Имеется насосная станция работающая на отопление, давление регулируется по обратному трубопроводу. В станции пять насосов, каждый работает от преобразователя частоты. Аналоговый выход для задания скорости ПЧ один, общий.
Соответственно, пока дойдёт реакция системы...

Вот как бы настроить ПИД-регулятор, особенно волнует вопрос с подключением дополнительных насосов. При работе одного достаточно задать большое время интегрирования, но в случае с несколькими это не пройдёт.

Почему не пройдет? пройдет. Ваши пять насосов все равно работают как один, если управляются от одного сигнала.
Это реально возникшая проблема на объекте или еще только предположения?
А настройка стандатная для всех ПИД регуляторов - по реакции на импульс или по параметрам автоколебаний.

С уважением Взводатор.

мало данных. произв. насосов - одинакова? работают в параллель и посл-но? подклюены все разом или дядя вася ходит и подключает когда ему вздумается? и что они вообще делают - циркуляцию гоняют, подпитку питают или что-то еще?

А не пройдёт по очевидной причине..
Предположим с медленным регулятором один работающий насос разогнался до максимальной частоты, заданное давление всё ещё не достигнуто. Подключается дополнительный насос и ... начинает работать на той же максимальной частоте, а пока он скинет обороты уйма времени пройдёт.

Добавлено - 14:00

Производительность насосов одинакова, подключаются/отключаются автоматически по мере необходимости. При максимуме частоты и нехватке давления подключаются дополнительные, при снижении среднего рабочего тока (мощности) ниже установленного значения отключаются.
Насосы работают параллельно на одну трубу.

Постите Митя, это у Вас так решена задача каскадного подключения насосов?
Если да - то это мягко говоря интересное решение.

согласен. начинать надо не с регулятора, а с физики.


Добавлено - 17:23
в каскадном включении плавное управление скоростью должно быть заведено ТОЛЬКО на ОДИН из НАСОСОВ. причем этот насос должон иметь бОльшую, прОцентов на 25..30, производительность, чем остальные. для подключения остальных нужно юзать дискр.выхода от шагового регулятора, а мощным управлять от плавного. тогда все у вас получится. покраймере в теории.

Ваши замечания?

Что здесь не так по вашему мнению?

Учту любую конструктивную критику, благо проект пока на стадии разработки.

Добавлено - 14:28

Ну в этом плане от меня ничего не зависит, просто автоматизируется уже работающая станция.

А отдельный ПЧ на каждый насос очень даже неплохо, если позволяют средства.
Единственно, что я бы изменил - сделал бы отдельное задание скорости для насоса.

Можно сделать как предлагает Уважаемый LordN т.е. Один регулируемый насос работает от ПЧ, при нехватке производительности ступенчато подключается следующий -> ждем реакцию системы-> ежели регулируемый насос всеравно на 100% вертица- подключаем следующий.
Поросто и надежно.
Сложно и надежно - увязать ПЧ сетью. Т.е. сигнал на запуск ПЧ давать дискретным входом, по сети передавать встроенному ПИД-у частотника значение давления и обратно забирать значение MV для каскадного включения следующего агрегата. Я бы так сделал.


Вот я еще что вспомнил: многие ПЧ умеют организовывать каскадное подключение самостоятельно, тот же данфосс к примеру.

"Можно сделать как предлагает Уважаемый LordN т.е. Один регулируемый насос работает от ПЧ, при нехватке производительности ступенчато подключается следующий -> ждем реакцию системы-> ежели регулируемый насос всеравно на 100% вертица- подключаем следующий."
Да, каскадное включение так и должно быть организовано. При этом достаточно одного ПЧ и четырех мягких пусков. Или, как вариант с бОльшей резервируемостью, 2 ПЧ и 3 МП. Вызывает сомнение целесообразность применения именно пяти насосов. Но коль они уже есть, то один с ПЧ и один с МП нужно поставить в резерв. Дмитрий, а сколько насосов обеспечивают штатный режим работы в обычных условиях?

Исходя из избыточности, заложенной в проект можно сделать и по другому: если сигнал задания скорости только один, то все пять могут работать параллельно. Даже если один-два откажут или будут выведены из эксплуатации сознательно, то обратная связь скомпенсирует уменьшение общей производительности увеличением общей скорости насосов. Насосы будут работать не с максимальной производительностью, поэтому их моторесурс будет расходоваться медленней. Один-два можно с помощью внешнего сигнала (таймера и т.п.) переводить в резерв.

С уважением Взводатор.

Насколько понимаю в штатном режиме работают три насоса из пяти.

