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利用西门子MM430变频器实现酒店内恒压供水的工程实例

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用西门子MM430变频器实现酒店内恒压供水的工程实例
1引言
随着电力电子及自动控制技术的快速发展,变频调速技术日益成熟,并以其优越的调速性能和强大的控制功能在各个领域得到了广泛的应用。利用变频调速技术的恒压供水设备因为其高品质的供水质量、稳定的工作性能以及节约能源等优点,目前已经在供水行业得到了普遍的应用。
西门子mm430是一款专门为风机和水泵设计的变频器,具有丰富的软件设置参数,可以扩展实现多种功能,能够适应各种复杂工况下的需要。通过对mm430的pid参数设定,可以在不增加任何外在设备的条件下,实现供水压力的恒定,提高供水质量,同时减少能量损耗。以往的恒压供水设备,往往采用带有模入/模出的可编程控制器或pid调节器,pid算法编程难度大,设备成本高,调试困难。mm430系列变频器内置的pid功能,可以进行精确的pid控制,不仅节省了安装调试时间,还有效的降低了设备成本,是进行此类控制的首选。
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2 pid调节的原理
恒压供水的最终目标就是要使末端压力稳定在一个压力点上,由于用水量是不定时变化的,这就要求供水量要实时跟随用水量变化,并对此做出快速响应,普通的开环控制无法满足这一要求,必须采用一种快速响应的闭环控制方法来实现。pid调节是实现这种要求的最好方法。
pid控制是比例、积分、微分控制的简称,因为其控制的稳定性好,结构简单,参数调整方便,在工程控制中广泛应用。pid调节是根据反馈值与设定值之间的差异,按照预先设定好的比例、积分、微分参数,自动计算输出一个最合适的值来驱动系统工作,从而减少这个差异,直至反馈值与设定值相同,误差为零,也就是使负载最终稳定在一个工作点上,它是一个自动跟踪的闭环控制系统。其中最关键的是pid参数的值,这些参数是要根据负载响应的特性在现场设置调节的,它是pid控制的核心,直接关系到整个系统能否稳定工作并达到预定的目的。
 
3工程现场的概况
某酒店的生活热水,是由两台11kw的热水泵提供,这两台泵任何时候只开一台,另一台备用,主要是为客房内的洗浴及厨房提供热水。由于客人洗澡时间的不确定性,酒店必须保证热水在24小时内充分供应。供水泵功率的大小是根据热水阀全开时的最大热水需求而确定的,同时还留有一定的设计余量。
由于酒店入住率以及在一天中不同的时间段热水阀门不可能全部打开的原因,热水的需求在大多数时间都没有达到满负荷。在没有采取流量调节前,因为必须满足潜在的热水使用要求,供水泵不得不一直处于全速运转的状态,多余的热水在达到末端后流回蓄热水箱,白白浪费大量的能量;而且对于水泵和电机来说,由于它们一直是全速运行,机械磨损相对也会比较严重,出故障的机率也会有所增多。
在没有采取恒压控制前,系统压力很不稳定。洗浴时的用水是由冷热水管共同向喷头提供,当两侧冷热水压力相差比较大时,水温很难调节到一个平衡点,而且当热水压力太大时,则会出现热水串入冷水管的现象,甚至可能烫伤客人,造成严重后果。
客房内洗浴冷水的压力是由电节点压力表控制水泵的启停并配合压力灌来实现,出水压力控制在0.5-0.6mp之间,0.5mp启泵,0.6mp停泵。工频状态热水管末端回水的压力在正常时约为0.7mp左右,晚上无人使用时最高达0.8mp。我们可以看到,只要将热水管的末端压力控制在0.5mp左右,就可以满足正常使用。

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