ACS510 变频器中变压力控制系统的实现方法
北京迪安帝科贸有限公司 曲冬辉
摘要:文章详细介绍了水泵出口变压力控制的原理和 ACS510 变频器中的实现方法。
关键词:恒压供水 变压力控制 ACS510 系列变频器
引言
目前,应用最广泛的变频恒压供水系统是水泵出口压力恒定系统,其工作原理是在水泵
出水口安装压力传感器,将测定的压力值转换成电信号输入压力控制器,压力控制器根据设
定压力值与测定压力之间的差值,通过 PI 调节运算后,控制变频器,调节水泵的转速,使
水泵出口压力保持恒定。
这种控制系统电控部分较简单,国内外采用广泛。缺点是仍有小量能量浪费且不能反映
水流通过给水管网时,管网阻力持性的变化。所以当用水低峰时,虽然由于转速的改变水泵
扬程能保持恒定不再升高,但管道最末端的出口水压将高于其所需的流出水头。
采用泵出口变压力控制系统,则可解决以上的不足,即泵出口的设定压力随用水量的变
化而变化,使管道最末端的出口水压恒定在其所需的流出水头。
ABB 公司的 ACS510 系列变频器是专为风机、水泵控制系统设计的,其中参数“给定
增量 8103、8104 和 8105”可完成泵出口变压力控制功能。
一. 管道阻力和流量对管道最末端的出口水压的影响
1.关于水泵的扬程说明[1]
图 1 是一个水泵供水的例子。
图 1 水泵供水的例子。
如图 1,水泵把水从吸水井里抽出来送到沉淀池的过程中,做了哪些工作呢?
第一、要把水头提高到 2.3 十 2.7 十 8.5=13.5 米的高度。这个高度是由于地形的高度引
起的,我们叫它为地形扬程H0。
第二、要克服所有管道的阻力。设图 2 中管道,在流量为 400 米3/时,有 9 米的管道阻
力。这 9 米的阻力我们叫它为阻力扬程Hr。
2.3 米
吸水井
止回阀 闸阀 水泵
2.7 米 闸阀
沉淀池
8.5 米
第三、当水流进沉淀池之前,为了让水流出来,需要有一定的压力,要额外加上 2~5
米水头。我们叫它为出口扬程Hd。
因此水泵需要提供的总扬程是:
水泵的总扬程H=地形扬程H0十阻力扬程Hr十出口扬程Hd
如果。我们把管道出口处的出口扬程取为 2 米,代入上式
则 水泵的总扬程=13.5 十 9 十 2=24.5 米
即水泵必须把水从吸水井的水面上抬高 24.5 米.则每小时才能流出 400 吨水。
从上面讨论可以看出,地形扬程H0不随流量的变化而变化,称为净扬程,而阻力扬程
Hb随流量Q的变化而变化且与流量Q的平方成正比,即Hb=KQ2。出口扬程也就是供水系统的
末端的出口扬程,所以水泵的总扬程H可用以下公式
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
示
H=H0+KQ2+Hd
其中:H为水泵总扬程;H0为地形扬程;Q为流量;K为比例系数(常数);Hd为出口扬
程
2.水泵出口压力恒定系统中流量Q对出口扬程Hr的影响
流量 Q
扬程 H
n1
n2
AB
R1
H1
H0
Q1 Q2
Hd
Hr
Hd2
Hr2
图 2 单台变频泵系统出口压力恒定控制运行特性图
图 2 中H0是水泵进出口水位的高度差(地形扬程),也就是水泵的净扬程H0。水泵的扬
程只有大于净扬程时才能出水。因此管网阻力曲线的起始点就是该净扬程的高度。
H1为泵出口压力的设定值。
设当前管道的阻力曲线为R1,变频器的频率为n1,则泵的工作点为A,即泵工作在扬程
为H1、流量为Q2的点。此时,管道的阻力扬程为Hr2,管道出口扬程为Hd2,即H1=H0+Hr2+Hd2;
如果系统用水量减少,由于压力闭环的控制,则变频器转速下降,泵的工作点由A变到B点,
