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變頻器生活無負壓給水設備的調試教程

 

首先要明白生活無負壓給水設備系統中的幾個參數

1． 兆帕與公斤：

“1兆帕”是壓強的單位，即1兆帕＝1000000帕的。

一平方米的面積上受到的壓力是一牛頓時所產生的壓強為一帕斯卡[1Pa=1N/(M×M)]。

而公斤力是力的單位：1公斤力＝9.8牛頓。

這是兩個不同概念的物理量，沒法說“1兆帕等于多少公斤力”。

但彼此有一定的關系：要產生“1兆帕”的壓強，需在1平方厘米的面積上，施加的壓力約是10公斤。

1公斤壓力＝0.098兆帕，

所以:1兆帕（MPA)≈10.2公斤壓力（KG/CM^2)

1MPa=10.197公斤/厘米2=101.97m水柱，可以讓水升高101.97m。

 

2、生活無負壓給水設備變頻器中PID的定義

      PID控制器參數的工程整定,各種調節系統中P.I.D參數經驗數據以下可參照：

　　溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s

　　壓力P: P=30~70%,T=24~180s,

　　液位L: P=20~80%,T=60~300s,

　　流量L: P=40~99.9999%,T=6~60s。

基本的PID算法，需要整定的系數是Kp（比例系數）,Ki（積分系數）,Kd（微分系數）三個。這三個參數對系統性能的影響如下：

（1） 比例系數 Kp

① 對動態性能的影響 比例系數Kp加大，使系統的動作靈敏，速度加快，Kp偏大，振蕩次數加多，調節時間加長。當Kp太大時，系統會趨于不穩定，若Kp太小，又會使系統的動作緩慢；

② 對穩態性能的影響 加大比例系數Kp，在系統穩定的情況下，可以減小靜差，提高控制精度，但是加大Kp只是減少靜差，不能全部消除。

（2） 積分系數 Ki

① 對動態性能的影響 積分系數Ki通常使系統的穩定性下降。Ki太大，系統將不穩定；Ki偏大，振蕩次數較多；Ki太小，對系統性能的影響減少；而當Ki合適時，過渡特性比較理想；

② 對穩態性能的影響 積分系數能消除系統的靜差，提高控制系統的控制精度。但是若Ki太小時，積分作用太弱，以致不能減小靜差。

（3） 微分系數 Kd

微分控制可以改善動態特性，如超調量減少，調節時間縮短，允許加大比例控制，使靜差減小，提高控制精度。但當Kd偏大或偏小時，超調量較大，調節時間較長，只有合適的時候，

才可以得到比較滿意的過渡過程。

對系數實行“先比例，后積分，再微分”的整定步驟。

（1） 首先只整定比例部分。即將比例系數由小到大，并觀察相應的系統響應，直到得到反應快，超調小的響應。

（2） 加入積分環節。整定時首先置積分系數Ki一個較小的值，并將第（1）步中整定的比例系數略為縮小（例如縮小為原值的0.8倍），然后增大Ki，

使在保持系統良好動態性能的情況下，靜差得到消除。在此過程中，可根據響應的好壞反復改變比例系數與積分系數。

（3） 若使用比例積分調節器消除了靜差，但動態過程經反復調整仍不能滿意，則可加入微分環節。在整定時，可先置微分系數為0，

在第，一步的基礎上，增大Kd，同時相應地改變比例系數和積分時間。

p值設置越大，靜差越小，跟蹤越快，但容易出現超調震蕩現象，i的值設置越大，跟蹤就越慢，在實際使用中，以系統穩定和跟蹤速度達到工藝要求為準，即在水泵恒壓供水系統中，壓力穩定為基準。

不過以上PID定義僅了解一下即可，實際小項目中的變頻器PID參數不用更改（出廠默認值）也可實現功能。

設置變頻器時，只要知道PID需要反饋量和給定量即可。反饋量即是壓力的實時信號（在管道上的遠傳壓力表---電阻式，或者是三線或兩線的壓力傳感器。給定量即要求達到我壓力值（可以在變頻器的鍵盤上設或者用外置電位器）。

