賀迪HDP503壓力變送器與西門子MM430變頻器在恒壓供水中的應用

摘要：本文主要介紹賀迪HDP578壓力變送器與西門子MM430變頻器在恒壓供水中的應用，詳細闡述了系統的原理、組成及調試方法。

一:引言
城市規模的不斷擴大，高層建筑的不斷增長，城市供水的公用管網的壓力已遠遠不能滿足用戶的要求，對供水的二次加壓已被廣泛采用。其中變頻恒壓供水由于自動化程度高，維護方便、具有節能功能，成為主要的二次加壓方式。按供水的特性，變頻恒壓供水主要有分為：恒壓變流量和變壓變流量***類，在本文的中采用恒壓變流量的供水方式。

二:系統組成及工作原理
系統為賓館的供水系統，分為冷水、熱水***供水系統.

Q1控制的變頻器為冷水供水系統，Q2控制的變頻器為熱水供水系統，系統為1拖1的恒壓供水，兩臺電機為互備，可選擇使用1#泵或2#泵運行，KM3、KM8為手動工頻運行選擇，作為變頻的維修系統備用，KM2 ，KM3、 KM7，KM8為機械互鎖的接觸器，保證選擇變頻運行和工頻運行的正確切換。
變頻恒壓供水的基本原理:以壓力傳感器和變頻器組成閉環系統，根據系統管網的壓力來調節電機的轉速，實現高峰用戶的水壓恒定，和低峰時的變頻的休眠功能，得到恒壓供水和節能的目的。

系統的硬件組成如下：
熱水系統：電機參數：   Pe=15kw  Ue=380v  Ie=26.8A Ne=1490rpm
          變頻器型號： 6SE64430-2AD31-8DA0     Pe=18.5kw    Ie=38A 
          壓力傳感器： HDP503  反饋信號4-20mA    供電+24V       量程0-0.5MPa
冷水系統：電機參數：   Pe=22kw  Ue=380v  Ie=39.4A Ne=2940rpm
          變頻器型號： 6SE64430-2AD33-7EA0      Pe=30.5kw    Ie=62A 
          壓力傳感器： HDP503  反饋信號4-20mA    供電+24V     量程0-0.5MPa

三:PID閉環控制功能的實現及調試方法
西門子MICROMASTER430變頻器的內置PID功能，利用裝在水泵附近的主出水管上的壓力傳感器，感受到的壓力轉化為4-20mA電信號作為反饋信號。根據賓館的層高設定壓力值作為給定值，變頻器內置調節器作為壓力調節器，調節器將來自壓力傳感器的壓力反饋信號與出口壓力給定值比較運算，其結果作為頻率指令輸送給變頻器，調節水泵的轉速使出口壓保持一定。即當用水量增加，水壓降低時，調節器使變頻器輸出頻率增加，電機拖動水泵加速，水壓增大；反之，當用水量減少，水壓上升，調節器使變頻器輸出頻率減少，電機拖動水泵減速，水壓減小。
由于壓力傳感器是兩線傳感器在接線必須采用正確的接線方式，將變頻器的+24V控制電源連接到傳感器的+端， 傳感器的-連接到PID的+輸入，同時還必須將PID的-端連接到變頻器控制電源的0V端。
圖2中把傳感器送回的電流信號送入到變頻器的模擬量輸入2作為反饋值，根據賓館的層高設定的壓力值為0.35MPa,對應輸出頻率為35Hz，對應反饋電流15.2mA.PID閉環控制功能.
參數的設定方法：PID主設定值P2253可選擇的源有以下幾種，模擬輸入、固定PID設定值、已激活的PID設定值，在本系統中采用固定給定值。PID反饋值P2264可選擇的源為模擬輸入1或模擬輸入2在系統中采用模擬輸入2，系統的PID參數設定如下：
P0701=99  P2200=722.0 P2016=1 P2201=70% P2253=2224 設定主給定值固定值為35Hz。
P2264=755.1設定反饋值為模擬量輸入2。
上述參數設定好以后，設定P2200=1，使能PID功能，設定P2250=1進行PID自整定，整定完成后，采用了整定后的積分和比例參數基本滿足了系統的工藝要求。
PID調試的注意事項：使能PID功能后系統的加減速時間為P2257、P2258的設定值，而不是原來的P1120、P1121。使能PID功能后PID的限幅值的上升、下降時間P22936必須根據系統要求進行設定,否則變頻器將報故障F0002。為提高系統的抗*力,要求根據現場的實際情況,對反饋值進行濾波環節處理，在本系統中因為主給定設定值采用固定給定，所以對主給定設定值不必進行濾波環節處理。

四:節能功能的實現
在PID控制過程中，當反饋信號大于主設定頻率時，系統偏差（ΔP）為負，此時電動機的頻率逐漸降低，但仍在不停運轉，在系統偏差不斷調節的同時，系統不斷消耗電能。為了實現節能，西門子對MM430變頻器設計了節能控制功能。出發點如下：當電機的頻率降低到某一比較頻率（P2390）時，激活節能定時器（P2391），當定時時間到期時，按斜坡下降時間停車，即輸出功率為零，在無輸出的情況下，系統偏差會迅速從負到正變化，當偏差超過某一設定值（P2392）時，再起動電機，當電機頻率按斜坡上升時間升到某一值時（此值稍大于P2390設定頻率），投入PID，使系統恢復正?？刂?。
參數的設定方法： P2390要低于PID主設定值所對應頻率一定幅度，以保證系統實現正常的PID控制，如果P2390太小，節能又不易投入，在本系統中設定2390=20Hz，P2391定時器時間的設定要依據系統的響應速度，如果系統響應時間快，則P2391應設定較小的值。在本系統中，P2391= 900秒，P2292=0.5。
設定參數的注意事項：系統的節能功能投入后，PID功能則解除，所以系統的加減速時間P1120、P1121必須根據需要進行設定，***、***頻率必須設定。
五:結束語
系統調試完畢后已投入運行，從運行效果看，系統的運行水壓穩定，響應速度快，得到了設計要求，節能效果比較明顯。