最新ABB变频器ACS510的SPFC功能控制三台水泵doc.docx
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ABB变频器ACS510的SPFC功能控制三台水泵.-doc
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0.75KW至132KW。
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、ABBACS510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。
1.ACS510能满足的系统要求:
a)控制室无人值守,要求全自动,同时要求设计手动回路作为应急备用。
b)三泵循环软启,要求不用PLC控制,以降低成本。
c)一台泵出现故障时,能切换掉,保证系统能继续工作。
d)三泵轮换运行,保证各泵运行时间相等,防止泵体久置生锈。
e)没有用水时让变频器进入睡眠状态,节能,但要保证系统根据符合随时自动跟踪启动。
2.三泵控制主回路电路图
(1)如下所示:
图
(1)三泵控制主回路图
变频器在SPFC功能下运行时,三泵恒压供水系统的主回路硬件配置:
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…6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)。
3.三泵控制原理图如下图
(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SPFC的功能。
图中,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。
图
(2)三泵控制原理图
图(3)变频器工作逻辑时序图
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,这样接触器K1也吸合了。
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1Hz时,辅机启动延时(参数8115)。
当辅机启动延时完后,传动单元自由停车,RO1打开,K1也断开。
5)传动单元等待PFC启动延时(参数8122)。
然后,传动单元闭合RO2,K2闭合。
传动单元连接到新的被控制电机上。
此时调制仍被禁止。
传动单元等待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的交流接触器稳定。
然后,传动单元闭合RO1,K1.1吸合,M1直接切换到电网上(恒速运行),此时调制允许,传动单元从零速启动连接在RO2的电机M2。
6)如果实际压力小于给定压力,就准备将M3投入。
于是,输出频率Fout超过启动频率1Hz时,辅机启动延时(参数8115)启动。
当辅机启动延时完后,传动单元自由停车,RO2断开,因此K2断开。
因为RO1处于吸合状态,所以K1.1自保持,M1继续保持工频运行(在设计外围电路时,此处不能忽略)。
7)传动单元等待PFC启动延时(参数8122)。
传动单元闭合RO3,K3闭合。
传动单元连接到新的被控制电机M3上。
此时调制仍被禁止。
8)传动单元等待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的交流接触器稳定。
然后,传动单元闭合RO2,K2.1吸合,M2直接切换到电网上(恒速运行)。
9)此时调制允许,传动单元从零速启动连接在RO3的电机M3。
10)此时M1,M2工频运行,M3变频运行,如果实际压力高于给定压力,于是:
输出频率Fout低于停止频率1Hz时,辅机停止延时(参数8116)启动。
当辅机启动延时完成后,RO1断开,这时K1.1掉电,M1停止工频运行。
11)此时M2工频运行,M3变频运行,如果此时实际压力仍高于给定压力,于是:
输出频率Fout低于停止频率1Hz时,辅机停止延时(参数8116)启动。
当辅机启动延时完后,RO2断开,这时K2.1掉电,M2停止工频运行。
12)如果此时压力又不够,于是:
RO3断开,K3断开变频运行。
RO1闭合,K1吸合,M1变频运行。
RO3闭合,K3.1吸合,M3工频运行(注意:
辅机的切换顺序可以通过参数8128来设置)。
13)接下来的逻辑依上所述类推。
即使辅机数量在4-6台,逻辑也类似于上面所述。
4变频器ACS510控制板I/O控制连接示意图如图(4)所示:
图(4)I/O控制连接图
5主要参数设置
9902:
SPFC宏(应用宏)
1001:
DI1(手动启动)
1002:
DI6(自动启动)
1102:
DI2应用宏切换
1103:
AI1(单机给定信号)
1106:
PIDOUT1(一拖多自动给定源)
1401:
PFC
1402:
PFC
1403:
PFC
1404:
PFC
1405:
PFC
1406:
PFC
1601:
使能
2007:
25Hz(频率低限值)
2008:
52Hz(频率高限值)
4010:
19(内部设定)
4011:
根据压力需要设定
4022:
7(睡眠选择信号)
4023:
40(睡眠频率)
4024,4025,4026:
根据需要设定
8117:
5(五台辅机)
8127:
6(六台电机)
8120:
DI3(内部锁定)
8122:
根据需要设定
8123:
2
8128:
平均运行时间(辅助电机启动顺序)
6调试要领:
该控制图对用户的使用是一个参考,用户可以根据实际的需要多配置外部辅助设备。
并且最好在出厂前把逻辑调试好。
继电器的切换完全是根据水压的变化变频器内部自动做出的动作。
四结论
ACS510的SPFC(循环软启动控制)功能在恒压供水系统的使用中越来越广泛,因为它内部强大的逻辑功能大大降低了用户的工作量。
此外,因为无需使用外部PLC,降低了用户的一次投资成本。
同时因为电网直接快速的投切到已经运行中的电机上,相比较电网直接投切到静止的电机,启动冲击电流就大大的减小了。
[参考文献]
1.ACS510-01用户手册ABB电气传动系统有限公司版本B有效日期2007年4月18日
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