VACON 100 HVAC 變頻器在化工計(jì)量泵中的應(yīng)用方案
一、應(yīng)用場(chǎng)景與功能分析
化工計(jì)量泵的主要功能包括：
精確流量控制：通過(guò)調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)化學(xué)品的定量輸送。
啟?？刂?/span>：實(shí)現(xiàn)泵的平穩(wěn)啟動(dòng)和停止，避免壓力沖擊。
壓力/流量反饋調(diào)節(jié)：通過(guò)傳感器反饋實(shí)時(shí)調(diào)整泵速。
故障保護(hù)：如過(guò)載、過(guò)溫、欠載等情況下的自動(dòng)停機(jī)。
遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線或外部控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。
VACON 100 HVAC 變頻器適用于這些需求，其支持多種控制方式（數(shù)字輸入、模擬輸入、現(xiàn)場(chǎng)總線）、內(nèi)置 HVAC 應(yīng)用宏、故障診斷功能以及豐富的參數(shù)設(shè)置，可以很好地滿足化工計(jì)量泵的控制要求。
應(yīng)用的具體功能位置
以下設(shè)計(jì)以單臺(tái)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)為核心，若有輔助電機(jī)需求，可按類似邏輯擴(kuò)展。
二、硬件選型
1. 電機(jī)選擇
類型：三相異步電機(jī)（常見(jiàn)于計(jì)量泵），功率根據(jù)泵的負(fù)載需求選擇，例如 0.75 kW 或 1.5 kW。
電壓：匹配變頻器的電源電壓，例如 380 - 480 V（常見(jiàn)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）。
防護(hù)等級(jí)：化工環(huán)境可能有腐蝕性，建議選用 IP55 或更高防護(hù)等級(jí)的電機(jī)。
2. 變頻器選型
3. 外部設(shè)備
PLC：選用西門(mén)子 S7 - 1200（如 1214C），用于邏輯控制和數(shù)據(jù)處理。
觸摸屏：西門(mén)子 HMI TP700 Comfort，用于參數(shù)設(shè)置和運(yùn)行狀態(tài)顯示。
傳感器：
繼電器：24 V DC，用于控制啟停信號(hào)。
三、接線方案
VACON 100 HVAC 變頻器的控制端子信息可參考安裝手冊(cè) 7.2.1 節(jié)和應(yīng)用手冊(cè)相關(guān)章節(jié)。以下是針對(duì)化工計(jì)量泵的接線設(shè)計(jì)：
1. 電源與電機(jī)接線
電源輸入：連接至變頻器的 L1、L2、L3 端子（三相 380 V）。
電機(jī)輸出：連接至變頻器的 U、V、W 端子，接入三相電機(jī)。
接地：變頻器 PE 端子與電機(jī)接地端連接，確保接地符合 EN61800 - 5 - 1 標(biāo)準(zhǔn)（參考安裝手冊(cè) 1.3 節(jié)）。
2. 控制端子接線
參考安裝手冊(cè) 7.2.1 節(jié)的標(biāo)準(zhǔn) I/O 板技術(shù)信息：
| 端子 | 功能 | 接線說(shuō)明 |
|---|
| 1 | +10V 參考電壓 | 未使用 |
| 2 | AI1+（模擬輸入1） | 連接流量傳感器（4 - 20 mA 輸出正極） |
| 3 | AI1-（模擬輸入1接地） | 連接流量傳感器（4 - 20 mA 輸出負(fù)極） |
| 4 | AI2+（模擬輸入2） | 連接壓力傳感器（4 - 20 mA 輸出正極） |
| 5 | AI2-（模擬輸入2接地） | 連接壓力傳感器（4 - 20 mA 輸出負(fù)極） |
| 6 | 24V 輔助電壓 | 供電給繼電器或傳感器（如需要） |
| 7 | GND | 控制信號(hào)接地 |
| 8 | DI1（數(shù)字輸入1） | 連接 PLC 輸出（啟動(dòng)信號(hào)） |
| 9 | DI2（數(shù)字輸入2） | 連接 PLC 輸出（停止信號(hào)） |
| 10 | DI3（數(shù)字輸入3） | 連接外部急停按鈕（常閉觸點(diǎn)） |
| 11 | CM（公共端 A） | DI1 - DI3 的公共接地 |
| 12 | 24V 輔助電壓 | 未使用 |
| 13 | GND | 未使用 |
| 18 | AO1+（模擬輸出1） | 連接 PLC 輸入（輸出頻率反饋，0 - 10 V） |
| 19 | AO1-（模擬輸出接地） | 模擬輸出公共接地 |
| A | RS485 A | 連接 PLC 的 RS485 A 端 |
| B | RS485 B | 連接 PLC 的 RS485 B 端 |
接線圖（文字描述）
| 電源輸入: L1 ---- [變頻器 L1] |
| L2 ---- [變頻器 L2] |
| L3 ---- [變頻器 L3] |
| 電機(jī)輸出: [變頻器 U] ---- [電機(jī) U] |
| [變頻器 V] ---- [電機(jī) V] |
| [變頻器 W] ---- [電機(jī) W] |
| 接地: [變頻器 PE] ---- [電機(jī) PE] ---- [接地線] |
|
|
| 控制信號(hào): [PLC DO1] ---- [DI1] (啟動(dòng)) |
