Регулирование давления воды частотным преобразователем

Установку частотного преобразователя следует производить строго по инструкции. Особенно это важно для силовой части. Входные клеммы должны быть подключены только к фазам питающей сети, заземление к контуру заземления, а выходные клеммы – только к питаемому электродвигателю.

После установки и подключения частотного преобразователя производится его настройка. По причине существования большого числа параметров, настройка частотного преобразователя частично выполняется уже на заводе, для того двигателя, с которым ему предназначено работать. Стандарт тут, как правило, 1500 об/мин и мощность, указанная в паспорте преобразователя. Рассмотрим процедуру на примере двух преобразователей небольшой мощности.

Hyundai N700

В этом примере пусть требуется управлять мотором с пульта преобразователя: включение, выключение и регулировка оборотов (частоты вращения, зависящей от рабочей частоты). Информацию про частотник этой модели, найдете здесь.

После подачи питания выбираем режим программирования, нажатием клавиши FUNC. Дисплей переходит в режим выбора функций. Клавишами со стрелками прокручиваем список функций (параметров), до тех пор, пока не появится та, значение которой мы хотим изменить. Повторное нажатие FUNC переключает редактор в режим установки значения параметров. Теперь стрелки работают на выбор требуемого значения. Прокрутив дисплей до требуемого значения, нажимаем кнопку STR. Автоматически попадаем на уровень выше и можем выбирать другую функцию. Повторное нажатие FUNC приведет к выходу в рабочий режим.

Сделаем настройки:

• A01 = 0          – частота вращения управляется с пульта клавишами
• A02 = 0          – двигатель запускается с пульта
• A03 = 50        – основная частота
• A04 = 50        – максимальная частота

Преобразователь будет работать от кнопок Run (запуск)  и Stop (остановка). Во время работы на дисплее будет отображаться частота выходного напряжения. Частоту можно настраивать клавишами со стрелками, если выбрана функция F01.

Если двигатель работает и обороты регулируются, то можно настраивать контур обратной связи, если такой имеется и требуется его использование. В этом случае к клеммам аналогового входа подключается датчик сигнала обратной связи (например, давления), параметр A01 = 1. Все остальное зависит от конкретной конфигурации оборудования и требований к его работе.

Danfoss VLT HVAC

Этот тип частотного преобразователя имеет “мастер” (утилиту настройки) который облегчает подготовку двигателя к эксплуатации. При первом подключении включении двигателя, до подачи на него напряжения, на дисплее отображается ряд вопросов, на которые потребитель должен дать ответ при помощи выбора вариантов, прокручивая их кнопками направления. Необходимо подтвердить рабочую частоту сети; вид подключения двигателя: треугольник (delta), или звезда (grid); тип двигателя: асинхронный, синхронный.

Дальнейшие вопросы мастер предлагает в зависимости от типа выбранного двигателя. Для асинхронного двигателя надо указать его мощность, рабочее напряжение, частоту, ток, номинальную скорость – это все его паспортные, а не рабочие данные. Затем устанавливаются параметры скорости (лимиты) и разгона преобразователя частоты. После этого мастер спрашивает, нужна ли функция подхвата: “Active Flying start?” (для асинхронного двигателя), и т.д.

Убедившись, что включение преобразователя частоты в работу происходит нормально, то можно настраивать обратную связь, если это предусмотрено технологией оборудования, на которой двигатель будет эксплуатироваться.

Когда настройка преобразователя частоты производится для замкнутого контура регулирования, нужно выбрать другой мастер, тогда в меню Configuration Mode должен быть выбран параметр Closed Loop. (Дальше можно выбрать среди прочего источник сигнала обратной связи Feedback 1 Source и источник опорного сигнала Reference 2 Source. Это токовые входы 4-20 мА.)

