变频器生活无负压给水设备的调试教程

 

首先要明白生活无负压给水设备系统中的几个参数

1． 兆帕与公斤：

“1兆帕”是压强的单位，即1兆帕＝1000000帕的。

一平方米的面积上受到的压力是一牛顿时所产生的压强为一帕斯卡[1Pa=1N/(M×M)]。

而公斤力是力的单位：1公斤力＝9.8牛顿。

这是两个不同概念的物理量，没法说“1兆帕等于多少公斤力”。

但彼此有一定的关系：要产生“1兆帕”的压强，需在1平方厘米的面积上，施加的压力约是10公斤。

1公斤压力＝0.098兆帕，

所以:1兆帕（MPA)≈10.2公斤压力（KG/CM^2)

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

 

2、生活无负压给水设备变频器中PID的定义

      PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：

　　温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s

　　压力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，需要整定的系数是Kp（比例系数）,Ki（积分系数）,Kd（微分系数）三个。这三个参数对系统性能的影响如下：

（1） 比例系数 Kp

① 对动态性能的影响 比例系数Kp加大，使系统的动作灵敏，速度加快，Kp偏大，振荡次数加多，调节时间加长。当Kp太大时，系统会趋于不稳定，若Kp太小，又会使系统的动作缓慢；

② 对稳态性能的影响 加大比例系数Kp，在系统稳定的情况下，可以减小静差，提高控制精度，但是加大Kp只是减少静差，不能全部消除。

（2） 积分系数 Ki

① 对动态性能的影响 积分系数Ki通常使系统的稳定性下降。Ki太大，系统将不稳定；Ki偏大，振荡次数较多；Ki太小，对系统性能的影响减少；而当Ki合适时，过渡特性比较理想；

② 对稳态性能的影响 积分系数能消除系统的静差，提高控制系统的控制精度。但是若Ki太小时，积分作用太弱，以致不能减小静差。

（3） 微分系数 Kd

微分控制可以改善动态特性，如超调量减少，调节时间缩短，允许加大比例控制，使静差减小，提高控制精度。但当Kd偏大或偏小时，超调量较大，调节时间较长，只有合适的时候，

才可以得到比较满意的过渡过程。

对系数实行“先比例，后积分，再微分”的整定步骤。

（1） 首先只整定比例部分。即将比例系数由小到大，并观察相应的系统响应，直到得到反应快，超调小的响应。

（2） 加入积分环节。整定时首先置积分系数Ki一个较小的值，并将第（1）步中整定的比例系数略为缩小（例如缩小为原值的0.8倍），然后增大Ki，

使在保持系统良好动态性能的情况下，静差得到消除。在此过程中，可根据响应的好坏反复改变比例系数与积分系数。

（3） 若使用比例积分调节器消除了静差，但动态过程经反复调整仍不能满意，则可加入微分环节。在整定时，可先置微分系数为0，

在第，一步的基础上，增大Kd，同时相应地改变比例系数和积分时间。

p值设置越大，静差越小，跟踪越快，但容易出现超调震荡现象，i的值设置越大，跟踪就越慢，在实际使用中，以系统稳定和跟踪速度达到工艺要求为准，即在水泵恒压供水系统中，压力稳定为基准。

不过以上PID定义仅了解一下即可，实际小项目中的变频器PID参数不用更改（出厂默认值）也可实现功能。

设置变频器时，只要知道PID需要反馈量和给定量即可。反馈量即是压力的实时信号（在管道上的远传压力表---电阻式，或者是三线或两线的压力传感器。给定量即要求达到我压力值（可以在变频器的键盘上设或者用外置电位器）。

变频器外部接线

对应的电压、电流型反馈量接线应设置变频器的 AI1/AI2，内部参数及外部跳线（一般AI1默认为电压） 

压差变送器接变频器时，图中电流表的位置换成变频器即可。

设置变频器参数

以英伟腾为例：CHF/GD100/CHV160A

以反馈量为0.45兆帕（二线制压力传感器4-20Ma,传感器量程0-0.6兆帕）,则在变频器输入的给定量为75%（0.45除0.6）

以GD100为例，由于GD100的AI1内置成了面板上的电位器，所以反馈信号接于AI2,又由于AI2出厂值是电压信号，需设置跳线将其改为电流信号。

P00.01=1 运行指令通道==端子

P00.03=50 额定输出频率

P00.04=50 频率上限

P00.05=15 频率下限

P00.06=7  AI2功能为PID反馈

小功率变频器，加减速时间不必设置，保持默认，

P01.08=0  变频器的停车方式，此为减速停车，若变频器为工频变频转换或一拖几的控制时，停车方式应为自由停车。

P01.19==0,为变频器运行频率低于下限时为以频率下限运行

P02组为电机参数，能实际电机铭牌上参数设

控制端子组及继电器输出组根据线路实际功能设置即可

P05.37=1V,  AI2下限设为1V对应反馈4mA

P05.39=10V, AI2上限为10V对应反馈20mA

P09组为PID组

P09.00=0 给定值由键盘设定

P09.01=75,给定值

P09.02=1，反馈信号由AI2进入变频器(反馈源选择)

P09.03=0，PID输出特性为正，由于为恒压供水，即当反馈小于给定时要加速，大于给定时要减速。

P17.24为反馈量显示可以实时监控(只有GD100有此功能)

由于英威腾变频器几种系列的参数大同小异，其他几种变频器只要照上更改相应参数即可。

 

