【正文】 ................. 20 變頻器選擇 .................................................................................................................................... 20 軟啟動 器 選擇 ................................................................................................................................ 21 故障檢測 ......................................................................................................................................... 22 夜間工作模式 ................................................................................................................................ 23 啟動子程序 .................................................................................................................................... 24 系統(tǒng)整體的軟件設(shè)計 .............................................................................................................................. 25 程序說明 ..................................................................................................................................................... 28 系統(tǒng)初始化 .................................................................................................................................... 28 IV 軟啟動判斷及軟啟動器啟動 ..................................................................................................... 31 工頻泵計時 .................................................................................................................................... 34 工頻泵電機投入和切除選擇 ..................................................................................................... 34 變頻泵計時 .................................................................................................................................... 35 變頻泵選擇 .................................................................................................................................... 37 夜間泵控制 .................................................................................................................................... 38 變頻泵超時 .................................................................................................................................... 39 工頻泵故障 .................................................................................................................................... 40 電接點信號 .................................................................................................................................. 40 變頻器的控制 .............................................................................................................................. 42 5 總結(jié) .......................................................................................................................................................................... 44 致 謝 ............................................................................................................................................................................ 45 參考文獻 ...................................................................................................................................................................... 46 恒壓 變頻供水系統(tǒng)設(shè)計 1 1 緒論 選題背景 用水供水一直以來都是人們生產(chǎn)，生活中不可或缺的部分，對于當(dāng)下社會能源的節(jié)約與利用率都是我們必須要考慮的問題，我國是一個水資源嚴重短缺的國家，長久以來在高層建筑供水、市政供水、工業(yè)生產(chǎn)中的循環(huán)供水等這些方面的技術(shù)與世界先進水平相比，差距不小，自動化程度低，隨著我們國家社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的逐漸提高，以及住房制度改革的深入人心，對于住房的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求?