Solución de variadores de frecuencia Powtran en plantas de agua potable
2012-07-30
I. Descripción general del sistema original de la bomba de agua:
En los sistemas de suministro de agua, el control de presión constante consiste en detectar la presión en la red de tuberías y, ante variaciones en el consumo de agua en la red, mantener la presión de salida establecida mediante un sistema de control. Generalmente, al seleccionar una bomba, la capacidad nominal del equipo supera habitualmente el caudal real necesario. Sin embargo, durante el uso real, el caudal requerido varía; por ejemplo, en el suministro de agua a edificios, el consumo de agua cambia considerablemente entre el día y la noche. Por ello, es común utilizar válvulas para regular el caudal. Aunque este método es sencillo, en realidad logra la regulación aumentando artificialmente la resistencia. Este tipo de regulación por estrangulamiento desperdicia gran cantidad de energía eléctrica y, además, conlleva altos costos de operación y mantenimiento del equipo. En este artículo se presenta un sistema de control automático de presión constante utilizando la función PID integrada en el variador PI7800, lo cual cumple con los requisitos de ahorro energético y reducción de consumos.
II. Solución con variadores de frecuencia
El variador de frecuencia es un dispositivo de control para el motor de la bomba que, según las necesidades de presión constante del agua, suministra una señal de frecuencia de 0 a 50 Hz al motor de la bomba, ajustando así su velocidad de rotación. La presión del agua es detectada por un sensor de presión instalado en la tubería principal de la red y convertida en una señal de corriente de 4 a 20 mA, que se retroalimenta al variador de frecuencia. Basándose en el valor de consigna establecido y en el valor real de retroalimentación (la señal de retroalimentación IF en el puerto de control del variador), es decir, en función del valor de tensión correspondiente a la presión constante y en la señal de corriente de retroalimentación obtenida del sensor de presión, el variador de frecuencia utiliza un control PID para ajustar automáticamente el valor de salida de frecuencia y regular así la velocidad de rotación del motor de la bomba controlado, garantizando así que la presión en la red se mantenga constante según los requisitos exigidos.
Figura (1) Línea de producción
Figura (2): Carga: Bomba de agua / 220 kW
Figura (3): Diagrama de principio de control
3. La configuración de parámetros correspondiente es la siguiente:
F04=7 El modo de configuración de la frecuencia se ajusta mediante PID (los terminales para conectar el variador son IF y V3: 4 a 20 mA).
F05=3 Terminal de arranque (control externo).
F08=3 VF Modo de mejora
F09=120S Tiempo de aceleración
F10=120S Tiempo de deceleración
F27=1 Configuración del modo de parada (0: parada con desaceleración, 1: parada libre)
F44=2 Selección de seguimiento de velocidad (0: sin esta función; 1: modo de seguimiento en caso de pérdida de alimentación; 2: modo de seguimiento al arranque)
F61=1 Tipo de carga
Entre ellos, el grupo de parámetros P en F72:
P02=1 Selección de señal de retroalimentación (seleccionar IF o VF según la señal de salida del manómetro remoto)
P03=3 Selección de señal dada (por defecto es la entrada del teclado 3; puede ajustarse según las condiciones en el lugar)
P04 = 40% Señal proporcionada por el teclado (método de cálculo: P04 = Presión requerida / Rango del manómetro remoto × 100%)
P08=0 Tiempo de detección de fallas del PID