ABB je jedním z předních světových výrobců regulovaných pohonů na světě a čerpadla jsou významná oblast pro jejich aplikaci. Ve spolupráci s předními světovými výrobci čerpadel pro ně již přes 40 let postupně vyvíjí specializované programové vybavení měničů frekvence. Jedním z nich je software nazvaný IPC (Inteligent Pump Control), tedy inteligentní řízení čerpadel. Díky tomuto novému software byla firma ABB nominována na cenu „Dodavatel roku“ v každoročně vyhlašované soutěži v oblasti průmyslu čerpadel „Pump Industry Awards 2006“ (Obr. 1).
Obr. 1 Vyhlášení výsledků Pump Industry Awards 2006 (zástupce ABB Jukka Tolvanen je první zleva)
IPC má v sobě všechny funkce, které jsou uživateli čerpadel nejčastěji požadované
IPC je volitelné programové vybavení pro měniče frekvence typu ACS 800 v širokém výkonovém rozsahu od 0,55 do 3000 kW. Všechny funkce, které jsou nejčastěji požadované pro zařízení s čerpadly, jsou pak zabudované přímo v měniči frekvence a odpadá tím potřeba vybavovat systém externím řídicím PLC. Inteligentní řízení čerpadel IPC přináší následujících šest funkcí pro řízení čerpadel, tři z nich jsou navíc patentovaná řešení:
Řízení hladiny
Funkce řízení hladiny se uplatňuje hlavně při plnění a vyprazdňování jímek odpadních vod (Obr. 2). Software v měniči proti běžným aplikacím navíc sleduje hladinu v jímce a náhodně mění její úroveň v rozsahu nastaveném uživatelem. Tím se zabraňuje usazování sedimentu na stěnách.
Obr. 2 Řízení hladiny v jímce
Nepřímé měření průtoku
Funkce nepřímého měření průtoku umožňuje výpočet průtoku bez použití průtokoměru. Software IPC počítá průtok buď z měření celkové dopravní výšky čerpadla (QH) s použitím dvou tlakových čidel (Obr. 3) a nebo z příkonu čerpadla (QP). Kombinace obou způsobů je také možná.
Obr. 3 Nepřímé měření průtoku s dvěma tlakovými čidly PT
Řízení více čerpadel
Sofware IPC umožňuje různé způsoby řízení spolupráce více čerpadel, která jsou napojena do společného výtlačného systému s proměnným požadovaným průtokem (Obr. 4).
Každé čerpadlo má svůj frekvenční měnič, měniče jsou spojeny optickou linkou a pracují v režimu Master/Follower. Při zvýšeném požadovaném odběru se spíná další a další čerpadlo. Sotware IPC obsahuje také dříve používané tradiční PFC řízení, kdy pouze jeden motor čerpadla je regulovaný frekvenčním měničem a ostatní v počtu dvě až pět jsou spínány stykači k síti dle požadovaného průtoku.
Obr. 4 Spolupráce více čerpadel
Řízení priority čerpadel
Systém řízení priority čerpadel nejen optimalizuje provoz jednotlivých čerpadel z hlediska časového vzhledem k jejich opotřebování apod., ale umožňuje také naprogramovat režim, kdy čerpadla s větším výkonem budou v činnosti při větším požadovaném průtoku, menší čerpadla pak při menším požadovaném průtoku. Opět se tím zaručuje provoz čerpadel v optimálním režimu z hlediska účinnosti.
Zvýšení tlaku nebo hladiny před režimem usnutí
Při nízkém požadovaném průtočném množství přecházejí čerpadla do tzv. režimu „usnutí“.
Funkce Anti-jam
Funkce Anti-jam odstraňuje usazované nečistoty v čerpadle a napomáhá tím preventivní údržbě. Pokud je tato funkce aktivovaná, čerpadlo se začne točit vyššími otáčkami a pak se zastaví nebo reverzuje v předem definovaných cyklech
Závěr
Nejvýznamnějším přínosem regulace čerpadel s frekvenčními měniči jsou jistě úspory elektrické energie. Frekvenční měniče obecně ušetří 20-50% energie v porovnání s klasickými způsoby regulace. Software IPC díky výše zmíněným funkcím ušetří dalších zhruba 5-20% elektrické energie.