Обычно мы в своих станциях делаем: один насос работает от ПЧ, а остальные подключаются прямым пуском или плавным пуском.

Чем обусловлен выбор ПЧ на каждый насос сказать не могу.

В данном случае ПИД-регулятор будет реализован в контроллере.

Предлагаемый же вариант с одновременной работой всех насосов - сдаётся что в этом случае двигатели будут работать не в оптимальном режиме (учитывая рабочую характеристику двигателя на насосную нагрузку). Ведь при небольшом снижении скорости двигателя значительно упадёт производительность насоса.

Если честно - в данном случае не вижу особой необходимости в контроллере вообще.

Так можно про многое сказать.

Могу рассказать предысторию проекта.

Частотники уже стояли на этой станции (не на всех насосах), давление устанавливалось задатчиком на шкафу и его отрабатывал ПИД частотника.
И однажды оператор решил поменять задание с 2,9 на 3,1 и крутанул колёсико задатчика. Да только крутанул не то колёсико (другой разряд), вышло 3,9. Пока заметили - прорвало трубы.
Вот теперь пытаются сделать систему понадёжнее.
А уж думаю с контроллером всё же полегче и отработку аварий сделать с отображением на панели оператора, и тд. и т.п.

Кхм... Управление насосной станцией с помощью карты переключения насосов в одном частотнике черевато остановкой всей станции при выходе этого частотника из строя... поэтому контроллер предпочтительнее...

ПЧ на каждом насосе тоже не плохо... станция сможет работать в штатном режиме при пропадании одной фазы, при пере\недонапряжении...

В принципе - есть выход... немного кривой, но в случае утвержденного решения - хоть какой... выставить большое время разгона... при разгоне очередного насоса ПИД будет успевать реагировать...

Но само решение - какое-то кривое... что получится - при большом разборе включатся все насосы, а по мере снижения разбора просто будут снижать частоту... до минимально возможной... если это ГВС с функцией циркуляции - штатные насосы будут молотить на минималке все вместе, если не задействована функция постоянной работы на минималке - будут все вместе останавливаться... или предусмотрен каскадный стоп?

Добавлено - 15:42

Гы. А надо ставить аварийное реле давления, дабы не рвать трубы... Лучше стоп станции чем замена труб...

ЗЫ. А частотники были GE? Я тока на них видел дискретные задатчики...

Нет до минимума частоты они не пойдут, с каждого ПЧ снимаем аналоговый сигнал - рабочий ток двигателя, считаем среднее по всем насосам и если снижается до какого-то предела, то отключаем один из насосов.



Задатчики по сути аналоговые (0-10В), просто механизм дискретный.

Мало того что аварийное реле давления, так еще аварийную защиту прямого действия (сбросной клапан)
2 Игорь Борисов
А при выходе из строя контроллера - станция останется в работе? ,)

Контроллер (нормальный) тяжко убить... Хотя, я наверное не прав... при пропадании одной фазы частотник, и соответственно - насосная карта - продолжают работу, а в случае с контроллером - вдруг это фаза его питающая...

А если поставить АВР, не силовой, а на цепи управления, контроллер?

Хе! Если есть финансирование - можно еще и промышленный ИБП воткнуть...

Пока я вижу такой выход: установить большое время интегрирования, чтобы пока дойдёт давление до обратного трубопроводе не загнать частотники в максимум.
А при подключении дополнительного насоса скидывать до какого-то значения частоту.

Может всетаки придумать что нибуть менее корявое? У Вас есть время.

Игорь Борисов

для исключения данного случая, я вешал питание контроллера на ИП частотника (120 ма) и фсе круто !! Как еще получить более надежное\стабильное питание чем DC\DC ?
А вообще дисскуссия по-моему немного раскручена на пустом месте...
Есть станции, которые все знают Hydro ME, абсолютно аналогиный алгоритм работы с тем что тут описывапет коллега... И никаких замедлителей\ускорителей, так и работают модуль ПФУ дает сигнал 0-10 В на первый насос, если его частота достигает макс, то подключается второй насос, (без всяких выворотов) при этом задание начинает корректироваться уже после того, как он начал работу, и так далее. Вот что мне не понравилось, так это система (алгоритм отключения насосов при малой подаче, т.е. все насосы начинают скидывать обороты , и только когда все ( в моем случае больше четырех не было ) насосы достигли своих 12.5 Гц, отключается один, потом опять цикл увеличения-уменьшения оборотов остающимися насосами и снова из работы выводится только один насос и т.д.
Рабтало все очень стабильно, правды ради это была ПНС, но не думаю что с циркуляцией такой контраст, даже яб сказал наоборот, ибо кинетика процесса не такая шустрая как при тупиковой схеме...
Кстати мембранные баки - ну совсем малые что-то литров 10-18 на 30 кубовую станцию... аж смешно ...

