恒压供水设备中变频器的调试方法
2021-10-14 来自: 环保水圈 浏览次数:1099
恒压供水设备,是在内部增加了一台附属小泵功能,在用水量不超过小泵出水量时由附属小泵供水保压,当用水量超过小泵出水量时,通过压力传感器感知管内流体压力下降时,经分析运算后,微电脑控制器再根据运算结果输出信号给变频器,由变频器控制变频主泵运行并根据用水量调节水泵台数,从而大幅度地节约电能和节水。
1、工作原理
恒压供水设备采用气压式供水。利用密封罐体,利用罐内高压气水压力达到供水目的。具体工作顺序是由水泵将水通过逆止阀压入罐体,使罐内气体受到压缩,压力逐渐加大。当压力达到指定上限,电接点压力表通过控制柜使泵机自动停止。设备中的水压高于外界管网压力,自动送水至供水管网。当罐体内水位下降,罐内气体膨涨压力减小到指定的下限位置时,电接点压力表通过控制柜使水泵重新启动。如此反复,使设备不停供水。当罐内气体不足时,补气阀可自动补气。
2、产品特点
(1)节电可达百分之五十五;
(2)对多台泵组均能可靠的实现软启动交替运行,大大延长设备的使用寿命;
(3)具体缺相,欠压,过压,过流,过载,短路,过热,失速等各种自动保护功能;
(5)采用数字PID调节,恒压精度高,水压波动小;
(6)可实现恒压变量和变压变量等多种工况的要求。
3、应用范围
可应用于任何自来水压不足的情况:
新建、扩建和改造的住宅楼、住宅小区、办公楼。宾馆、饭馆等。学校、部队、机关、集体宿舍等用水比较密集场合。工厂、加压泵站、开发区等大流量几种供水。
二、变频器
变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。
1、兆帕与公斤
“1兆帕”是压强的单位,即1兆帕=一百万帕。
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,所以不存在“1兆帕等于多少公斤力”的比较方法。
但二者具有一定的关系: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)。
2、变频器中PID的定义
PID控制器参数的工程整定。
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。
3、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。
4、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。
5、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,并将第(1)步中整定的比例系数略为缩小(例如缩小为原值的0.8倍),然后加大Ki,使在保持系统良好动态性能的情况下,静差得到消除。在此过程中,可根据响应的好坏反复改变比例系数与积分系数。
(3)若使用比例积分调节器消除了静差,但动态过程经反复调整仍不能满意,则可加入微分环节。在整定时,可先置微分系数为0,在第 一步的基础上,加大Kd,同时相应地改变比例系数和积分时间。
p值设置越大,静差越小,跟踪越快,但容易出现超调震荡现象,i的值设置越大,跟踪就越慢,在实际使用中,以系统稳定和跟踪速度达到工艺要求为准,即在水泵恒压供水系统中,压力稳定为基准。
不过以上PID定义仅了解一下即可,实际小项目中的变频器PID参数不用更改(出厂默认值)也可实现功能。
设置变频器时,只要知道PID需要反馈量和给定量即可。反馈量即是压力的实时信号(在管道上的远传压力表---电阻式,或者是三线或两线的压力传感器。给定量即要求达到我压力值(可以在变频器的键盘上设或者用外置电位器)。