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变频调速生活给水在建筑给水中应用越来越广,其主要原因是:
1.变频调速给水的供水压力可调,可以方便地满足各种供水 压力的需要。在设计阶段可以降低对供水压力计算准确度的 要求,因为随时可以方便地改变供水压力。但在选泵时应注意 ,泵的扬程宜大一些,因为变频调速其大压力受水泵限制 。低使用压力也不应太小,因为水泵不允许在低扬程大流量 下长期超负荷工作,否则应加大变频器和水泵电机的容量, 以防止发生过载。
2.目前,变频器技术已很成熟,在市场上有很多国内外品牌 的变频器,这为变频调速供水提供了充份的技术和物质基础 。变频器已在国民经济各部门广泛使用。任何品牌的变频器与 变频供水控制器配合,即可实现多泵并联恒压供水。因为建 筑供水的应用广泛,有些变频器设计生产厂家把变频供水控制 器直接做在供水专用变频器中;这种变频器具有可靠性好, 使用方便的优点。
3.变频调速恒压供水具有优良的节能效果。
由水泵-管道供水原理可知,调节供水流量,原则上有二 种方法;一是节流调节,开大供水阀,流量上升;关小供水阀 ,流量下降。调节流量的第二种方法是调速调节,水泵转速 升高,供水流量增加;转速下降,流量降低,对于用水流量经 常变化的场合(例如生活用水),采用调速调节流量,具有优良 的节能效果。我国国家科委和国家经贸委在《中国节能技术 政策大纲》中把泵和风机的调速技术列为国家九五计划重点推 广的节能技术项目。应当指出,变频恒压供水节能的效果主 要取决于用水流量的变化情况及水泵的合理选配,为了使变频 恒压供水具有优良的节能效果,变频恒压供水宜采用多泵并 联的供水模式。由多泵并联恒压变频供水理论可知多泵并联恒 压供水,只要其中一台泵是变频泵,其余全是工频泵,可以实现恒压变量供水 。在变频恒压变量供水当中,变频泵的流量是变化的,当变 频泵是各并联泵中大,即可保证恒压供水。多泵并联恒压供 水,在设计上可做到在恒压条件下各工频泵的效率不变(因工 况不变),并使之处于高效率区工作,变频泵的流量是变化的 ,其工作效率随流量而改变。因为采用多泵并联恒压供水,变 频泵的功率降低,从而可以降低多泵并联变频恒压供水系统 的能耗,改善节能状况。
当多泵并联恒压供水系统采用具有自动睡眠功能的变频器 ,当用水流量接近于零,变频泵能自动睡眠停泵,从而可以做 到不用水时自动停泵而没有能量损耗,具有佳的节能效果 。
多泵并联变频恒压变量供水的工作模式通常是这样的:当 用水流量小于一台泵在工频恒压条件下的流量,由一台变频泵 调速恒压供水;当用水流量增大,变频泵的转速自动上升; 当变频泵的转速上升到工频转速,为用水流量进一步增大,由 变频供水控制器控制,自动启动一台工频泵投入,该工频泵 提供的流量是恒定的(工频转速恒压下的流量),其余各并联工 频泵按相同的原理投入。
在多泵并联变频恒压变量的供水情况下,当用水流量下降 ,变频调速泵的转速下降(变频器供电频率下降);当频率下降 到零流量的时候,变频供水控制器发出一个指令,自动关闭一 台工频泵使之超出并联供水。为了减少工频泵自动投入或超 出时的冲击(水力的或电流的冲击)。在投入时,变频泵的转速 自动下降,然后慢慢上升以满足恒压供水的要求。在超出时, 变频泵的转速应自动上升,然后慢慢下降以满足恒压供水的 要求。上述频率自动上升,下降由供水变频控制器控制。
另一种变频供水模式通常叫做恒压变量循环状启动并先开 先停的工作模式。在这种供水模式中,当供水流量少于变频泵 在恒压工频下的流量时,由变频泵自动调速供水,当用水流 量增大,变频泵的转速升高。当变频泵的转速升高到工频转速 ,由变频供水控制器控制把该台水泵切换到由工频电网直接 供电(不通过变频器供电)。变频器则另外启动一台并联泵投入 工作。随用水流量增大,其余各并联泵均按上述相同的方式软 启动投入。这就是循环软启动投入方式。
当用水流量减少,各并联工频泵按次序关泵超出,并泵超 出的顺序按先投入先关泵超出的原则由变频控制器单板计算机 控制。