變頻器外部接線

對應的電壓、電流型反饋量接線應設置變頻器的 AI1/AI2，內部參數及外部跳線（一般AI1默認為電壓） 

壓差變送器接變頻器時，圖中電流表的位置換成變頻器即可。

設置變頻器參數

以英偉騰為例：CHF/GD100/CHV160A

以反饋量為0.45兆帕（二線制壓力傳感器4-20Ma,傳感器量程0-0.6兆帕）,則在變頻器輸入的給定量為75%（0.45除0.6）

以GD100為例，由于GD100的AI1內置成了面板上的電位器，所以反饋信號接于AI2,又由于AI2出廠值是電壓信號，需設置跳線將其改為電流信號。

P00.01=1 運行指令通道==端子

P00.03=50 額定輸出頻率

P00.04=50 頻率上限

P00.05=15 頻率下限

P00.06=7  AI2功能為PID反饋

小功率變頻器，加減速時間不必設置，保持默認，

P01.08=0  變頻器的停車方式，此為減速停車，若變頻器為工頻變頻轉換或一拖幾的控制時，停車方式應為自由停車。

P01.19==0,為變頻器運行頻率低于下限時為以頻率下限運行

P02組為電機參數，能實際電機銘牌上參數設

控制端子組及繼電器輸出組根據線路實際功能設置即可

P05.37=1V,  AI2下限設為1V對應反饋4mA

P05.39=10V, AI2上限為10V對應反饋20mA

P09組為PID組

P09.00=0 給定值由鍵盤設定

P09.01=75,給定值

P09.02=1，反饋信號由AI2進入變頻器(反饋源選擇)

P09.03=0，PID輸出特性為正，由于為恒壓供水，即當反饋小于給定時要加速，大于給定時要減速。

P17.24為反饋量顯示可以實時監控(只有GD100有此功能)

由于英威騰變頻器幾種系列的參數大同小異，其他幾種變頻器只要照上更改相應參數即可。

 

生活無負壓給水設備產品特點：

※采用先進的供水專用變頻器

※ 新的供水專利技術

※全中文人機界面，操作簡單

※RS485遠程通訊

※壓力控制精度5‰

※壓力頻率全數字顯示

※一次水高、低水位報警

※供水壓力過壓、欠壓保護

※系統故障自診斷

※水泵過載、過流保護

※水泵軟啟動，軟切換

※適用于各種泵站

※故障水泵自動切除運行系統

※體積小，安裝調試方便

※全部進口低壓電器集成，運行更安全可靠

※優化的控制軟件更利于系統節能運行

 

生活無負壓給水設備的工作原理：

      自來水進入調節罐，罐內的空氣從真空消除器內排出，待水充滿后，真空消除器自動關閉。當自來水能夠滿足用水壓力及水量要求時，供水設備通過旁通止回閥向用水管網直接供水；當自來水管網的壓力不能滿足用水要求時，系統通過壓力傳感器（或壓力控制器、電接點壓表）給出起泵信號起動水泵運行。水泵供水時，若自來水管網的水量大于水泵流量，系統保持正常供水，用水高峰期時，若自來水管網水量小于水泵流量時，調節罐內的水作為補充水源仍能正常供水，此時，空氣由真空消除器進入調節罐，消除了自來水管網的負壓，用水高峰期過后，系統恢復正常的狀態。若自來水供水不足或管網停水而導致調節罐內的水位不斷下降，液位控制器給出水泵停機信號以保護水泵機組。夜間及小流量供水時可通過小型膨脹罐供水，防止水泵頻繁啟動。