即此时泵工作在扬程为H1、流量为Q1的点上。此时,管道的阻力扬程为Hr,管道出口扬程为
Hd,即H1=H0+Hr+Hd。由于工作点A和工作点B的水泵出口压力H1和地形扬程H0不变,所以,
Hr与Hd的和为恒值,但由于管道阻力扬程与流量的平方成正比,所以,随着流量的下降,管
道出口压力会快速上升。
由以上的分析过程可以看出,在这种泵出口压力恒定的变频恒压供水系统中,在小流量
时,管道出口扬程可能会超出所需的流出水头。
二. 水泵出口变压力控制系统
为了减小流量变化对管道出口压力的影响,我们可以采用变压力控制
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
。
流量 Q
扬程 H
n1
n2
A
B
R1
H1
H0
Q1 Q2
Hd Hr
Hd2
Hr2
H2
图 3 变频泵系统出口变压力控制运行特性图
图 3 中H0是水泵进出口水位的高度差(地形扬程),也就是水泵的净扬程H0。水泵的扬
程只有大于净扬程时才能出水。
H1为大流量时泵出口压力的设定值,H2为小流量时泵出口压力的设定值,。
设当前管道的阻力曲线为R1,变频器的频率为n1,则泵的工作点为A,即泵工作在扬程
为H1、流量为Q2的点。此时,管道的阻力扬程为Hr2,管道出口扬程为Hd2,即H1=H0+Hr2+Hd2;
当系统用水量减少,将泵出口压力的设定值减少到H2,则泵的工作点由A变到B点,即此时
泵工作在扬程为H2、流量为Q1的点上。此时,管道的阻力扬程为Hr,管道出口扬程为Hd,
即H2=H0+Hr+Hd。如果想保证管道出口压力Hd不变,则H1-H2=Hr2-Hr。即只要设定压力下降
的幅度与阻力扬程下降的幅度相等时,即可保证管道出口压力的不变。而且由于设定压力的
下降,还可以使供水系统更加节能。
三. ACS510 中的变压力控制部分参数设置
在多台并联泵供水系统中,随着泵的运行数量的增加,流量会成倍的增大,管道阻力会
迅速增高。如果随着流量的变化,增减恒压控制系统的设定压力,做到小流量小压力,大流
量大压力,则可以最大限度的较少管道阻力对管道出口压力的影响,并且提高了节能比例。
ABB 公司的 ACS510 系列变频器就提供了上述功能。
在 ACS510 中,参数 8103、8104、8105 是给定增量参数,他们的作用是每多开启一台
辅机泵,就在原来的给定值上叠加一个增量。
示例[2]: ACS 510 控制 7 台并联的水泵为管道供水,保持管道压力恒定。
由参数 4011(内部设定值) 设定恒定压力给定,控制管网压力。
用水量比较小时,只有调速泵运转。
随着用水量增加,起动辅助泵恒速运行,先起动第一台,如果用水量仍在增加,起动第
二台。
随着水流量的增加,管道的首端(测量点)和末端的压力差也在增加。随着辅泵依次起动,
给定增量需要按照下面方法设定,来弥补增加的压力差,补偿了管道末端压力的下降。
当第一台辅泵运行,给定增量为参数 8103(给定增量 1)。
当两台辅泵运行,给定增量为参数 8103(给定增量 1)加上参数 8104(给定增量 2)。
当三台辅泵运行,给定增量为参数 8103(给定增量 1)加上参数 8104(给定增量 2)加
上 8105(给定增量 3)。
当四台辅泵运行,给定增量为参数 8103(给定增量 1)加上参数 8104(给定增量 2)加
上 2 * 参数 8105(给定增量 3)。
当五台辅泵运行,给定增量为参数 8103(给定增量 1)加上参数 8104(给定增量 2)加
上 3 * 参数 8105 (给定增量 3)。
当六台辅泵运行,给定增量为参数 8103(给定增量 1)加上参数 8104(给定增量 2)加
