Tag Archives: VFD

Пример каскадного контроллера

Применение частотных преобразователей VFD-F c контроллерами DVP PLC для каскадного управления насосами с периодическим чередованием мастера-насоса. Даже преобразователь частоты VFD-F c релейным модулем расширения может обеспечить каскадное управление насосами (но по очень простому алгоритму — или фиксированное время работы каждого или либо фиксированное число циклов работы).

Применив для управления контроллер DVP PLC можно предоставить потребителю дополнительные возможности. В анонсе приводятся примеры программ для контроллера и панели оператора. Для практического использовании необходимо провести их проверку и адаптацию для решении конкретной задачи.

 Описание работы

1.При включении питания включается контактор К1, начинается работа мотора М1 от преобразователя частоты.- увеличение его частоты (производительности) до достижения текущим давлением PV заданной величины давления SV

2.Если PV<SV (при увеличении частоты вращения мотора М1 не достигается требуемое давление одним насосом), то производится его отключение от преобразователя частоты (контактор К1 отключается),. подключение его к питающей сети (контактор К2 включается) — прямое включение и подключение мотора М2 к частотному преобразователю (контактор К3 включается) — увеличение частоты его вращения до достижения заданной величины давления SV.

3.Если и при таком включении PV<SV, то есть производительности двух насосов не хватает, то производится прямое подключение М2 к питающей сети, и подключение мотора М3 к частотному преобразователю для достижения требуемого давления.

4.Когда же заданное давление достигнуто PV>SV, то система управления прекратит коммутацию насосов и будет поддерживать требуемое значение давления с помощью насоса , подключенного к преобразователю частоты, управляя текущим значением частоты. При этом, величина давления поддерживается вблизи заданного значения.

5.Для обеспечения равномерной загрузки насосов (равномерного износа) в системе реализуется следующий алгоритм — периодическое чередование мастер насоса.

Для его реализации в первый период времени первым запускаемым при включении системы насосом (дольше всего работающем ) становится М1, во второй промежуток. времени — М2 и так далее, последовательно осуществляется выбор первого запускаемого при старте насоса

2.Схема соединений

 

Описание работы

1.При включении питания включается контактор К1, начинается работа мотора М1 от преобразователя частоты.- увеличение его частоты (производительности) до достижения текущим давлением PV заданной величины давления SV

2.Если PV<SV (при увеличении частоты вращения мотора М1 не достигается требуемое давление одним насосом), то производится его отключение от преобразователя частоты (контактор К1 отключается),. подключение его к питающей сети (контактор К2 включается) — прямое включение и подключение мотора М2 к частотному преобразователю (контактор К3 включается) — увеличение частоты его вращения до достижения заданной величины давления SV.

3.Если и при таком включении PV<SV, то есть производительности двух насосов не хватает, то производится прямое подключение М2 к питающей сети, и подключение мотора М3 к частотному преобразователю для достижения требуемого давления.

4.Когда же заданное давление достигнуто PV>SV, то система управления прекратит коммутацию насосов и будет поддерживать требуемое значение давления с помощью насоса , подключенного к преобразователю частоты, управляя текущим значением частоты. При этом, величина давления поддерживается вблизи заданного значения.

5.Для обеспечения равномерной загрузки насосов (равномерного износа) в системе реализуется следующий алгоритм — периодическое чередование мастер насоса.

Для его реализации в первый период времени первым запускаемым при включении системы насосом (дольше всего работающем ) становится М1, во второй промежуток. времени — М2 и так далее, последовательно осуществляется выбор первого запускаемого при старте насоса

2.Схема соединений

 

Описание системы

Система имеет в своём составе три мотора, каждый мотор посредством соответствующего контактора может подключаться или к трёхфазной сети переменного тока (фазы R-S—T) или к выходу частотного преобразователя VFD-F (клеммы U-V-T). В каждый момент времени только один контактор может быть включен у каждого мотора, поэтому при программировании для предотвращения аварии необходимо предусмотреть взаимную блокировку контакторов, подключённых к каждому из моторов.

В системе токовым сигналом вводится величина текущего давления, а сигналом напряжения — величина задаваемого давления

Описание узла контроллера.

Выходы контроллера (Y0…Y5), соединены каждый с соответствующим контактором, управляя таким образом процессом коммутации моторов. Также контроллер имеет два аналоговых модуля для запоминания сигналов давления (текущего и задаваемого).