由上述可见,对于变频恒压变量给水通常有两种工作模式 ,一是变频泵固定方式,二是变频循环软启动工作方式。在变 频泵固定方式中,各并联水泵是按工频方式自动投入或超出 的。因为变频泵固定不变,当用水流量变化,变频泵始终处于 运行状态,因此变频泵的运行时间长。为了均衡各水泵的 运行时间,对于变频泵固定运行方式,可以设计成变频泵定时 轮换运行方式。即当某一台变频泵运行一定时间后,由变频 控制器控制变频泵自动进行轮换。例如:开始时1泵变频,2- 3泵工频,当1泵变频运行T时间后(T可按序设定)自动轮换为2泵 变频,3-1泵工频;在此状态下运行T时间后自动轮换为3泵变 频,1-2工频,……。如此反覆进行定时轮换。
显然,具有变频泵自动轮换控制的变频恒压变量供水系统 ,变频泵是定时改变的,即任何一台并联泵都有可能成为变频 泵。由变频恒压变量供水理论可知,为了保证恒压供水,变 频泵必须是各并联泵中的大者。为此,对于变频恒压供水并 变频泵自动定时轮换的水机,各并联水泵的大小应相同以保 证恒压供水。
按变频器工作原理,在运行中的变频器不允许在其输出端 进行切换;否则在切换过程中会使变频器中的某些电子器件受 到大电流冲击而降低其寿命。在变频泵自动轮换过程中,要 在变频器的输出端进行切换;为了保护变频器,在进行自动切 换之前应使变频器停止运行。在变频器停止运行的条件下, 在其输出端进行切换。在切换好后再重新启动变频器而恢复正 常运行。因此,自动轮换控制的电路比较复杂,会增加变频 控制柜的造价并降低其使用可靠性。
当变频恒压变量供水系统具有变频泵自动轮换功能,其优 点是各并联泵可定时轮换到变频运行,使各并联泵的磨损均衡 。但是,在任一台泵变频运行时,万一水泵故障有可能使变 频器保护跳闸而停止工作。各并联水泵是由变频器控制运行的 ;当变频器跳闸,必然使所有并联水泵停机而中断供水。
因此,当水泵的可靠性一定,具有自动轮换控制功能的变 频恒压供水机的供水可靠性将低于不具备自动轮换控制功能的 变频恒压供水机。笔者认为,供水可靠性是主要矛盾。因此 我们不主张采用具有自动轮换控制功能的变频恒压给水系统。
多泵并联,循环软启动的变频恒压给水系统,同样存在上 述变频恒压自动轮换工作模式的缺点。为了保证恒压供水,同 样要求各并联泵的大小相同。
综上可述,为保证供水可靠性,笔者不主张采用自动轮换 和变频循环软启动的工作模式。清华紫光集团自动化工程部在 其《ABB恒压供水系统用户手册》中说,“循环软启动!这是一 个危险的诱惑,很多搞恒压供水的人热衷于发展此项技术,但 我们的建议是否定的。……”我们赞同清华紫光集团自动化 工程部的上述学术见解,不热衷于搞变频循环软启动供水。
由水泵-管路供水原理可知,当节流损耗等于零,则供水 系统具有佳的节能效果,此时水泵的供水扬程完全消耗在供 水高度和供水流阻损失上。这种变频调整供水称为理态的变 压变量供水,这种供水系统的扬程-流量曲线和管路系统的流 阻—流量曲线重合。在理想的变压变量供水系统中,在用水 点,其扬程恒定,属于恒压供水。在实际建筑中,用水点是多 处,不是一处,因此很难确定何处是恒压用水点。变压变量 供水系统没有通用性,在工程上很少应用。一种实用的变压变 量供水系统叫做准变压变量供水系统;在准变压变量供水系 统中,其恒压值随用水流量增加而跃阶上升。例如多泵并联恒 压供水,当一台泵工作,其恒压值为P1;当投入一台泵,其恒 压值自动变为P1+ΔP1;当二、三、四台泵投入,其恒压值分 别自动变为P1+ΔP1+ΔP2,P1+ΔP1+ΔP2+ΔP3,P1+ΔP1+Δ P2+ΔP3+ΔP4,……。其中P1,ΔP1,ΔP2,ΔP3,ΔP4,…… 可按需要设定;因此,准变压变量系统(设备)的供水特性可以 十分接近理想的变压变量供水特性,具有优良的节能效果,这 种供水系统(设备)具有通用性。例如国际上的ABB供水专用 变频器就具有上述的准变压变量供水控制功能。
事实上,在建筑供水当中,准变压变量供水模式也很少应 用,因为在实际使用当中,很难给出ΔP1,ΔP2,ΔP3……等等 的具体参数
连接元件
