變頻控制柜功能原理
時(shí)間：2012/9/14 來源：浙江揚(yáng)子江泵業(yè)有限公司
一、變頻控制柜產(chǎn)品概述：
變頻控制柜采用PLC可編程序控制器，對(duì)泵組及其它設(shè)備進(jìn)行人機(jī)界面，輔以計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行智能控制，對(duì)電機(jī)、水泵及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化空中樓閣，可以進(jìn)行消防泵定期自動(dòng)巡檢、解決消防泵咬死問題、變頻切泵、消除水錘效應(yīng)、報(bào)警及消防控制中心聯(lián)控等諸多功能。采用瑞士ABB公司變頻器或其它知名品牌變頻器、智能控制器、壓力傳感器及水泵組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。變頻控制柜能自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速和運(yùn)行臺(tái)數(shù)，使供水管網(wǎng)的壓力保持設(shè)定的壓力和所需流量，從而達(dá)到提高供水品質(zhì)和高效節(jié)能的目的。 以系統(tǒng)管網(wǎng)的瞬時(shí)變化的壓力為穩(wěn)定參數(shù)（比較定位）通過微機(jī)控制變頻器的輸出頻率。自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)水壓的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，從而保證管忘網(wǎng)的末端的壓力恒定，使整個(gè)供水系統(tǒng)持續(xù)高效運(yùn)行。當(dāng)用水量增大時(shí)，變頻器輸出頻率就大，水泵轉(zhuǎn)速加快，供水量增大、用水量減少時(shí)，變頻器輸出頻率變小，水泵轉(zhuǎn)速減慢、供水量減小、保證用戶對(duì)水的壓力和流量的需要。
二、變頻控制柜功能如下：
1.控制柜開啟后，第一臺(tái)水泵變頻運(yùn)行，當(dāng)滿足不了實(shí)際需要時(shí)，該水泵自動(dòng)切換到工頻運(yùn)行，第二臺(tái)水泵自動(dòng)投入變頻運(yùn)行，當(dāng)仍然不能滿足時(shí)，第二臺(tái)水泵也自動(dòng)切換到工頻運(yùn)行，第三臺(tái)水泵投入變頻運(yùn)行。當(dāng)實(shí)際用水量減少時(shí)，第一臺(tái)泵因?yàn)橄乳_始運(yùn)行，該水泵自動(dòng)退出運(yùn)行；當(dāng)用水量繼續(xù)減少時(shí)，第二臺(tái)水泵自動(dòng)退出運(yùn)行；當(dāng)只有單臺(tái)大泵運(yùn)行，而且用水量很少時(shí)，自動(dòng)切換到穩(wěn)壓泵變頻運(yùn)行。當(dāng)穩(wěn)壓泵滿足不了供水需要時(shí)，則穩(wěn)壓泵自動(dòng)退出運(yùn)行，大泵自動(dòng)投入運(yùn)行。
2.具有定時(shí)自動(dòng)切換功能：當(dāng)水泵運(yùn)行一定時(shí)間后（該時(shí)間可以自由設(shè)定），則自動(dòng)切換到下一臺(tái)水泵工作，避免長(zhǎng)期運(yùn)行損耗，也避免長(zhǎng)期不工作銹死。
3.具有故障自動(dòng)切換功能：當(dāng)某一臺(tái)泵出現(xiàn)故障，則下一臺(tái)泵自動(dòng)投入運(yùn)行，不會(huì)影響系統(tǒng)供水。
4.完善的保護(hù)功能：控制柜具有完善的保護(hù)功能，可以在水泵電機(jī)出現(xiàn)缺相、短路、接地、欠壓、過流、過壓、過熱、過載等故障時(shí)均能準(zhǔn)確報(bào)警。
完善的容錯(cuò)功能：控制柜具有自動(dòng)變頻、手動(dòng)變頻和手動(dòng)工頻功能，可以大程度上保證供水，即使變頻器和可編程序控制器全部損壞，仍然可以讓水泵工頻運(yùn)行，保證供水。
三、變頻控制柜產(chǎn)品特點(diǎn)：
