，控制器会给变频器一个滑行停车信号，即EMG信号。如果EMG信号线没有接通，会直接导致变频器过载，此类现象要绝对禁止，否则，容易损坏变频器。如果接有EMG信号线，请仔细检查线是否接实。确定接实，没有线路故障后，再用万用表检查控制器的EMG是否有输出。如果当控制器处于切换时，EMG信号没有输出，则说明是控制器有故障.另外，不论控制器的变频器控制方式是何种类型，切换时均为滑行停止模式。 问：变频恒压供水设备模拟输出不正常，变频器运行频率与控制器输出不符，为什么答：首先，应确定是什么硬件出了问题。使控制器进入手动调试状态，分别用万用表量出控制器输出0Hz及50Hz时所对应的模拟量输出值。如果控制器的模拟输出值在0Hz时大于30mV，或在50Hz时小于控制器第10项参数定标的电压值(请确定模拟输出增益为100%)，则说明控制器输出存在问题。如果随着控制器的频率变化，输出一直保持不变，说明控制器的模拟输出电路损坏;如果模拟输出值也是变化的，但不能达到最大值，可通过调节模拟输出增益解决。其次，如果控制器的输出值正常，当控制器输出达到第10项参数定标的电压值时，变频器不能达到50Hz，说明是变频器的设定值存在问题，可调节变频器的频率增益解决。
国内外各种变频器恒压供水参数设置以及远传压力表接线.doc
如对你有帮助，请购买下载打赏，谢谢！ 安邦信AM300变频器供水参数表 F0.04=1 端子COM 与X1短接启动变频器 F0.02=30 加速时间 如启动过程中出现过流报警现象请加大此值 F0.03=30 减速时间 F0.05=5 PID 控制设定 闭环控制 F0.07=50 上限频率 F0.08=30 下限频率 F3.05=1 停机方式选择 自由停车 F4.00=1 P 型机 F9.01= 键盘预置PID 给定 压力设定（100%对应压力表满量程）1Mpa （10 公斤）压力设定值40，则设定压力为4公斤 F0.12=1 恢复出厂设置 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。 安邦信G7-P7系列变频器供水参数表 F9= 给定压力值（0—50对应压力表压力） F10= 1：外部端子0（本机监视） 3：外部端子1（远程监视） F11=0 本机键盘/远控键盘 F16=50 上限频率 F17= 下限频率，休眠启动模式下为休眠频率 F28=30 加速时间 F29=30 减速时间 F74=1 自由停车 F76= 运行监视功能选择 0：C00输出频率/PID 反馈 1：C01参考频率/PID 给定 6：C06机械速度（PID 模式下变频器输出频率） F80=1 PID 闭环模式有效 F87=4 比例P 增益 F88=0.2积分时间常数Ti F114= 休眠时间，10秒，0表示休眠关闭 F115= 唤醒频率，唤醒压力，此值要低于给定的压力值（小于F9）。需根据现场情况自行调整 F116= 0：G 型机 1：P 型机 F66=1 恢复出厂设置 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。 调试 在试运行时，可以先通过操作面板的上下键调一个比较小的值，比如10.0，然后通过端子运行，等压力稳定了，看变频器的运行情况，等运行正常后，看着远传压力表，这时候根据所需要的压力通过调节操作面板的上下键调节；调到所需要的压力；若压力不稳定，可通过调节参数F87（PID 的比例增益），参数F88（PID 的积分）使压力趋于稳定； 1、休眠功能的调试 1．1、进入休眠功能的调试：将变频器的压力设定值调到所需要的设定值，再把参数F76调成6，让变频器运行，在没有用户用水的情况下，看变频器的运行频率，把看到的频率值再给上稍微加个几HZ(如2HZ)设定到F17下限频率中；当变频器的运行频率小于下限频率时，再经过时间F114的延时，变频器进入休眠状态； 1．