При настройке контура обратной связи заданием является опорный сигнал (Reference) относительно которого работает компаратор контура. В зависимости от того, какую природу имеет управляющий сигнал (ток или напряжение) выбираются единицы измерения и устанавливаются пределы регулирования. Очень важно не ошибиться со знаком обратной связи – от этого будет зависеть реакция привода на сигнал ошибки. При “нормальном” регулировании сигнал обратной связи отрицательный и привод стабилизируется (в подавляющем большинстве применений требуется именно это), а при “инверсном” он ведет себя противоположным образом – либо идет “вразнос”, либо “сваливается”. Для управления скоростью этих процессов предназначены временные фильтры.

Также можно использовать ПИ регулятор преобразователя частоты и настроить привод под имеющуюся в механизме динамику. Пропорциональный коэффициент увеличивает быстродействие регулятора, однако, может привести к появлению колебаний скорости (рывков), которые даже могут оказаться незатухающими. То же самое происходит при уменьшении времени интегрирования. Оба параметра, по той причине, что динамика системы крайне редко поддается расчету, приходится подбирать опытным путем. (Лучше делать это методом половинного деления, так можно быстрее всего найти оптимальную точку на плоскости координат. Между прочим, оптимальные значения параметров ПИ-регулятора сами могут быть функцией какого-то состояния механизма).

настройка ПИД регулирование частотного преобразователя13.03.2019

Частотные приводы используются ввиду возможности снижения энергопотребления, а также для плавной регулировки скорости вращения асинхронных двигателей. Чем ниже частота вращения, тем меньше электрической энергии будет потреблять насос. Частотники позволяют продлить срок службы технологическому оборудованию.Описание работы насосных станций на основе частотного регулирования Частотные приводы обеспечивают электронное бесступенчатое регулирование электродвигателем насосных и вентиляционных установок. Они рассчитаны на меняющиеся условия эксплуатации оборудования и зависят от параметров производственного процесса. Регулирование осуществляется с помощью интеллектуальных устройств, входящих в систему контроля технологического режима работы установки. Программа составлена на основе сигналов управления от датчиков.

Структура насосной станции: • преобразователь частоты; • программируемый логический контроллер; • интерфейс блока; • панель управления; • защитные стартовые регуляторы; • щитовое оборудование. Конструктивно насосная станция представляет собой металлический шкаф в настенном или напольном исполнении с дверью на лицевой стороне. Шкаф оснащен центральным замком, дополнительными аксессуарами и индикаторами. Конструкция станции управления обеспечивает беспрепятственный доступ ко всем основным кабельным соединениям во время установки и ремонта. Ввод кабелей может быть расположен либо в верхней, либо нижней части шкафа. То же касается входящих сигналов датчиков.Основные характеристики: • высококачественные шкафы изготовляются из нержавеющей или листовой стали с защитным покрытием для максимальной стойкости; • оборудование должно соответствовать действующим правилам безопасности и нормам.Принцип работы частотно регулируемых насосных станций При запуске насосного оборудования могут возникнуть скачки напряжения тока в сети, приводящие к помехам. К тому же возможны гидроудары и, как следствие, механические поломки оборудования. 

Решением проблемы станет задействование частотного преобразователя в схеме насосного привода и датчиков в сети водопровода. Сигнал подаётся на вход частотника, который должен быть настроенным в режиме работы с обратной связью. При изменении расхода воды преобразователь частоты получает сигнал от датчика и регулирует скорость вращения вала двигателя. Применение частотника с обратной связью по скорости позволяет компенсировать скольжение и стабилизировать скорость вращения вне зависимости от нагрузки.

