VACON 100 HVAC 變頻（pín）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：

1. 精確流量控製：通過調節（jiē）泵的轉速實現化學（xué）品的定量（liàng）輸（shū）送。

2. 啟停控製：實現泵的平穩啟動和停止（zhǐ），避免壓力衝擊。

3. 壓（yā）力/流量（liàng）反饋調節：通過傳感器反饋實時調整泵速（sù）。

4. 故障（zhàng）保護：如過載、過溫、欠載等情況下的（de）自動停機（jī）。

5. 遠程監控與操作：通過現（xiàn）場總線或外部控製器實現自動化運行。

VACON 100 HVAC 變頻器適用於（yú）這些需求，其支持多種控製方式（數字輸入、模擬輸（shū）入、現場總線）、內置 HVAC 應（yīng）用（yòng）宏、故障（zhàng）診斷功能以及豐富的參數設置（zhì），可以很好地滿（mǎn）足（zú）化（huà）工（gōng）計量泵的控製要求。

應（yīng）用（yòng）的具體功能位置

• 主驅動電機：驅動計量泵運（yùn）行，控（kòng）製（zhì）泵的轉速以調節（jiē）流量。

• 輔助電機（如有）：用於冷卻係統或（huò）攪拌裝置（視工藝（yì）需求（qiú））。

以下設計以單台主驅動電機為核心，若有（yǒu）輔助電機需（xū）求，可按類似邏輯擴展。

二、硬件選（xuǎn）型

1. 電機選擇

• 類型（xíng）：三相異步電機（常見於計量泵），功率根據泵的負載需求選擇，例如 0.75 kW 或 1.5 kW。

• 電壓：匹配變頻器的電源電壓，例（lì）如 380 - 480 V（常（cháng）見工業標準）。

• 防護等級：化工環境可能有腐（fǔ）蝕（shí）性，建議選用 IP55 或更高防護等級的電機。

2. 變頻器選型

• 型號：VACON 100 HVAC，額定電流需（xū）大於電機滿載電流（如 1.5 kW 電機，電流約 3.5 A，選擇額定電流 ≥ 4 A 的型號（hào））。

• 電源：380 - 480 V 三相交流（liú）電（參考（kǎo）安裝（zhuāng）手冊 7.1.2 節）。

3. 外部設備

• PLC：選用（yòng）西門子 S7 - 1200（如 1214C），用於邏輯（jí）控製和數據（jù）處理。

• 觸（chù）摸屏：西門子 HMI TP700 Comfort，用於參（cān）數設置和運行狀態顯示。

• 傳感器：

• 流量傳感器：輸出 4 - 20 mA 模擬信號，用於（yú）流量反饋。

• 壓力傳感器：輸（shū）出 4 - 20 mA 模擬信號，用於壓力監（jiān）測。

• 繼電器：24 V DC，用於控製啟停（tíng）信號。

三、接線方案

VACON 100 HVAC 變頻器的控製端子（zǐ）信息可（kě）參考安裝手冊 7.2.1 節和應用手冊相關章節。以下是針對化（huà）工計量（liàng）泵的接線設計：

1. 電源（yuán）與電機接線

• 電源輸入：連接至變頻（pín）器的 L1、L2、L3 端子（三相 380 V）。

• 電（diàn）機輸出：連接至變頻器的 U、V、W 端子，接入（rù）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）。

2. 控製端子（zǐ）接線

參考（kǎo）安裝手冊（cè） 7.2.1 節的標準 I/O 板技術信息（xī）：

接（jiē）線圖（文字描述）

複製代碼

電源輸入:    L1 ---- [變頻器 L1]

L2 ---- [變頻器 L2]

L3 ---- [變（biàn）頻器 L3]

電機輸出（chū）:   [變頻器 U] ---- [電機 U]

[變頻器（qì） V] ---- [電（diàn）機 V]

[變頻器 W] ---- [電機 W]

接地:       [變頻（pín）器 PE] ---- [電機 PE] ---- [接（jiē）地線]



控製信號:   [PLC DO1] ---- [DI1]  (啟動)

[PLC DO2] ---- [DI2]  (停止)

[急停按鈕] ---- [DI3]

[流量（liàng）傳感器 +] ---- [AI1+]

[流量傳感（gǎn）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、參數設置

以下參（cān）數設置基於應（yīng）用手冊和（hé）化工計量泵需（xū）求，使用（yòng） VACON 100 的起動向導和 HVAC 應（yīng）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（shí）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（shè）置（zhì）

3. PID 控製設置（流（liú）量調節）

• P3.9.1：啟用（yòng） PID 控製 = 1

• P3.9.2：設定值來（lái）源 = 0（固定值，由（yóu）觸摸屏輸（shū）入（rù））

• P3.9.3：反（fǎn）饋值來源 = AI1（流（liú）量傳感器）

• P3.9.4：比例增益 = 2.0（根據實際調試調（diào）整）

• P3.9.5：積（jī）分時間 = 1.0 s（根據（jù）實際調試調整）

五、控製係統設計

1. 係統架構

• PLC：負責邏輯控製、傳感器信號處理和與變頻器的通（tōng）信。

• 觸（chù）摸（mō）屏：顯示運行狀（zhuàng）態（轉速、流量、壓力），設置目標流（liú）量。

• 變頻器（qì）：執行電機轉（zhuǎn）速控製，接收 PLC 指令和傳感器反饋。

• 傳感器：提供實時流量和壓力數據。

2. 控製邏輯

1. 啟動/停止：

• PLC 通過 DI1/DI2 控製變頻器啟停（tíng）。

• 急停按鈕觸發 DI3，變頻器立即停機。

2. 流量調節：

• 觸摸屏輸入目標流量（liàng）值，PLC 通過 RS485 傳遞至變頻器。

• 變頻器根據 AI1（流量傳感器（qì））反饋，通過 PID 調節電機轉速。

3. 壓力監控：

• AI2（壓力傳感器）監（jiān）測管道壓力，若超出設定範圍（如 > 5 bar），PLC 發出停止指令。

4. 故障處理：

• 變頻（pín）器檢測（cè）到故（gù）障（如過電流，故障代碼 1），通過 RS485 通知 PLC，觸摸屏顯示故障信息。

控製示意圖（文字描述）

複製代碼[觸（chù）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（qì） U/V/W] ---- [電機]

六、實施步驟

1. 安裝與接線：

• 按照接線方案連接電（diàn）源、電（diàn）機和控製信號。

• 確保接地可（kě）靠，避免電磁幹擾。

2. 參數（shù）配置：

• 使用變（biàn）頻器麵板（bǎn）通過起動向導初始化。

• 輸入上述（shù）參數，保存設置（zhì）。

3. PLC 與觸摸屏編程：

• PLC 編寫啟停邏輯和 PID 控製程序。

• 觸摸屏設計界麵，包含流量設定、運行狀態和故障報警。

4. 調試：

• 手動測試啟停功能。

• 調整 PID 參數，確保流量穩定。

• 模擬故（gù）障，驗證保護功能。

5. 運行（háng）與（yǔ）優化：

• 長（zhǎng）期運行後，根據實際工況微調參數。

七、注意（yì）事項

• 安全：變頻器（qì）通（tōng）電後禁止接觸內部電路（參考安（ān）裝手冊 1.2 節）。

• EMC：化工環境可能有幹擾（rǎo），需調整 EMC 跳線（參考安（ān）裝手冊 6.3 節）。

• 支持：如遇問題（tí），可聯係我們。