2、进入唤醒功能的调试：将变频器的压力设定值调到所需要的设定值，再把参数F76调成0，让变频器运行，看变频器的反馈压力值，把看到的反馈值再给稍微减去个点儿(如2)设定到F115唤醒压力中；当实际压力小于F115唤醒压力时，变频器进入运行状态； 欧陆EV500变频器PID 供水参数 参数设置： P0.00 设为1 P 机型 P0.02 面板运行时设为0，端子运行时设为1 P0.04 设为20 加速时间（根据机型设定）(秒) P0.05 设为20 减速时间（根据机型设定）（秒） P0.10 设为20 最小频率（Hz ） P0.11 设为50 最大频率（Hz ） P1.05 设为1 自由停止 P6.00 设为 1 PID 控制 P6.01 设为2 比例，积分控制 P6.02 设为 1 压力设定通道 1面板数字设定 P6.03 设为0 反馈通道选择 V1（0-10V ） P6.07 设为0.5 比例增益 P6.08 设为 1 积分时间常数 P6.15 设为0—F6.16 PID 睡眠频率 P6.16 设为F6.16—最大频率 PID 苏醒频率（设置范围为0-100压力百分数。例如，压力设定值d-08设为30，P6.16设为25，假设远程压力表为10公斤，则当压力降为2.5公斤时变频器苏醒） P6.18 设为 30 预置频率，开始运行频率（Hz ） P6.19 设为 10 预置频率运行时间（秒）（本变频器为使系统快速达到稳定状态，避免对管网的冲击，可先预置30 Hz 运行，10秒钟后在闭环运行） d-08 设定压力值（此值为百分比形式，例：压力表量程为1Mpa(10公斤)，如果想设定压力为3公斤，则此值应设为30） P0.13 1初始化动作 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。 日业SY3200供水参数 0017 PI 控制反馈值 0100=1 端子FWD 与COM 短接启动变频器 运行命令选择 0105=30 加速时间，如启动过程中出现过流报警现象请加大此值 0106=30 减速时间 0107=50 上限频率 （0211=1 停电后电压恢复后再自动启动） （0212=0.0 允许停电的最大时间） 0216=1 自由停止 变频器停止方式 0500=1 PID 闭环控制 0501=0 PI 调节误差极性（正极性，反馈值减小，PI 输出频率增加） 0502=0 PI 给定信号选择（数字给定） 0503= PI 数字给定值（0.0-100.0%） 压力设定（100%对应压力表满量程）1.0Mpa （10公斤）压力表设定值为40，则设定压力为4公斤 0504=2 PI 反馈信号（外部VF ） 0506=0.4 比例增益P 0507=6 积分增益TI 0509= PI 调节最小运行频率 1017 睡眠延时 0.0—600.0S 0.1S 0.0S 1018 唤醒差值 0.0—10.0% 0.1% 10.0% 1000 22恢复出厂值设定 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。 三肯变频器IPF （同SPF ）恒压供水参数(一拖一) 1=2 外部端子信号操作面板 7=50 上限频率 8=15 下限频率 55=50 增益频率 71=3 内置PID 控制模式 120=1 122=1 PID 控制比例增益 123=0.5 PID 控制积分增益
基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计
基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计 赵华军钟波 （广州铁路职业技术学院） 摘要：文章介绍一种基于三菱PLC 和变频器控制恒压供水系统，详细地介绍了硬件的构成和控制流程。系 统较好地解决高层建筑、工业等恒压供水需求。系统具有节能、工作可靠、自动控制程度高、经济易配置等优点。 关键词：变频器；PID；PLC；恒压供水 1 引言 目前，在城市供水系统中，还有很多高楼、生活 小区、边郊企业等采用高位水塔供水方式。这样，由 于用水量具有很大随机性，常常出现在用水高峰时供 水量很小甚至没有水用的问题；且采用高位水塔，很 容易造成自来水的二次污染问题。针对这一情况，本 文设计了一套基于变频器内置PID 功能的恒压供水 系统，采用了PLC 控制及交流变频调速技术对传统 水塔供水系统的技术改造。该系统根据用水量的变 化，经过压力传感器将水压变化情况反馈给系统，使 得系统能自动调节变频器输出频率，从而控制水泵转 速，调节输出数量，使得水量变化时可保持水压恒定； 可取代高位水塔或直接水泵加压供水方式，为城市供 水系统的建设提出了一条极具推广、应用的新途径[1]。 2 工作原理 本文采用的变频器是三菱FR-A540，该变频器内 置PID 控制功能；供水系统方案如图1 所示。 