Существуют различные варианты размещения и подключения элементов рабочей схемы: подключение датчика обратной связи от внутреннего либо от внешнего источника питания.Станция управления выполняет следующие функции: • плавный пуск путем управления частотой вращения мотора с помощью ручного регулятора; • поддержание технических показателей на заданном уровне; • механическая передача для подачи электропитания в случае отказа стартера; • запуск двигателя и контроль за приводной системой оператором; • автоматический запуск и остановка двигателя; • сигнализация и аварийная остановка двигателя посредством системы автоуправления; • насосный блок дистанционного управления через интерфейс RS 485 по одному из стандартных протоколов передачи данных внешним получателям.Перечислим существующие виды режимов работы: • плавный разгон электрического двигателя; • поддержание заданной частоты вращения, нагрузки, крутящего момента вала двигателя; • контролируемый мягкий останов мотора; • контроль исполнительных механизмов промышленного оборудования с помощью дискретных или аналоговых датчиков; • аварийная остановка группы электродвигателей с постепенным отключением каждого агрегата в режиме динамического торможения; • аварийная остановка электрических двигателей в режиме свободного хода; • дистанционное обесточивание оборудования.Алгоритм работы частотного преобразователя  По полученному сигналу преобразователь заводит насосный мотор. Пользователь может сам регулировать время разгона двигателя. За счёт плавности снижается воздействие гидравлических нагрузок. При достижении определённой величины частотник замедляет разгон и начинает поддерживать заданную частоту вращения. Если расход воды станет увеличиваться, преобразователю придётся повышать производительность насоса, чтобы нарастить давление. Когда уровень давления в гидравлическом баке падает ниже порогового значения срабатывает реле. Установка имеет также защиту от сбоев и помех.

Для минимизации влияния шумов на работу частотника и электродвигателя в структурную схему частотного преобразователя включают фильтр, защищающий: • от высокочастотных помех; • от наводимых электрооборудованием разрядов. О возникновении последних подаёт сигнал контроллер. Для снижения воздействия помех также применяется экранизация проводки между электродвигателем и выходными клеммами преобразовательного устройства. Экономическая эффективность использования преобразователей частоты в системах регулирования давления и расхода воды  Шкаф управления (ШУ) водно-погружным насосом предназначен для сетей водоснабжения малых городов, поселков и сел. Датчики, кабели питания и управления обычно не входят в стандартный объем поставки и могут быть упакованы по требованию заказчика в соответствии с опросным листом. ШУ оснащен частотником, принцип действия которого основан на регулировании скорости вращения двигателя насоса в соответствии с уровнем давления. Он поддерживает заданные параметры в системе водоснабжения независимо от интенсивности накачки воды. 

В случае если на водозаборе есть несколько артезианских скважин в непосредственной близости друг от друга, то частотник в ШУ обеспечит плавный пуск и регулирование скорости вращения всех используемых насосов. Включение/выключение дополнительных насосов происходит автоматически для поддержания заданных параметров сети водоснабжения, когда расход воды изменяется. ШУ обеспечивает возможность управления агрегатами с пульта оператора, находящегося в диспетчерском центре. Расход воды регулируется с помощью системы АСУ ТП, которая обеспечивает мониторинг и контроль работы. Связь с диспетчерским центром осуществляется по сети. Частотник ШУ обеспечивает более высокое энергосбережение по сравнению с традиционными методами водопроводной сети регулирования давления. Он также обеспечивает все необходимые виды защиты установки.Применение частотника в поддержании постоянного давления водоснабжения Важно подобрать такое оборудование системы водоснабжения, которое будет эффективно справляться с конкретной задачей. К насосному оборудованию относятся шкаф управления, датчики давления и насос. Принципиальная электрическая схема ШУ включает в себя автоматический выключатель, преобразователь частоты, контактор, промежуточное реле и т. д. Частотный преобразователь при использовании внутренних ПИД предназначен для регулирования выходной частоты, поддержания постоянного давления в сети водоснабжения.Наладка технологического оборудования включает в себя решение задач:  • ёмкость резервуара должна быть больше, чем самая крупная поставка воды за час; • выбор приборов и схем для преобразователей частоты определяется в зависимости от вида поставки воды и технического задания; • контроль связи с помощью программируемых аналоговых входов и выходов; • функция защиты сети и оборудования от перенапряжения и недонапряжения; • защита от перегрева и короткого замыкания; • заземление.Особенностями применения частотника является:  • компактная структура;  • простота установки. Применение частотного преобразователя при использовании внутренних ПИД позволяет значительно сэкономить время отладки, уменьшить ошибки в работе.Область применения частотных преобразователей  Согласно технологическим требованиям частотники предназначены для широкого спектра отраслей промышленности и применяются к различным типам нагрузок, в том числе насосным. Типичное использование выражается в поддержании постоянного давления центрального водоснабжения. Для решения специальных задач применяются оптимизированные системы. 

