MM440变频器“一拖多”恒压供水系统

基于S7-200和MM440的变频恒压供水系统设计1引言供水系统在人们生活和工业应用当中是必不可少的。

随着人们生活水平的提高和现代工业的发展，人们对供水系统的质量和可靠性的要求越来越高。

变频恒压供水系统能够很好的满足现代供水系统的要求。

在变频恒压供水系统出现以前，有以下供水方式：(1) 单台恒定转速泵的供水系统这种供水方式是水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，严重影响了城市公用水管管网压力的稳定，水泵整日不停运转。

这种系统简单、造价最低，但耗电严重，水压不稳，供水质量极差。

(2) 恒定转速泵加水塔（或高位水箱）的供水系统这种供水方式是由水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。

水塔注满水后水泵停止工作，水塔水位低于某一高度时水泵启动，水泵处于断续工作状态中。

这种方式比前一种省电，供水压力比较稳定，但基建设备投资大，占地面积大，水压不可调，供水质量差。

(3)恒定转速泵加气压罐的供水系统这种供水方式是利用封闭的气压罐代替水塔蓄水，通过检测罐内压力来控制水泵的开与停。

当罐中压力降到压力下限时，水泵启动；当罐中压力升到压力上限时，水泵停止。

这种方式，设备的成本比水塔要低很多。

但是电机起动频繁，易造成电机的损坏，能耗大。

变频恒压供水系统不仅克服了过去供水系统的缺点，而且有其自身的优点。

此系统采用了先进的S7－200PLC和变频器MM440，S7-200具有低廉的价格和强大的指令，可以满足多种多样的小规模的控制要求，变频器MM440具有很高的运行可靠性、功能的多样性和全面而完善的控制功能。

这种供水方式不仅提高了供水系统的稳定性和可靠性，而且实现水泵的无级调速，使供水压力能够跟踪系统所需水压，提高了供水质量。

同时变频器对水泵采取软启动，启动时冲击电流很小，启动能耗小。

2供水系统的基本特性供水系统的基本特性是水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线f (Q)，前提是供水系统管路中的阀门开度不变。

扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q之间的关系。

恒压供水常见问题解析（恒温）利用西门子变频器MM4系列变频器实现恒压供水是比较常见的应用，使用过程中会出现很多问题，以下针对恒压供水问题做出总结。

一．恒压供水所需硬件设备：Micromaster 430, 440, 420带模拟量输出的远程压力表或温度传感器（0-10V, 0-20mA , 4-20mA）二．恒压供水的原理：首先要对PID功能有所了解，事实上，要实现恒压供水必须有主设定与反馈值两路输入，其中反馈值可以通过远程压力表提供。

由于理论知识的缺乏，用户往往会忽略主设定值的概念，主设定值即用户所要求达到的目标压力值，目标压力值可以随用户意愿实时改变。

在变频器运行过程中，变频器将从远程压力表反馈回来的信号实时与主设定值进行比较，然后把偏差保存到参数r2273中，PID 调节是基于偏差进行的，如果偏差为正，即反馈量小于主设定值时，变频器的频率会自动提升，以提高供水压力。

反之偏差为负，变频器的频率会自动降低。

三．远程压力表的类型从输出形式上分，远程压力表分电压、电流、电阻输出类型，如果是0-10V输出的，则可以直接使用，如果是0-20mA, 需要设置DIP 开关与参数P0756(2)的设置。

如果是电阻信号，需保证总阻值大于4.7k，否则需串联电阻保证总阻值大于 4.7k，但这样做的同时会降低反馈精度。

如果串联一定的阻值，则需要调整参数P0760.1, 使得 :P0760.1=默认值×（传感器阻值+所串联阻值）/ 传感器阻值。

另外，有些远程压力表的模拟输出随压力的增大而减小，需要通过对调P0758与P0760的值，如果需要对PID反馈信号进行反向，设置P2271=1（注意只是简单进行反向，并不能进行反向调解，手册有误）。

四．主要参数设置一般用户可以设置以下简单参数：P2200=1 使能PIDP2253=2250 选择主设定通道P2264=755.1 选择反馈通道（10，11管脚）P2280=0.5 比例增益（推荐）P2285=10 积分时间（推荐）P2240=目标值设定为目标压力（温度）占传感器量程的百分比五．F0221 故障如果反馈信号为4-20mA, 需要设定死区P0761[2]=4, 否则降低反馈信号下限P2268。

西门子MM430变频器在恒压供水系统中的应用2009-10-15 来源：工控商务网浏览：88摘要：本文主要介绍西门子公司MICROMASTER430变频器在恒压供水系统中的应用，详细阐述了系统的原理、组成及调试方法。

