第一章：引言

    当今许多因素正冲击着全球电力工业，在国外电力生产商之间有着十分激烈的竞争，而世界范围内电力生产的市场化加速了生产商采用新技术；尤其是近两三年来，夏季持续高温造成许多省市电力供应紧张，供电已经不能满足急速膨胀的电力需求，拉闸限电现象日趋严重。由于电力网负担过重，造成局部电力系统极其不稳定，这种现象已经严重影响了人民的日常生活和经济的正常运行。我们注意到的全国节能活动中，宣传重点是民用和商业用电的节约，而工业用电的节约则被淡化了。其实工业所耗用的电量占总用电量的比重极大，因此我们更应该把更多的目光投入到工业用电的节约上来。

这样环境要求给所有的电力供应商增加了额外的责任，使大功率变频器的市场开发空间大大拓展。变频器的最终用户对变频器的自动控制、节能、环保意识越来越强烈，迫使其上游提供者尤其是系统集成商更加重视顾客变频调速技术方面的需要。一般讲，在占工业用电50%--60%的风机、泵和压缩机等通用机械上使用变频调速装置，可以节电30%左右。这一类通用机械的驱动电机一般是工频电机，具有各种可供选择功能的通用变频器，其输出频率在0—400HZ之间，正适合之类机械。

   变频器技术具有“工业维生素”之誉，是工业企业和日常生活中普遍需要的新技术；是高科技领域的综合性技术；是替代进口，节约投资的最大领域之一；是节约能源的高新技术。目前，低压变频器已经非常普及和成熟，也正在被人民所关注和逐步应用。变频器除了有卓越的调速性能之外，还有显著的节约电能和保护环境等重大作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置，变频器的出现让工业领域的节能闪现了新的亮点。

   但通用的变频器大多针对一般变频调速使用，而在环境恶劣的山区，周围的电力不足，只利用太阳能翻板发电，通用的变频器则不能发挥出应有的效果。针对之类项目，我们公司选择BMLLER品牌的太阳能扬水系统专用型变频器。

第二章 宝米勒变频器介绍

   宝米勒MC200系列是新一代模块化设计的高性能矢量控制变频器。采用32-bit电机专用数字处理器DSP和具有现代先进水平的逆变模块IGBT,采用最新的磁链与速度估算的运算处理技术，通过对电机磁通电流和转矩电流的解耦控制，实现了高性能的无速度传感器矢量控制。

   卓越稳定的性能，灵活的功能设置，强化的环境适应性的时间，全面而精准的故障监控功能为变频器和电动机提高良好的保护，因此具有很高的运行可靠性和应用的多样性。

   宝米勒变频器丰富的产品阵容，以“应用于所有领域”为目标，定制化的行业应用方案，能够更好的满足变频器产品应用的各种需求，堪称变频控制领域的经典之作。

   针对于太阳能扬水系统的专用高性能变频器，更具有超出同类产品的防跳闸性能和适应恶劣电网、温度、湿度和粉尘的能力，极大提高产品可靠性；通过配置自动节能功能，可简单地进行节能控制。内置PID控制器、简易PLC、RS485通讯端口、外置供水控制器，可以广泛应用于风机、泵等二次方递减转矩负载。

第三章 工程描述

3.1 项目工况：

   供水设备安装于云南省富宁县龙门村，水源为山底小河，需要将水送至远方山坡上去。山地距离小河100米，小河至山顶所需用水的蓄水池垂直高度为250米，山坡目测为45度倾斜角，沿山坡铺设管路约为1100米。周围没有交流电源，只依靠太阳能翻板提供DC540V和DC9V电源。山顶上设有监控中心，需要读取水泵运行的状态和启、停水泵，故障监视;并在设备故障后短信告知用户。电柜为露天放置，小河设有水位保护器，需要在干涸的时候保护电机。

3.2 设备部件：

   根据工况及现场实际情况，考虑到河流水源在日常及汛期含有较多泥沙及落叶等杂志，我公司选用耐磨损抗砂性能较强的潜水泵及潜水电机，并且在潜水泵外部配套过滤网及导流装置。根据项目需要，我公司选用VP系列潜水泵VP17-35(Q=15T,H=320M)。

3.3 控制部件

在此系统中，宝米勒变频器发挥了优异的性能，起到了无可替代的作用，使项目最终顺利完成。

第四章 工程设计理念

4.1 工程方案思路：

主回路由宝米勒变频器将现场的DC540V逆变为AC380V给电机供电，并外加输出电抗器稳定电压波动；控制回路由才茂的DTU和力控的组态软件来完成。DTU和变频器通过RS485连接，采用透明传输模式，即将采集到的数据分包通过GPRS信号传送至中心路由器，路由器通过映射端口到客户本机，上位机与变频器之间采用标准的MODBUS协议通讯。由通讯命令来控制电机启、停，及调节频率。河中装设水位保护器，在干涸时起到保护电机的作用。

