ABB變頻器ACS510的SPFC功能控制三臺水泵.doc

1、ABB變頻器ACS510的SPFC功能在多泵恒壓供水系統(tǒng)中的實現(xiàn)一、前言北京ABB電氣傳動系統(tǒng)有限公司，作為全球傳動行業(yè)的龍頭企業(yè)，它的產(chǎn)品廣泛地用于各行各業(yè)之中。ACS510 作為其中的一款產(chǎn)品廣泛地用于工業(yè)領域，還針對風機、水泵應用做了特別的優(yōu)化，典型的應用包括恒壓供水，冷卻風機，鐵和隧道通風機等等。ACS510產(chǎn)品系列功率范圍從0.75 KW至132 KW。不僅性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠，而且功能強大，它的SPFC(循環(huán)軟啟動控制)功能很方便實現(xiàn)恒壓供水系統(tǒng)，無需要使用額外的PLC。二、ABB ACS510變頻器特點簡介1. 完美匹配風機水泵：l 增強的PFC應用：最多可控制7 (1+6) 各水

2、泵：能切換更多的泵。l SPFC：循環(huán)軟啟功能：可依次調(diào)節(jié)每個泵，最多可拖動6臺水泵，無須使用額外的PLC。l 多點U/F曲線：可自由定義5段U/F曲線；可靈活廣泛的應用。l 超越模式：應用于隧道風機的火災模式；應用于緊急情況下。l PID調(diào)節(jié)器：兩個獨立的內(nèi)置PID控制器，PID1和PID2。2. 更經(jīng)濟：l 直覺特性：噪音最優(yōu)化，當傳動溫度降低時增加開關頻率；可控的冷卻風機，僅在需要時啟動；可隨機分布開關頻率，從而降低噪音，極大改善了電機噪音，降低了傳動噪音并提高功效。l 連接性：簡單安裝，可并排安裝，容易連接電纜，通過多種I/O連接和即插式可選件方便地連接到現(xiàn)場總線系統(tǒng)上；減少安裝時間，

3、節(jié)約安裝空間，可靠的電纜連接。3. 更環(huán)保l EMC:適用于第一及第二環(huán)境的RFI濾波器為標配；不需要額外的外部濾波器。l 電抗器：變感電抗器：根據(jù)不同的負載匹配電感量，因此抑制和減少諧波，降低總諧波。三SPFC功能概述SPFC 功能，又稱循環(huán)軟啟動功能，內(nèi)置在ACS510變頻器中。該功能不同于PFC功能之處在于，SPFC功能每次啟動新電機的時候，都是用變頻器來啟動的，而變頻器剛剛拖動過的電機，將投切到工頻上。下面將以1臺ACS510變頻器拖動3臺水泵為例介紹SPFC功能在恒壓供水系統(tǒng)中的實現(xiàn)。1. ACS510 能滿足的系統(tǒng)要求：a) 控制室無人值守，要求全自動，同時要求設計手動回路作為應急

4、備用。b) 三泵循環(huán)軟啟，要求不用PLC控制，以降低成本。c) 一臺泵出現(xiàn)故障時，能切換掉，保證系統(tǒng)能繼續(xù)工作。d) 三泵輪換運行，保證各泵運行時間相等，防止泵體久置生銹。e) 沒有用水時讓變頻器進入睡眠狀態(tài)，節(jié)能，但要保證系統(tǒng)根據(jù)符合隨時自動跟蹤啟動。2. 三泵控制主回路電路圖（1）如下所示：圖（1）三泵控制主回路圖變頻器在SPFC功能下運行時，三泵恒壓供水系統(tǒng)的主回路硬件配置：變頻器，接觸器，熔斷開關等，根據(jù)需要選配OREL-01(ACS510繼電器擴展選件)。SPFC宏的主要控制特點為：1) 當電機1頻率到達上限設定頻率時，如果壓力沒有達到給定要求，電機脫離傳動單元，經(jīng)過一段時間延遲后，

5、直接接入電網(wǎng)運行。2) 電機2連接到傳動單元。2號電機速度根據(jù)PID的給定值和實際值的運算結(jié)果逐步增加，直到滿足泵的實際工況。3) 電機36使用同樣的步驟進行啟動。4) 停止電機的過程如同標準PFC控制（停止輔助電機，并繼續(xù)調(diào)節(jié)正在控制的電機速度）。5) 設置電機的啟動順序可以分為：平均運行時間和繼電器順序（參考參數(shù)8127）。3. 三泵控制原理圖如下圖（2）所示，變頻器工作邏輯時序圖如圖（3）所示。如果最終用戶在使用過程中，沒有特殊的要求，基本上按照圖（2）就可以實現(xiàn)三泵SPFC的功能。圖中，可以看到的有變頻器ACS510的繼電器與DI口，三位開關S1, S2, S3，以及繼電器線包與常開常

