双变频带多泵在供水系统中的应用.docx

双变频带多泵在供水系统中的应用【摘要】介绍多泵恒压供水常用的几种方案并比较各种方案的优劣。重点介绍双变频带多泵恒压供水系统分析该系统的组成控制切换过程及注意事项。【关键词】双变频器；多泵；恒压供水1.前言糖厂的供水系统一般由若干台扬程相近的水泵组成调节流量和水压的传统方法是按需求的水压和流量用人工控制水泵运行的台数去控制。如压榨量为7000吨/日的糖厂水泵的配置方案有多种其中一种可行的方案是三台160kW和一台90kKW的水泵组成。系统运行时传统的方法是根据现场水压和流量情况由工人来决定投入水泵的数量和功率。若用水量大水压低时则增加投入运行的水泵；用水量少水压高时则切除投入运行的水泵。2.变频恒压供水的控制方案选择由于用水量随生产过程不同而变化采用手动控制已很难满足生产要求为使供水的水压恒定最常见的办法是采用变频恒压供水系统即通过管网上的压力变送器将压力信号送到变频或PLC构成压力闭环控制系统管网水压由变频器调节控制。对于多泵情况有不同的控制方案一种是“单变频带多泵”该方案的特点是一个变频控制回路加四个电机直接起动回路共同控制四台水泵的投切四台水泵中的任一台都可变频控制启动保证永远有一台水泵在变频运行这样不论用水量如何改变都可保持水压基本恒定。该方案初期设备投资较小性价比高但不足之处在于无备用系统对变频的可靠性依赖过高变频故障时只能停产维修且变频器运行并切换到工频的过程中会造成管网短时失压。另有一种控制方案是“变频加软起带多泵”该方案的特点是一台水泵一直连接在变频器上其它水泵连接在软启动器上水泵不需要在变频与工频之间切换没有切换过程中的失压现象。软起回路由变频器输出信号控制启停。当变频器故障时可用软起动器手动控制水泵的启停保证供水不致中断。由于每台电机都有起动器所以不需要再做备用系统但初期投资较大性价比低且变频器故障时只能通过软启动手动控制水泵的投切来调节水压水泵只能运行在工频状态无法达到水压调节的要求。鉴于以上两种方案的优缺点本文提出了一种基于PLC的双变频带多泵的供水系统既满足了供水稳定的需要又可减少设备初期投资且维护和检修相对方便。3.双变频带多泵具体方案分析3.1“双变频带多泵”系统图3.2控制简介该方案由两个变频控制回路加四个电机直接起动回路共同控制四台水泵的投切。系统设置转换开关可选择任意一个变频回路作为主用回路另一变频回路为备用回路。主用变频回路连接到第一台水泵控制其启动运行当水压不够需要加泵时变频器停止运行自由停车并输出信号到PLC由PLC控制连接在第一台水泵的直接启动回路利用水泵的惯性将第一台水泵切换到工频运行状态。切换后变频连接到第二台泵控制该泵起动并运行。照此方法可用变频起动所有水泵。当水压过高需要减泵时由PLC发出信号切除工频运行状态的水泵。如果主用变频回路出现故障系统自动切除该回路并将备用变频回路投入运行保证系统的安全性与稳定性。3.3切换过程因变频器的输出端不能连接电源也不能在运行中带载分断切换过程应按以下的程序进行。供水系统投入运行当变频输出频率达到50Hz并运行60秒后管网水压未达到给定值此时该台水泵需切换到工频运行首先关闭该台水泵的电动阀然后变频器自由停车水泵电机惯性运转。考虑到电机中的残留电压不能将电机立即切换到工频而是要延时一段时间等到电机中的残余电压下降到较小值与电源电压不同相时造成的切换电流冲击较小时才可切换。延时时间具体要看电机参数一般在1秒内根据现场实际调试160kW水泵电机的切换时间约为0.6秒。关阀停车后水泵电机基本上处于空载运转到0.6秒时电机的转速下降不多使切换时电流冲击较小。切换完成后再打开对应电动阀。此时已停车的变频器切换到另外的水泵上起动并运行再开该电机的电动阀切换过程完成。3.4控制系统的实现和注意事项双变频带多泵恒压供水系统主要通过PLC控制实现其输入信号有：水压模拟量反馈信号各控制回路故障信号电动阀开关信号及1KM1、1KM2、2KM1、2KM2、3KM1、3KM2、4KM1、4KM2、5KM、6KM状态信号。根据供水压力的要求系统顺序控制各台水泵的运行状况通过调节变频回路水泵的水量达到恒压供水的要求。变频器的输出端不能连接电源且电机同时只能有一路控制因此1KM1和1KM2、2KM1和2KM2、3KM1和3KM2、4KM1和4KM2、5KM和6KM之间要加联锁这样才能保证系统安全可靠的工作。采用变频供水方式要注意谐波的影响过热保护整定值要根据实际情况整定确保水泵安全可靠运行。变频自由停车时电机残余电压的衰减时间一般为1～2秒切换延时不是越长越好延时短残余电