Сталкивался с такой задачей. При пуске каждого насоса выключали и снова включали интегральную составляющую. ПИ регулятор начинал работать с девственной чистоты. У хоневелл такая возможность есть, да и у ТАС. Для другого прогр. обеспесения думаю можно реализовать.

Здравая мысль. Но я бы ее еще развил. Ведь если использовать всего один частотник, жестко подключенный к одному из насосов (скажем к первому насосу), который еще и мощнее, то любые проблемы с насосом, отключение частотника при разгоне по перегрузке, проблем с самим частотником, останавливает всю станцию. Схема с частотником на каждом насосе работает хорошо от контроллера, если грамотно настроен ПИД и правильно организовано подключение/отключение насосов. Надеюсь вы согласитесь, что нагрузка не скачет от минимума до максимума станции. Она если и колеблется, то относительно в небольшом диапазоне относительно среднего уровня, но колеблется с большой скоростью. Если например средний расход велик и у вас например включены все 5 насосов, а колебания составляют 20% от этого уровня, то это значит, что тот самый первый насос должен достаточно быстро разгоняться от мин до мах оборотов, что естественно проблематично. Если же пять насосов работают от одного ПИДа, то им придется менять свою скорость в диапазоне 20% от максимального. Таким образом пять насосов на частотниках будут в пять раз быстрее реагировать, чем 1 на частотниках и 4 на софтах.
Далее, если у вас 5 частотников, то проблемы с любым насосом и любым частоником не приводят к остановке станции. Если кто то сомневается в надежности контроллеров, то элементарно организовать горячий резерв контроллеров с переключением ПИДа.
И еще один момент. Если речь идет о ВЗУ и к вам пришли пожарные, проверять давление в гидрантах, то желательно предусматривать непосредственное включение нескольких насосов. Пусть они немного поработают на малой частоте, зато когда наши гости начнут открывать гидранты, насосы отреагируют значительно быстрее. То же самое мона делать по сигналу "Пожар".

Я тут вешал пример онлайн скады. Там ВЗУ работает по такому принципу. Кстати частотники без ПИДа стоят ну на порядок дешевле.

Всё вы говорите красиво, но мне как теплотехнику не понятно выражение "пока дойдет давление".

Одно дойдет практически мгновенно. Время реации датчика и АЦП регулятора на изменившееся давление в обратной трубе будет больше, чем время "запаздывания" давления. Жидкость теоретически несжимаема, давление передается очень быстро в любую точку жидкости.
Это с физической точки зрения (особенно, если в Вашей системе только циркуляция, а не какой-то "буферный потребитель с влиянием на давление, типа мембранного бака" - который физически выглядит так, как будто жидкость обретает свойства сжимаемости, как у газов и по тем же законам).

Но схема с пятью частотниками, заданных одним датчиком меня все равно смущает.
Кто-нибудь подключал два или несколько устройств к одному датчику 4-20мА? что у вас получилось? разве токовые кольца не будут друг другу мешать? или предполагается использование каких-то других датчиков (0-10В)? Если датчик давления "пассивный" 2х проводный, то вы рискуете подать напряжение частотников друг другу на выходы +24В. Если датчик активный с собственным питанием, то токи 4-20 мА равномерно распределятся между параллельно подключенных частотников и вместо 15 мА каждый из частотников увидит 15/5 = 3 мА... то есть проигнорирует сигнал...
подскажите, может я где ошибаюсь.

Да нет... Видно, реализовано как в грюндфосовской гидре... 4-20 ма идет на контроллер, а с него 0-10 вольт на частотники... без включения ПИД-а частотников... Хотя на одном объекте видел 4х-насосную станцию с 4-мя ПЧ и 4-мя датчиками...

кстати, и датчик 0-10В тоже должен быть как минимум не с потолка взят: его мощность по току должна быть в 5 раз больше, чем требуется при подключении к одному прибору. Иначе (а это часто бывает в чувствительных датчиках) токи пошедшие через прибор и пять частотников попалят сам датчик, либо будет значительно искажаться потенциал с датчика - он просто будет нагло врать.
Предлагаю автору задуматься над этим вопросом и своим проектом... хоть ответ для меня не так очевиден (может все просто решается), вопрос имеет место быть.

