مقارنةً بخزانات وأبراج المياه التقليدية، تتميز أنظمة إمداد المياه ذات التردد المتغير والضغط الثابت بمزايا استقرار ضغط الإمداد، وتوفير الطاقة، والموثوقية العالية، وعدم تلويث موارد المياه. تتناول هذه المقالة مثالاً على محطة إمداد مياه تستخدم محول تردد لتشغيل ثلاث مضخات لتحقيق إمداد مياه ثابت الضغط، وتقدم مقدمة مفصلة لسلسلة من محولات التردد المخصصة لإمدادات المياه وتطبيقاتها في أنظمة إمداد المياه ذات الضغط الثابت.
مقدمة
يُعدّ نظام إمداد المياه جزءًا لا غنى عنه وهامًا في الإنتاج الوطني والحياة. وتشغل طريقة إمداد المياه التقليدية مساحة واسعة، وهي عُرضة لتلوث المياه. ومن عيوبها الرئيسية صعوبة الحفاظ على ضغط الماء ثابتًا، مما يؤدي إلى تعطل بعض المعدات. وتُعدّ تقنية تنظيم سرعة التردد المتغير تقنية متطورة لتنظيم سرعة محركات التيار المتردد بدون خطوات. وفي ظلّ الطلب المتزايد على سلامة الإنتاج وجودة إمدادات المياه، يتزايد الإقبال على حلول إمداد المياه بضغط ثابت من خلال تنظيم سرعة التردد المتغير.
معدات وصور تطبيقية في الموقع
تطبيق الموقع مخصص لمحطة إمداد مياه في شنتشن. يتطلب الأمر محول تردد واحد بقدرة 4 كيلوواط للتحكم في ثلاث مضخات مياه لضمان إمداد مياه بضغط ثابت. يضبط محول التردد السرعة تلقائيًا وفقًا لضغط المياه الفعلي، ويحدد ما إذا كان من الضروري تشغيل المضختين الثانية والثالثة للمشاركة في إمداد المياه.
نظرية التحكم
مخطط التحكم
نظام إمداد المياه مُجهز بمستشعرات ضغط على الموقع الرسمي لإمدادات المياه، تُحوّل إشارة ضغط المياه إلى إشارة تيار 4-20 مللي أمبير مقبولة لمحول التردد. عند تشغيل النظام، يرصد مستشعر الضغط ضغط المياه فورًا، ويستقبل محول التردد إشارة الضغط. يُضبط الفرق بين إشارة الضغط الفعلية وإشارة الضغط المُعطاة لتشكيل نظام ضغط حلقة مغلقة. يضبط محول التردد سرعة محرك مضخة المياه بتغيير التردد عبر مخرج PID. مع ذلك، تُحدّ الحدود العليا والسفلى لسرعة تشغيل مضخة التردد المتغير من قدرة المضخة الواحدة على التعامل مع فترات الذروة والانخفاض في استهلاك المياه. يجمع محول التردد المُخصص لإمدادات المياه ذو الضغط الثابت CT110، الذي طورته شركة Shenzhen Dongli Sci Tech Innovation Technology Co., Ltd.، الوضع المذكور أعلاه لتوسيع نطاق منطق إمداد المياه المُخصص. من خلال مُرحّلين إضافيين وعدد من الوحدات المُفعّلة، يُضبط تلقائيًا استهلاك المياه في أوقات الذروة والانخفاض لضمان ثبات ضغط شبكة إمدادات المياه وتلبية احتياجات المستخدمين من المياه.
CT110 شرح منطقي لإمدادات المياه
يتميز محول التردد المخصص من سلسلة CT110 بمنطق مدمج خاص بإمدادات المياه، وتحكم مُحسّن بـ PID لضمان ثبات ضغط الماء. وفي الوقت نفسه، يُعالج تلقائيًا منطق إضافة وطرح المضخات، ويضبط التردد تلقائيًا أثناء عملية الإضافة والطرح، لضمان استقرار ضغط الماء والتحكم فيه.
يتم شرح منطق إمدادات المياه على النحو التالي
١. منطق إضافة المضخة: عندما يظل ضغط الماء أقل من الضغط المحدد، يتسارع مُحوّل التردد ويعمل. عندما يصل مُحوّل التردد إلى نقطة تردد إضافة المضخة (F13.01)، إذا ظل ضغط الماء أقل من (النسبة المئوية لضغط الماء المحدد) (نسبة تحمل ضغط إضافة المضخة F13.02)، يُعتبر أن عدد مضخات الماء الحالية غير كافٍ للاستخدام، ويجب إضافة المزيد منها. بعد انتهاء فترة تأخير إضافة المضخة، يعمل المُرحّل المساعد، وستعمل المضخة.
٢. منطق مساعدة المضخة: المضخة المضافة حديثًا هي مضخة تردد طاقة، مما قد يؤدي إلى ارتفاع سريع في ضغط الماء أثناء عملية الضخ. لذلك، تُخفّض مضخة التردد المتغير ترددها تلقائيًا أثناء عملية الضخ لتجنب ضغط الماء الزائد. يُحدَّد وقت تباطؤ مضخة التردد المتغير في هذا الوقت بواسطة F08.01.
٣. منطق تخفيض ضغط المضخة: عندما يظل ضغط الماء أعلى من الضغط المُحدد، يعمل مُحوّل التردد بسرعة مُنخفضة. عند تباطؤ مُحوّل التردد إلى نقطة تردد تخفيض المضخة (F13.04)، إذا كان ضغط الماء لا يزال أقل من (النسبة المئوية لضغط الماء المُحدد) + (نسبة تحمل ضغط تخفيض المضخة F13.05)، يُعتبر أن عدد مضخات الماء الحالية كبير جدًا، ويجب تخفيض تشغيل المضخة. بعد انتهاء فترة تأخير تخفيض المضخة، سيعمل المُرحّل المُساعد، وستعمل المضخة في هذا الوقت.