前连接器和屏蔽触点
前连接器用于接线 I/O 模块。对于支持 EMC 标准信号的模块(如,模拟量模块和工艺模块),接线前连接器时还需要一个屏蔽触点。
使用螺钉型端子和直插式端子时,这些前连接器可连接 35 mm 模块;使用直插式端子时,可连接 25mm 模块。
屏蔽触点包括屏蔽支架和屏蔽端子。屏蔽支架与屏蔽端子一同使用时,可在短的安装时间内实现屏蔽线的低阻抗应用。其中,屏蔽触点已包含供货清单中,且安
装时无需任何工具。
前连接器的型号(带有/不带屏蔽功能)
带螺钉型端子的 35 mm 前连接器
带直插式端子的 35 mm 前连接器
带直插式端子的 25 mm 前连接器
前连接器
屏蔽支架
屏蔽端子软件
TIA Portal
TIA Portal 中集成有各种 SIMATIC 控制器。TIA Portal 工程组态系统凭借统一的控制、显示和驱动机制,实现高效的组态、编程和公共数据存储。
TIA Portal *简化了工厂内所有组态阶段的工程组态过程。
SIMATIC Automation Tool
通过 SIMATIC Automation Tool ,可同时对各个 SIMATIC S7 站进行系统调试和维护操作,而无需打开 TIA Portal 系统。SIMATIC Automation Tool 支持以下
各种功能:
• 扫描 PROFINET/以太网工厂网络,识别所有连接的 CPU
• 为 CPU 分配地址(IP、子网、网关)和站名称(PROFINET 设备)
• 将日期和 PG/PC 时间转换为 UTC 时间并传送到模块中
• 将程序下载到 CPU 中
• 切换操作模式 RUN/STOP
• 通过 LED 指示灯闪烁确定 CPU 状态
• 读取 CPU 错误信息
• 读取 CPU 诊断缓冲区
• 复位为出厂设置
• 更新 CPU 和所连模块的固件版本
PRONETA
SIEMENS PRONETA(PROFINET 网络分析服务)用于在调试过程中快速分析工厂网络的具体状况。PRonETA 具有以下两个核心功能:
• 拓扑总览分别扫描 PROFINET 和所有连接组件。
• 通过 IO 检查,快速完成工厂接线和模块组态测试。
SIEMENS PRonETA 可从 Internet 上免费下载。
14.4 SIMATIC S7 App
SIMATIC S7 应用程序 可通过 WLAN 与 SIMATIC S7-1500 和 ET 200SP 建立安全连接并实现以下功能:
• 基于 HTTPS 协议,检测多达 50 个联网的 CPU 并建立连接
• 更改 CPU 的操作模式 (RUN/STOP)
• 读取 CPU 的诊断信息并通过电子邮件发送
• 监视并修改变量
• 采用通信加密和文件包数据加密措施,*提高数据传输的安全性;在启动应用程序和建立连接时,需要提供相应密
在实际应用中如果PLC组态工艺对象时,当“与驱动装置进行数据交换”及“与编码器进行数据交换”时选择了“运行时自动应动驱动值”及“自动进行编码器值数据交换”时,工程师常常会遇到PLC控制V90 PN起动运行工作不正常的问题,如PLC起动后调用MC_Power功能块对驱动器进行使能时,功能块出现16# 8001错误代码,工艺对象显示“与设备(驱动装置或编码器)通信故障”报警等。
为了避免这些问题,请按照本文说明调用MC_Power命令。
2 回答
当通过1200/1500 PLC通过组态工艺对象的方式对V90进行控制时,需要使用MC_Power功能块对驱动器进行使能。某些工况下,要求设备启动后,PLC立即通过MC_Power对驱动器进行使能,因此用户在编写驱动使能程序时,将MC_Power的Enable管脚给定为常1,如果这样编程则需要保证驱动器、编码器与控制器通讯正常。但是,如果PLC先于驱动器完成启动,这样编程MC_Power将无法正常完成使能过程,功能块会报16#8001错误,而且工艺对象会出现“与设备(驱动装置或编码器)通信故障”报警,如图1、图2所示,只有对工艺对象的故障完成确认后才可以正常使能