VACON 100 HVAC 變頻器在化工計量泵中的應用方案
一、應用場景與功能分析
化工計量泵的主要功能包括：
精確流量控制：通過調節(jié)泵的轉速實現(xiàn)化學品的定量輸送。
啟停控制：實現(xiàn)泵的平穩(wěn)啟動和停止，避免壓力沖擊。
壓力/流量反饋調節(jié)：通過傳感器反饋實時調整泵速。
故障保護：如過載、過溫、欠載等情況下的自動停機。
遠程監(jiān)控與操作：通過現(xiàn)場總線或外部控制器實現(xiàn)自動化運行。
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)場總線）、內置 HVAC 應用宏、故障診斷功能以及豐富的參數(shù)設置，可以很好地滿足化工計量泵的控制要求。
應用的具體功能位置
以下設計以單臺主驅動電機為核心，若有輔助電機需求，可按類似邏輯擴展。
二、硬件選型
1. 電機選擇
類型：三相異步電機（常見于計量泵），功率根據(jù)泵的負載需求選擇，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（常見工業(yè)標準）。
防護等級：化工環(huán)境可能有腐蝕性，建議選用 IP55 或更高防護等級的電機。
2. 變頻器選型
3. 外部設備
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 7.2.1 節(jié)和應用手冊相關章節(jié)。以下是針對化工計量泵的接線設計：
1. 電源與電機接線
電源輸入：連接至變頻器的 L1、L2、L3 端子（三相 380 V）。
電機輸出：連接至變頻器的 U、V、W 端子，接入三相電機。
接地：變頻器 PE 端子與電機接地端連接，確保接地符合 EN61800 - 5 - 1 標準（參考安裝手冊 1.3 節(jié)）。
2. 控制端子接線
參考安裝手冊 7.2.1 節(jié)的標準 I/O 板技術信息：
| 端子 | 功能 | 接線說明 |
|---|
| 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 | 控制信號接地 |
| 8 | DI1（數(shù)字輸入1） | 連接 PLC 輸出（啟動信號） |
| 9 | DI2（數(shù)字輸入2） | 連接 PLC 輸出（停止信號） |
| 10 | DI3（數(shù)字輸入3） | 連接外部急停按鈕（常閉觸點） |
| 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] |
| 電機輸出: [變頻器 U] ---- [電機 U] |
| [變頻器 V] ---- [電機 V] |
| [變頻器 W] ---- [電機 W] |
| 接地: [變頻器 PE] ---- [電機 PE] ---- [接地線] |
|
|
| 控制信號: [PLC DO1] ---- [DI1] (啟動) |
| [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)設置
以下參數(shù)設置基于應用手冊和化工計量泵需求，使用 VACON 100 的起動向導和 HVAC 應用宏進行配置。
1. 起動向導設置（參考應用手冊 PAGE4）
語言：選擇中文。
時間：設置當前時間（如 14:30:00）。
日期：設置當前日期（如 15.10.2023）。
應用宏：選擇 HVAC 應用宏。
2. 關鍵參數(shù)設置
| 參數(shù)編號 | 參數(shù)名稱 | 設置值 | 說明 |
|---|
| P1.1 | 最小頻率 | 10 Hz | 確保泵的最低運行速度 |
| P1.2 | 最大頻率 | 50 Hz | 匹配電機額定頻率（典型值） |
| P3.1.1 | 電機額定電壓 | 380 V | 根據(jù)電機銘牌設置 |
| P3.1.2 | 電機額定電流 | 3.5 A | 根據(jù)電機銘牌設置 |
| 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） | DI1 控制啟動 |
| 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 信號范圍 | 1（4 - 20 mA） | 流量傳感器輸入 |
| P3.6.2 | AI2 信號范圍 | 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 | 過電流保護 | 啟用 | 保護電機和泵 |
| P3.14.2 | 過載保護 | 啟用 | 防止電機過載 |
3. PID 控制設置（流量調節(jié)）
P3.9.1：啟用 PID 控制 = 1
P3.9.2：設定值來源 = 0（固定值，由觸摸屏輸入）
P3.9.3：反饋值來源 = AI1（流量傳感器）
P3.9.4：比例增益 = 2.0（根據(jù)實際調試調整）
P3.9.5：積分時間 = 1.0 s（根據(jù)實際調試調整）
五、控制系統(tǒng)設計
1. 系統(tǒng)架構
PLC：負責邏輯控制、傳感器信號處理和與變頻器的通信。
觸摸屏：顯示運行狀態(tài)（轉速、流量、壓力），設置目標流量。
變頻器：執(zhí)行電機轉速控制，接收 PLC 指令和傳感器反饋。
傳感器：提供實時流量和壓力數(shù)據(jù)。
2. 控制邏輯
啟動/停止：
PLC 通過 DI1/DI2 控制變頻器啟停。
急停按鈕觸發(fā) DI3，變頻器立即停機。
流量調節(jié)：
壓力監(jiān)控：
故障處理：
控制示意圖（文字描述）
復制代碼[觸摸屏] ---- [RS485] ---- [PLC]| || |---- [DO1] ---- [DI1] (啟動)| |---- [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]
六、實施步驟
安裝與接線：
按照接線方案連接電源、電機和控制信號。
確保接地可靠，避免電磁干擾。
參數(shù)配置：
使用變頻器面板通過起動向導初始化。
輸入上述參數(shù)，保存設置。
PLC 與觸摸屏編程：
調試：
運行與優(yōu)化：
七、注意事項
