Em comparação com reservatórios e torres de água tradicionais, o abastecimento de água com pressão constante e frequência variável apresenta vantagens como pressão estável, alta economia de energia, boa confiabilidade e ausência de poluição dos recursos hídricos. Este artigo utiliza como exemplo uma estação de tratamento de água que emprega um conversor de frequência para acionar três bombas e garantir o fornecimento de água com pressão constante, além de apresentar uma descrição detalhada de diversos conversores de frequência específicos para abastecimento de água e suas aplicações em sistemas de abastecimento com pressão constante.
Introdução
O sistema de abastecimento de água é uma parte indispensável e importante da produção e da vida nacional. O método tradicional de abastecimento de água ocupa uma grande área e é propenso à poluição hídrica. A principal desvantagem é a dificuldade em manter a pressão da água constante, o que resulta no mau funcionamento de alguns equipamentos. A tecnologia de regulação de velocidade por frequência variável é uma tecnologia consolidada de regulação contínua da velocidade de motores CA. Diante da crescente demanda por segurança na produção e qualidade no abastecimento de água, a solução de fornecimento de água com pressão constante por meio da regulação de velocidade por frequência variável vem sendo cada vez mais reconhecida pelo público.
Equipamentos e imagens para aplicação no local
A aplicação em questão destina-se a uma estação de tratamento de água em Shenzhen. Um conversor de frequência de 4 kW é necessário para controlar três bombas de água, garantindo um fornecimento de água com pressão constante. O conversor de frequência deve ajustar automaticamente a velocidade de acordo com a pressão da água e determinar se a segunda e a terceira bombas precisam ser acionadas para participar do abastecimento de água.
Teoria de Controle
esquema de controle
O sistema de abastecimento de água, conforme descrito no site oficial da companhia de água, está equipado com sensores de pressão que convertem o sinal de pressão da água em um sinal de corrente de 4-20mA, aceitável para o conversor de frequência. Quando o sistema está em funcionamento, o sensor de pressão detecta a pressão da água em tempo real e o conversor de frequência recebe o sinal de pressão. A diferença entre o sinal de pressão real e o sinal de pressão fornecido é ajustada para formar um sistema de controle de pressão em malha fechada. O conversor de frequência ajusta a velocidade do motor da bomba d'água alterando a frequência através da saída PID. No entanto, os limites superior e inferior da velocidade de operação da bomba de frequência variável restringem a capacidade de uma única bomba de lidar com os períodos de pico e baixa demanda de consumo de água. O conversor de frequência CT110, dedicado ao abastecimento de água com pressão constante e desenvolvido pela Shenzhen Dongli Sci Tech Innovation Technology Co., Ltd., resolve esse problema e amplia a lógica de controle do sistema de abastecimento de água. Através de dois relés auxiliares e do número de unidades ativadas, ele ajusta automaticamente o consumo de água nos períodos de pico e baixa demanda para garantir pressão constante na rede de abastecimento e atender às necessidades de água dos usuários.
Explicação da lógica do sistema de abastecimento de água CT110
O conversor de frequência dedicado da série CT110 possui lógica específica para abastecimento de água e controle PID otimizado para garantir pressão constante. Ao mesmo tempo, processa automaticamente a lógica de adição e subtração de bombas, ajustando a frequência durante esses processos para assegurar que a pressão da água permaneça estável e controlável.
A lógica do abastecimento de água é explicada da seguinte forma:
1. Lógica de adição de bombas: Quando a pressão da água continua abaixo da pressão definida, o conversor de frequência acelera e entra em funcionamento. Quando o conversor de frequência acelera até o ponto de frequência de adição de bombas (F13.01), se a pressão da água ainda estiver abaixo da porcentagem da pressão de água definida (percentual de tolerância de pressão de adição de bombas F13.02), considera-se que o número atual de bombas de água é insuficiente e que é necessário adicionar mais bombas. Após o tempo de atraso para adição de bombas ser atingido, o relé auxiliar atua e a bomba entra em funcionamento.
2. Lógica auxiliar da bomba: A bomba recém-adicionada é uma bomba de frequência de potência, que pode causar um aumento rápido na pressão da água durante o processo de bombeamento. Portanto, a bomba de frequência variável reduzirá automaticamente sua frequência durante o processo de bombeamento para evitar pressão excessiva da água. O tempo de desaceleração da bomba de frequência variável neste momento é determinado por F08.01.