生活无负压给水设备产品特点：

※采用先进的供水专用变频器

※ 新的供水专利技术

※全中文人机界面，操作简单

※RS485远程通讯

※压力控制精度5‰

※压力频率全数字显示

※一次水高、低水位报警

※供水压力过压、欠压保护

※系统故障自诊断

※水泵过载、过流保护

※水泵软启动，软切换

※适用于各种泵站

※故障水泵自动切除运行系统

※体积小，安装调试方便

※全部进口低压电器集成，运行更安全可靠

※优化的控制软件更利于系统节能运行

 

生活无负压给水设备的工作原理：

      自来水进入调节罐，罐内的空气从真空消除器内排出，待水充满后，真空消除器自动关闭。当自来水能够满足用水压力及水量要求时，供水设备通过旁通止回阀向用水管网直接供水；当自来水管网的压力不能满足用水要求时，系统通过压力传感器（或压力控制器、电接点压表）给出起泵信号起动水泵运行。水泵供水时，若自来水管网的水量大于水泵流量，系统保持正常供水，用水高峰期时，若自来水管网水量小于水泵流量时，调节罐内的水作为补充水源仍能正常供水，此时，空气由真空消除器进入调节罐，消除了自来水管网的负压，用水高峰期过后，系统恢复正常的状态。若自来水供水不足或管网停水而导致调节罐内的水位不断下降，液位控制器给出水泵停机信号以保护水泵机组。夜间及小流量供水时可通过小型膨胀罐供水，防止水泵频繁启动。

      生活无负压给水设备关键技术部分为智能控制系统(变频型)和调节罐的真空消除。智能控制系统核心部分采用可编程控制器，程序软件的编制及设计由专业技术工程人员充分根据水泵的运作特点在多年变频给水工程经验基础上精心编制而成，设备具有界面直观，操作简便可靠，性能稳定，高智能化等诸多特点。调节罐的真空消除也是该项目的关键技术，管网叠加的实现 全部依靠罐上真空消除器在罐内水被抽空时及时消除罐内真空，从而达到罐内外压力平稳，由此不对市政管网造成负压影响，不影响其它市政管道用户的正常用水。

 

生活无负压给水设备控制器 

      采用 新微电脑设计处理器设计制造配备液晶中文显示,参数显示、设定一目了然，故障时弹出供货商公司名称及2个服务电话（可按要求设置）,多达75个功能参数项、9种应用宏选择，能满足五台以下的所有运行程序，其主要特点有：1．外部接线简单:用户只需通过菜单设置，即可使控制器适用于不同的供水控制系统；无需改变复杂的外部接线。2．可靠性:由于控制器已将各种功能模块集成于内部，外部配件少，、进一步降低了整个系统出现故障的机会。3．调试简单方便:丰富的汉字提示。使一般的操作人员无需经过复杂的，也能对各种操作应用自如。 4．系统功能完善:与目前国内同类设备比较，本设备更显示出其 特别的优点。在设备工作现场，工程人员可根据泵组的实际情况在显示下，随时改变各种控制参数，由于保证泵组处于较优化的运行状态。 5．控制精度高本控制程序中所有的模拟量均为数码处理。改良的PID数字控制系统能够避免一般PID死区（对水泵控制而言）所带来的控制误差,使系统的供水压力更加稳定。6．睡眠功能的较新应用可使机组在每天的零流量的区域中自动启、停，间歇型的供水方式,使节电效果更佳。7．控制功能先进控制系统可在汉字显示屏上明确显示其工频、变频、转换的运行工况。8．维修简单方便特有的系统故障检测、明确的故障部位（中文）提示,使工程人员能够清楚地了解故障所在,帮助维修人员检查故障发生的部位的部位和原因。

 

生活无负压给水设备的功能特点：

两种工作方式：a.自动工作方式：自动方式是作为正常供水状态下的一种工作方式。一般来讲，当客户正常供水后即选定该种方式，在自动方式工作时，全部管网的不同供水要求，都将在无负压供水设备有效的控制之下，进行多种功能的适应工作。b.手动工作方式：该操作方式是为自动工作方式发生故障时，为用户应急设置的一种工作方式，该工作方式 采用较简单的启动方式，这种方式在操作面板上直接启停任何一台水泵电机，一般只有在自动失灵或调试的情况下才采用。2、容易并入智能化管理系统，主要部件采用知名品牌元件，整套系统具有很高的可靠性和抗干扰性，其自带的标准串行通讯口（RS485），使得系统与计算机的通信十分方便。3、水位保护功能，当水罐水位低于设定水位，系统自动保护停机。液位控制器性能稳定可靠。4、自动复位功能，停电后复电时或水位恢复时系统自动启动。5、故障泵功能，故障泵后直接退出运作程序，由备用泵接替工作。6、自动保护功能：有过载、过流、短路、缺相、超压、欠压及缺水停机等自动保护功能

 

生活无负压给水设备主要技术参数及技术创新点     

技术参数     

■流量范围                               0—600 m3/h     

■压力范围                               0—2.0MPa     

■控制水泵单台电机功率                   ≤180KW     

■压力调节精度                           ≤0.01MP     

■环境温度                               0～+40℃     

■相对湿度                           90%以下(电控部分)

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

 

生活无负压给水设备产品的性能与特点：

1、自动化程度高、智能化运行：生活无负压给水设备由智能中央处理器控制，工作泵、备用泵运行、切换过程全自动进行，故障自动报警，用户可从人机界面直观快捷地找出故障原因。采用PID闭环调节，恒压精度高，水压波动小。