Shanghai Zhonghan Electric: Vesipumpun aseman VFD-ohjauskaapin hanke

I. Projektiesite

Kunnallisessa vesipumpuasemassa haluttiin ratkaista ongelmia, kuten korkea energiankulutus, epävakaa paineen säätö ja liiallinen manuaalinen huolto vesihuoltojärjestelmässä. Tämän vuoksi pumpuasema antoi Shanghai Zhonghan Electricille tehtäväksi suunnitella, valmistaa, ohjelmoida ja suorittaa paikan päällä käyttöönottotyöt täysin automatisoidusta vesipumpun ohjausratkaisusta. Keskeinen vaatimus oli asentaa säätötaajuusmuuttajalla varustettu ohjauskaappi, jolla saavutettaisiin taajuussäädöllä tapahtuva nopeuden säätö, vakion paineen säätö ja älykäs seuranta vesipumpuista, mikä takaisi vakauden vesihuollossa samalla kun energiankulutus ja käyttökustannukset vähentyisivät merkittävästi. Shanghai Zhonghan Electric toimitti valmiiksi kokoonpanetun ratkaisun, joka täytti kaikki hankkeen vaatimukset ja mahdollisti pitkäaikaisen vakavan toiminnan.

II. Säätötaajuusmuuttajalla varustetun ohjauskaapin keskeinen konfiguraatio ja ratkaisu

1. Säätötaajuusmuuttajalla varustetun ohjauskaapin valinta ja komponentit

Ratkaisun ytimessä oli taajuusmuuttajapohjainen ohjauskaappi, joka oli tehty erityisesti pumppuaseman vaatimuksia vastaavaksi. Valitsimme korkean suorituskyvyn ja teollisuuden käyttöön tarkoitetut taajuusmuuttajat (VFD) johtavalta merkiltä, joka tunnetaan vankasta suorituskyvystään, ylikuormitussuojauksestaan ja tarkoista nopeuden säätömahdollisuuksistaan. Nämä taajuusmuuttajat integroitiin saumattomasti taajuusmuuttajapohjaiseen ohjauskaappiin, mikä mahdollisti vesipumppujen vaiheettoman nopeuden säädön todellisen vedenkulutuksen mukaan ja poisti näin perinteisen päälle/pois -ohjauksen tehottomuudet. Kaappi sisälsi myös olennaiset suojalaitteet, kuten ylijännitesuojan, alajännitesuojan, ylikiristys- ja lämpösuojan, mikä varmisti koko järjestelmän turvallisuuden ja luotettavuuden.

2. Taajuusmuuttajapohjaisen ohjauskaapin laitteistokokoonpano

Taajuusmuuttajaa ohjaava säätökaappi on valmistettu korkealaatuisesta kylmävalssatusta teräksestä, ja sen kestävä staattisen sähkön avulla suoritettu maalipinnoite tarjoaa korrosiosuojan ja pölynsuojan, mikä tekee siitä sopivan käytettäväksi pumpunaseman kosteassa ympäristössä. Säätökaapin oveen on asennettu käyttäjäystävällinen HMI-kosketusnäyttö, joka mahdollistaa paikan päällä olevien käyttäjien seurata reaaliaikaista tietoa, kuten painetta, virtausnopeutta ja moottorin kierroslukua, sekä säätää parametreja ja suorittaa vianetsintää. Taajuusmuuttajaa ohjaavan säätökaapin sisällä komponentit on järjestetty siististi ja kytketty kansainvälisten standardien mukaisesti, ja niillä on selkeät merkinnät sekä riittävästi tilaa lämmönjakoon, jotta ylikuumeneminen estetään jatkuvan käytön aikana.