٤. منطق مساعد لتخفيض ضغط المضخة: المضخة المُخفَّضة حديثًا هي مضخة تردد طاقة، مما قد يُسبب انخفاضًا سريعًا في ضغط الماء أثناء عملية تخفيض ضغط المضخة. لذلك، أثناء عملية تخفيض ضغط المضخة، ستزيد مضخة التردد المتغير التردد تلقائيًا لتجنب انخفاض ضغط الماء عند إضافة المضخة. يُحدَّد زمن تسارع مضخة التردد المتغير في هذا الوقت بواسطة F08.00.
٥. منطق وظيفة السكون: عند توقف المضخات المساعدة واستمرار ارتفاع ضغط الماء، يعمل مُحوّل التردد بسرعة منخفضة. عندما يكون تردد مُحوّل التردد أقل من نقطة انخفاض تردد المضخة، يدخل مُحوّل التردد تلقائيًا في وضع السكون، وتعرض لوحة المفاتيح حالة "السكون".
٦. منطق السكون والاستيقاظ: في حالة سكون مُحوّل التردد، عندما يكون ضغط الماء منخفضًا، يكون التردد المُضبوط بواسطة مُعرّف التفاضل والتكامل (PID) أعلى من تردد الاستيقاظ، ويكون الضغط الحالي أقل من (نسبة ضغط الماء المُضبوط) - (نسبة تحمل ضغط الاستيقاظ F13.02)، يُعتبر أن مضخة مُحوّل التردد بحاجة إلى التشغيل. بعد فترة تأخير الاستيقاظ، تدخل مضخة مُحوّل التردد في وضع السكون وتستيقظ.
7. أولوية التحكم في مضخة المياه: أولوية مشاركة مضخة المياه في التشغيل هي: مضخة التردد المتغير> المضخة المساعدة 1> المضخة المساعدة 2. أي أنه عندما يكون من الضروري إضافة مضخة، أضف أولاً مضخة التردد المتغير، ثم المضخة المساعدة 1، وأخيرًا المضخة المساعدة 2؛ عندما يكون من الضروري تقليل المضخة، قم أولاً بتخفيض المضخة المساعدة 2، ثم قم بتخفيض المضخة المساعدة 1، وأخيرًا قم بتخفيض محول التردد إلى وضع السكون والاستعداد.
مقدمة لمحول التردد الخاص بإمدادات المياه Dongli Sci Tech CT100
يعتمد محول التردد CT110 على نظام تحكم DSP، ويتبنى تقنية التحكم في ناقل PG الحرة الرائدة محليًا، بالإضافة إلى أساليب حماية متعددة، مما يُمكّن من تطبيقه على المحركات غير المتزامنة، ويوفر أداءً ممتازًا في التشغيل. وقد حسّن المنتج بشكل كبير من سهولة الاستخدام والتكيف مع البيئة من حيث تصميم قنوات الهواء، وتكوين الأجهزة، ووظائف البرامج.
الميزات التقنية
◆ منطق مخصص لإمدادات المياه: بناءً على ظروف العمل في الموقع، يوفر منطق إمداد المياه أداءً أكثر استقرارًا للتحكم في الضغط الثابت.
◆ التعلم الذاتي الدقيق لمعلمات المحرك: التعلم الذاتي الدقيق لمعلمات المحرك الدوار أو الثابت، وسهولة التصحيح، والتشغيل البسيط، مما يوفر دقة تحكم أعلى وسرعة استجابة.
التحكم المتجه V/F: تعويض تلقائي لانخفاض جهد الجزء الثابت، كما يمكن للتحكم VF أيضًا ضمان خصائص عزم الدوران المنخفضة التردد الممتازة.
◆ وظيفة تحديد التيار والجهد البرمجي: يعمل التحكم الجيد في الجهد والتيار على تقليل عدد مرات الحماية لمحول التردد بشكل فعال.
◆ أوضاع فرملة متعددة: توفر أوضاع فرملة متعددة لركن السيارة بسرعة.
تصميم عالي الموثوقية: مع نقطة ارتفاع درجة الحرارة الإجمالية ومستوى الحماية الجيد، فهو أكثر ملاءمة لبيئة الاستخدام لصناعة إمدادات المياه.
◆ وظيفة إعادة التشغيل لتتبع السرعة: تحقق بدء تشغيل سلس وخالٍ من الصدمات للمحرك الدوار.
◆ وظيفة ضبط الجهد التلقائي: عندما يتغير جهد الشبكة، يمكنها الحفاظ تلقائيًا على جهد خرج ثابت.
حماية شاملة من الأخطاء: وظائف الحماية من التيار الزائد، والجهد الزائد، والجهد المنخفض، والارتفاع في درجة الحرارة، وفقدان الطور، والحمل الزائد، وما إلى ذلك.
خاتمة
بتطبيق تقنية التحكم بتحويل التردد في مجال إمداد السوائل بضغط ثابت، أُضيفت وحدة تحكم مخصصة لتوفير حل مُحسّن لإمدادات المياه بضغط ثابت. يتميز استخدام هذا المحول الترددي المخصص لتجميع نظام تحكم آلي لإمدادات المياه بمزايا انخفاض الاستثمار، والأتمتة العالية، ووظائف الحماية الكاملة، وموثوقية التشغيل، وسهولة التشغيل، وتوفير كبير للمياه والطاقة، وخاصةً فيما يتعلق بجودة المياه دون التسبب في تلوث ثانوي، بالإضافة إلى فعالية ممتازة من حيث التكلفة.