¿Aplicación de un convertidor de frecuencia especial en un dispositivo de suministro de agua a presión constante?
1. Revisión
Generalmente, se estipula que la presión del agua de las redes de tuberías urbanas solo puede garantizar el suministro de agua para los edificios debajo del sexto piso. La presión del agua de otros pisos superiores debe. "mejorarse" para satisfacer las necesidades de agua. En el pasado, se utilizaban principalmente torres de agua tradicionales, tanques de agua de alto nivel o equipos de presurización de tanques a presión, pero todos eran "elevados" por la bomba de agua a una presión superior a la altura real del agua, lo que aumentaba la potencia del eje y Pérdida de energía de la bomba de agua.
Desde la llegada de los convertidores de frecuencia universales, la tecnología de regulación de velocidad de frecuencia variable se ha utilizado ampliamente en diversos campos. La tecnología de regulación de velocidad de conversión de frecuencia se ha utilizado ampliamente en diversos campos. Con las ventajas del ahorro de energía, la seguridad y el suministro de agua de alta calidad, el nivel de equipamiento técnico de la industria de suministro de agua de mi país ha experimentado un salto desde principios de los años 1990. El sistema de regulación de velocidad del suministro de agua a presión constante realiza una regulación continua de la velocidad del motor de la bomba de agua, ajusta automáticamente los parámetros operativos del sistema de acuerdo con los cambios en el consumo de agua y mantiene una presión de agua constante para satisfacer la demanda de agua cuando cambia el consumo de agua. Actualmente es el sistema de suministro de agua que ahorra energía más avanzado y razonable. Se ha desarrollado mucho en aplicaciones prácticas. Con el rápido desarrollo de la tecnología de la electrónica de potencia, las funciones de los convertidores de frecuencia son cada vez más potentes. Aprovechar al máximo las funciones integradas del convertidor de frecuencia es de gran importancia para el diseño racional de la regulación de velocidad de frecuencia variable y del equipo de suministro de agua a presión constante, reduciendo costos y garantizando la calidad del producto.
En comparación con las torres de agua, los tanques de agua de alto nivel y los métodos de suministro de agua neumáticos anteriores, el nuevo método de suministro de agua tiene ventajas incomparables en términos de inversión en equipos, economía operativa, estabilidad del sistema, confiabilidad y automatización. , el efecto de ahorro de energía es significativo. Estas ventajas del sistema de regulación de velocidad del suministro de agua a presión constante han atraído gran atención de casi todos los fabricantes de equipos de suministro de agua domésticos, y han seguido invirtiendo en la investigación, el desarrollo y la producción de este producto de alta tecnología.
Actualmente, los productos se están desarrollando hacia la alta confiabilidad, el control total por microcomputadora digital y la serialización de múltiples variedades. La búsqueda de una alta inteligencia y estandarización en serie es una tendencia inevitable para que los equipos de suministro de agua cumplan con los requisitos de la futura construcción urbana, edificios inteligentes, despacho de suministro de agua en red y planificación general.
En tan solo unos años, el sistema de suministro de agua de velocidad variable y presión constante ha experimentado un proceso de desarrollo gradual. El primer sistema de bomba única, velocidad variable y presión constante fue reemplazado gradualmente por uno múltiple. -sistema de bomba. Aunque el diseño del sistema del producto de una sola bomba es simple y confiable, debido a la profunda regulación de velocidad del motor de una sola bomba, la eficiencia operativa de la bomba de agua y el motor es baja, mientras que la inversión en el producto de bombas múltiples es más económica y la La eficiencia operativa es alta. La práctica ha demostrado ser el diseño del sistema óptimo y se ha convertido en un producto líder.
2. Control de conversión de frecuencia modo de control de suministro de agua a presión constante
Como todos sabemos, el consumo de energía de una bomba de agua es proporcional al cubo de la velocidad. Es decir, n = k3n: el consumo de energía de la bomba de agua; n: la velocidad de la bomba de agua cuando está funcionando; k es el coeficiente proporcional. La bomba de agua está diseñada para funcionar a frecuencia eléctrica, pero el caudal es pequeño la mayor parte del tiempo, excepto en las horas pico. Dado que el nombre adopta tecnología de conversión de frecuencia y tecnología de control por microcomputadora, la velocidad de funcionamiento de la bomba de agua puede cambiar con el cambio del caudal, logrando en última instancia el propósito de ahorrar energía. La práctica ha demostrado que el uso de equipos de conversión de frecuencia puede reducir la velocidad operativa promedio de las bombas de agua en un 20% en comparación con la velocidad de frecuencia eléctrica, reduciendo así en gran medida el consumo de energía y la tasa de ahorro de energía puede alcanzar entre el 20% y el 40%.
