利用ACS510实现的恒压调速供水系统.docx

ABB变频器ACS510的SPFC功能在多泵恒压供水系统中的实现（ABB电气传动系统有限公司）[摘要]ABB变频器ACS510利用SPFC功能实现的一台变频器拖动多台电机的恒压供水系统， 无需使用额外的PLC，并且每台电机都由变频器软启动[关键词]ACS510 SPFC恒压供水The SPFC function of ABB frequency converter ACS510 can be realized in multi-pump water-supplied system with constant pressure[Abstract] ABB frequency converter ACS510 makes use of SPFC function to realize multi-pump water-supplied system with constant pressure. This system doesn' t need extra PLC, and every motor starts to run by frequency converter ACS510.[key words] ACS510 SPFC water-supplied with constant pressure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1. 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PID22. 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。

3. 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1. ACS510能满足的系统要求：a） 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b） 三泵循环软启，要求不用PLC控制，以降低成本c） 一台泵出现故障时，能切换掉，保证系统能继续工作d） 三泵轮换运行，保证各泵运行时间相等，防止泵体久置生锈e） 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2. 三泵控制主回路电路图（1）如下所示：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0REL-01（ACS510继电器扩展选件）SPFC宏的主要控制特点为：1） 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。

2） 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3） 电机3・・・6使用同样的步骤进行启动4） 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）5） 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）3. 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：1） DI信号闭合，传动单元启动，R01 （继电器1）闭合，这样接触器K1也吸合了此时调 制被禁止2） 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3） 允许调制，M1变频起动调制从零速启动4） 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5） 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M26） 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8115）启动当辅机启动延时完后，传动单元自由停车， RO2断开，因此K2断开因为RO1处于吸合状态，所以K1.1自保持，M1继续保持工频 运行（在设计外围电路时，此处不能忽略）7） 传动单元等待PFC启动延时（参数8122）传动单元闭合RO3，K3闭合传动单元连接 到新的被控制电机M3上此时调制仍被禁止8） 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R02,K2.1吸合,M2直接切换到电网上（恒 速运行）9） 此时调制允许，传动单元从零速启动连接在RO3的电机M310） 此时Ml, M2工频运行，M3变频运行，如果实际压力高于给定压力，于是：输出频率 Fout低于停止频率1Hz时，辅机停止延时（参数8116）启动当辅机启动延时完成后， RO1断开，这时K1.1掉电，Ml停止工频运行11） 此时M2工频运行，M3变频运行，如果此时实际压力仍高于给定压力，于是：输出频 率Fout低于停止频率1Hz时，辅机停止延时（参数8116）启动当辅机启动延时完后， RO2断开，这时K2.1掉电，M2停止工频运行⑵如果此时压力又不够，于是：RO3断开，K3断开变频运行RO1闭合，K1吸合，M1 变频运行RO3闭合，K3.1吸合，M3工频运行（注意：辅机的切换顺序可以通过参数 8128来设置）13）接下来的逻辑依上所述类推即使辅机数量在4-6台，逻辑也类似于上面所述4 变频器ACS510控制板I/O控制连接示意图如图（4）所示：X1 n―1sera2AllqAGNL341-0 V1 - 'I--■5AI26AG MID7AQ1-W-TBACJ2 L十3AQND1外邯挣世■『卩顷峥世、愎揪皓扎业生詈共耳參号電".询VDC实际佶mA晦捌首人电或欝煮凤辅出竝車PI控制册勵出的实际也極苑勵出电窃会共銘1024V11CND12□ COM13Dll14Pl?15DIS■1G□ 417DIS■IBDIG辅吐立疋聲出+2斗VDC 辅助电丫输出的密拈潜起动/梓牢CT动）「得电起谕EMTI/EfTSiifr：邯电世掙PIC1扱刪梵III.理毋匚虫柳/1 联锻匚夷电特怦L-电拭= 収坝=Tillie I.电机3 妃珈■停苹〔PFCh轉电起动世ROIC20RQ1A21R01EJ22RQX2-3RO2A24朗曲空RD3CRO3B27HO：4B=J□加电 ium-ui. Wh01电譽输岀上,可皱程欢认功作-M拽人=>理搂亍酸 罐电咼输出爸罚融0认动忙电 tflfeA=>2£.^V27图（4） I/O控制连接图 5主要参数设置9902： SPFC宏（应用宏）1001： DI1 （手动启动）1002: DI6 （自动启动）1102: DI2应用宏切换1103: AI1 （单机给定信号）1106: PIDOUT1 （—拖多自动给定源）1401: PFC1402: PFC1403: PFC1404： PFC1405： PFC1406： PFC1601 :使能2007: 25 Hz （频率低限值）2008: 52 Hz （频率高限值）4010: 19 （内部设定）4011：根据压力需要设定4022: 7 （睡眠选择信号）4023: 40 （睡眠频率）4024,4025,4026:根据需要设定8117： 5 （五台辅机）8127： 6 （六台电机）8120： DI3 （内部锁定）8122:根据需要设定8123: 28128:平均运行时间（辅助电机启动顺序）6调试要领：该控制图对用户的使用是一个参考，用户可以根据实际的需要多配置外部辅助设备。

并且最 好在出厂前把逻辑调试好继电器的切换完全是根据水压的变化变频器内部自动做出的动 作ACS510的SPFC（循环软启动控制）功能在恒压供水系统的使用中越来越广泛，因为它内部强大 的逻辑功能大大降低了用户的工作量此外，因为无需使用外部PLC，降低了用户的一次投 资成本同时因为电网直接快速的投切到已经运行中的电机上，相比较电网直接投切到静止 的电机，启动冲击电流就大大的减小了［参考文献］1.ACS510-01用户手册 ABB电气传动系统有限公司 版本B有效日期2007年4月18 日。