将通往用户供水管中的压力变化经传感器采集 到变频器，与变频器中的设定值进行比 较，根据变频器内置的PID 功能，进行数 据处理，将数据处理的结果以运行频率的 形式进行输出[2]。 当供水的压力低于设定压力，变频器 就会将运行频率升高，反之则降低，且可 根据压力变化的快慢进行差分调节。由于 本系统采取了负反馈，当压力在上升到接 近设定值时，反馈值接近设定值，偏差减小，PID 运算会自动减小执行量，从而降低变频器输 出频率的波动，进而稳定压力。 在水网中的用水量增大时，会出现“变频泵” 效率不够的情况，这时就需要增加水泵参与供水，通 过PLC 控制的交流接触器组负责水泵的切换工作； PLC 是通过检测变频器频率输出的上下限信号，来判 断变频器的工作频率，从而控制接触器组是否应该增 加或减小水泵的工作数量。
变频恒压供水控制系统设计
课程设计 课题名称变频恒压供水控制系统设计学院(部) 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师(签字)
14 / - 1 - 一、设计概述 变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。本课程设计为实现恒压供水功能而按照设计任务书要求完成设计任务。最终实现控制系统的自动稳定运行。 根据设计要求本系统采用西门子PLC300控制系统对变频器进行调速控制和系统输入输出信号的采集以及系统报警功能的实现。本系统内的电机调速由变频器来实现，通过PLC控制变频器和现场压力仪表检测的反馈信号来实现对电机的自动恒压控制功能。 二、设计任务 例如一楼宇供水系统，正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。本恒压供水系统，要求以1.0Mpa的恒定压力对用户进行供水。水泵有2台，由一台变频器驱动。PLC按照压力变送器（PIT）的信号，调节
变频器的输出，使水泵的转速变化，从而保证供水压力的恒定。两台水泵互为备份，可任意选择一台水泵处于变频模式或工频模式。控制系统原理如图1所示： 14 / - 2 - PLC 变频PIT 恒压供水变频控制系统原理图图1 系统设备选型三、 主要电气元件参数指标1，三相异步电动机水泵：35KW1.0Mpa 恒压设定点：，两线制，4-20mA电流输出压力变送器：0-1.6Mpa VVVF变频器变频器： 1）水泵（小时，35m3/根据设计要求水泵正常供水20m3/小时，最大供水量50 ，流量扬程45m扬程。参考相关资料选择型号为IS50-32-125(50m 的水泵即可满足要求。m3/小时) (2)远传压力表结合具体有数据读取表盘等优点，由于远传压力表具有价格低、14 / - 3 - 实际设计，故在此处选择其作为反馈信号。 四、系统控制要求 1、设两台水泵。一台工作，一台备用。正常工作时，始终有 一台水泵供水。当工作泵出现故障时，备用泵自投。 2、两台泵可以互换。 3、给定压力可调，压力控制点设在水泵处。 4、具有自动，手动工作方式，各种保护、报警装置。 5、用PLC为主要器件完成控制系统的设计。
恒压供水技术方案
恒压供水技术方案文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
恒压供水技术方案 一、综述 1、概述：以变频器为核心的自动给水设备已经成为当下现代高楼自动供水设备的核心 设备。可以取代传统的高位水箱、气压罐供水，避免水质的二次污染，具有节能、操作方便、自动化程度高的特点。变频调速恒压供水设备可在生产生活用水、锅炉恒压补水、供暖系统、空调系统、定压差循环水、消防用水等方面直接应用。 2、特点： （1）高效节能； （2）可取代高位水箱或者水池，减少土建投资，避免水质二次污染； （3）采用恒压供水，大大提高供水品质； （4）延迟设备使用寿命，采用变频恒压供水，启动方式是软启动，对机械、电气设备冲击小，可大大延迟设备使用寿命，特别是机械设备。 （5）控制系统可根据客户需求配置人机管理系统、中文提示、中文监控操作，极大方便了客户的操作使用和设备维修； （6）全自动控制，无需人工干预； （7）具有完善的保护功能，变频器保护、欠电压保护、过电压保护、短路保护、过载保护、过热保护、缺相保护。 3、适用范围 （1）适用于自来水厂及加压泵站； （2）适用于住宅小区、宾馆、饭店及其它大型公共建筑的生活供水； （3）适用于大中型工矿企业的生产生活用水； （4）适用于居民住宅小区、宾馆、饭店、大型公共建筑和各种工矿企业的消防供水、生产供水； （5）适用于工矿企业恒压、冷却水工会和循环供水系统； （6）适用于热水供水、采暖、空调、通风系统的供水； （7）适用于污水泵站、污水处理中的污水提升系统； （8）适用于农田排灌、园林喷洒、水景和音乐喷泉系统； 二、工作原理