1、選用國(guó)際名牌變頻器，可編程控制器及名牌低壓電器；
2、數(shù)字PID調(diào)節(jié)，鍵盤操作、數(shù)字顯示、全自動(dòng)運(yùn)行無人值守；
3、電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明了、思路清晰，便于故障分析、維修；
4、變頻調(diào)節(jié)，有效避免了“水錘”現(xiàn)象。
5、變頻器和控制器的編程與設(shè)定方便簡(jiǎn)單，容易掌握。
6、性能優(yōu)良、控制方式靈活、抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠；
7、管網(wǎng)壓力恒定無沖擊，自動(dòng) / 手動(dòng)切換控制；
8、通訊串行口能和計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)直接控制。
9、供水壓力穩(wěn)定，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，能自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力和設(shè)定壓力的差值，使系統(tǒng)壓力保持恒定。
10、自動(dòng)狀態(tài)下，水泵電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。對(duì)電網(wǎng)和管網(wǎng)無沖擊，大大延長(zhǎng)水泵、電機(jī)、管道系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)的使用壽命；
11、手動(dòng)、自動(dòng)控制功能設(shè)置，可保證設(shè)備的安全連續(xù)運(yùn)行；
12、控制程序化、可根據(jù)用戶的要求實(shí)現(xiàn)多種控制方式。如：定時(shí)開關(guān)系統(tǒng)、消防聯(lián)動(dòng)、不流量和零流量自動(dòng)關(guān)機(jī)睡眠，上位機(jī)集中管理等；
13、多臺(tái)泵可循環(huán)交替運(yùn)行，均衡各臺(tái)泵的平均工作時(shí)間延長(zhǎng)水泵的使用壽命，從而避免備用泵的長(zhǎng)期不運(yùn)行而銹蝕，保證火警發(fā)生時(shí)水泵能順利投入運(yùn)行；
14、基本控制功能強(qiáng)大，可選擇附加功能豐富。如：定時(shí)開關(guān)系統(tǒng)，水泵自動(dòng)軟換工作。小流量和零流量用水時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)睡眠、遠(yuǎn)程控制，就地控制柜。
15、完善的保護(hù)功能，具有短路、過流、過壓、過熱、過載等多種保護(hù)，水泵運(yùn)行如有故障，自動(dòng)停止工作并報(bào)警輸出；系統(tǒng)具有自檢、故障判斷、故障記憶、故障顯示、自動(dòng)起動(dòng)備用泵等功能。
16、采用PLC可編程序控制器，對(duì)泵組及其它設(shè)備進(jìn)行人機(jī)界面，輔以計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行智能控制。
四、變頻控制柜功能原理：
1、控制模式
（1）一用一備：控制1#、2#兩臺(tái)水泵，自動(dòng)時(shí)，可工作于“1#主2#備”，或“2#主1#備”，兩種狀態(tài)，當(dāng)主用泵發(fā)生故障時(shí)，備用泵將自動(dòng)投入工作，“手動(dòng)”起動(dòng)時(shí)用面板操作按鈕控制。如用戶要求增加“”兩用模式（即兩臺(tái)泵可同時(shí)用，）請(qǐng)訂貨時(shí)詳細(xì)說明。
（2） 二用一備：控制1#、2#、3#備三臺(tái)水泵，可工作于“1#、2#主3#備”或“2#、3#主1#備”或“1#、3#主2#備”三種狀態(tài)。當(dāng)主泵發(fā)生故障時(shí)，備用泵水泵自動(dòng)投入工作�！笆謩�(dòng)”啟動(dòng)時(shí)，用面板操作鈕控制。若是關(guān)掉一臺(tái)主泵，即變?yōu)椤耙挥靡粋洹比绻脩粢笤黾印叭谩惫ぷ髂Ｊ剑ㄈ_(tái)泵可同時(shí)用），請(qǐng)訂貨詳細(xì)說明；