一：引言城市规模的不断扩大，高层建筑的不断增长，城市供水的公用管网的压力已远远不能满足用户的要求，对供水的二次加压已被广泛采用。

其中变频恒压供水由于自动化程度高，维护方便、具有节能功能，成为主要的二次加压方式。

按供水的特性，变频恒压供水主要有分为：恒压变流量和变压变流量两大类，在本文的中采用恒压变流量的供水方式。

二：系统组成及工作原理系统为宾馆的供水系统，分为冷水、热水两大供水系统，系统单线如图1Q1控制的变频器为冷水供水系统，Q2控制的变频器为热水供水系统，系统为1拖1的恒压供水，两台电机为互备，可选择使用1#泵或2#泵运行，KM3、 KM8为手动工频运行选择，作为变频的维修系统备用，KM2 ，KM3、 KM7，KM8为机械互锁的接触器，保证选择变频运行和工频运行的正确切换。

变频恒压供水的基本原理:以压力传感器和变频器组成闭环系统，根据系统管网的压力来调节电机的转速，实现高峰用户的水压恒定，和低峰时的变频的休眠功能，得到恒压供水和节能的目的。

系统的硬件组成如下：热水系统：电机参数： Pe=15kw Ue=380v Ie=26.8A Ne=1490rpm变频器型号： 6SE64430-2AD31-8DA0Pe=18.5kw Ie=38A压力传感器： GYG2000 反馈信号4-20mA 供电+24V量程0-0.5Mpa冷水系统：电机参数： Pe=22kw Ue=380v Ie=39.4A Ne=2940rpm变频器型号： 6SE64430-2AD33-7EA0Pe=30.5kw Ie=62A压力传感器： GYG2000 反馈信号4-20mA 供电+24V量程0-0.5MPa三：PID闭环控制功能的实现及调试方法西门子MICROMASTER430变频器的内置PID功能，利用装在水泵附近的主出水管上的压力传感器，感受到的压力转化为4-20mA电信号作为反馈信号。

恒压供水变频器设置在MM430、440上，通过设置第一套参数进行USS控制的驱动器自身集成的PID的闭环调节。

PID给定值由S7-200设置，驱动器的启动/停止命令由S7-200发出，操作如下：㈠做工厂复位（P0010=10，P0970=1），进行快速调试；1、P1003=1（访问等级）2、P0010=1（开始快速调试）3、P0304 （电动机的额定电压）4、P0305 （电动机的额定电流，根据电机铭牌设置）5、P0307 （电动机的额定功率，根据电机铭牌设置）6、P0310 （电动机的额定功率，根据电机铭牌设置）7、P0311 （电动机的额定速度，根据电机铭牌设置）8、P1080 （电动机最小频率，设30Hz）9、P1082 (电动机最大频率，设50Hz)10、P1120 （斜坡上升时间）11、P1121 （斜坡下降时间）12、P3900=3（快速调试结束）注：对于MM440 P1000[0]=5㈡配置PID调节器1、使能PID调节器P2200[0]=1：0（允许投入PID闭环控制器）2、指定反馈信号P2264[0]=755：1（反馈信号来源=模拟量输入1）3、PID模拟量信号的刻度P0756[0]=2（定义模拟量输入信号的类型为0-20mA）DIP开关的设定值如下：OFF=电压输入（10V）ON=电压输入（20mA）DIP开关安装的位置与模拟量的对应关系如下：左面的DIP开关（DIP1）=模拟量输入1右面的DIP开关（DIP2）=模拟量输入2 P0757[0]=4.00 (标定ADC的X1值为4.0mA)P0758[0]=0.00 (标定ADC的X1值为0.00％)P0759[0]=20.00 (标定ADC的X2值为20.mA)P0760[0]=100.00 (标定ADC的X2值为100.00％)P0761[0]=4.00 (定义模拟输入特性死区的宽度)注：对于MM440 P0761[0]=4.004、PID反馈信号滤波器的时间常数P2265=0.5s5、定义PID反馈类型P2271=0 （如果反馈信号底于PID设定值，PID控制器将增加电动机的速度，以校正它们的偏差）6、确定PID给定值来源P2253[0]=2018.1 （定义PID给定值的信号来源。

第九章 西门子MM440变频器地操作与运行9.1西门子MM440变频器地接线图西门子MM440变频器地操作运行方式9.2变频器地功能参数设置与面板操作运行9.3教 学 内 容9.4变频器地外端子控制运行变频器地多段速控制运行9.5教 学 内 容学 习 目 标熟悉西门子MM440变频器地基本结构,端子接线图与运行方式。

能完成西门子MM440变频器地硬件接线,能进行面板操作与功能参数设置。

9.1西门子MM440变频器地接线图西门子变频器主要型号为：MICROMASTER410/420/430/440系列。

简称MM4X系列。

市场上主要流行地为MM430与MM440系列。

型号特点应用场合备注MM410紧凑型,迷你型三相电动机地调速200,LOGOMM420通用型,基本型调速,网络控制200/300/400MM430风机水泵专用型风机,水泵节能MM440矢量型,功能型高精度调速,力矩张力控制等MM410变频器该变频器为“廉价型”,功能较少,价格低。