恒压供水参数如何设置
英威腾CHF100系A列变频器，要求：PID恒压控制，压力保持2KG，用4-20mA电流反馈，控制线怎么接，参数如何设置 二线制接线：AI2、+24V, J16跳线到导流端子 参数设置： P0.01=1 (外部信号控制启动、停止，启动端子指令通道) P0.04=50 (上限频率) P0.05=10-20(下限频率) P0.07=6 (PID控制设定) P0.11=加速时间 P0.12=减速时间 电机参数电机功率额定电流等 P9.00=0 P9.01=40%（传感器压力量程0.6MPA） P9.02=1 P9.04=1.0KP(比例增益) P9.05＝o.5S(积分增益) (如果压力波动较大、适当调大) 适当调节比例增益和积分增益可调节压力变化的快慢
压力变送器选型要点： 1、变送器要测量什么样的压力：先确定系统中要确认测量压力的最大值，一般而言，需要选择一个具有比最大值还要大1.5倍左右的压力量程的变送器。这主要是在许多系统中，尤其是水压测量和加工处理中，有峰值和持续不规则的上下波动，这种瞬间的峰值能破坏压力传感器，持续的高压力值或稍微超出变送器的标定最大值会缩短传感器的寿命，然而，由于这样做会精度下降。于是，可以用一个缓冲器来降低压力毛刺，但这样会降低传感器的响应速度。所以在选择变送器时，要充分考虑压力范围，精度与其稳定性。 2、什么样的压力介质：我们要考虑的是压力变送器所测量的介质,黏性液体、泥浆会堵上压力接口，溶剂或有腐蚀性的物质会不会破坏变送吕中与这些介质直接接触的材料。以上这些因素将决定是否选择直接的隔离膜及直接与介质接触的材料。一般的压力变送器的接触介质部分的材质采用的是316不锈钢,如果你的介质对316不锈钢没有腐蚀性,那么基本上所有的压力变送器都适合你对介质压力的测量.如果你的介质对316不锈钢有腐蚀性，那么我们就要采用化学密封,这样不但起到可以测量介质的压力,也可以有效的阻止介质与压力变送器的接液部分的接触,从而起到保护压力变送器,延长了压力变送器的寿命. 3、变送器需要多大的精度：决定精度的有，非线性，迟滞性，机电商务网非重复性，温度、零点偏置刻度，温度的影响。但主要由非线性，迟滞性，非重复性，精度越高，价格也就越高。每一种电子式的测量计都会有精度误差的,但是由于各个国家所标的精度等级是不一样的,比如,中国和美国等国家标的精度是传感器在线性度最好的部分,也就是我们通常所说的测量范围的10%到90%之间的精度;而欧洲标的精度则是线性度最不好的部分,也就是我们通常所说的测量反的0到10%以及90%到100%之间的精度.如欧洲标的精度为1%,则在中国标的精度就为0.5%. 4、变送器的温度范围：通常一个变送器会标定两个温度范围，即正常操作的温度范围和温度可补偿的范围。正常操作温度范围是指变送器在工作状态下不被破坏的时候的温度范围，在超出温度补范围时，可能会达不到其应用的性能指标。温度补偿范围是一个比操作温度范围小的典型范围。在这个范围内工作，变送器肯定会达到其应有的性能指标。温度变从两方面影响着其输出，一是零点漂移；二是影响满量程输出。如：满量程的+/-X%/℃，读数的+/- X%/℃，在超出温度范围时满量程的+/-X%，在温度补偿范围内时读数的+/-X%，如果没有这些参数，会导至在使用中的不确定性。变送器输出的变化到度是由压力变化引起的，还是由温度变化引起的。温度影响是了解如何使用变送器时最复杂的一部分。 5、需要得到怎样的输出信号： mV 、V、 mA及频率输出数字输出，选择怎样的输出取决于多种因素，包括变送器与系统控制器或显示器间的距离，是否存在“噪声”或其他电子干扰信号。是否需要放大器，放大器的位置等。对于许多变送器和控制器间距离较短的OEM设备，采用mA输出的变送器最为经济而有效的解决方法，如果需要将输出信号放大，最好采用具有内置放大的变送器。对于远距离传输出或存在较强的电子干扰信号，最好采用mA级输出或频率输出。如果在RFI或EMI指标很高的环境中，除了要注意到要选择mA或频率输出外，还要考虑到特殊的保护或过滤器。(目前由于各种采集的需要,现在市场上压力变送器的输出信号
变频器恒压供水系统(多泵) (2).