Это как?

Жидкость несжимаемая, но "растягиваемы" трубопроводы, есть скорее всего расширительные баки, насос тоже не идеальный. Поэтому возникающий на входе импульсный перепад давления вызовет ответную реакцию трубопровода, а потом возникшее давление начнет перегонять жидкость через все существующие сопротивления (радиаторы, дроссели, регуляторы, вентили и т.п.) на выход.

С уважением Взводатор.

2 ласт: извините, но это не "гидравлический удар". Хотя все, что вы сказали - верно, особенно при гидроударе.
Насос с частотником не даст таких изменений в расходе и давлении мгновенно - он же в том числе и "плавный пускатель".

Повторюсь - запаздывание изменения давления в обратке при незначительном (20-25%)изменении давления и расхода в подаче будут меньше, чем аппаратная задержка электронных устройств. И потом, система отопления сама очень инертна - она никогда не требует очень значительных изменения расходов мгновенно.

Ой, отстаньте... Мы её уже обсудили как повысительную ГВС с циркуляцией...

А если это ЦО... тогда почему переменная производительность? Сталкивался только на ГосДаче - домики ( ) в которых в данный момент не живут - отапливаются гораздо меньше...

вот это и есть та мысль, по-моему, которая заложена в такие станции (Hydro 2000 ME), действительно очень красиво отрабатывают насосы.

не "датчиков" а "задатчиков" и именно по напряженю.... (вешали как-то последовательно двухпроводные датчики на контроллер и ЧРП (этакое резервирование ) работало (на одном брэнде, но не работало на другом )...

постоянно объединяю общие точки разных устройств (конешна если уверен в полной PELV изоляции по питанию, а то один БП на 230 , другой на 380... )
всеж для получения равного сигнала на нагрузках нужно ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ подключение ( по напряжению - параллельное... )
А вообще, по сути какая разница ? ПНС или циркуляция ? В первом случае по давлению, во втором - по перепаду, один хрен ПИД не будет знать

Могу сказать одно: зачастую разговор с заказчиком, особенно, если он через других людей происходи (менеджеров и т.д.) напоминает диалог глухого со слепым. Причём те люди, с кем происходит общение, могут и не знать реальной ситуации на объекте. Пусть даже это и главный инженер.

Навскидку случай из практики. Запускали насосную станцию, всё красиво, частотник, плавные пуски. А насосы давай вылетать в аварию.
Оказалось там стояли не самовсасывающие насосы, а зеркало воды в резервуаре, откуда качали, ниже уровня станции.

А раньше пускала насосы бабУшка, которая путём хитрых манипуляций с задвижками и насосами запускала всё что можно (видели бы вы это шаманство).
Главный же инженер был ни сном ни духом.

.... не понимаю в чем проблема ....

Просто опасаюсь, что рассказанное мне про объект не совпадёт с реальным положением дел.

Да, это не гидроудар, но реакция системы на импульс очень наглядно характеризует все ее свойства. Имено поэтому ее так широко и используют. Например, для той же настройки ПИД регулятора.

В данном случае нас интересует не величина изменения (хотя она тоже важна), а скорость ее изменения. Если эта скорость будет превышать пороговую для данной системы, то никакой регулятор, даже супер-пупер, с этой задачей не справится. Амплитудно-частотная характеристика системы (которая может быть получена из импульсной) должна обеспечивать обработку возникающих в системе колебаний давления. Если частота возмущений будет превышать граничную частоту системы, то система просто не не сможет с ними справиться или не будет их видеть вообще.

Что касается аппаратных задержек, то в любой системе они должны быть таковыми, чтобы ими можно было пренебречь. Чтобы они учитывались только в принципах работы оборудования, но не влияли на саму работу.

С уважением Взводатор.

Абсолютно верно. И более того, я использую частотники без ПИД регуляторов, стоят на порядок дешевле. Кстати, работу двух глубинников по 11кВт можно посмотреть здесь:
http://scada.kontar.ru
Логин: сок
Пароль: 111111
Открыть вкладку ВЗУ

Ниже фотка щита. Все просто как угол дома.

Посмотрел я на Lenze - ПИД добавляет в цену преобразователя от 10 до 50%, да и то в ПЧ с ПИД еще масса дополнительных функций. Kass, где Вы увидели разницу в цене на порядок?

Сравнил цены с Данфоссом - тоже разница небольшая.

С уважением Взводатор.

PS: а Lenze не люблю - как ни готовил, плохо получается.