3. Viestintä ja ohjauslogiikka

Järjestelmä käytti hajautettua ohjausarkkitehtuuria, jossa taajuusmuuttajaohjauskaappi toimi pääohjausyksikkönä. Viestintä taajuusmuuttajaohjauskaapin ja etäseurantajärjestelmän välillä toteutettiin teollisuus-Ethernet-verkolla, mikä varmisti vakaa ja nopea datansiirto. Ohjauslogiikka suunniteltiin säilyttämään vakaa vedenpaine PID-suljetun silmukan säädöllä: kun vedenkulutus kasvaa, taajuusmuuttajaohjauskaappi lisää automaattisesti pumpun kierroslukua, ja kun kulutus laskee, se vähentää kierroslukua energiansäästön tueksi. Järjestelmä tukeni myös manuaalista/automaattista kaksitilaista ohjausta, mikä mahdollisti operaattoreiden tarpeen mukaan tapahtuvan tilan vaihtamisen. Lisäksi taajuusmuuttajaohjauskaapissa oli automaattiset vianhälytys- ja lokitointitoiminnot, jotka tarjosivat nopean palautteen mahdollisista poikkeamista ja vähensivät käytöstäpoikkeamia.

III. Hankkeen toteuttaminen ja palvelut

Shanghai Zhonghan Electric tarjosi kattavia, yhden pysähyksen palveluita koko projektin elinkaaren ajan:

• Suunnitteluskeema: Suoritettiin kenttätutkimukset pumpuaseman toimintaolosuhteiden analysointia varten ja suunniteltiin mukautettu VFD-ohjauskaapin ratkaisu.
• Valmistus ja kokoonpano: VFD-ohjauskaappi valmistettiin suunnittelun mukaisesti, jolloin integroitiin VFD:t, PLC-moduulit, HMI ja suojauslaitteet.
• Ohjelmistojen ohjelmointi: Kehitettiin VFD-ohjauskaapin ohjauslogiikka ja HMI-käyttöliittymä, ja toteutettiin vakapainehallinta- ja vianhallintatoiminnot.
• Kohteella suoritettava käyttöönotto: Kokeneet insinöörit lähetettiin kohteelle asentamaan, kytkemään ja käyttöönottamaan VFD-ohjauskaappi sekä suorittamaan järjestelmän testaukset varmistaakseen vakaa viestintä- ja ohjaustoiminnon pumppujen kanssa.
• Koulutus ja toimitus: Asiakkaan henkilökunnalle annettiin käyttö- ja huoltokoulutus ja kaikki tekniset asiakirjat toimitettiin, mikä johti projektin hyväksyntään onnistuneesti.

IV. Hanke saavutukset

Käynnistyksen jälkeen taajuusmuuttajalla ohjattu ohjauskaappi toimi vakaa ja tehokas. Vesipumpulla varustettu asema saavutti täysin automatisoidun vakapainepohjaisen vesihuollon, jossa paineenvaihtelut pysyivät ±2 %:n sisällä. Edelliseen järjestelmään verrattuna energiansäästö oli merkittävä: sähkönkulutus vähentyi yli 30 %. Taajuusmuuttajalla ohjattu ohjauskaappi poisti tarpeen useista manuaalisista säädöistä, mikä vähensi huomattavasti paikan päällä työskentelevän henkilökunnan työkuormaa. Järjestelmän vianilmoitusfunktio mahdollisti ajoissa suoritettavan huollon ja vähensi ennakoimattomia käyttökatkoja. Hanke toimitettiin aikataulussa, täyttäen kaikki asiakkaan odotukset ja saaden korkeaa tunnustusta luotettavuudestaan ja suorituskyvystään.

V. Hanketiedot

Tämä vesipumpun aseman hanke osoittaa Shanghai Zhonghan Electricin vahvoja kykyjä suunnitella ja toteuttaa taajuusmuuttajapohjaisia ohjauskaappiratkaisuja vedenkäsittelysovelluksiin. Asiakkaan tarpeisiin mukautettu taajuusmuuttajapohjainen ohjauskaappi ratkaisi ei ainoastaan asiakkaan ongelmat liiallisesta energiankulutuksesta ja epävakaasta toiminnasta, vaan tarjosi myös laajennettavan ja älykkään ohjausjärjestelmän, joka voidaan sopeuttaa tulevaan laajentumiseen. Tulevaisuudessa Shanghai Zhonghan Electric jatkaa korkealaatuisten taajuusmuuttajapohjaisten ohjauskaappiratkaisujen kehittämistä ja auttaa entistä useampia vesihuollon laitoksia saavuttamaan energiatehokkuutta, vakautta ja älykästä hallintaa.