目录 1 变频器恒压供水系统简介 (1) 1.1变频恒压供水系统理论分析 (1) 1.1.1变频恒压供水系统节能原理 (1) 1.1.2 变频恒压控制理论模型 (2) 1.2恒压供水控制系统构成 (3) 1.3 变频器恒压供水产生的背景和意义 (3) 2 变频恒压供水系统设计 (5) 2.1 设计任务及要求 (5) 2.2 系统主电路设计 (6) 2.3 系统工作过程 (6) 3 器件的选型及介绍 (8) 3.1 变频器简介 (8) 3.1.1 变频器的基本结构与分类 (8) 3.1.2 变频器的控制方式 (8) 3.2 变频器选型 (9) 3.2.1 变频器的控制方式 (9) 3.2.2 变频器容量的选择 (10) 3.2.3 变频器主电路外围设备选择 (12) 3.3 可编程控制器(PLC) (14) 3.3.1 PLC的定义及特点 (14) 3.3.2 PLC的工作原理 (15) 3.3.3 PLC及压力传感器的选择 (16) 4 PLC编程及变频器参数设置 (17) 4.1 PLC的I/O接线图 (17) 4.2 PLC程序 (17) 4.3 变频器参数的设置 (21) 4.3.1 参数复位 (21)
4.3.2 电机参数设置 (21) 总结 (22) 参考文献 (23)
1 变频器恒压供水系统简介 1.1变频恒压供水系统理论分析 1.1.1变频恒压供水系统节能原理 供水系统的基本特性和工作点扬程特性是以供水系统管路中的阀门开度不 变为前提，表明水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线f(Q)，如图1-1 所示。 图1-1供水系统的基本特征 由图可以看出，流量Q越大，扬程H越小。由于在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量的大小主要取决于用户的用水情况，因此，扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q(u)间的关系。而管阻特性是以水泵的转速不变为前提，表明阀门在某一开度下，扬程H与流量Q之间的关系H J (Qu )。管阻特性反映了水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图可知，在同一阀门开度下，扬程H越大，流量Q也越大。由于阀门开度的改变，实际上是改变了在某一扬程下，供水系统向用户的供水能力。因此，管阻特性所反映的是扬程与供水流量Qc之间的关系H f (Qc )。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的工作点，如图中A点。在这一点，用户的用水流量Qu和供水系统的供水流量Qc处于平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。图1-1供水系统的基本特征。 变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。通
变频恒压供水控制系统设计
课题名称变频恒压供水控制系统设计 学院(部) 电子与控制工程学院 专业电气工程及其自动化 班级 2011320401 学生阿不都热扎克·阿不都拉 _ 学号 06 月 23 日至 06 月 27 日共 1 周 指导教师(签字) 2011年 06 月 7 日
目录 摘要 (3) 一、设计容 (4) 二、设计要求 (4) 三、设计容 1、方案的确定 (5) 2、变频调速恒压供水系统简介及工作原理 (6) 3、水泵的容量计算 (8) 4、水泵/变频器/PLC的选择 (9) 5、变频器参数设定 (10) 6、PID控制器参数选择 (10) 7、PLC外部接线图的设计 (11) 8、主电路的设计 (12) 9、系统的工作原理 (12) 四、设计图纸 (13) 五、操作使用说明书 (14) 六、设计体会 (15) 七、主要参考资料 (16) 附录一/附录二 (17) 附录三 (18) 附录四 (19)
摘要 随着我国社会经济的不断发展，住房制度改革的不断深入，人民生活水平的不断提高，城区中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到小区住户的正常生活与工作，也直接体现了小区物业水平的高低。传统的恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水灯供水方式普遍不通话程度的存在效率低、可靠性差、自动化不高等缺点，难以满足当前经济生活的需要。 论文分析了采用变频调速方式实现恒压供水的工作机理，通过对PID模块的参数预置，利用远传压力表的水压反馈量，构成闭环调节系统，利用变频器与水泵的配合作用实现恒压供水且有效节能。 论文论述了多种供水方案的合理性，同时也指出各种方案存在的问题，通过对比比较给出了比较适合该系统的方案——PLC控制变频恒压供水。 关键字：恒压供水变频调速 PLC
变频器在空压机控制系统中的应用