上 4 * 参数 8105(给定增量 3)。
四. 结束语
本文介绍的水泵出口变压力控制系统,改进了现在广泛应用的恒压供水系统
的一些缺点,减小了管道末端出口压力的波动,且提高了节能比例。在实际工程
中有一定的应用价值。
[参考文献]
1.许保玖. 管道和水泵简易计算法. 北京:中国建筑工业出版社
2.ABB 公司. ACS510-01 变频器用户手册. ABB 公司
ACS510变频器中变压力控制系统的实现方法
北京迪安帝科贸有限公司 曲冬辉
摘要:文章详细介绍了水泵出口变压力控制的原理和ACS510变频器中的实现方法。
关键词:恒压供水 变压力控制 ACS510系列变频器
引言
目前,应用最广泛的变频恒压供水系统是水泵出口压力恒定系统,其工作原理是在水泵出水口安装压力传感器,将测定的压力值转换成电信号输入压力控制器,压力控制器根据设定压力值与测定压力之间的差值,通过PI调节运算后,控制变频器,调节水泵的转速,使水泵出口压力保持恒定。
这种控制系统电控部分较简单,国内外采用广泛。缺点是仍有小量能量浪费且不能反映水流通过给水管网时,管网阻力持性的变化。所以当用水低峰时,虽然由于转速的改变水泵扬程能保持恒定不再升高,但管道最末端的出口水压将高于其所需的流出水头。
采用泵出口变压力控制系统,则可解决以上的不足,即泵出口的设定压力随用水量的变化而变化,使管道最末端的出口水压恒定在其所需的流出水头。
ABB公司的ACS510系列变频器是专为风机、水泵控制系统设计的,其中参数“给定增量8103、8104和8105”可完成泵出口变压力控制功能。
一. 管道阻力和流量对管道最末端的出口水压的影响
1. 关于水泵的扬程说明[1]
图1是一个水泵供水的例子。
图1 水泵供水的例子。
如图1,水泵把水从吸水井里抽出来送到沉淀池的过程中,做了哪些工作呢?
第一、要把水头提高到2.3十2.7十8.5=13.5米的高度。这个高度是由于地形的高度引起的,我们叫它为地形扬程H0。
第二、要克服所有管道的阻力。设图2中管道,在流量为400米3/时,有9米的管道阻力。这9米的阻力我们叫它为阻力扬程Hr。
第三、当水流进沉淀池之前,为了让水流出来,需要有一定的压力,要额外加上2~5米水头。我们叫它为出口扬程Hd。
因此水泵需要提供的总扬程是:
水泵的总扬程H=地形扬程H0十阻力扬程Hr十出口扬程Hd
如果。我们把管道出口处的出口扬程取为2米,代入上式
则 水泵的总扬程=13.5十9十2=24.5米
即水泵必须把水从吸水井的水面上抬高24.5米.则每小时才能流出400吨水。
从上面讨论可以看出,地形扬程H0不随流量的变化而变化,称为净扬程,而阻力扬程Hb随流量Q的变化而变化且与流量Q的平方成正比,即Hb=KQ2。出口扬程也就是供水系统的末端的出口扬程,所以水泵的总扬程H可用以下公式表示
H=H0+KQ2+Hd
其中:H为水泵总扬程;H0为地形扬程;Q为流量;K为比例系数(常数);Hd为出口扬程
2. 水泵出口压力恒定系统中流量Q对出口扬程Hr的影响
图2 单台变频泵系统出口压力恒定控制运行特性图
图2中H0是水泵进出口水位的高度差(地形扬程),也就是水泵的净扬程H0。水泵的扬程只有大于净扬程时才能出水。因此管网阻力曲线的起始点就是该净扬程的高度。
H1为泵出口压力的设定值。