（3）三用一備：控制1#、2#、3#、4#四臺(tái)水泵，可工作于“1#、2#、3#主4#備”或“2#、3#、4#主1#備”或“1#、2#、4#主3#備”或“1#、3#、4#主2#備”四種狀態(tài)，當(dāng)主泵發(fā)生故障時(shí)，備用泵將自動(dòng)投入工作�！笆謩�(dòng)”啟動(dòng)時(shí)，用面板操作。按鈕控制，若是關(guān)掉一臺(tái)主泵，即變?yōu)椤皟捎靡粋洹�，若關(guān)掉兩臺(tái)主泵，即變?yōu)椤耙挥靡粋洹薄Ｈ绻脩粢笤黾印八挠谩惫ぷ髂Ｊ剑此闹鞅猛瑫r(shí)使用），請(qǐng)訂貨詳細(xì)說明。
2、控制方式
（1）“Y”液位控制：該型控制柜配key浮球開關(guān)或高性能電子式液位控制器，可根據(jù)液位的高低、自動(dòng)控制水泵的啟動(dòng)和停止；
（2）“P”壓力控制：該型控制柜配備外接電接點(diǎn)壓力表，壓力控制器或壓力無關(guān)，可根據(jù)管網(wǎng)壓力的高低、自動(dòng)控制水泵的啟動(dòng)和停止，同時(shí)適用于用浮球開關(guān)，限位開關(guān)及按鈕遙控等各處方式進(jìn)行控制，是一種“能通用接口”的電機(jī)控制柜應(yīng)有范圍極廣；
（3）“T”溫度控制：該型控制柜外按溫度傳感器，可根據(jù)被輸送介質(zhì)的溫度的高低。自動(dòng)控制水泵的啟動(dòng)和停止。應(yīng)用于恒溫，交換機(jī)組系統(tǒng)等；
（4）“S”時(shí)間控制：該型控制柜內(nèi)配用時(shí)間控制器，可根據(jù)用戶預(yù)先設(shè)定好時(shí)間順序，自動(dòng)控制水泵的啟動(dòng)和停止，運(yùn)用于需定時(shí)控制的設(shè)備等；
（5）“K“空調(diào)聯(lián)合控制”該型控制柜為空調(diào)水泵而設(shè)計(jì)，水泵啟動(dòng)由操作中心控制，水泵運(yùn)行時(shí)控制柜輸出一個(gè)供制冷機(jī)組連機(jī)的控制接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)按先開泵，后開制冷機(jī)組的程序進(jìn)行控制，確保機(jī)組的安全運(yùn)行；
（6）“Q”潛污泵控制：根據(jù)潛污泵特，該型控制柜除具備主回路短路、氣相、過載保護(hù)外，還設(shè)計(jì)有泵體泄漏保護(hù)及泵體電機(jī)定子繞組過熱保護(hù)功能；
（7）“X”消防控制：該型控制柜按國(guó)家規(guī)劃設(shè)計(jì)，消防噴淋泵的啟動(dòng)可通過機(jī)箱面板手動(dòng)啟動(dòng)，消火栓開關(guān)啟動(dòng)，消防中心啟動(dòng)，并輸出水泵開泵、停泵信號(hào)反饋至消防中心作指示報(bào)警。
3、智能啟動(dòng)器特征
（1）軟啟動(dòng)器可解決水泵電機(jī)啟動(dòng)時(shí)管理內(nèi)液流沖擊所產(chǎn)生的系統(tǒng)水錘現(xiàn)象，避免了管道、閥門及其它附件因其而受損，節(jié)省維護(hù)費(fèi)用；
（2）因啟動(dòng)電流過大會(huì)使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生壓降，從而造成對(duì)電網(wǎng)中其它負(fù)載設(shè)備的損害，軟起動(dòng)器可完全解決這個(gè)問題，它能降低配電容量，可使電纜的面積及電氣元件的規(guī)格相應(yīng)減小、降低設(shè)備的總投資額；
（3）設(shè)備空載或輕載時(shí)，軟啟動(dòng)器能自動(dòng)地調(diào)節(jié)輸出電壓減小耗用電流，提高電機(jī)的功率因數(shù)，從達(dá)到節(jié)能的目的；
（4）軟啟動(dòng)器可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，使相電流平衡，減小電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。