变频器在空压机控制系统中的应用 摘要：空气压缩机的传统工作方式引发了能源的浪费，对生产造成了不良的影响。变频器在空压机控制系统中的使用解决了传统空压机控制系统运行中的问题和缺陷，节约了大量的电能。减少了设备维修的工作量，并能有效控制空气压缩机的输出压力，从而具有广泛的发展潜力。 关键词：变频器空压机控制系统应用空气压缩机将空气压进了储气罐中，是使机械保持一定压力的机械设备。在电解铝的生产 发展过程中，空气压缩机为各种机械气动的元件以及气动的机械设 备提供了气源，从而能在实际生产机械设备的运行过程中占据了重 要的位置。 1传统空压机控制系统问题传统空气压缩机（螺杆式空气压缩机）的工作方式是以进气阀为基础的开和关的控制形式，也就是压力达到上限时关阀，在空气压缩机进入轻载发展和运行阶段过程中，当空气压缩机内部压力值达到下限后，空气压缩机实现了满载运行。空气压缩机以加载和卸载的为运行方式，使压缩机气压在最大值和最小值之间往复变化，此时，压缩机的最小值是能够保证相应设备运行的最低压力值。而最大压力值则为设定的最大压力值。一般状况下压力值范围为 1.1~1.25。空气压缩机的加载和卸载的工作方式造成了一定的负面效果。下图为空压机
工作原理。 1.1气体压力的变化消耗了过多的能耗当空气压缩机内部空气压力超过了最小的下限压力值，空气压缩机将现时的压力上升到限定的最高压力值关闭阀门，而提升压力的过程需要电源为空气压缩机提供能量，当空气压缩机内部的压力值为最高的定额值时，可关闭空气压缩机的进气阀，于是空压机不再压缩气体进行做功。但空气压缩机仍旧带动螺杆进行回转运动，这一过程将消耗空压机满载运行中的10%~15%。 1.2减压阀造成的能源浪费空气压缩机在实际运行过程中应保证气动元件的额定气压保持在最小压力范围内，若是高于最小压力范围，那么应保证气体经过减压到接近空压机的最小压力值再进入气动元件，否则将造成能量的浪费。 1.3空气压缩机电动机容量闲置在一般状况下，空气压缩机的设计者往往只考虑空气压缩机能否满载运行，由此在设计中只对空气压缩机电动机的容量按照最大需求实现对相应参数的选择，然而在空气压缩机的现实运行和发展过程中，不仅满载运行占据一定的比重，轻载运行的比例也相当高，从而容易造成空压机电动机容量的限制，造成了能量的浪费。碰到此种情况，以往只是靠机械方式频繁地调节阀动作来对其进行调整，致使阀的磨损速度加快，无形中增加了维护成本并缩短设备的寿命。对于工频供电的情形，所需的启动电流冲击比较大，进而影响到电网电压和其它设备的正常运作，不利于管理和维护。
恒压供水系统中的几个参数
恒压供水系统中的几个参数1 兆帕与公斤 “1兆帕”是压强的单位 即1兆帕 1000000帕的。 一平方米的面积上受到的压力是一牛顿时所产生的压强为一帕斯卡 [1Pa=1N/(M×M)]。 而公斤力是力的单位 1公斤力 9.8牛顿。 这是两个不同概念的物理量 没法说“1兆帕等于多少公斤力”。 但彼此有一定的关系 要产生“1兆帕”的压强 需在1平方厘米的 面积上 施加的压力约是10公斤。 1公斤压力 0.098兆帕 所以:1兆帕 MPA)≈10.2公斤压力 KG/CM^2) 1MPa=10.197公斤/厘米2=101.97m水柱 可以让水升高101.97m。 2、变频器中PID的定义 PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下 可参照 温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s 压力P: P=30~70%,T=24~180s, 液位L: P=20~80%,T=60~300s, 流量L: P=40~100%,T=6~60s。 基本的PID算法 需要整定的系数是Kp 比例系数 ,Ki 积分系数 ,Kd 微分系数 三个。这三个参数对系统性能的影响如下 1 比例系数 Kp ①对动态性能的影响比例系数Kp加大 使系统的动作灵敏 速度 加快 Kp偏大 振荡次数加多 调节时间加长。当Kp太大时 系统 会趋于不稳定 若Kp太小 又会使系统的动作缓慢 ②对稳态性能的影响加大比例系数Kp 在系统稳定的情况下 可 以减小静差 提高控制精度 但是加大Kp只是减少静差 不能完全 消除。 2 积分系数 Ki ①对动态性能的影响积分系数Ki通常使系统的稳定性下降。Ki太 大 系统将不稳定 Ki偏大 振荡次数较多 Ki太小 对系统性能的 影响减少 而当Ki合适时 过渡特性比较理想 ②对稳态性能的影响积分系数能消除系统的静差 提高控制系统的 控制精度。但是若Ki太小时 积分作用太弱 以致不能减小静差。 3 微分系数 Kd 微分控制可以改善动态特性 如超调量减少 调节时间缩短 允许加 大比例控制 使静差减小 提高控制精度。但当Kd偏大或偏小时 超调量较大 调节时间较长 只有合适的时候 才可以得到比较满意的过渡过程。 对系数实行“先比例 后积分 再微分”的整定步骤。 1 首先只整定比例部分。即将比例系数由小到大 并观察相应的 系统响应 直到得到反应快 超调小的响应。 2 加入积分环节。整定时首先置积分系数Ki一个较小的值 并
PLC与变频器控制的自动恒压供水系统解析
PLC与变频器控制的自动恒压供水系统 1 系统简介 为改善生产环境，沱牌公司投资清洁水技改工程并建成一座日产水2.5万顿的供水系统，分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点，从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门，一部分则需通过加压泵输送到高位水池，而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里，高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决的。 