设当前管道的阻力曲线为R1,变频器的频率为n1,则泵的工作点为A,即泵工作在扬程为H1、流量为Q2的点。此时,管道的阻力扬程为Hr2,管道出口扬程为Hd2,即H1=H0+Hr2+Hd2;如果系统用水量减少,由于压力闭环的控制,则变频器转速下降,泵的工作点由A变到B点,即此时泵工作在扬程为H1、流量为Q1的点上。此时,管道的阻力扬程为Hr,管道出口扬程为Hd,即H1=H0+Hr+Hd。由于工作点A和工作点B的水泵出口压力H1和地形扬程H0不变,所以,Hr与Hd的和为恒值,但由于管道阻力扬程与流量的平方成正比,所以,随着流量的下降,管道出口压力会快速上升。
由以上的分析过程可以看出,在这种泵出口压力恒定的变频恒压供水系统中,在小流量时,管道出口扬程可能会超出所需的流出水头。
二. 水泵出口变压力控制系统
为了减小流量变化对管道出口压力的影响,我们可以采用变压力控制方案。
图3 变频泵系统出口变压力控制运行特性图
图3中H0是水泵进出口水位的高度差(地形扬程),也就是水泵的净扬程H0。水泵的扬程只有大于净扬程时才能出水。
H1为大流量时泵出口压力的设定值,H2为小流量时泵出口压力的设定值,。
设当前管道的阻力曲线为R1,变频器的频率为n1,则泵的工作点为A,即泵工作在扬程为H1、流量为Q2的点。此时,管道的阻力扬程为Hr2,管道出口扬程为Hd2,即H1=H0+Hr2+Hd2;当系统用水量减少,将泵出口压力的设定值减少到H2,则泵的工作点由A变到B点,即此时泵工作在扬程为H2、流量为Q1的点上。此时,管道的阻力扬程为Hr,管道出口扬程为Hd,即H2=H0+Hr+Hd。如果想保证管道出口压力Hd不变,则H1-H2=Hr2-Hr。即只要设定压力下降的幅度与阻力扬程下降的幅度相等时,即可保证管道出口压力的不变。而且由于设定压力的下降,还可以使供水系统更加节能。
三. ACS510中的变压力控制部分参数设置
在多台并联泵供水系统中,随着泵的运行数量的增加,流量会成倍的增大,管道阻力会迅速增高。如果随着流量的变化,增减恒压控制系统的设定压力,做到小流量小压力,大流量大压力,则可以最大限度的较少管道阻力对管道出口压力的影响,并且提高了节能比例。ABB公司的ACS510系列变频器就提供了上述功能。
在ACS510中,参数8103、8104、8105是给定增量参数,他们的作用是每多开启一台辅机泵,就在原来的给定值上叠加一个增量。
示例[2]: ACS 510 控制7 台并联的水泵为管道供水,保持管道压力恒定。
由参数4011(内部设定值) 设定恒定压力给定,控制管网压力。
用水量比较小时,只有调速泵运转。
随着用水量增加,起动辅助泵恒速运行,先起动第一台,如果用水量仍在增加,起动第二台。
随着水流量的增加,管道的首端(测量点)和末端的压力差也在增加。随着辅泵依次起动,给定增量需要按照下面方法设定,来弥补增加的压力差,补偿了管道末端压力的下降。
当第一台辅泵运行,给定增量为参数8103(给定增量1)。
当两台辅泵运行,给定增量为参数8103(给定增量1)加上参数8104(给定增量2)。
当三台辅泵运行,给定增量为参数8103(给定增量1)加上参数8104(给定增量2)加上 8105(给定增量3)。
当四台辅泵运行,给定增量为参数8103(给定增量1)加上参数8104(给定增量2)加上 2 * 参数8105(给定增量3)。
当五台辅泵运行,给定增量为参数8103(给定增量1)加上参数8104(给定增量2)加上3 * 参数8105 (给定增量3)。
当六台辅泵运行,给定增量为参数8103(给定增量1)加上参数8104(给定增量2)加上4 * 参数8105(给定增量3)。
四. 结束语
本文介绍的水泵出口变压力控制系统,改进了现在广泛应用的恒压供水系统的一些缺点,减小了管道末端出口压力的波动,且提高了节能比例。在实际工程中有一定的应用价值。
[参考文献]
1.许保玖. 管道和水泵简易计算法. 北京:中国建筑工业出版社