Выходным сигналом Y10 обеспечивается управление режимом работы преобразователя частоты (Пуск/Стоп), а при работе с помощью сигнала от преобразователя частоты, подаваемого на вход X0 определяется момент достижения насосом максимальной производительности.

Описание настроек преобразователя VFD.

Для управления системой используется встроенный PID регулятор. Поэтому необходимо провести правильную настройку параметров PID регулятора VFD-F (10 группа параметров).

Кроме того, необходимо сделать следующие настройки:

Вход AVI для задания давления(2.00=1),

Вход AСI для измерения текущего давления давления(10.00=2)

Выход для формирования сигнала «Заданная частота достигнута» (3.00=17)

3.Временная диаграмма

 

4.Алгоритм работы программы контроллера.

 

Стандартный функционал частотного преобразователя

Основное функциональное назначение частотного преобразователя  – управление трехфазными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором. Такие двигатели находят широкое применение в промышленности, жилищно-коммунальном и сельском хозяйстве, на транспорте, а также в других областях.

Частотный преобразователь ОВЕН ПЧВ

Управление электродвигателем может осуществляться как по скалярному, так и векторному алгоритму, что обеспечивает максимальное качество управления при минимуме необходимых настроек. Пользователю обычно предоставлена возможность задать свою собственную характеристику U/f для более точного управления в скалярном режиме. Это позволяет адаптировать к работе с частотным преобразователем  двигатели различных марок с различной наработкой, сохраняя при этом максимальное качество управления.

В преобразователе стандартно предусмотрена система компенсации нагрузки и скольжения. Параметры компенсации нагрузки задаются отдельно для низкой и высокой скорости в формате процентов от номинальной мощности управления.

Компенсация скольжения двигателя позволяет свести к минимуму погрешность при управлении двигателем по разомкнутому контуру скорости в векторном режиме. Это позволяет, в том числе, осуществлять алгоритмы высокоточного бессенсорного управления двигателем. Вычисление параметра компенсации скольжения производится в автоматическом режиме на основе данных о механической характеристике двигателя.

К прибору может быть подключен не только одиночный двигатель, но и группа двигателей, суммарной мощностью не более мощности частотника. Чаще всего прибор имеет возможность «подхвата» вращающегося двигателя с автоматическим определением параметров движения, что позволяет реализовывать алгоритмы с переключением активного двигателя (например, при каскадном включении группы двигателей).

Настройка прибора производится с лицевой панели, заданием необходимого набора параметров. Управление, в зависимости от предпочтений пользователя, может осуществляться все с той же лицевой панели, дистанционно, с помощью внешних кнопок и потенциометра, или же по интерфейсу RS-485 с помощью командного слова.  Все операции могут производиться в режиме «Горячее подключение».

Определение динамических параметров двигателя осуществляется с помощью алгоритма автоматической адаптации двигателя (ААД). Его основой является виртуальная модель, по которой прибор может определить основные электрические параметры двигателя, избавив пользователя от трудных и подчас очень приблизительных расчетов. На основании данных той же модели осуществляется высокоточное бессенсорное управление двигателем по векторному алгоритму.

Для оптимизации энергопотребления в частотниках используется усовершенствованный алгоритм управления работой силового инвертора, который строго регулирует количество и качество электрической энергии питания двигателя. Регулирование количества энергии  осуществляется путем подачи на двигатель мощности, необходимой для совершения работы при актуальной нагрузке, а качества – путем поддержания максимально возможных значений КПД и cos φ во всем диапазоне регулирования. Для этого сигналы аналоговых входов подвергаются математической обработке во встроенном регуляторе по заданной программе. При «замкнутом» или «разомкнутом» контуре процесса регулятор управляет работой силового инвертора частотника так, что обеспечивается требуемый и безаварийный режим работы двигателя в переходных процессах.

Неотъемлимой частью системы управления частотникаявляется система диагностики и самодиагностики. Обычно в режиме  реального времени доступна  информация о режимах работы и взаимодействии функциональных узлов, о состоянии портов и датчиков, о текущих значениях параметров. В случае нарушения заданных или допустимых условий работы встроенный контроллер может выдать команду на предупреждение или отключение.

Функционал встроенного контроллера прибора включает алгоритмы ПИ-регулирования и самодиагностики. Кроме этого, сигналы от цифровых входов, а также текущие значения параметров подвергаются логической обработке в нем по заданной программе. В зависимости от результатов решения ПЛК осуществляет выполнение и контроль режимов работы двигателя.