Shanghai Zhonghan Electric : Projet de coffret de commande à fréquence variable (VFD) pour une station de pompage

I. Aperçu du projet

Pour résoudre des problèmes tels que la forte consommation d’énergie, la régulation instable de la pression et l’entretien manuel excessif du système d’alimentation en eau, une station municipale de pompage a confié à Shanghai Zhonghan Electric la conception, la fabrication, la programmation et la mise en service sur site d’une solution entièrement automatisée de commande de pompes. L’exigence principale consistait à installer un coffret de commande VFD afin de réaliser la régulation de vitesse par variation de fréquence, la régulation de pression constante et la surveillance intelligente des pompes, garantissant ainsi une alimentation en eau stable tout en réduisant considérablement la consommation d’énergie et les coûts d’exploitation. Shanghai Zhonghan Electric a fourni une solution clé en main répondant à toutes les spécifications du projet et assurant un fonctionnement stable à long terme.

II. Configuration principale et solution du coffret de commande VFD

1. Sélection du coffret de commande VFD et composants

Au cœur de la solution se trouvait l’armoire de commande VFD, conçue sur mesure pour répondre aux exigences de la station de pompage. Nous avons sélectionné des variateurs de fréquence (VFD) haute performance, de qualité industrielle, provenant d’une marque leader, réputée pour ses performances robustes, sa protection contre les surcharges et sa capacité de régulation précise de la vitesse. Ces variateurs ont été intégrés sans heurts dans l’armoire de commande VFD, permettant un réglage continu de la vitesse des pompes à eau en fonction de la demande réelle en eau, éliminant ainsi les inefficacités liées au système de commande traditionnel marche/arrêt. L’armoire intégrait également des dispositifs de protection essentiels, notamment une protection contre les surtensions, les sous-tensions, les surintensités et les surchauffes, garantissant ainsi la sécurité et la fiabilité de l’ensemble du système.

2. Configuration matérielle de l’armoire de commande VFD

L'armoire de commande VFD a été fabriquée en acier laminé à froid de haute qualité, avec une finition durable par pulvérisation électrostatique afin d'assurer une résistance à la corrosion et une protection contre la poussière, ce qui la rend adaptée à l'environnement humide de la station de pompage. La porte de l'armoire était équipée d'un écran tactile HMI convivial, permettant aux opérateurs sur site de surveiller en temps réel des données telles que la pression, le débit et la vitesse du moteur, ainsi que d'ajuster les paramètres et de procéder au dépannage. À l'intérieur de l'armoire de commande VFD, les composants étaient disposés et câblés de manière ordonnée conformément aux normes internationales, avec un étiquetage clair et un espace suffisant pour la dissipation thermique afin d'éviter la surchauffe lors d'un fonctionnement continu.

3. Communication et logique de commande

Le système adoptait une architecture de contrôle distribué, le tableau de commande VFD servant d'unité de commande principale. La communication entre le tableau de commande VFD et le système de surveillance à distance était assurée par Ethernet industriel, garantissant une transmission de données stable et rapide. La logique de commande était conçue pour maintenir une pression d'eau constante grâce à une régulation fermée PID : lorsque la demande en eau augmente, le tableau de commande VFD augmente automatiquement la vitesse de la pompe, et lorsqu'elle diminue, il réduit la vitesse afin d'économiser de l'énergie. Le système prenait également en charge un mode de commande manuel/automatique double, permettant aux opérateurs de basculer entre les modes selon les besoins. En outre, le tableau de commande VFD disposait de fonctions d'alarme automatique en cas de défaillance et d'enregistrement des incidents, fournissant un retour d'information rapide sur toute anomalie afin de minimiser les temps d'arrêt.

III. Mise en œuvre du projet et services

Shanghai Zhonghan Electric a fourni des services complets « clés en main » tout au long du cycle de vie du projet :

• Conception du schéma : Réalisation d’enquêtes sur site afin d’analyser les conditions de fonctionnement de la station de pompage et de concevoir une solution sur mesure d’armoire de commande à variateur de fréquence (VDF).
• Fabrication et assemblage : Production de l’armoire de commande à VDF conformément aux spécifications de conception, avec intégration des VDF, des modules API, de l’interface homme-machine (IHM) et des dispositifs de protection.
• Programmation logicielle : Développement de la logique de commande et de l’interface IHM pour l’armoire de commande à VDF, implémentation des fonctions de régulation de pression constante et de gestion des pannes.
• Mise en service sur site : Envoi d’ingénieurs expérimentés pour installer, câbler et mettre en service l’armoire de commande à VDF, ainsi que pour effectuer des essais du système afin de garantir une communication et une commande stables avec les pompes.
• Formation et livraison : Dispensation d’une formation aux personnels du client portant sur l’exploitation et la maintenance, remise de tous les documents techniques et achèvement réussi de la réception du projet.

IV. Réalisations du projet

Après la mise en service, le système de tableau de commande variateur de fréquence (VFD) a atteint un fonctionnement stable et efficace. La station de pompage a réalisé une alimentation en eau entièrement automatique à pression constante, les fluctuations de pression étant maîtrisées dans une fourchette de ±2 %. Par rapport à l’ancien système, l’effet d’économie d’énergie était significatif, la consommation électrique ayant diminué de plus de 30 %. Le tableau de commande VFD a éliminé la nécessité d’ajustements manuels fréquents, réduisant considérablement la charge de travail du personnel sur site. La fonction d’alarme de défaut du système a permis une maintenance rapide, minimisant les arrêts imprévus. Le projet a été livré dans les délais, répondant à toutes les attentes du client et suscitant une forte reconnaissance pour sa fiabilité et ses performances.

V. Résumé du projet

Ce projet de station de pompage illustre les solides capacités de Shanghai Zhonghan Electric en matière de conception et de mise en œuvre de solutions d’armoires de commande à variateur de fréquence (VDF) pour les applications de traitement des eaux. L’armoire de commande à VDF sur mesure a non seulement résolu les problèmes du client liés à une forte consommation d’énergie et à un fonctionnement instable, mais a également fourni un système de commande évolutif et intelligent, adaptable aux extensions futures. À l’avenir, Shanghai Zhonghan Electric continuera de développer des solutions d’armoires de commande à VDF de haute qualité, aidant davantage d’installations d’approvisionnement en eau à atteindre une efficacité énergétique, une stabilité et une gestion intelligente.