2.ABB公司. ACS510-01变频器用户手册. ABB公司
ACS510变频器中变压力控制系统的实现方法
北京迪安帝科贸有限公司 曲冬辉
摘要:文章详细介绍了水泵出口变压力控制的原理和ACS510变频器中的实现方法。
关键词:恒压供水 变压力控制 ACS510系列变频器
引言
目前,应用最广泛的变频恒压供水系统是水泵出口压力恒定系统,其工作原理是在水泵出水口安装压力传感器,将测定的压力值转换成电信号输入压力控制器,压力控制器根据设定压力值与测定压力之间的差值,通过PI调节运算后,控制变频器,调节水泵的转速,使水泵出口压力保持恒定。
这种控制系统电控部分较简单,国内外采用广泛。缺点是仍有小量能量浪费且不能反映水流通过给水管网时,管网阻力持性的变化。所以当用水低峰时,虽然由于转速的改变水泵扬程能保持恒定不再升高,但管道最末端的出口水压将高于其所需的流出水头。
采用泵出口变压力控制系统,则可解决以上的不足,即泵出口的设定压力随用水量的变化而变化,使管道最末端的出口水压恒定在其所需的流出水头。
ABB公司的ACS510系列变频器是专为风机、水泵控制系统设计的,其中参数“给定增量8103、8104和8105”可完成泵出口变压力控制功能。
1. 管道阻力和流量对管道最末端的出口水压的影响
1. 关于水泵的扬程说明[1]
图1是一个水泵供水的例子。
图1 水泵供水的例子。
如图1,水泵把水从吸水井里抽出来送到沉淀池的过程中,做了哪些工作呢?
第一、要把水头提高到2.3十2.7十8.5=13.5米的高度。这个高度是由于地形的高度引起的,我们叫它为地形扬程H0。
第二、要克服所有管道的阻力。设图2中管道,在流量为400米3/时,有9米的管道阻力。这9米的阻力我们叫它为阻力扬程Hr。
第三、当水流进沉淀池之前,为了让水流出来,需要有一定的压力,要额外加上2~5米水头。我们叫它为出口扬程Hd。
因此水泵需要提供的总扬程是:
水泵的总扬程H=地形扬程H0十阻力扬程Hr十出口扬程Hd
如果。我们把管道出口处的出口扬程取为2米,代入上式
则 水泵的总扬程=13.5十9十2=24.5米
即水泵必须把水从吸水井的水面上抬高24.5米.则每小时才能流出400吨水。
从上面讨论可以看出,地形扬程H0不随流量的变化而变化,称为净扬程,而阻力扬程Hb随流量Q的变化而变化且与流量Q的平方成正比,即Hb=KQ2。出口扬程也就是供水系统的末端的出口扬程,所以水泵的总扬程H可用以下公式表示
H=H0+KQ2+Hd
其中:H为水泵总扬程;H0为地形扬程;Q为流量;K为比例系数(常数);Hd为出口扬程
2. 水泵出口压力恒定系统中流量Q对出口扬程Hr的影响
图2 单台变频泵系统出口压力恒定控制运行特性图
图2中H0是水泵进出口水位的高度差(地形扬程),也就是水泵的净扬程H0。水泵的扬程只有大于净扬程时才能出水。因此管网阻力曲线的起始点就是该净扬程的高度。
H1为泵出口压力的设定值。
设当前管道的阻力曲线为R1,变频器的频率为n1,则泵的工作点为A,即泵工作在扬程为H1、流量为Q2的点。此时,管道的阻力扬程为Hr2,管道出口扬程为Hd2,即H1=H0+Hr2+Hd2;如果系统用水量减少,由于压力闭环的控制,则变频器转速下降,泵的工作点由A变到B点,即此时泵工作在扬程为H1、流量为Q1的点上。此时,管道的阻力扬程为Hr,管道出口扬程为Hd,即H1=H0+Hr+Hd。由于工作点A和工作点B的水泵出口压力H1和地形扬程H0不变,所以,Hr与Hd的和为恒值,但由于管道阻力扬程与流量的平方成正比,所以,随着流量的下降,管道出口压力会快速上升。
由以上的分析过程可以看出,在这种泵出口压力恒定的变频恒压供水系统中,在小流量时,管道出口扬程可能会超出所需的流出水头。
