H1变频器在恒压供水系统上的应用

1、概述

       恒压供水是指在供水网中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。供水网系出口压力值是根据用户需求确定的。传统的恒压供水方式是采用水塔、高位水箱、气压罐等设施实现的。随着变频调速技术的日益成熟和广泛应用，利用变频器、PID调节器、单片机、PLC等器件的有机结合，构成控制系统，调节水泵的输出流量，实现恒压供水。该技术已在供水行业普及。变频恒压供水系统主要特点：节电、运行可靠、卫生节水、控制灵活、自我保护功能完善、延长设备寿命；保护电网稳定。

       H1系列变频器是基于小功率、小体积市场的需求而推出的产品，秉承一个易用好用专用多用的原则，可广泛用于木工机械，风机水泵，食品灌溉，陶瓷机械，纺织机械等设备。本应用实例简单介绍H1变频器在恒压供水系统方面的应用、操作及原理。

2.原理

用变频器进行恒压供水时有两种方式，一种是一台变频器控制一台水泵；另一种是一台变频器通过恒压供水控制器控制多台水泵。我们主要介绍一下第一种，一台变频器控制一台水泵方式，根据压力反馈信号，通过PID运算自动调整变频器输出频率，改变电动机转速，最终达到管网恒压的目的，形成一个闭环回路。

3.使用

3.1.接线

变频器主线路线图

变频器面板接线示意图

3.2.面板介绍

参数调试示意图

由任意状态显示界面，按PRG键进入参数号编辑界面（该界面有字母P开头），通过上下键（UP/DOWN）左移键调整参数号，参数号无误后，按确定键（ENTER）进入参数设置界面（纯数字组成），继续通过通过上下键（UP/DOWN）左移键设置参数，确认后按确定键（ENTER）确定，软件会保存该参数并退回参数号编辑界面，所有参数设置完毕，按PRG键退出参数编辑界面。

3.3.参数设置

①.P1.20=86，H1变频器供水宏设置

②电机相关参数设置水泵电机参数设置,如下表

③压力开关模拟量参数设置,如下表（根据实际参数设置）

④缺水保护功能参数设置，如下表（根据需求参数设置）

⑤拓展功能（可不设）

修改PID的休眠动作。包括休眠频率，休眠时间，唤醒时间以及休眠动作。

4.   示例

4.1.  压力开关模拟量参数设置

压力传感器最大量程为1.6MPa，即最大压力为16公斤（10米扬程=1公斤=0.1MPa），感应电流为4mA~20mA。

水泵铭牌标准扬程为4米，假设管道恒压需要保持在3.2公斤左右；

因此压力开关模拟量参数设置表如下：

水泵运行之后，根据用水需求，变频器会自动调整输出频率，使管道压力将维持在3.2公斤左右。但如果此时供水需求减小，管压上升，为保证恒压，变频器输出频率会一直减小，直至停止输出。

4.2.  低频保护功能和再启动参数

  ①.由于水泵电机在在低频运行时会导致风扇风量不够，导致电机温度上升，损伤内部铜线，因此需要设定保护频率。

电机铭牌频率为50Hz，一般电机的保护频率设置在20Hz，即变频器输出频率低于20Hz时，电机应该停止运行，因此设置PID休眠频率在20Hz，PID休眠频率设定值为40%（（20/50）*100%）。

  ②.需要在管压低于2公斤时，变频器重新启动，因此PID唤醒偏差为(1-2/3.2)*100%=37.5%。

一旦检测到输出频率低于20Hz，变频器在计时10S之后，变频器直接进入暂停状态，此时M指示灯亮（10S期间如果压力传感器反馈值低于3.2公斤，变频器停止计时，正常工作）；进入停止状态之后，当压力传感器反馈值低于2公斤，变频器在计时5S之后，变频器会重新开始工作。

PID运行示意图

4.3.  缺水保护功能参数设置

判定规则：通过设定频率值和输出频率，设定电流与输出电流一起进行对比，判断水泵是否处于缺水/断带状态。

水泵铭牌标定额定电流为4.8A，测到的空载电流为1.8A，假设取值为2.0，参数表设置如下：

注释：P12.01的默认值为0，表示该项功能为关闭状态，想要使用这项功能，需要设置合理的电流参数，同时设定的休眠频率必须大于断带频率。

当水泵电机的进水口流量减小，变频器输出的电流也随之减小，因此第一步变频器先判断输出频率是否大于25Hz，排除因为频率下降引起的电流下降；第二步变频器再去判断输出电流是否低于设定电流值2.0A，如果两条同时成立，变频器大概会在10秒左右关断输出，并且面板会显示E0063，为用户自定义故障。

4.4. 信号丢失检测参数

注释：P12.02的默认值为0，表示该项功能为关闭状态，想要使用这项功能，需要设置合理的参数。

当条件①检测压力开关信号反馈值小于设定的掉线电压，②输出的频率大于等于最大设定频率同时满足，变频器将自动判定信号丢失，面板将会显示E0063，为用户自定义故障。

4.5.  利用数字输入控制恒压供水系统

注释：软件默认是两线制，当需要三线制模式时需要将P3.20设置为2（数字量输入，默认是两线制，当P3.20=0两线制，S1启动、停止；P3.20=2三线制，S1启动，S2停止）。

4.6.  调试中可能遇到的问题与解决方案

注释：1.其他故障代码含义参考说明书上的故障代码表。

5.  总结

       富凌H1系列变频器秉承易用好用专用多用的原则，除了恒压供水系应用外，还可广泛用于木工机械，风机水泵，食品灌溉，陶瓷机械，纺织机械等设备。软件配置众多的宏种类，可以配对不同客户的应用要求；亦可按照客户要求，定制特定宏，免去人工调试的繁琐操作及误操作。