五、變頻控制柜調(diào)試與使用方法：
變頻控制柜控制回路中，既設(shè)自動(dòng)控制亦有手動(dòng)控制，還具備過流、過壓、欠壓、缺相保護(hù)及事故報(bào)苦功能，本產(chǎn)品使用前，必須按電氣原理圖復(fù)核后接線，按照電動(dòng)機(jī)實(shí)際要求調(diào)整相應(yīng)元件設(shè)定值，然后起動(dòng)。
1 、自動(dòng)操作：接通電源，電源指示燈亮，將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至“自動(dòng)”位置，檢查控制柜（箱）所控制的電機(jī)是否按液位控制儀的指令動(dòng)作。當(dāng)液位達(dá)到控制液位時(shí)，對(duì)應(yīng)液位指示燈發(fā)光，相應(yīng)的限位控制繼電器常開觸點(diǎn)自動(dòng)閉合，二次控制回路自動(dòng)接通，電機(jī)起動(dòng)，同時(shí)運(yùn)行指示燈亮。當(dāng)水位達(dá)到停止水位時(shí)，對(duì)應(yīng)的指示燈發(fā)光，液位測(cè)控儀的對(duì)應(yīng)限位控制繼電器常閉觸點(diǎn)斷開，二次控制回路開路，電機(jī)停止工作，運(yùn)行指示燈熄滅。
2 、手動(dòng)操作：接通電源，電源指示燈亮，將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至“手動(dòng)”位置 ，按下起動(dòng)按鈕，電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行指示燈亮，按下”停止”按鈕，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，其運(yùn)行指示燈熄滅。
3 、不論采用何種控制方式，當(dāng)達(dá)到極限水位時(shí)，其超限水位信號(hào)觸點(diǎn)接通，二次控制回路失電，使電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并發(fā)出聲光報(bào)苦信號(hào)。在電機(jī)運(yùn)行過程中如有事故出現(xiàn)，事故指示燈亮，電鈴自動(dòng)報(bào)苦，這時(shí)，按下停止按鈕，迫使電機(jī)停止工作。
六、變頻控制柜技術(shù)參數(shù)：
變頻控制柜
控制電機(jī)功率：0.18-315KW；
控制電壓：380V；
控制電機(jī)臺(tái)數(shù)：1-7臺(tái)；
壓力控制精度:0.02MPa或-0.02MPa。
七、變頻控制柜安裝環(huán)境：
1. 環(huán)境溫度范圍：- 5 ℃ ～ + 40 ℃；
2. 空氣濕度范圍：5% ～ 90% RH ，無結(jié)露；
3. 海拔高度：1500米以下；
4. 安裝面與水平面的傾斜不超過5°；
5. 安裝處無顯著搖動(dòng)和沖擊振動(dòng)；
6. 安裝處無大量油霧、灰塵或纖維粉塵；
7. 使用類別為AC-3；
8. 污染等級(jí)為3級(jí)；
9. 安裝類型為Ⅲ類。
八、變頻控制柜適用范圍：
樓宇、城鎮(zhèn)居民小區(qū)、企業(yè)單位、事業(yè)單位的生活用水、消防滅火供水；
各類工業(yè)用水、油田與輸油碼頭之間的遠(yuǎn)距離管道恒壓輸油系統(tǒng)；
各類自來水公司供水及其二次增壓泵站的恒壓供水；
各類污水處理廠、機(jī)場(chǎng)、農(nóng)業(yè)排灌（噴灌）紐站供水；
各類賓館、飯店24小時(shí)冷熱不間斷恒溫、恒壓供應(yīng)冷熱水；
工廠鍋爐穩(wěn)壓補(bǔ)水系統(tǒng)、熱水供應(yīng)系統(tǒng)、以及城市供熱系統(tǒng)的熱循環(huán)系統(tǒng)；
空調(diào)冷卻水循環(huán)恒溫、恒壓控制；
城市廣場(chǎng)音樂噴泉的自動(dòng)供水控制等。
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