主要应用于单相,三相电动机地变速驱动,如泵类,风机,广告牌,移动门以和自动化机械地驱动。

功能：线性U/f控制;多点设定地U/f控制;磁通电流控制。

功率范围：0.12～0.75kWMM420变频器该变频器为“通用型”主要应用于三相电动机地变速驱动。

可以用于传送带,材料运输机,泵类,风机与机床地驱动等。

功能：线性U/f控制;多点设定地U/f控制;磁通电流控制(U/f控制地一种),内置PI控制器。

功率范围：0.37～11kW。

MM430变频器该变频器为“风机泵类专用型”,主要应用于风机与水泵地变频调速。

功能：线性U/f控制;多点设定地U/f控制;磁通电流控制,内置PID控制器。

功率范围：7.5～250kW。

该变频器为西门子现行风机泵类主流专用变频器。

MM440变频器该变频器为“通用型”变频器,主要应用于三相电动机地变速驱动,也可以用于泵类,风机等节能负载。

是现行西门子“通用型”主流变频器。

增压泵变频一拖一，五台联动恒压供水控制系统1.1 变频恒压供水系统的理论分析1.1.1 电动机的调速原理水泵电机多采用三相异步电动机，而其转速公式为：(1−s)n=60fp式中：f表示电源频率，p表示电动机极对数，s表示转差率。

根据公式可知，当转差率变化不大时，异步电动机的转速n基本上与电源频率f成正比。

连续调节电源频率，就可以平滑地改变电动机的转速。

但是，单一地调节电源频率，将导致电机运行性能恶化。

随着电力电子技术的发展，已出现了各种性能良好、工作可靠的变频调速电源装置，它们促进了变频调速的广泛应用。

1.1.2 变频恒压供水系统的节能原理变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。

通常由异步电动机驱动水泵旋转来供水，并且把电机和水泵做成一体，通过变频器调节异步电机的转速，从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。

因此，供水系统变频的实质是异步电动机的变频调速。

异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。

在供水系统中，通常以压力或者流量为控制目的，常用的控制方法为阀门控制法和转速控制法。

阀门控制法是通过调节阀门开度来调节流量，水泵电机转速保持不变。

其实质是通过改变水路中的阻力大小来改变流量，因此，管阻将随阀门开度的改变而改变，但扬程特性不变。

由于实际用水中，需水量是变化的，若阀门开度在一段时间内保持不变，必然要造成超压或欠压现象的出现。

转速控制法是通过改变水泵电机的转速来调节流量，而阀门开度保持不变，是通过改变水的动能改变流量。

因此，扬程特性将随水泵转速的改变而改变，但管阻特性不变。

变频调速供水方式属于转速控制。

其工作原理是根据用户用水量的变化自动地调整水泵电机的转速，使管网压力始终保持恒定，当用水量增大时电机加速，用水量减小时电机减速。

2.2 变频恒压供水系统控制方案的确定2.2.1控制方案的比较和确定恒压变频供水系统主要有压力变送器、变频器、恒压控制单元、水泵机组以及低压电器组成。

求西门子MM440控制恒压供水，参数如何设置？用的是西门子MM440变频器,压力传感器的型号是输入 0～250Kpa，输出0～20mA。

目前变频器输出工频时泵出口的压力是4～6Kg之间变化的，不稳定（由于系统的压力变化引起的).我的要求是压力稳定在4Kg左右。

当压力高于4Kg以上后泵的转速要降下来。

请教懂西门子MM440的高手,这个参数如何设置？请大家帮忙考虑一下啊，我将不胜感激：)有点看不明白，压力传感器的型号是输入 0~250Kpa。

我们知道:1kg/cm2 = 98.07kpa, 为便于计算可以近似为：1kg/cm2 = 100kpa,250Kpa只等于2.5kg/cm2. 但变频器输出工频时泵出口的压力是4～6Kg之间变化，不知是怎样来的，还是那儿写错了？哦，是我搞错了，这个是库存旧的压力传感器,这样的话肯定不能用了,看来得重新买个压力传感器了。

谢谢啊MM440的PID工艺调节器，接收的是标准信号，所以压力传感器要有变送器对压力信号进行整形才可使用。

哦,是哇！那么能否帮忙推荐一款适用的压力变送器。

除了变频器指定了MM440不能变，其他的可以采购的.另能否告知我MM440的PID参数如何设置啊,我看了440的使用大全，里面的PID参数设置太复杂了，看不懂啊。

谢谢！对于恒压供水可选择体积小、重量轻的压力变送器，这样直接安装在管道上比较方便。

用国产的就行了,如果不太计较投资可选用E+H的PMP、PMC系列的压力变送器。

PID要设置的参数就是:P2280比例增益、P2285积分时间、P2274微分时间三个，对于压力控制,用PI控制就行了，把微分时间设为0即可。

调试是改变PI参数后观察控制效果如何?反复调整数次直到满意为止。

此外与压力信号有关的是:P2264反馈信号(即压力变送器的输出信号)，P2265反馈滤波，P2253设定值，P2240用于改变压力设定值的百分比。

结合调试再看看说明书就容易理解了。