变频器改造方案

灌南硕项湖西线输水工程

硕湖泵房变频器改造方案

二0一五年一月

南京鲁格自动化科技有限公司

目录

1、改造方案及供货计划

项目概述及现状

目前灌南县县城有地表水厂一座，供水规模万m3/d，水源取自北六塘河，由取水泵站加压后经一条输水管线送至县城自来水厂。现状取水泵站及取水口供水规模5万m3/d。

由于夏季北六塘河容易受到上游农田灌溉的回归水中化肥农药等污染，而造成水质较差，无法满足水厂水源水质要求。同时，原供水管道为一条，事故检修时，无法保证供水安全性。为保证水厂原水供水安全性，灌南县县政府确定将硕项湖作为城市供水应急水源。当北六塘河水质较好的时候，通过输水管道向硕项湖补充原水。根据规划，在硕项湖南侧新建一座自来水厂，近期供水规模10万m3/d，远期20万m3/d，规划水厂从硕项湖取水。

根据相关规划和建设方意见，保留现状取水泵站及取水口，并在北六塘河新建取水泵站及取水口一座，取水泵站规模近期10万m3/d，远期15万m3/d，取水口规模为15万m3/d，以满足远期硕项湖南侧水厂20万m3/d的需水要求。

目前此泵站的3台供水泵采用软启动的方式运行，现根据实际生产需要，将软启改成变频，并增加相应的自动化恒压供水控制。

引用标准

本项目设备招标按照下列技术规程、规范进行，并要求所有硬件均可达到其规定的各项技术要求与指标。

GB 中华人民共和国国家标准

ISO 外壳防护等级

IEC 国际电力技术委员会

ASTM 美国材料试验协会

ISA 美国仪器仪表协会

ASME 美国机械工程师协会

ANS 美国国家标准协会

DIN 德国工业标准

项目目的

1、使电机频率可以控制，保证正常供水的情况下，降低能耗；

2、通过自动化程序保持供水压力恒定。

4. 项目内容

系统构成

本泵站的变频恒压供水控制系统由变频器、信号采集及处理系统和控制系统三部分组成。

变频器选择

变频器选用ABB公司的ACS800型，此变频器经过几番更新换代，质量更加可靠、性能更加稳定，与国外其他品牌的同类变频器相比性价比高，并且尤其适用于水泵和风机的控制。

信号采集及处理系统

该系统主要由安装在现场出水管道上的压力变送器、压力表和安装在控制柜内的PID 调节器组成，对就地采集的信号进行处理和转换，为控制系统提供一个准确的可利用的信号。

控制系统

该控制系统由按钮、旋钮开关、继电器、PLC模块及其它相关电子电气元件组成。该系统作为变频调速控制主体，可控制水泵的启停、加减速运转以及泵间的相互切换等。并将信号接入之间的西门子公司的SIMATIC S7-300可编程序控制器，它能满足高等性能要求的应用，方便用户和简易的无风扇设计，简单实用的分散式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活，大范围的各种功能模块可以非常好的满足和适应自动控制任务，各种单独的模块之间组合以用于扩展，使用户可以完全根据实际应用选择合适的CPU模块及I/O扩展模块。

控制方案

为了实现恒压供水的目的，系统采用闭环控制，同时考虑系统的安全性，附加开环控制作为备用。开环、闭环之间可以方便的进行转换。压力变送器进行实时检测，并将检测到的管道水压信号经过转换后传送给PLC，PLC将此信号与给定值比较后，经过一系列的运算将输出一个标准的控制信号给本系统的执行器－变频器，变频器根据PLC输出信号的变化来改变其输出频率，进而改变水泵电机的转速，以此来控制出水量的大小。由于变频器的输出频率在0～50Hz范围内连续可调，当用水量较小时，水泵维持低速运行，当用水量增大致使压力降低时，变频器输出频率会一直上升到50Hz，因此当压力发生变化时，系统会自动调节出口水量，使压力始终在设定值附近波动并最终达到设定值，从而实现了恒压供水的目的。

系统功能

可以根据需要设定压力值，系统自动进行循环启动，实现恒压供水，系统的响应速度

快，稳定性好。

系统设有手动、自动控制模式：在手动模式下，由人工根据压力表显示值的情况，进行手动启动，并且可以设定由变频启动还是工频启动；在自动模式下，完全根据压力设定值进行循环启停泵操作。可以在线切换手自动模式。

每台泵都设有变频/工频两种状态，在自动模式下，任三台泵均可进行变频调节。

工作原理

本系统共控制现场3台水泵电机，根据情况选择几号泵进行供水，三台泵均可以单独手动/自动工、变频启停。

在自动模式下，通过人为设定所需的压力，PLC自动启停预先选择好的泵后，并控制变频器的变频，使出水压力保持恒定。

在手动模式下，由人工上位机根据压力显示的压力情况进行上位机手动启停单台水泵电机，并且可以设定是由工频启动还是由变频启动。对于变频运行泵，可以通过上位机调节频率从面调节水泵电机转速的快慢。

控制电气图

详见AUTOCAD格式控制电气图（合同签订后一周内提供），电子电气元件规格型号及数量详见供货清单：

变频控制柜成套

柜体要求

控制柜柜体高2200mm宽800mm深800mm。柜体为仿威图型式，安装板为冷轧钢板，前门后板，前门下部均设带滤网的进风口。变频柜柜顶加装排风机，柜顶通风口全部设置滤网，柜体防护等级为IP20。

进出线电缆全部为下进下出方式。主回路采用电缆接线，以便于走线。柜内接地排。

变频器及其外围控制元件安装于变频控制柜内，柜面设置运行模式选择开关、切换模式选择开关、运行状态指示、数显表等控制指示元件。

电缆电线

电缆电线颜色

主电缆: (A B C三相:黑色,地线:黄绿线)；

控制电缆: 控制电源为AC220V，黑色；

接地线：所有需要接地的设备均按要求牢固接地，接地线采用黄绿线。

电线规格