En la actualidad, los gabinetes de control eléctrico de equipos de suministro de agua producidos por fabricantes nacionales, a excepción del método de control de contactor de relé relativamente atrasado, se dividen aproximadamente en las siguientes cuatro categorías:
Lógica electrónica modo de control de circuito:
p>Este tipo de bucle de control es difícil de lograr un arranque suave completo y un ajuste de conversión de frecuencia de flujo total de la unidad de bomba de agua. A menudo, una bomba está fija a frecuencia variable y las otras bombas están a frecuencia industrial. Por lo tanto, la precisión del control es baja, la presión del agua fluctúa mucho cuando se enciende la bomba de agua, la depuración es problemática, el arranque de la bomba de frecuencia eléctrica se ve afectado y la capacidad antiinterferencias es débil. Pero el costo es menor.
Modo de control de circuito de un solo chip:
Este circuito de control es mejor que el circuito lógico, pero es problemático depurar cuando se trata de diferentes redes de tuberías y diferentes condiciones de suministro de agua. A menudo no es fácil modificar el circuito al agregar funciones. Flexible e inconveniente. La fiabilidad y la capacidad antiinterferente del circuito no son muy altas.
Modo de control de bucle PID y/o PLC:
El propósito de este inversor es proporcionar potencia de frecuencia variable al motor para lograr una regulación continua de la velocidad del motor, haciendo así que el tubo La presión del agua en la red cambia continuamente. La tarea del sensor es detectar la presión del agua en la red de tuberías. La unidad de ajuste de presión proporciona al sistema un valor de presión de agua esperado que satisface las necesidades del usuario. Después de que la señal de ajuste de presión y la señal de retroalimentación de presión ingresan al controlador programable, el programa de control PID dentro del controlador programable las calcula y las envía al convertidor de frecuencia como una señal de control de velocidad. Otra forma es enviar la señal de ajuste de presión y la señal de retroalimentación de presión al regulador de bucle PID. El regulador de bucle PID realizará cálculos en el regulador y los introducirá en el convertidor de frecuencia como señal de control de velocidad.
Dado que la señal de control de velocidad del convertidor de frecuencia la proporciona un controlador programable o un regulador de bucle PID, es necesario tener una interfaz de entrada analógica y una interfaz de salida analógica para que el controlador programable pueda realizar momento. Dado que los controladores programables con interfaces de entrada/salida analógicas son muy caros, esto prácticamente aumenta el costo de los equipos de suministro de agua. Si se utiliza un controlador programable con entrada analógica/salida digital, se debe conectar una placa de modulación PWM al puerto de salida digital del controlador programable. Esto no solo reducirá el costo de convertir la salida de señal digital del controlador programable en el controlador. , pero también se agregará cableado y equipos adicionales, reduciendo la confiabilidad de todo el equipo. Si utiliza un controlador programable con entrada/salida de conmutación y un regulador de bucle PID, el costo es similar al de un controlador programable con entrada/salida analógica. Por lo tanto, en la regulación de velocidad de conversión de frecuencia y los equipos de control de suministro de agua a presión constante, la generación y salida de señales de control PID se han convertido en un vínculo clave para reducir el costo de los equipos de suministro de agua.
Nuevos equipos de suministro de agua de frecuencia variable:
En respuesta a las deficiencias de los equipos tradicionales de suministro de agua de frecuencia variable, muchos fabricantes nacionales y extranjeros han lanzado una serie de nuevos productos en los últimos años, como TD 2100; la tarjeta de conmutación de bomba Altivar58 de Schneider; la serie SAMCO-I de ABB; espere un minuto. Estos productos integran las funciones de reguladores PID y controladores programables simples en convertidores de frecuencia para formar nuevos convertidores de frecuencia con varias macros de aplicación. Dado que la operación PID está dentro del convertidor de frecuencia, se guarda la capacidad de almacenamiento del controlador programable y se guardan los requisitos para la capacidad de almacenamiento del controlador programable y la programación del algoritmo PID. Además, la depuración en línea de los parámetros PID es muy sencilla, lo que no solo reduce los costos de producción, sino que también mejora en gran medida la eficiencia de la producción. Dado que el regulador PID dentro del convertidor de frecuencia adopta un algoritmo de optimización, el ajuste de la presión del agua es muy suave y estable. Al mismo tiempo, para garantizar la precisión de la señal de retroalimentación de la presión del agua, se puede configurar la constante de tiempo del filtro en la señal y la señal de retroalimentación también se puede convertir, lo que hace que la depuración del sistema sea muy simple y conveniente. El precio de este tipo de inversor es sólo ligeramente superior al de los inversores normales, pero sus funciones son mucho mejores. Por lo tanto, el equipo de suministro de agua a presión constante producido por el inversor con función PID incorporada reduce los costos del equipo, mejora la eficiencia de producción y ahorra tiempo de instalación y depuración. Cuando se cumplan los requisitos del proceso, se debe dar prioridad.
