ABB变频器在恒压供水控制系统的应用

ABB ACS510变频器在社区恒压供水系统中的应用【摘要】在城市、综合社区、高校等许多密集的建筑楼内，其生活用水一般都是市政集中统一供水，来满足不同消费者对用水量的需求，采取恒压变频供水技术，能够根据用户用水量的大小、管径的压力来进行动态自动调整，并能实时监控用户用水量的动态信息，始终保持供水管网系统中处于恒定的平衡压力状态，满足用户的用水要求。

【关键词】变频器；恒压供水；无极调速；离心泵随着新型电子器件和变频调速控制技术的快速发展，传统的方法是采用水塔、高水位箱、浮球进行控制，当池内满水时自动关闭进水，这种供水方式越来越不适应城市规模化发展的需求，采用变频恒压供水系统对水泵电机进行调速，结合实际工控，按照楼层高度，用户用水量需求，在变频器中设定其压力值，变频器就会通过管网压力传感器自动检测、运算，自动改变水泵运转速度，使管网始终保持水压设定的恒定的压力值，当前恒压变频供水系统是最先进，合理的节能供水系统，因其管网压力的稳定性，节能效果的优越性而得以广泛应用。

一、恒压变频供水系统的组成及原理变频调速供水系统适应于集中供水的场所和社区，我们选择一个相对独立的高校社区作为案例，该社区有1000多户住户、并有办公区、教学区，根据用户用水量实际情况，选择了ABB ACS510-01变频供水系统，其设备间的主要设备如下：硬件设备：双路供电电源控制柜、变频器控制柜一台（内含ABB ACS510变频器、PID 或PLC控制器、交流接触器、热继电器、电器控制系统、控制面板等）、3台15kw 的管道离心泵及电机，1台1.5kw的附属小泵及电机、各种蝶阀、闸阀、止回阀、仪表、压力传感器和水位传感器、流量开关等组成。

工作原理：该社区变频恒压供水系统选用ABB ACS510变频器，根据用户供水需求和现场工况，在ABB ACS510变频器上设定PID压力参数值，当变频供水系统设备运行的时候，通过在管网上安装的压力表上的压力值，传输给微机控制器，变频器会根据管网的压力自动调整输出频率的变化，从而自动调节水泵电机的运转速度，实现管网水压的闭环调节(PID)，使供水系统自动调节恒稳于设定的压力值。

变频器在恒压供水系统的应用摘要：应用变频器实现供水系统的恒压供水，避免了调节闸阀的开度来控制管道压力而造成的损失，节约了电能；泵站由变频器来控制水泵机组的运行，减少了设备的维修，改善了工作环境。

关键词：变频器恒压供水闭环控制节能中图分类号：tn773文献标识码： a 文章编号：前言鹤岗诚基水电热力有限责任公司南部供水系统由富力泵站、鹿林加压站和南山配水池组成，富力泵站以0.76mpa恒压运行，在保证鹿林山地区用水的前提下，多余水量送到鹿林加压站，由鹿林加压站将水送至南山配水池，通过自流供南山地区用水。

为保证富力泵站的恒压供水和南山配水池有调节水量的能力来满足南山地区用水，诚基水电热力有限责任公司在富力泵站、鹿林加压站安装了变频器，通过plc实现了南部供水系统的自动化控制。

高压变频器的工作原理变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一种频率的电能控制装置。

变频器由移相变压器、功率单元和控制器组成。

它采用直接“高-高”形式，6kv输入直接高压 6kv输出，6kv系列有15个功率单元，单元串联多电平拓扑结构，每相由5个功率单元串联而成，每个功率单元可以互换，其电路结构如图3为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，通过对igbt逆变桥进行正弦pwm控制，可得到单相交流输出。

功率单元输入侧由移相变压器供电，移相变压器的副边绕组分为三组，构成30脉冲整流方式，经过多级移相叠加的整流方式，消除了大部分由独立功率模块引起的谐波电流，大大改善网侧的电流波形。

输出侧由每个单元的u、v输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的pwm波形进行重组，可得到阶梯pwm 波形。