Циркуляционный насос — одна из главных составляющих системы отопления и горячего водоснабжения, в основе которых лежит циркуляция воды. Для электрического циркуляционного насоса применяются в основном трёхфазные электродвигатели переменного тока или дизельные агрегаты. Приводные устройства могут быть использованы для горячего водоснабжения, где в реальной эксплуатации имеют место перепады давления. Последние определяются разницей между давлением прямой и обратно подачей горячей воды. Существуют нормы минимального перепада давлений в конце теплосети.Частотные преобразователи также широко используются: • на промышленных предприятиях, на гидротехнических сооружениях, в противопожарных схемах; • для поддержания постоянной величины или перепада давления охлаждающей воды в технологических системах; • в насосных станциях очистки сточных вод и канализации; • для аграрного полива и дренажа; • в садах, водоемах и системе музыкальных фонтанов; • для водоснабжения гостиниц и крупных общественных зданий; • для водоснабжения сельского хозяйства с большими орошаемыми площадями сельхозугодий. Заключение Регулирование давления с помощью частотника по сигналу датчика давления помогает управлять производительностью насосных агрегатов. Автоматическое управление осуществляется путем изменения частоты вращения насоса в зависимости от разницы заданного и фактического давлений в напорном трубопроводе. Частотники продлевают срок службы электрических насосов. Кроме того, благодаря частотному регулированию агрегаты имеют низкий уровень шума. ЭНЕРГОПУСК представляет порядка 14 производителей преобразователей частоты для насосов и другого технологического оборудования. Частотники для воды

Остались вопросы? Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Преимущества регистрацииВы сможете:

• Приобретать оборудование со скидкой сразу после регистрации
• Совершать покупки намного быстрее и удобнее
• Следить за выполнением заказов
• Смотреть историю своих заказов, получать рекомендации
• Получить накопительную систему скидок на все оборудование
• Участвовать в акциях
• Получать первыми информацию о новых товарах и услугах
• Видеть документы по отгрузкам
• Получать консультации у специалиста, прикрепленного к вашей компании

Получите доступ ко всем предложениямВойдите под своим логином или пройдите легкую процедуру регистрации и получите доступ ко всем горячим предложениям

1. Внешнее оборудование

1.1.Автоматический выключатель (или быстродействующие предохранители). Применение обязательно в соответствие с требованиями руководства по эксплуатации (РЭ) VFD-CP2000. 1.2. Сетевой и моторный дроссель. Необходимость применения в соответствие с требованиями и рекомендациями РЭ. 1.3. Датчик давления. Двухпроводный датчик с питанием 24В DC и выходом 4…20мА, например, MBS1700.

Схема подключения частотного преобразователя CP2000 с датчиком давления

2.Пробный пуск (без обратной связи) преобразователя частоты

Примечание: В данной инструкции подразумевается, что все не указанные здесь параметры должны иметь заводские значения. Иначе, предварительно выполните сброс на заводские настройки (00-02 = 9).

2.1. Выполните подключение преобразователя в соответствие с вышеприведенной схемой. Удостоверьтесь в правильности подключения и подайте на частотник питание. Убедитесь, что привод готов к работе (светится светодиод STOP и FWD, а на дисплее показание F 60.00 (или 50.00) Гц.) С помощью кнопок MENU и ENTER войдите в меню программирования параметров и проверьте, что параметры Pr.01-01, Pr.01-02, Pr.05-01, Pr.05-02, Pr.05-03, Pr.05-04 имеют значения, соответствующие параметрам подключенного двигателя (значения параметров двигателя приведены на его паспортной табличке или в документации), в случае необходимости скорректируйте. Выйдите из режима программирования параметров (кнопкой ESC) и установите частоту, например, F 30.00 Гц. Кнопками ⇑ ⇓ установить курсор напротив строки F и нажать ENTER. Младший разряд задания частоты начнет мигать. Кнопками в‡ђ в‡’ выбрать нужный разряд, кнопками ⇑ ⇓ установить его значение. После всех установок нажать ESC. Задание частоты перестанет мигать.