6、閉觸點等元件。圖（2）三泵控制原理圖圖（3）變頻器工作邏輯時序圖結(jié)合變頻器主回路圖，控制回路圖，邏輯時序圖，系統(tǒng)的工作邏輯如下所述：1) DI信號閉合，傳動單元啟動，RO1（繼電器1）閉合，這樣接觸器K1也吸合了。此時調(diào)制被禁止。2) 傳動單元經(jīng)歷一段PFC啟動延時（參數(shù)8122）。此時調(diào)制仍被禁止，因為傳動單元需要等待所有接觸器穩(wěn)定。3) 允許調(diào)制，M1變頻起動。調(diào)制從零速啟動。4) 如果實際壓力小于給定壓力，就準備將M2投入。于是，當輸出頻率Fout超過啟動頻率1Hz時，輔機啟動延時（參數(shù)8115）。當輔機啟動延時完后，傳動單元自由停車，RO1打開，K1也斷開。5) 傳動單元等待PFC啟動

7、延時( 參數(shù)8122)。然后，傳動單元閉合RO2，K2閉合。傳動單元連接到新的被控制電機上。此時調(diào)制仍被禁止。傳動單元等待PFC 啟動延時( 參數(shù)8122)。此時調(diào)制仍被禁止，因為傳動單元需要等待所有的交流接觸器穩(wěn)定。然后，傳動單元閉合RO1，K1.1吸合，M1直接切換到電網(wǎng)上( 恒速運行) ，此時調(diào)制允許，傳動單元從零速啟動連接在RO2 的電機M2。6) 如果實際壓力小于給定壓力，就準備將M3投入。于是，輸出頻率Fout超過啟動頻率1Hz時，輔機啟動延時（參數(shù)8115）啟動。當輔機啟動延時完后，傳動單元自由停車，RO2斷開，因此K2斷開。因為RO1處于吸合狀態(tài)，所以K1.1自保持，M1繼續(xù)保

8、持工頻運行（在設計外圍電路時，此處不能忽略）。7) 傳動單元等待PFC啟動延時( 參數(shù)8122)。傳動單元閉合RO3，K3閉合。傳動單元連接到新的被控制電機M3上。此時調(diào)制仍被禁止。8) 傳動單元等待PFC 啟動延時( 參數(shù)8122)。此時調(diào)制仍被禁止，因為傳動單元需要等待所有的交流接觸器穩(wěn)定。然后，傳動單元閉合RO2，K2.1吸合，M2直接切換到電網(wǎng)上( 恒速運行) 。9) 此時調(diào)制允許，傳動單元從零速啟動連接在RO3 的電機M3。10) 此時M1，M2工頻運行，M3變頻運行，如果實際壓力高于給定壓力，于是：輸出頻率Fout低于停止頻率1Hz時，輔機停止延時（參數(shù)8116）啟動。當輔機啟動延

9、時完成后，RO1斷開，這時K1.1掉電，M1停止工頻運行。11) 此時M2工頻運行，M3變頻運行，如果此時實際壓力仍高于給定壓力，于是：輸出頻率Fout低于停止頻率1Hz時，輔機停止延時（參數(shù)8116）啟動。當輔機啟動延時完后，RO2斷開，這時K2.1掉電，M2停止工頻運行。12) 如果此時壓力又不夠，于是：RO3斷開，K3斷開變頻運行。RO1閉合，K1吸合，M1變頻運行。RO3閉合，K3.1吸合，M3工頻運行（注意: 輔機的切換順序可以通過參數(shù)8128來設置）。13) 接下來的邏輯依上所述類推。即使輔機數(shù)量在4-6臺，邏輯也類似于上面所述。4 變頻器 ACS510 控制板I/O控制連接示意圖

10、如圖（4）所示：圖（4）I/O控制連接圖5 主要參數(shù)設置9902：SPFC 宏（應用宏）1001：DI1（手動啟動）1002: DI6（自動啟動）1102: DI2 應用宏切換1103: AI1 （單機給定信號）1106: PIDOUT1 （一拖多自動給定源）1401: PFC1402: PFC1403: PFC1404：PFC1405：PFC1406：PFC1601: 使能2007: 25 Hz （頻率低限值）2008: 52 Hz （頻率高限值）4010: 19（內(nèi)部設定）4011：根據(jù)壓力需要設定4022: 7 （睡眠選擇信號）4023: 40 （睡眠頻率）4024,4025,4026: 根據(jù)需要設定8117：5 （五臺輔機）8127：6 （六臺電機）8120：DI3（內(nèi)部鎖定）8122: 根據(jù)需要設定8123: 28128：平均運行時間（輔助電機啟動順序）6 調(diào)試要領：該控制圖對用戶的使用是一個參考，用戶可以根據(jù)實際的需要多配置外部輔助設備。并且最好在出廠前把邏輯調(diào)試好。繼電器的切換完全是根據(jù)水壓的變化變頻器內(nèi)部自動做出的動作。四 結(jié)論ACS510的SPFC(循環(huán)軟啟動控制)功能在恒壓供水系