这种波形正弦度好，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，完全适合旧设备的改造。

控制器由高速单片处理器、人机界面和plc共同构成，单片机实现pwm控制，人机界面提供了全中文监控界面实现远程监控和网络化控制，内置plc则用于信号的逻辑处理。

PLC 变频器在恒压供水上的应用摘要建设节约型社会，合理开发、节约利用和有效保护水资源是一项艰巨任务。

根据高校用水时间集中，用水量变化较大的特点，分析了供水系统存在成本高，可靠性低，水资源浪费，管网系统待完善的问题。

提出以利用自来水水压供水与水泵提水相结合的方式，并配以变频器、软启动器、PLC、微泄露补偿器、压力传感器、液位传感器等不同功能等传感器，根据管网的压力，通过变频器控制水泵的转速，使水管中的压力始终保持在合适的范围。

从而可以解决因楼层太高导致压力不足及小流量时能耗大的问题。

另外水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系，所以水泵调速运行的节能效果非常明显，平均耗电量较通常供水方式节省近四成。

结合使用可编程控制器，可实现主泵变频，副泵软启动，具有短路保护、过流保护功能，工作稳定可靠，大大延长了电机的使用寿命。

关键词：变频调速，PLC，恒压供水，自动控制PLC FREQUENCY CONVERTER IN THEAPPLICATION OFCONSTANT PRESSURE ON THE WATERABSTRACTBuilding the conservation-oriented society, the reasonable development, saves and the effective protecting water resources is an arduous task. Be centralized according to the university water used time, the water consumption change major characteristic, analyzed the campus original water supply system existence cost to be high, the reliability was low, the water resources waste, the pipe network system treated the consummation the question. Proposed that draws water the way which using the running water hydraulic pressure water supply and the water pump unifies, and matches by the inverter, the soft starter, PLC, Micro reveals the compensator, the pressure transmitter, the fluid position sensor and so on. according to the network management pressure, controls water pump's rotational speed through the inverter, causes in water pipe's pressure maintains at throughout the appropriate scope, thus may solve the problem which the floor high pressure is too insufficient when small current capacity the energy consumption is big.Moreover the water pump consumes the electric power and the electrical machinery rotational speed is proportional three cubed the relations, therefore the water pump velocity modulation movement's energy conservation effect is obvious, the average power consumption usual water supply way saves 40%.The union uses the programmable controller, may realize the main pump frequency conversion, the auxiliary pump soft start, has the short circuit protection, the overflow protection function stably, the work reliable, lengthened electrical machinery's service life greatly.目录摘要ABSTRACT目录第一章绪论1.1变频恒压供水产生的背景和意义1.2变频恒压供水系统的国内研究现状第二章变频恒压供水系统结构及工艺流程2.1 恒压供水系统原理2.2 工艺流程第三章硬件设计方案3.1主要器件选型3.1.1 PLC简介3.1.2 PLC的选型3.1.3 变频器简介3.1.4 变频器的选型3.2供水系统电气设计3.3变频器、PLC接线图及参数设置3.4 PLC I/O分配表第四章软件设计方案4.1 梯形图的基本绘制规则4.2 程序流程图4.3 程序清单总结致谢参考文献第一章绪论1.1变频恒压供水产生的背景和意义水已经成为中国21世纪的热点问题，水有其自然属性，它既是一种特殊的、不可替换的资源，又是一种可重复使用、可再生的资源；水又有其经济和社会属性，不仅工业、农业的发展要靠水，水更是城市发展、人民生活的生命线。

ABB ACS510的SPFC功能在多泵恒压供水系统中的实现ABB ACS510变频器SPFC功能，又称循环软启动功能，内置在ACS510变频器中。

该功能不同于PFC功能之处在于，SPFC功能每次启动新电机的时候，都是用变频器来启动的，而变频器刚刚拖动过的电机，将投切到工频上。

三泵控制主回路电路图1拖3控制的主回路电路图如图1所示。

变频器在SPFC 功能下运行时，3 泵恒压供水系统的主回路硬件配置有变频器，接触器，熔断开关等，根据需要选配OREL-01（ACS510 继电器扩展选件）。

SPFC宏的主要控制特点为：1）当电机1 频率到达上限设定频率时，如果压力没有达到给定要求，电机脱离传动单元，经过一段时间延迟后，直接接入电网运行；2）电机2 连接到传动单元，2 号电机速度根据PID 的给定值和实际值的运算结果逐步增加，直到满足泵的实际工况；3）电机3使用同样的步骤进行启动；4）停止电机的过程如同标准PFC控制（停止辅助电机，并继续调节正在控制的电机速度）；5）设置电机的启动顺序可以分为平均运行时间和继电器顺序（参考参数8127）。