鉴于以上特点，从技术可靠 和>'https://www.sodocs.net/doc/e09296393.html,/jingjilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>经济实用角度综合考虑，我们设计了用PLC控制与变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统，同时通过主水管线压力传递 较>'https://www.sodocs.net/doc/e09296393.html,/jingjilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的。 2 系统方案 系统主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的变频器、施耐德公司的软启动器、电机保护器、数据采集及其辅助设备组成（见图1）。 2.1 抽水泵系统 整个抽水泵系统有150KW深井泵电机四台，90KW深井泵电机两台，采用变频器循环工作方式，六台电机均可设置在变频方式下工作。采用一台 150KW和一台90KW的软起动150KW和90KW的电机。当变频器工作在50HZ，管网压力仍然低于系统设定的下限时，软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行，当压力达到高限时，自动停掉工频运行电机。一次主电路接线示意图见图2所示。
全自动变频调速恒压变压供水设备
全自动变频调速恒压变压供水设备 一、概述 在改革开放形势下，随着国民经济的发展，能源已经成为制约国民经济发展的重要因素，节约用能、合理用能是经济发展的重要指标，采用高新科技提高供水系统的效率，足今后供水技术和设备的必然发展方向。 通常的气压供水装置，为保证系统的正常工作，气压罐内的压力，必须具有高出实际用水高度的“上限压力”，以维持调节水量所必须的压差，结果足增大了水泵的功率，加之在运行过程中电机启动频繁，启动电流大，所以在电能消耗方面是不合理的。为了更好的节省电能，提高运行效率，我公司经过大量的调查研究，在采用国际先进的一一交流电动机变频变压调速器的基础上，成功开发了BTS型电脑控制自动恒压供水装置系列产品。该产品打破了目前国内气压罐传统供水方式，采用变速泵、恒速泵供水。它通过电脑控制系统，根据用户实际用水量自动调节，根据变速泵的特性，当用水量减少到某一定值时，附属气压罐系统开始工作，以便更有效的节省电能。这种供水系统是目前世界各国采用的最经济的供水方式，节能效果显著。 BTS型供水装置配有微型电脑，功能齐全，保护性能可靠，操作方便，自动化程度高，更易实现无人管理运行。它比现在通用的气压供水设备有更多的优点，不仅实现了在耗能最低的条件下，满足用水点的水量和水压要求，而且占地面积小，调试方便，安装工程时间短，降低了供水工程投资。 二、节能原理 供水装置的水泵在运行过程中，有恒速和变速两种方式，均可按供水用户的要求进行流量调节。恒速运行时，一般采用节流调节，这种方式的缺点是效率低、能耗大。变速运行时在运行过程中改变水泵转速，从而调节输出流量以适应用水量的变化，并可保证管网压力恒定，水泵始终在高效率的工况下工作。用水量减少时，水泵降低转速运行。由于水泵的轴功率与转速的三次方成正比。转速下降时，轴功率下降极大，故变速调节流量在提高机械效率和减少能耗方面足最为经济合理的。 轴功率与转速关系式：
螺杆空气压缩机变频节能改造
空压机变频与SMART智能集中控制节能改造方案 一、概况 目前在我国各工矿企业运行着大量的螺杆空气压缩机,而这些设备往往都是企业的耗电大户。根据我们对设计院所的了解和对用户的实际调查,这些大功率的耗能系统实际运行效率普遍较低,总体仅为50%～70%左右,这主要是由于两个方面的原因造成的: (1)设计院所和用户在选型时往往考虑较大裕量,一般都在30%以上,这就使螺杆空压机实际运行时经常处于关闭进气的低负荷运行状态,从而降低了运行效率; 2)普通螺杆空气压缩机都是处于恒速运转状态,而实际生产中的气量需求却经常处于变动状态,当用户用气量减小时,压缩机组只能通过全部或部分关闭进气来进行调节,这样,压缩机组就会经常处于空运转、部分负荷(高压比状态)和满负荷交替运行的低效率状态,从而造成大量的能源浪费。 3）大多数工矿企业根据自己生产用气量配备多台中小型的压缩机，而这压缩机都采用独立运行同时进行对生产并联供气，而生产用气量是根据各压缩机自己进行加载和减载进行排气量的调节，理想化的是所运行的整个压缩机系统的排气量满足生产线最大生产负荷用气量，实际上这个理想化是很难实现的，一般的是用户当看到启动的压缩机长期处于加载状态，而排气量不能满足生产需要，就再由人工启动一台压缩机，这样就可能造成所有运行的压缩机不同程度的进行频繁加载和减载，使能大量电能浪费。 因此,螺杆空气压缩机的运行节能问题主要表现为排气量的调节问题,而压缩机的排气量与压缩机的转速成正比关系,所以,归根到底螺杆空气压缩机的
节能问题就是：第一，压缩机所配电机的调速问题。目前,中小型交流异步电机的最佳调速方式为变频调速方式。第二，多台压缩机供气并联运行采用的是人工启动和停止，而很多厂矿企业都没有配备专门的压缩机操作人员来精心操作，都是启动压缩机后只要排气量满足生产就不管了，所以多台空压机运行下，我们根据生产线用气量对压缩机采用SMART智能集中优化启动操作方式。 二、系统改造方案 1、设备情况 目前整个厂的供气压缩机为三台：1#配备电机75KW的压缩机一台、2#配备电机55KW一台、3#配备电机37KW一台。一般的两开一备，正常情况下，75KW 的空压机和37KW的空压机是长期运行的，对生产线供气。 2、改造思想 1）我们根据配备电机75KW的空压机电机功率大小进行加装变频器系统，保持原压缩机的工频系统，真正实现空压机变频-工频转换，也就是说当变频系统出现故障时候，可以人工切换到工频系统运行，这样可以保证生产的正常进行。 2）所加装的变频系统为一拖二控制，也就是说1#配备电机75KW的压缩机和2#配备电机55KW空压机都为变频系统控制；当1#为变频驱动时候，2#只能为工频运行，反之，当2#为变频器驱动时候，1#只能在工频下运行。 3）由于压缩机供气出口配备了储气罐，所以生产线实际供气的压力主要以储气罐里压力为基准。我们在储气罐上装一压力传感器来检测系统供气压力指示和调节，其压力量程为1MP,传感器精度：0.1%。 4）三台压缩机进行我们设计的SMART智能集中控制操作系统，本系统控制模式采用两种，一种是节能模式，另外一种是轮换模式，所谓节能模式就是主