3. Lógica de redução da bomba: Quando a pressão da água continua acima da pressão definida, o conversor de frequência opera em velocidade reduzida. Quando o conversor de frequência desacelera até o ponto de frequência de redução da bomba (F13.04), se a pressão da água ainda estiver abaixo de (percentual da pressão da água definida) + (percentual de tolerância de redução da pressão da bomba F13.05), considera-se que o número atual de bombas de água é excessivo e a operação da bomba precisa ser reduzida. Após o tempo de retardo da redução da bomba ser atingido, o relé auxiliar será acionado e a bomba funcionará neste momento.
4. Lógica auxiliar de redução da bomba: A bomba recém-reduzida é uma bomba de frequência variável, o que pode causar uma queda rápida na pressão da água durante o processo de redução. Portanto, durante esse processo, a bomba de frequência variável aumentará automaticamente sua frequência para evitar a queda de pressão ao adicionar a bomba. O tempo de aceleração da bomba de frequência variável nesse momento é determinado por F08.00.
5. Lógica da função de hibernação: Quando as bombas auxiliares param e a pressão da água permanece alta, o conversor de frequência funcionará em velocidade reduzida. Quando a frequência do conversor de frequência for inferior ao ponto de redução de frequência da bomba, o conversor de frequência entrará automaticamente em hibernação e o teclado exibirá o status "SLEEP".
6. Lógica de hibernação e ativação: No estado de hibernação do conversor de frequência, quando a pressão da água está baixa, a frequência definida calculada pelo PID é maior que a frequência de ativação definida e a pressão atual é menor que (percentual da pressão da água definida) - (percentual de tolerância da pressão de ativação F13.02), considera-se que a bomba do conversor de frequência precisa funcionar. Após um atraso de ativação, a bomba do conversor de frequência hibernará e será ativada.
7. Prioridade de controle das bombas d'água: A prioridade de participação das bombas d'água na operação é: bomba de frequência variável > bomba auxiliar 1 > bomba auxiliar 2. Ou seja, quando for necessário adicionar uma bomba, adicione primeiro a bomba de frequência variável, depois a bomba auxiliar 1 e, por último, a bomba auxiliar 2; quando for necessário reduzir o número de bombas, reduza primeiro a bomba auxiliar 2, depois a bomba auxiliar 1 e, por último, coloque o conversor de frequência em modo de repouso e espera.
Introdução ao conversor de frequência especial para abastecimento de água Dongli Sci Tech CT100
O conversor de frequência CT110 é baseado em um sistema de controle DSP e adota a tecnologia de controle vetorial livre PG, líder no mercado nacional, combinada com múltiplos métodos de proteção, podendo ser aplicado a motores assíncronos e proporcionando excelente desempenho de acionamento. O produto apresenta melhorias significativas na usabilidade e adaptabilidade ambiental em termos de projeto de dutos de ar, configuração de hardware e funcionalidade de software.
Características técnicas
◆ Lógica dedicada ao abastecimento de água: Com base nas condições de trabalho no local, a lógica de abastecimento de água proporciona um desempenho de controle de pressão constante mais estável.
◆ Aprendizagem automática precisa dos parâmetros do motor: Aprendizagem automática precisa dos parâmetros de motores rotativos ou estacionários, facilitando a depuração e a operação, proporcionando maior precisão de controle e velocidade de resposta.
Controle V/F vetorizado: compensação automática da queda de tensão do estator; o controle V/F também garante excelentes características de torque em baixa frequência.
◆ Função de limitação de corrente e tensão por software: Um bom controle de tensão e corrente reduz efetivamente o número de acionamentos de proteção do conversor de frequência.
◆ Múltiplos modos de frenagem: Oferece múltiplos modos de frenagem para estacionamento rápido.
Design de alta confiabilidade: Com um ponto de superaquecimento geral mais elevado e um bom nível de proteção, é mais adequado para o ambiente de uso na indústria de abastecimento de água.
◆ Função de reinício com rastreamento de velocidade: Permite uma partida suave e sem impactos do motor rotativo.
◆ Função de ajuste automático de tensão: Quando a tensão da rede elétrica muda, o dispositivo pode manter automaticamente uma tensão de saída constante.
Proteção abrangente contra falhas: funções de proteção contra sobrecorrente, sobretensão, subtensão, sobretemperatura, falta de fase, sobrecarga, etc.
Conclusão
Aplicando a tecnologia de controle por conversão de frequência ao sistema de abastecimento de água pressurizada, um módulo de controle dedicado é adicionado para fornecer uma solução otimizada para o fornecimento de água pressurizada. A utilização desse conversor de frequência dedicado para a montagem de um sistema de controle automático de abastecimento de água apresenta as vantagens de baixo investimento, alto nível de automação, funções de proteção completas, operação confiável, facilidade de uso, significativa economia de água e energia, especialmente em termos de qualidade da água, sem causar poluição secundária, além de excelente custo-benefício.