Данфосс на 11 кВт с дисплеем - примерно 1700 евро. Линзы - менее 800. ИМХО тут более порядка.
А функции мне никакие не нужны, для всех функций у меня есть контроллер. Я на нем и дежурный режим, и работу чисто в один насос, и принудительно в два, и 1+1, и как угодно, и еще на диспетчеризацию. И все это дешевле, чем поставить просто два Дафосса. Кстати Линзы по размерам раз в 8-10 меньше Данфосса.

Порядок - это десять раз, один разряд системы счисления, положение десятичной точки - как больше понравится. Но даже 1700/800=2.125 .

У нас Данфосс существенно дешевле, а Ленз немного дороже. По-моему, даже Шнайдеры 11КВт дешевле 1700.

Пожалуйста, не пользуйтесь допфункциями, если Вам это не надо. Это я просто показал, что добавление в ПЧ ПИД регулятора, да еще плюс эти допфункции, не повышает цену на порядок.

С уважением Взводатор.

Разговорно порядок это в 2 раза, из двоичной системы, а не десятичной. Именно цены вдвое выше в таком то магазине - на порядок. Именно это я и имел в виду. Но для меня еще очень важен размер. Вот его я и не писал на порядок, т.к. в 10 раз данфосс больше по размеру. Например Данфосы 6000 объем этого щита занимают полностью по высоте и ширине, а по глубине выступают наружу и не дают закрыть дверцу. Согласитесь, тоже немаловажная вещь. Если опять возвращаться к разговору о пяти насосах, то 5 Линзов я легко впихаю в шкаф приемлемых размеров, сделав принудительную вентиляцию в нем. С Данфоссом такой фокус не пройдет. Но Данфосс хорошь в индивидуальном решении. Любой электрик может датчик к нему подключить и насос. Вот и все решение.

Kass
... мля.... а это че частотники или софтстартеры на рисунке ?
если чп, то где же фильтры ЛЦ ? Нифига нельзя глубинные моторы без фильтров фтыкать к ЧП, напруга высока дюже....

32 000 руб без НДС. Прайс. С ПИД-ом, со встроенным фильтрoм... с modbus...

ЗЫ. Это чисто частотник.

А... Ну да...
Есть 10 категорий людей - понимающие двоичную систему счисления и не понимающие.

С уважением Взводатор.

Все сделано согласно рекомендациям техотдела завода, производителя насосов. Был сделан запрос и они ответили как включать и в каком диапазоне работать.

[QUOTE] Если датчик активный с собственным питанием, то токи 4-20 мА равномерно распределятся между параллельно подключенных частотников и вместо 15 мА каждый из частотников увидит 15/5 = 3 мА... то есть проигнорирует сигнал...
подскажите, может я где ошибаюсь.

Закон Ома отдыхает!

sbi
не это ОМ отдыхает, а закон просто не работатет...

На нобелевскую премию тянем.

мне тоже смешно, молодой человек. Возьмите учебник из своего ранца за 8 класс и повторите еще раз закон Ома, а то физик поставит вам двойку на следующем занятии...

З.Ы. заодно посмотрите, что такое параллельное подключение сопротивлений.

при последовательном сопротивлении общее суммарное сопротивление может превысить отраженное максимальное в паспорте датчика... например Шнайдеровский частотник Альтивар 31 имеет на 4-20 мА сопротивление 270 Ом. Пять таких частотников дадут в последовательности 1350 Ом, а на датчике 4-20 мА стоит паспортное ограничение на нагрузке в 800 Ом.

Наши КиПовцы рекомендуют в этом случае ставить 4-х проводные датчики 0-10В. У них больший диапазон по присоединяемым сопротивлениям, и все-таки питание отделено от частотников... А еще лучше сделать как сказал Игорь Борисов: подать 4-20 на контроллер-конвертер с ПИД регулятором, а уж с него подавать 0-10В прямо на частотники без ПИД регулятора.

Кстати, раз уж встал вопрос об извращениях при использовании частотников - что можно сказать о одновременном подключении двух двигателей (например по 1 кВт) к одному частотнику 2 кВт?

Необходимо, что бы двигатели работали АБСОЛЮТНО синхронно (предполагается даже устанавливать вручную вал двигателя, что бы даже положения обмоток совпадали на первоначальном этапе) при этом меняли частоту по датчику. Глубина регулирования 75+/-15% от номинальной мощности...
Насколько возможно подобное подключение? подводные камни?
это будет использоваться в лабораторных и медицинских исследованиях...

Это конечно прикольно. Умер один двигатель, и система умерла. Умер один частотник, и система умерла...