变频恒压供水系统与PID调节器参数的选择解读
变频恒压供水系统与PID调节器参数的选择解读
顺德职业技术学院学报 Journal of Shunde Polytechnic 收稿日期 :2011-08-03作者简介 :张 琳 (1978— ,女,黑龙江省佳木斯市人,讲师,硕士,研究方向:电子、自动控制、通信与信息系统。 变频恒压供水系统与 PID 调节器参数的选择 张 琳 (天津滨海职业学院 机电系 , 天津 300451 摘要 :介绍基于爱默生 TD2100变频器 (内置 PID 调节器 组成的变频恒压供水系 统 , 其主要用于高层楼宇的供水 , 系统由变频器、压力传感器等组成 , 具有优良的节能作用和稳定可靠的运行效果。 关键词 :变频器 ; PID 调节器 ; 恒压供水中图分类号 :TP214; TM921.51 文献标志码 :B 文章编号 :1672-6138(2011 04-0007-03 DOI :10.3969/j.issn.1672-6138.2011.04.003 科技与应用
Vol. 9No. 4Oct. 2011 变频恒压供水系统是现代建筑中普遍采用的一种水 处理系统,随着变频调速技术的发展和人们节能意识的 不断增强,变频恒压供水系统的节能特性使得其越来越广泛应用于住宅小区、 高层建筑的生活及消防供水系统。本文介绍了基于爱默生 TD 2100变频器 (内置PI D 调节器组成的变频恒压供水系统,为达到系统最佳的动稳态性能,如何选择 PI D 调节器的参数。 1变频恒压供水系统组成 该系统由压力传感器、变频器、供水泵组、供水 管路等组成,系统主要设备采用爱默生 TD 2100供水专用变频器 , 内置 PI 调节器和电机专用控制芯片 D SP+CPLD +M CU ,无需配置 PLC 或供水控制器,即可实现多种常用供水控制专用功能。控制结构如图 1所示。 爱默生 TD 2100变频器功能强大 [1],比较适用于简单的恒压、 恒流供水系统的水泵变频调速控制。该变频器 可灵活编程设定给定信号与反馈信号的类型及比率, PI D 等闭环控制参数,渐变频率启泵与停泵的渐变延时 时间,最大、最小工作频率及其他运行参数,具有很强 的设备超限运行及安全保证功能等等。 变频器的基本运行工作参数如下:F 05=50;最大输出频率:50H z; F 06=50;基本运行频率 50H z; F 07=380;最大输出电压:380V ; F 10=10;加速时间 10s; F 11=10;减速时间 10s; F 12=50;上限频率 50H z; F 13=25;下限频率 25H z; F 24=1;运行方式:普通供水 PI闭环; F 25=1;供水模式:1表示先起先停的 2台变频循环泵控制方式;
变频恒压供水系统
供水系统方案图
变频恒压供水系统构成及工作原理 1系统的构成 图3-1 系统原理图 如图3-1所示，整个系统由三台水泵，一台变频调速器，一台PLC和一个压力传感器及若干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵协调工作以满足供水需要；变频供水系统中检测管路压力的压力传感器，
一般采用电阻式传感器(反馈0～5V电压信号)或压力变送器(反馈4～20mA电流)；变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。 从原理框图，我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、以及报警装置等部分组成。 (1)执行机构 执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，图2.3中的3个水泵分为二种类型: 调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。 恒速泵:水泵运行只在工频状态，速度恒定。它们用于在用水量增大而调速泵的最大供水能力不足时，对供水量进行定量的补充。 (2)信号检测 在系统控制过程中，需要检测的信号包括自来水出水水压信号和报警信号: ①水压信号:它反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。 ②报警信号:它反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有异常。该信号为开关量信号。 (3)控制系统 供水控制系统一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。 ①供水控制器:它是整个变频恒压供水控制系统的核心。供水控制器直接对系统中的工况、压力、报警信号进行采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，通过变频调速器和接触器对执行机构(即水