2. 水泵出口变压力控制系统
为了减小流量变化对管道出口压力的影响,我们可以采用变压力控制方案。
图3 变频泵系统出口变压力控制运行特性图
图3中H0是水泵进出口水位的高度差(地形扬程),也就是水泵的净扬程H0。水泵的扬程只有大于净扬程时才能出水。
H1为大流量时泵出口压力的设定值,H2为小流量时泵出口压力的设定值,。
设当前管道的阻力曲线为R1,变频器的频率为n1,则泵的工作点为A,即泵工作在扬程为H1、流量为Q2的点。此时,管道的阻力扬程为Hr2,管道出口扬程为Hd2,即H1=H0+Hr2+Hd2;当系统用水量减少,将泵出口压力的设定值减少到H2,则泵的工作点由A变到B点,即此时泵工作在扬程为H2、流量为Q1的点上。此时,管道的阻力扬程为Hr,管道出口扬程为Hd,即H2=H0+Hr+Hd。如果想保证管道出口压力Hd不变,则H1-H2=Hr2-Hr。即只要设定压力下降的幅度与阻力扬程下降的幅度相等时,即可保证管道出口压力的不变。而且由于设定压力的下降,还可以使供水系统更加节能。
3. ACS510中的变压力控制部分参数设置
在多台并联泵供水系统中,随着泵的运行数量的增加,流量会成倍的增大,管道阻力会迅速增高。如果随着流量的变化,增减恒压控制系统的设定压力,做到小流量小压力,大流量大压力,则可以最大限度的较少管道阻力对管道出口压力的影响,并且提高了节能比例。ABB公司的ACS510系列变频器就提供了上述功能。
在ACS510中,参数8103、8104、8105是给定增量参数,他们的作用是每多开启一台辅机泵,就在原来的给定值上叠加一个增量。
示例[2]: ACS 510 控制7 台并联的水泵为管道供水,保持管道压力恒定。
由参数4011(内部设定值) 设定恒定压力给定,控制管网压力。
用水量比较小时,只有调速泵运转。
随着用水量增加,起动辅助泵恒速运行,先起动第一台,如果用水量仍在增加,起动第二台。
随着水流量的增加,管道的首端(测量点)和末端的压力差也在增加。随着辅泵依次起动,给定增量需要按照下面方法设定,来弥补增加的压力差,补偿了管道末端压力的下降。
当第一台辅泵运行,给定增量为参数8103(给定增量1)。
当两台辅泵运行,给定增量为参数8103(给定增量1)加上参数8104(给定增量2)。
当三台辅泵运行,给定增量为参数8103(给定增量1)加上参数8104(给定增量2)加上 8105(给定增量3)。
当四台辅泵运行,给定增量为参数8103(给定增量1)加上参数8104(给定增量2)加上 2 * 参数8105(给定增量3)。
当五台辅泵运行,给定增量为参数8103(给定增量1)加上参数8104(给定增量2)加上3 * 参数8105 (给定增量3)。
当六台辅泵运行,给定增量为参数8103(给定增量1)加上参数8104(给定增量2)加上4 * 参数8105(给定增量3)。
4. 结束语
本文介绍的水泵出口变压力控制系统,改进了现在广泛应用的恒压供水系统的一些缺点,减小了管道末端出口压力的波动,且提高了节能比例。在实际工程中有一定的应用价值。
[参考文献]
1.许保玖. 管道和水泵简易计算法. 北京:中国建筑工业出版社
2.ABB公司. ACS510-01变频器用户手册. ABB公司
8.5米
沉淀池
闸阀
2.7米
水泵
闸阀
止回阀
吸水井
2.3米
Hd2
Hr
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A
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