系统的工作逻辑三泵控制原理图如图2所示，变频器工作逻辑时序图如图3 所示。

如果最终用户在使用过程中，没有特殊的要求，基本上按照图（2）就可以实现三泵的SPFC功能。

从图2、图3中，可以看到的有变频器ACS510 的继电器与DI 口，三位开关S1，S2，S3，以及继电器线包与常开常闭触点等元件。

结合变频器主回路图，控制回路图，逻辑时序图，系统的工作逻辑如下所述。

1）DI 信号闭合，传动单元启动，RO1（继电器1）闭合，接触器K1 也吸合。

此时调制被禁止。

2）传动单元经历一段PFC 启动延时（参数8122）。

此时调制仍被禁止，因为传动单元需要等待所有接触器稳定。

3）允许调制，M1变频起动，调制从零速启动。

4）如果实际压力小于给定压力，就准备将M2投入。

于是，当输出频率fout 超过启动频率1 Hz时，辅机启动延时（参数8115）。

浅谈变频器在恒压供水系统中的应用摘要：在“高产、高能、高效”的三高社会中，如何有效的提高经济效益成为企业的重中之重。

其中，提高设备技术含量，加强技术革新是重要手段之一。

本文主要阐述变频器在工厂恒压供水系统中的应用，分析了恒压供水系统的工作原理及其系统功能。

关键词：变频器恒压供水系统工作原理l 引言恒压供水控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置与可编程控制器(plc)构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。

系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入cpu运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。

随着电力电子技术的发展，电力电子器件的理论研究和制造工艺水平的不断提高，电力电子器件在容量、耐压、特性和类型等方面得到了很大的发展。

进入90年代电力电子器件向着大容量、高频率、响应快、低损耗的方向发展。

作为应用现代电力电子器件与微计算机技术有机结合的交流变频调速装置，随着产品的开发创新和推广应用，使得交流异步电动机调速领域发生一场巨大的技术革命。

目前自动恒压供水系统应用的电动机调速装置均采用交流变频技术，而系统的控制装置采用pi 控制器，因plc不仅可实现泵组、阀门的逻辑控制，并可完成系统的数字pid调节功能，可对系统中的各种运行参数、控制点的实时监控，并完成系统运行工况的crt 画面显示、故障报警及打印报表等功能。

自动恒压供水系统具有标准的通讯接口，可与城市供水系统的上位机联网，实现城区供水系统的优化控制，为城市供水系统提供了现代化的调度、管理、监控及经济运行的手段。

2 组成及工作原理一般供水系统三台泵组成，每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵为一台小泵两台大泵组成，小泵为1 5kw大泵为30kw，三台泵的协调工作以满足供水需要。

「超详细」ABB变频器恒压补水你会设置吗？设置方法拿走不谢展开全文1、选择中文菜单，设置为中文模式 9901设置为12、设置补水泵参数（电压9905、电流9906、功率9909、转速9908等）3、设置应用宏为PID控制宏，9902设置为64、设置外部1启动方式，1001设置为1，DI1-2线控制启停（2线控制启停，得电运行断电停止）5、设置外部2启动方式（同上）6、转向默认为双向，默认就行，如发现转向错误现场调下线（UVW改为UWV即可）7、外部1外部2选择，其实就是远程就地选择，看上图得知远程就地选择按钮接的是变频器的DI4，所以1102设置为4，即DI4，这里我们不这么设置，可以采取个小技巧就是，设置1102为0，即永远是外部1，这样的好处就是不管远程就地都是启动后执行ABB自带的PID，减少故障环节8、给定值1选择，看上图得知给定值1是由AI1上接的远传压力表，故1103设置为1即给定来自AI1，电压类型(拨码开关默认是电压类型)9、给定值2选择，看上图得知给定值2是由AI2上接的PLC给定的，故1106设置为2即给定来自AI2，4-20MA电流类型(拨码开关默认是电流类型)10、恒速选择1201设置为未选择，否则会影响逻辑控制11、继电器输出2，1402设置为运行12、继电器输出3，1403设置为故障13、运行允许1601需设置为未选择，默认为DI4，即DI4接通后才允许变频器运行，默认这个点是需要接急停按钮的14、故障复位选择，1604设置为DI310、恒速选择1201设置为未选择，否则会影响逻辑控制11、继电器输出2，1402设置为运行12、继电器输出3，1403设置为故障13、运行允许1601需设置为未选择，默认为DI4，即DI4接通后才允许变频器运行，默认这个点是需要接急停按钮的14、故障复位选择，1604设置为DI315、设置40组PID1参数，比例积分默认，微分设置016、给定值选择4010设置19，内部给定17、给定最大值4013设置需根据现场远传压力表的量程进行设定，例如现场表的量程是1.6Mpa，这里就需要设置为16018、ACT1输入(实际值)4016设置为AI119、睡眠选择4022，设置为7内部20、睡眠频率4023，设置需根据现场，我一般设置35-40HZ之间21、睡眠延时4024，设置需根据现场，我一般设置为10S左右22、唤醒偏差4025，设置需根据现场，我一般设置为3%左右23、唤醒延时4026，设置需根据现场，我一般设置为3S左右。