3. Funciones del convertidor de frecuencia especial para suministro de agua
Convertidor de frecuencia especial para suministro de agua = convertidor de frecuencia ordinario PLC, que es un sistema que integra el control del suministro de agua y la gestión del suministro de agua. Regulador PID incorporado para suministro de agua, solo se necesita un sensor de presión para formar un sistema de control de circuito cerrado de suministro de agua. La señal de presión del agua devuelta por el sensor se envía directamente al puerto de entrada del regulador PID del convertidor de frecuencia. El ajuste de presión se puede configurar mediante el teclado del convertidor de frecuencia o un potenciómetro analógico. Se pueden configurar múltiples etapas de operación de presión todos los días para satisfacer las necesidades de presión del suministro de agua. También puede configurar la presión diaria del suministro de agua que debe especificarse. También puede configurar controles de presión de suministro de agua diarios específicos. El panel puede mostrar directamente el valor de retroalimentación de presión (Mpa).
El sistema dispone de dos modos básicos de suministro de agua: modo de bomba de frecuencia fija y modo de circulación de bomba variable. El método de fijación de bombas de conversión de frecuencia puede controlar hasta 7 bombas y se pueden seleccionar dos secuencias de cierre de bombas: "primero encendido, luego apagado" y "primero encendido, luego apagado" (aplicable a ocasiones en las que no se utiliza la capacidad de la bomba). El modo de circulación de la bomba de conversión de frecuencia puede controlar hasta 4 bombas, y el sistema apaga las bombas en el orden de "primero encendido, luego apagado". La configuración flexible de bombas convencionales, bombas contra incendios, bombas para aguas residuales y bombas lavaojos facilita la automatización completa del suministro de agua en la sala de bombas. La bomba de trabajo y la bomba de respaldo no están fijas y pueden girar automáticamente a intervalos regulares. Puede prevenir eficazmente la oxidación de la bomba de repuesto cuando no se utiliza durante mucho tiempo, mejorar la tasa de utilización integral del equipo y reducir los costos de mantenimiento. La función de acumulación automática de horas de trabajo facilita el análisis del ahorro energético y el mantenimiento del estado de los equipos.
Cuando el suministro de agua disminuye drásticamente durante la noche, puede especificar fácilmente la hora de inicio y finalización del trabajo diario con los ojos cerrados y establecer el valor de presión dado con los ojos cerrados. Durante el período de descanso, solo funciona la bomba de descanso y el convertidor de frecuencia solo monitorea la presión de la red de tuberías. Cuando la presión es inferior a la presión establecida, el sistema se activa automáticamente. Cuando la bomba de frecuencia variable se pone en funcionamiento, cuando la presión es superior al valor establecido, el sistema vuelve a entrar en estado inactivo y solo funciona la bomba inactiva. De esta manera se puede ahorrar al máximo agua y electricidad. Tiene una función de apagado programado y se apagará automáticamente cuando el usuario no utilice agua. Función de salida de bomba defectuosa Cuando la bomba está dañada, la bomba defectuosa dejará de funcionar automáticamente. La señal de incendio tiene una interfaz de entrada externa. Cuando llega una alarma de incendio o una señal de incendio, el sistema puede cambiar automáticamente al modo de incendio. Hay una variedad de modos de trabajo de protección contra incendios para elegir, principalmente dependiendo de si se utilizan las redes de tuberías domésticas y de protección contra incendios, y si se utiliza el tanque de entrada de agua. También hay una función de inspección automática para las bombas contra incendios y se pueden configurar ciclos de inspección regulares.
Utilizando la función de comunicación se puede lograr el control de la red. Facilita la automatización y gestión de edificios.
Además, hay algunas funciones, como la función de control de la bomba de aguas residuales, detección y control del nivel de agua del tanque de entrada de agua, función de protección contra sobretensión/subtensión de la red de tuberías, control de diferencia de temperatura y diferencia de presión, marcación telefónica automática. caso de falla (cuando falla el sistema de suministro de agua o el convertidor de frecuencia, la interfaz de comunicación serial RS232C incorporada se conecta al dispositivo MÓDEM externo, el número de teléfono preestablecido y la información se activan automáticamente y se notifica a tiempo al personal de mantenimiento del equipo para procesamiento correspondiente, que puede realizar fácilmente la sala de bombas sin supervisión).
Se puede ver que el convertidor de frecuencia especial para suministro de agua es potente y puede cumplir con varios esquemas de control del sistema de suministro de agua. Si se agrega un PLD pequeño, se pueden cumplir requisitos de procesos más complejos.
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