ABB变频器ACS510的SPFC功能控制三台水泵.doc

ABB变频器ACS510的SPFC功能 在多泵恒压供水系统中的实现 一、前言 北京ABB电气传动系统有限公司，作为全球传动行业的龙头企业，它的产品广泛地用于各行各业之中。ACS510 作为其中的一款产品广泛地用于工业领域，还针对风机、水泵应用做了特别的优化，典型的应用包括恒压供水，冷却风机，铁和隧道通风机等等。 ACS510产品系列功率范围从0.75 KW至132 KW。不仅性能稳定，质量可靠，而且功能强大，它的SPFC(循环软启动控制)功能很方便实现恒压供水系统，无需要使用额外的PLC。 二、ABB ACS510变频器特点简介 完美匹配风机水泵： 增强的PFC应用：最多可控制7 (1+6) 各水泵：能切换更多的泵。 SPFC：循环软启功能：可依次调节每个泵，最多可拖动6台水泵，无须使用额外的PLC。 多点U/F曲线：可自由定义5段U/F曲线；可灵活广泛的应用。 超越模式：应用于隧道风机的火灾模式；应用于紧急情况下。 PID调节器：两个独立的内置PID控制器，PID1和PID2。 更经济： 直觉特性：噪音最优化，当传动温度降低时增加开关频率；可控的冷却风机，仅在需要时启动；可随机分布开关频率，从而降低噪音，极大改善了电机噪音，降低了传动噪音并提高功效。 连接性：简单安装，可并排安装，容易连接电缆，通过多种I/O连接和即插式可选件方便地连接到现场总线系统上；减少安装时间，节约安装空间，可靠的电缆连接。 更环保 EMC:适用于第一及第二环境的RFI滤波器为标配；不需要额外的外部滤波器。 电抗器：变感电抗器：根据不同的负载匹配电感量，因此抑制和减少谐波，降低总谐波。 三SPFC功能概述 SPFC 功能，又称循环软启动功能，内置在ACS510变频器中。该功能不同于PFC功能之处在于，SPFC功能每次启动新电机的时候，都是用变频器来启动的，而变频器刚刚拖动过的电机，将投切到工频上。 下面将以1台ACS510变频器拖动3台水泵为例介绍SPFC功能在恒压供水系统中的实现。 ACS510 能满足的系统要求： 控制室无人值守，要求全自动，同时要求设计手动回路作为应急备用。 三泵循环软启，要求不用PLC控制，以降低成本。 一台泵出现故障时，能切换掉，保证系统能继续工作。 三泵轮换运行，保证各泵运行时间相等，防止泵体久置生锈。 没有用水时让变频器进入睡眠状态，节能，但要保证系统根据符合随时自动跟踪启动。 三泵控制主回路电路图（1）如下所示： 图（1）三泵控制主回路图 变频器在SPFC功能下运行时，三泵恒压供水系统的主回路硬件配置：变频器，接触器，熔断开关等，根据需要选配OREL-01(ACS510继电器扩展选件)。 SPFC宏的主要控制特点为： 当电机1频率到达上限设定频率时，如果压力没有达到给定要求，电机脱离传动单元，经过一段时间延迟后，直接接入电网运行。 电机2连接到传动单元。2号电机速度根据PID的给定值和实际值的运算结果逐步增加，直到满足泵的实际工况。 电机3…6使用同样的步骤进行启动。 停止电机的过程如同标准PFC控制（停止辅助电机，并继续调节正在控制的电机速度）。 设置电机的启动顺序可以分为：平均运行时间和继电器顺序（参考参数8127）。 三泵控制原理图如下图（2）所示，变频器工作逻辑时序图如图（3）所示。 如果最终用户在使用过程中，没有特殊的要求，基本上按照图（2）就可以实现三泵SPFC的功能。 图中，可以看到的有变频器ACS510的继电器与DI口，三位开关S1, S2, S3，以及继电器线包与常开常闭触点等元件。 图（2）三泵控制原理图 图（3）变频器工作逻辑时序图 结合变频器主回路图，控制回路图，逻辑时序图，系统的工作逻辑如下所述： DI信号闭合，传动单元启动，RO1（继电器1）闭合，这样接触器K1也吸合了。此时调制被禁止。 传动单元经历一段PFC启动延时（参数8122）。此时调制仍被禁止，因为传动单元需要等待所有接触器稳定。 允许调制，M1变频起动。调制从零速启动。 如果实际压力小于给定压力，就准备将M2投入。于是，当输出频率Fout超过启动频率1Hz时，辅机启动延时（参数8115）。当辅机启动延时完后，传动单元自由停车，RO1打开，K1也断开。 传动单元等待PFC启动延时( 参数8122)。然后，传动单元闭合RO2，K2闭合。传动单元连接到新的被控制电机上。此时调制仍被禁止。传动单元等待PFC 启动延时( 参数8122)。此时调制仍被禁止，因为传动单元需要等待所有的交流接触器稳定。然后，传动单元闭合RO1，K1.1吸合，M1直接切换到电网上( 恒速运行) ，此时调制允许，传动单元从零速启动连接在RO2 的电机M2。 如果实际压力小于给定压力，就准备将M3投入。于是，输出频率Fout超过启动频率1Hz时，辅机启动延时（参数8