ABB变频器ACS510的SPFC功能在多泵恒压供水系统中的实现一、前言北京ABB电气传动系统有限公司，作为全球传动行业的龙头企业，它的产品广泛地用于各行各业之中。

ACS510 作为其中的一款产品广泛地用于工业领域，还针对风机、水泵应用做了特别的优化，典型的应用包括恒压供水，冷却风机，铁和隧道通风机等等。

ACS510产品系列功率范围从0.75 KW至132 KW。

不仅性能稳定，质量可靠，而且功能强大，它的SPFC(循环软启动控制)功能很方便实现恒压供水系统，无需要使用额外的PLC。

二、ABB ACS510变频器特点简介1.完美匹配风机水泵：●增强的PFC应用：最多可控制7 (1+6) 各水泵：能切换更多的泵。

●SPFC：循环软启功能：可依次调节每个泵，最多可拖动6台水泵，无须使用额外的PLC。

●多点U/F曲线：可自由定义5段U/F曲线；可灵活广泛的应用。

●超越模式：应用于隧道风机的火灾模式；应用于紧急情况下。

●PID调节器：两个独立的内置PID控制器，PID1和PID2。

2.更经济：●直觉特性：噪音最优化，当传动温度降低时增加开关频率；可控的冷却风机，仅在需要时启动；可随机分布开关频率，从而降低噪音，极大改善了电机噪音，降低了传动噪音并提高功效。

●连接性：简单安装，可并排安装，容易连接电缆，通过多种I/O连接和即插式可选件方便地连接到现场总线系统上；减少安装时间，节约安装空间，可靠的电缆连接。

3.更环保●EMC:适用于第一及第二环境的RFI滤波器为标配；不需要额外的外部滤波器。

●电抗器：变感电抗器：根据不同的负载匹配电感量，因此抑制和减少谐波，降低总谐波。

三SPFC功能概述SPFC 功能，又称循环软启动功能，内置在ACS510变频器中。

该功能不同于PFC功能之处在于，SPFC功能每次启动新电机的时候，都是用变频器来启动的，而变频器刚刚拖动过的电机，将投切到工频上。

下面将以1台ACS510变频器拖动3台水泵为例介绍SPFC功能在恒压供水系统中的实现。

A B B变频器p i d控制标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]变频器内置PID功能在恒压供水设备中的应用宗红星天俱时电议试验中心摘要：以往的恒压供水设备往往采用诸如利用电接点压力表等来控制泵的起停，把压力控制在一定的范围之内亦或是采用带有模入/模出的可编程控制器或PID调节器与变频器配合使用来实现恒压供水，前者为机械式的联锁,运行中存在较大的压力波动而后者设备成本高，PID算法编程难度大，调试困难。

随着电力电子技术的发展，变频器的功能也越来越强，充分利用变频器内置的各种功能，合理采用带有内置PID功能的变频器和压力传感设备来实现恒压供水，既做到了无级调速下稳定的、高品质的供水质量，又降低了设备成本，提高了生产效率，节省了安装调试的时间。

本文以ABB公司生产的ACS510系列变频器为例，讲述了变频器内置PID功能在恒压供水系统中的应用。

关键词：变频器 PID 恒压供水目录1．变频调速恒压供水系统的现状和发展┄┄┄┄┄┄┄4变频调速恒压供水的目的和意义┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄4变频调速技术的特点及应用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄42. 变频调速内置PID控制的恒压供水系统┄┄┄┄┄┄5系统构成┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄52.1.1 ACS510变频器概述┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄52.1.2系统中的感压元件┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄6系统运行中的三个状态┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄6PID控制概述┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄62.3.1 系统的工作过程┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄62.3.2 PID的调节原理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄83. 内置PID与变频器功能的预置┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄11PID功能的预置┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄11PID调节的运行特点┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄12变频器参数预置┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄12暂停（睡眠与苏醒）功能┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄13总结┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄14致谢┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄15参考文献┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄161．变频调速恒压供水系统的现状和发展变频调速恒压供水的目的和意义对供水系统进行控制，是为了满足用户对流量的需求，所以流量是供水系统的基本控制对象。