| [PLC DO2] ---- [DI2] (停止) |
| [急停按鈕] ---- [DI3] |
| [流量傳感器 +] ---- [AI1+] |
| [流量傳感器 -] ---- [AI1-] |
| [壓力傳感器 +] ---- [AI2+] |
| [壓力傳感器 -] ---- [AI2-] |
| [AO1+] ---- [PLC AI1] (頻率反饋) |
| [AO1-] ---- [GND] |
| [A] ---- [PLC RS485 A] |
| [B] ---- [PLC RS485 B] |
四、參數(shù)設(shè)置
以下參數(shù)設(shè)置基于應(yīng)用手冊(cè)和化工計(jì)量泵需求，使用 VACON 100 的起動(dòng)向?qū)Ш?HVAC 應(yīng)用宏進(jìn)行配置。
1. 起動(dòng)向?qū)гO(shè)置（參考應(yīng)用手冊(cè) PAGE4）
語(yǔ)言：選擇中文。
時(shí)間：設(shè)置當(dāng)前時(shí)間（如 14:30:00）。
日期：設(shè)置當(dāng)前日期（如 15.10.2023）。
應(yīng)用宏：選擇 HVAC 應(yīng)用宏。
2. 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置
| 參數(shù)編號(hào) | 參數(shù)名稱 | 設(shè)置值 | 說(shuō)明 |
|---|
| P1.1 | 最小頻率 | 10 Hz | 確保泵的最低運(yùn)行速度 |
| P1.2 | 最大頻率 | 50 Hz | 匹配電機(jī)額定頻率（典型值） |
| P3.1.1 | 電機(jī)額定電壓 | 380 V | 根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)置 |
| P3.1.2 | 電機(jī)額定電流 | 3.5 A | 根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)置 |
| P3.3.1 | 控制模式 | 1（頻率控制） | 使用頻率控制模式 |
| P3.5.1.1 | DI1 功能 | 1（啟動(dòng)） | DI1 控制啟動(dòng) |
| P3.5.1.2 | DI2 功能 | 2（停止） | DI2 控制停止 |
| P3.5.1.3 | DI3 功能 | 6（外部故障） | DI3 用于急停 |
| P3.6.1 | AI1 信號(hào)范圍 | 1（4 - 20 mA） | 流量傳感器輸入 |
| P3.6.2 | AI2 信號(hào)范圍 | 1（4 - 20 mA） | 壓力傳感器輸入 |
| P3.7.1 | AO1 功能 | 1（輸出頻率） | 輸出頻率反饋給 PLC |
| P3.14.1 | 過(guò)電流保護(hù) | 啟用 | 保護(hù)電機(jī)和泵 |
| P3.14.2 | 過(guò)載保護(hù) | 啟用 | 防止電機(jī)過(guò)載 |
3. PID 控制設(shè)置（流量調(diào)節(jié)）
P3.9.1：?jiǎn)⒂?PID 控制 = 1
P3.9.2：設(shè)定值來(lái)源 = 0（固定值，由觸摸屏輸入）
P3.9.3：反饋值來(lái)源 = AI1（流量傳感器）
P3.9.4：比例增益 = 2.0（根據(jù)實(shí)際調(diào)試調(diào)整）
P3.9.5：積分時(shí)間 = 1.0 s（根據(jù)實(shí)際調(diào)試調(diào)整）
五、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1. 系統(tǒng)架構(gòu)
PLC：負(fù)責(zé)邏輯控制、傳感器信號(hào)處理和與變頻器的通信。
觸摸屏：顯示運(yùn)行狀態(tài)（轉(zhuǎn)速、流量、壓力），設(shè)置目標(biāo)流量。
變頻器：執(zhí)行電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，接收 PLC 指令和傳感器反饋。
傳感器：提供實(shí)時(shí)流量和壓力數(shù)據(jù)。
2. 控制邏輯
啟動(dòng)/停止：
流量調(diào)節(jié)：
壓力監(jiān)控：
故障處理：
控制示意圖（文字描述）
復(fù)制代碼[觸摸屏] ---- [RS485] ---- [PLC]| || |---- [DO1] ---- [DI1] (啟動(dòng))| |---- [DO2] ---- [DI2] (停止)| |---- [AI1] ---- [AO1] (頻率反饋)| |---- [RS485] ---- [變頻器 A/B][流量傳感器] ---- [AI1+/-][壓力傳感器] ---- [AI2+/-][急停按鈕] ---- [DI3][變頻器 U/V/W] ---- [電機(jī)]
六、實(shí)施步驟
安裝與接線：
參數(shù)配置：
PLC 與觸摸屏編程：
調(diào)試：
運(yùn)行與優(yōu)化：
七、注意事項(xiàng)
安全：變頻器通電后禁止接觸內(nèi)部電路（參考安裝手冊(cè) 1.2 節(jié)）。
EMC：化工環(huán)境可能有干擾，需調(diào)整 EMC 跳線（參考安裝手冊(cè) 6.3 節(jié)）。
支持：如遇問(wèn)題，可聯(lián)系我們。