4.2 工程设计：

4.2.1 宝米勒变频器的应用：

宝米勒变频器更具备逆变作用，将DC540V逆变为AC380V供电；该项目控制分为就地和远程控制模式，BMLLER变频器具备端子切换外部控制与通讯控制，并有信号传送至中心；更具备了常规变频器所没有的液位探测功能，即液位信号断开30S后（可随意设定），变频器停止运转，将水位报警信号传送至中心。宝米勒变频器与DTU为RS485串口连接，与上位机采用了MODBUS标准协议；上位机每隔3000ms通过网桥GPRS向变频器请求数据，变频器得到命令后立即响应，通过DTU回传数据至中心。其中，通讯的参数包含：控制模式（R）、状态（R）、电压（R）、电流（R）、频率（R）、转速（R）、故障信息（R）；启动（R/W）、停止（R/W）、故障复位（W）。

宝米勒变频器不仅功能全面，而且使用更加简便。以下列出了此次项目中使用到的参数组：

F0-02=0；    运行方式选择为普通运行；BMLLER还包含了：简易PLC运行、过程PID允许、多段速运行模式。

F0-03=1;     允许指令选择为外部端子控制；BMLLER还包含了:操作面板控制、上位机通讯控制。

F0-12=25HZ； 由于电机最低允许运转频率为25HZ，所以设置该参数为最低运转频率。

F0-14=10S；  加速时间（由0HZ加速到最大输出频率所需时间）。

F0-15=10S；  减速时间（由最大输出频率减速到0HZ所需时间）。

F1-00=22KW； 电机额定功率。

F1-01=380V； 电机额定电压。

F1-02=47.5A；电机额定电流。

F1-03=50HZ； 电机额定频率。

F1-04=2810； 电机额定转速。

F4-01=23；   将X2端子定义为外部与通讯切换；即0时为外部端子控制，1时为上位机控制。

F4-02=24；   将X3端子定义为液位探头输入状态；即0时表示水位低限，1时表示水位正常。

F4-24=30S；  液位探头输入1时，并延时30S判断，恢复供水。

F4-25=30S；  液位探头输入0时，并延时30S判断，停止供水。

FD-00=1；     此参数用于远程计算机通过RS485通讯接口控制多台变频器时，为每一台变频器设定的地址号，此系列可实现同时运行1-31台变频。

FD-01=3;    波特率选择为9600；BMLLER还包含1200、2400、4800、19200.

FD-02=1；   数据格式选择为E.8.1；同时BMLLER还包含N.8.1、O.8.1、N.8.2、E.8.2、O.8.2数据格式。

FD-03=10S； 通讯故障判断时间设定为10S，故障后停机。

MC200系列变频器除了以上功能外，也可以用作PID过程控制，同时控制多台水泵，达到恒压的效果。

4.2.2 力控组态软件应用：

力控组态软件采用6.1版本，建立IO设备组态，选择标准MODBUS （RTU串行口），经过如下设置：

通信方式选择网桥GPRS，通讯设备厂家为厦门才茂科技，端口号为8011（通过了路由器映射），终端ID号66666666（与DTU保持一致）。

用户需要监控电压、电流、频率、转速、控制模式、当前状态、报警信息等；并控制水泵的启、停。

由于宝米勒变频器接收03号和06号功能码，I0链接地址与变频器对应；需要注意力控为10进制，变频器为16进制，需要转换后输入，并在地址上增加1位。

4.2.3 才茂DTU应用：

DTU好比传输过程中的桥梁，将变频器的参数采集后打包，通过GPRS信号无线传输至中心服务器。采用RS485连接，通过透明模式输出数据。需要设置中心地址、中心端口号、且波特率等与变频器对应。如下图所示：

4.2.4 工程通讯完成：

由于BMLLER变频器具备了逆变、通讯、水泵专用控制等功能，并在恶劣的环境下运行相当稳定，以及其它各部件的配合，使水泵正常供水，用户可以直观的监控水泵运行状态。

第五章 结论与展望

随着农村日趋发展与革新，太阳能光伏配合变频调速器的使用率日益显得更为重要。这些都将需要变频器具备优异的控制及调速性能，高效率、易维护等特点；能在条件恶劣的环境下，稳定的运行。因此变频器行业也因加快自己的创新发展步伐以求新的发展，创造新的辉煌！