变频器内置PID功能在恒压供水设备中的应用宗红星天俱时电议试验中心摘要：以往的恒压供水设备往往采用诸如利用电接点压力表等来控制泵的起停,把压力控制在一定的范围之内亦或是采用带有模入/模出的可编程控制器或PID调节器与变频器配合使用来实现恒压供水，前者为机械式的联锁，运行中存在较大的压力波动而后者设备成本高，PID算法编程难度大，调试困难.随着电力电子技术的发展,变频器的功能也越来越强，充分利用变频器内置的各种功能,合理采用带有内置PID功能的变频器和压力传感设备来实现恒压供水,既做到了无级调速下稳定的、高品质的供水质量，又降低了设备成本，提高了生产效率，节省了安装调试的时间。

本文以ABB公司生产的ACS510系列变频器为例，讲述了变频器内置PID功能在恒压供水系统中的应用。

关键词：变频器 PID 恒压供水目录1．变频调速恒压供水系统的现状和发展┄┄┄┄┄┄┄4 1.1变频调速恒压供水的目的和意义┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄4 1。

2变频调速技术的特点及应用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄4 2. 变频调速内置PID控制的恒压供水系统┄┄┄┄┄┄5 2.1系统构成┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄52。

1。

1 ACS510变频器概述┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5 2.1。

2系统中的感压元件┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄62。

2系统运行中的三个状态┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄62.3 PID控制概述┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄62.3。

1 系统的工作过程┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄62。

3.2 PID的调节原理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄83. 内置PID与变频器功能的预置┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄11 3.1 PID功能的预置┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄113。

2 PID调节的运行特点┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄123。

3变频器参数预置┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄123。

ABB变频器ACS510的SPFC功能在多泵恒压供水系统中的实现一、前言北京ABB电气传动系统有限公司，作为全球传动行业的龙头企业，它的产品广泛地用于各行各业之中。

ACS510 作为其中的一款产品广泛地用于工业领域，还针对风机、水泵应用做了特别的优化，典型的应用包括恒压供水，冷却风机，铁和隧道通风机等等。

ACS510产品系列功率范围从0.75 KW至132 KW。

不仅性能稳定，质量可靠，而且功能强大，它的SPFC(循环软启动控制)功能很方便实现恒压供水系统，无需要使用额外的PLC。

二、ABB ACS510变频器特点简介1.完美匹配风机水泵：●增强的PFC应用：最多可控制7 (1+6) 各水泵：能切换更多的泵。

●SPFC：循环软启功能：可依次调节每个泵，最多可拖动6台水泵，无须使用额外的PLC。

●多点U/F曲线：可自由定义5段U/F曲线；可灵活广泛的应用。

●超越模式：应用于隧道风机的火灾模式；应用于紧急情况下。

●PID调节器：两个独立的内置PID控制器，PID1和PID2。

2.更经济：●直觉特性：噪音最优化，当传动温度降低时增加开关频率；可控的冷却风机，仅在需要时启动；可随机分布开关频率，从而降低噪音，极大改善了电机噪音，降低了传动噪音并提高功效。

●连接性：简单安装，可并排安装，容易连接电缆，通过多种I/O连接和即插式可选件方便地连接到现场总线系统上；减少安装时间，节约安装空间，可靠的电缆连接。

3.更环保●EMC:适用于第一及第二环境的RFI滤波器为标配；不需要额外的外部滤波器。

●电抗器：变感电抗器：根据不同的负载匹配电感量，因此抑制和减少谐波，降低总谐波。

三SPFC功能概述SPFC 功能，又称循环软启动功能，内置在ACS510变频器中。

该功能不同于PFC功能之处在于，SPFC功能每次启动新电机的时候，都是用变频器来启动的，而变频器刚刚拖动过的电机，将投切到工频上。

下面将以1台ACS510变频器拖动3台水泵为例介绍SPFC功能在恒压供水系统中的实现。