2.2. Нажатием кнопки RUN запустите двигатель, при этом светодиод, расположенный над этой кнопкой должен начать светиться. Для остановки двигателя нажмите кнопку STOP. Индикаторы состояния будут отображать выбранный режим работы частотника.

2.3. Проконтролируйте ток нагрузки преобразователя (индикация Axx.xx. Нажать кнопку ⇑, при этом на верхней строке дисплея появится индикация тока (строка А)). Проконтролируйте давление с помощью внешнего манометра (если имеется). Если двигатель вращается в обратную сторону, то остановите привод кнопкой STOP, снимите с ПЧ питание и поменяйте местами две фазы моторного кабеля (клеммы U, V, W).

2.4. Если привод не вышел на заданную частоту или отключился, запишите код отключения , выполните действия описанные в главе «Информация об ошибках» РЭ или обратитесь к поставщику за консультацией.

2.5. Если пробный пуск прошел успешно, остановите привод кнопкой STOP и переходите к процедуре настройки и пуска частотного преобразователя с обратной связью.

3. Рабочий пуск привода (с обратной связью).

3.2.Снимите с преобразователя напряжение питания и через 1 мин. подайте вновь. Установите заданное давление (например, F2.00 bar) и запустите привод кнопкой RUN.

3.3. Контролируйте выходной давление в системе (по манометру или на дисплее ПЧ «b XX.XX bar»). Если на дисплее появилось какое-либо сообщение об ошибке, и привод отключился, запишите код отключения, выполните действия, описанные в главе 9 РЭ, или обратитесь к поставщику за консультацией.

3.4. Если привод работает, но слишком медленно выходит на заданное значение, то увеличьте пропорциональный коэффициент ПИД-регулятора (параметр 08-01), но при слишком больших значениях возможно перерегулирование и автоколебания.

3.5. Если привод не выходит на заданное давление, т.е. сохраняется статическая погрешность, то увеличьте интегральный коэффициент ПИД-регулятора (параметр 08-02), но при слишком больших значениях возможно перерегулирование и снижение быстродействие системы. Подробнее о настройке ПИД-регулятора см. в РЭ.

4.Прочее

4.2. При необходимости пуска привода одновременно с подачей сетевого напряжения нужно установить следующие параметры: 00-31=1, 02-35=1, — и установить перемычку (выключатель) между клеммами FWD и DCM преобразователя. Данный режим пуска не рекомендуется применять при необходимости частых пусков привода (чаще 1 раза в час), т.к. это может привести к повреждению преобразователя частоты.

4.3. Для реализации косвенной защиты от сухого хода нужно настроить параметры: 08-09=1, 08-13=10-50, 08-14=10-20 сек.

4.4. При необходимости реализации других режимов работы частотного преобразователя см. РЭ или обращайтесь к поставщику за консультацией.

5.Пояснения по настройке частотного преобразователя для работы в режиме многодвигательного управления насосами с переменным мастером

5.1. В этом режиме частотник CP2000 может управлять от 1 до 4 двигателей, последовательно разгоняя их и подключая напрямую к сети, если выходная частота преобразователя достигла значения, указанного в параметре 12-06 и держится в течение времени задержки переключения (параметр 12-05). Параметр 12-03 определяет задержку для подключения следующего двигателя к ПЧ. Ниже показаны диаграммы работы данного режима.

5.3.На нижеприведенном рис. показан пример подключения 4-х электродвигателей (R6AA – опциональная плата релейных выходов, которая заказывается отдельно).

Используемые источники:

• http://chistotnik.ru/nastrojka-chastotnogo-preobrazovatelya.html
• https://epusk.ru/articles/nasosy/regulirovanie-davleniya-vody-ch/
• http://www.intechnics.ru/nastroyka-preobrazovatelya-delta-cp2000.html