      生活無負壓給水設備關鍵技術部分為智能控制系統(變頻型)和調節罐的真空消除。智能控制系統核心部分采用可編程控制器，程序軟件的編制及設計由專業技術工程人員充分根據水泵的運作特點在多年變頻給水工程經驗基礎上精心編制而成，設備具有界面直觀，操作簡便可靠，性能穩定，高智能化等諸多特點。調節罐的真空消除也是該項目的關鍵技術，管網疊加的實現 全部依靠罐上真空消除器在罐內水被抽空時及時消除罐內真空，從而達到罐內外壓力平穩，由此不對市政管網造成負壓影響，不影響其它市政管道用戶的正常用水。

 

生活無負壓給水設備控制器 

      采用 新微電腦設計處理器設計制造配備液晶中文顯示,參數顯示、設定一目了然，故障時彈出供貨商公司名稱及2個服務電話（可按要求設置）,多達75個功能參數項、9種應用宏選擇，能滿足五臺以下的所有運行程序，其主要特點有：1．外部接線簡單:用戶只需通過菜單設置，即可使控制器適用于不同的供水控制系統；無需改變復雜的外部接線。2．可靠性:由于控制器已將各種功能模塊集成于內部，外部配件少，、進一步降低了整個系統出現故障的機會。3．調試簡單方便:豐富的漢字提示。使一般的操作人員無需經過復雜的，也能對各種操作應用自如。 4．系統功能完善:與目前國內同類設備比較，本設備更顯示出其 特別的優點。在設備工作現場，工程人員可根據泵組的實際情況在顯示下，隨時改變各種控制參數，由于保證泵組處于較優化的運行狀態。 5．控制精度高本控制程序中所有的模擬量均為數碼處理。改良的PID數字控制系統能夠避免一般PID死區（對水泵控制而言）所帶來的控制誤差,使系統的供水壓力更加穩定。6．睡眠功能的較新應用可使機組在每天的零流量的區域中自動啟、停，間歇型的供水方式,使節電效果更佳。7．控制功能先進控制系統可在漢字顯示屏上明確顯示其工頻、變頻、轉換的運行工況。8．維修簡單方便特有的系統故障檢測、明確的故障部位（中文）提示,使工程人員能夠清楚地了解故障所在,幫助維修人員檢查故障發生的部位的部位和原因。

 

生活無負壓給水設備的功能特點：

兩種工作方式：a.自動工作方式：自動方式是作為正常供水狀態下的一種工作方式。一般來講，當客戶正常供水后即選定該種方式，在自動方式工作時，全部管網的不同供水要求，都將在無負壓供水設備有效的控制之下，進行多種功能的適應工作。b.手動工作方式：該操作方式是為自動工作方式發生故障時，為用戶應急設置的一種工作方式，該工作方式 采用較簡單的啟動方式，這種方式在操作面板上直接啟停任何一臺水泵電機，一般只有在自動失靈或調試的情況下才采用。2、容易并入智能化管理系統，主要部件采用知名品牌元件，整套系統具有很高的可靠性和抗干擾性，其自帶的標準串行通訊口（RS485），使得系統與計算機的通信十分方便。3、水位保護功能，當水罐水位低于設定水位，系統自動保護停機。液位控制器性能穩定可靠。4、自動復位功能，停電后復電時或水位恢復時系統自動啟動。5、故障泵功能，故障泵后直接退出運作程序，由備用泵接替工作。6、自動保護功能：有過載、過流、短路、缺相、超壓、欠壓及缺水停機等自動保護功能

 

生活無負壓給水設備主要技術參數及技術創新點     

技術參數     

■流量范圍                               0—600 m3/h     

■壓力范圍                               0—2.0MPa     

■控制水泵單臺電機功率                   ≤180KW     

■壓力調節精度                           ≤0.01MP     

■環境溫度                               0～+40℃     

■相對濕度                           90%以下(電控部分)

■電源                           380V×(1+10%)50Hz+2Hz

 

生活無負壓給水設備產品的性能與特點：

1、自動化程度高、智能化運行：生活無負壓給水設備由智能中央處理器控制，工作泵、備用泵運行、切換過程全自動進行，故障自動報警，用戶可從人機界面直觀快捷地找出故障原因。采用PID閉環調節，恒壓精度高，水壓波動小。