，F(xiàn)如今的城市居民住宅區(qū)供水系統(tǒng)就有用水高峰期和用水低峰期的區(qū)別，在高峰期時電動機負荷很大，甚至經(jīng)常超負荷運行，使得電動機損耗非常大；而在低 峰期時居民用水量降低，但是電動機不會減速任然在滿負荷狀態(tài)運行，導(dǎo)致能量很多都浪費了，而且一直滿負荷運行會使用水設(shè)備損壞水管也容易爆破，所以應(yīng)該在不同的用水狀況下對電機的轉(zhuǎn)速進行控制，使得達到恒壓供水的目的。 隨著電力技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)的日趨完善，以變頻調(diào)速為核心的智能供水控制系統(tǒng)取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設(shè)備，起動平穩(wěn)，起動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊。由于水泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長水泵和閥門等設(shè)備的使用壽命，也可以消除起動和停機時的水錘效應(yīng) [1]。 其穩(wěn)定安全的運 行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使供水實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力，最終達到高效率的運行目的。 基于 PLC和變頻技術(shù)的恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。采用該系統(tǒng)進行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能源日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計該系統(tǒng)，對于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實意義，且 運用恒壓變頻供水系統(tǒng) 有如下特點 ： (a) 節(jié)電：優(yōu)化的節(jié)能控制軟件，使水泵實現(xiàn)最大限度地節(jié)能運行； (b) 節(jié)水：根據(jù)實際用 水況設(shè)定管網(wǎng)壓力，自動控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現(xiàn)象； (c) 運行可靠：由專用變頻器實現(xiàn)泵的軟起動，使水泵實現(xiàn)由變頻到工頻的最小沖擊切換防止管網(wǎng)沖擊、避免管網(wǎng)壓力超限，管道破裂； (d) 控制靈活：分段供水，定時供水，手動選擇工作方式； (e) 自我保護功能完善：假如水泵出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會顯示故障并同時啟動備用泵，以維持供水平衡； (f) 萬一自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，用戶可以直接操作手動系統(tǒng)，以保護供水； (g) 夜間泵識別功能，實現(xiàn)最大限度節(jié)能。 選題依據(jù) 以往的水泵控制采用傳統(tǒng)的電力拖動方式，水泵在工頻下恒速運轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)閥門的開度 陜西科技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計說明書 2 實現(xiàn)對流量的控制，這樣造成能源的浪費和產(chǎn)生“水錘效應(yīng)”，對設(shè)備不利。采用交流變頻恒壓供水方式組成系統(tǒng)可解決以上問題。本課題來源與實際工程項目，使用 S7200 PLC和 ACS 510專用風(fēng)機泵類變頻器構(gòu)成恒壓供水系統(tǒng)，比較分析使用不同的控制方案的優(yōu)缺點，綜合實際、工藝狀態(tài)來選擇最優(yōu)化的解決方法。通過此題目，使學(xué)生掌握作為一個現(xiàn)代電氣工程師所應(yīng)該掌握的基本技能，能獨立分析問題并確立出合理的設(shè)計方案，從而進一步培養(yǎng)學(xué)生獨立的思考問題及解決問題的能力，為今后走向工作崗位奠定一定的基礎(chǔ)。 水是生命之源，用水供水一直是人民的生活生產(chǎn)的基本條件，而供水設(shè)備泵站的功耗巨大，如果我們能提高泵站的效率，降低泵站的功耗，不僅對經(jīng)濟有重大的意義，而且也符合現(xiàn)在的綠色環(huán)保理念。而對于目前我國的情況來說，泵站的 數(shù)量很大，但是由于設(shè)計中沒有考慮到節(jié)能的問題，而且由于國內(nèi)技術(shù)與國外先進的水平還是有一定的差距，所以我國電能很大一部分是消耗在這個上的而電能大部分又是由火力發(fā)電產(chǎn)生的?；鹆Πl(fā)電就會有一定的污染，如果不提高效率，節(jié)能減排會導(dǎo)致更多的污染破壞地球的大氣層。因此設(shè)計節(jié)能減排的供水系統(tǒng)刻不容緩，恒壓變頻供水系統(tǒng)可以結(jié)合自動控制技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、 DCS技術(shù)、遠程監(jiān)控技術(shù)，綜合多種技術(shù)的優(yōu)點可以提高節(jié)能效率、系統(tǒng)穩(wěn)定性，更加便于操作和管理。由于我國在這方面的研究比外國遲所以目前還達不到特別理想的目標，還需要我國技術(shù)人 員慢慢努力研究，使技術(shù)漸漸提高，逐步改變目前我國泵站的控制系統(tǒng)，使其效率提高。 變頻調(diào)速是當(dāng)今社會最先進的調(diào)速方式，它比調(diào)壓調(diào)速、串級調(diào)速，變極調(diào)速性能都更好，可以實現(xiàn)電動機的無級調(diào)速，調(diào)速性能高、經(jīng)濟效益好、應(yīng)用范圍寬、是目前最有發(fā)展的電機調(diào)速技術(shù)。本套系統(tǒng)應(yīng)用了變頻調(diào)速，結(jié)合 PLC組成的控制系統(tǒng)抗干擾能力強、編程簡單、操作方便。 國內(nèi)外發(fā)展概況 近年來，恒壓變頻供水系統(tǒng)的控制技術(shù)日趨成熟，這是因為變頻調(diào)速的技術(shù)在世界上有了很大的發(fā)展。在變頻技術(shù)研究的初期，變頻器的應(yīng)用也有一定的限制，因為技術(shù)不是 很全面所以在恒壓變頻供水系統(tǒng)中只能當(dāng)做執(zhí)行器，如果要配合完成系統(tǒng)的各種功能，必須外加壓力控制器和壓力傳感器才可以。 1960 年以后，電力電子器件普遍采用了晶閘管產(chǎn)品，但是因為調(diào)速性能不是很高，丹佛斯公司生產(chǎn)了第一臺變頻器，隨后就有很多企業(yè)也紛紛效仿，開啟了變頻器的新時代。在國外的一些供水系統(tǒng)的設(shè)計中，一般都是比采取一臺變頻器拖動一個水泵機組去運行，導(dǎo)致成本過高很多企業(yè)不看好這種技術(shù)。隨著變頻技術(shù)的漸漸成熟，無論是在系統(tǒng)穩(wěn)定性還是在自動化程度方面都有了長足的進步，逐漸人們認可了這種技術(shù)，所以就有廠商開始生產(chǎn)一些 有這方面功能的變頻器，比如 ABB集團的 HAVC變頻技術(shù)、施耐德公司的恒壓供水基板?，F(xiàn)對此供水基板做下基本的介紹，其中具有兩種模式，“變頻泵固定方式”和“變頻泵循環(huán)方式”它們的區(qū)別就是當(dāng)需要增加水泵時是加入一臺工頻泵，然后調(diào)節(jié)變頻泵的頻率使其達到要求；還是將前一臺變頻泵切換為工頻工作，再軟啟動一臺泵來變頻使用 [2]。在基板上集成了像 PID調(diào)節(jié)器和可編程控制器 （ PLC） 等這樣的硬件，通過指令代碼實現(xiàn) PID、 PLC等電控 恒壓 變頻供水系統(tǒng)設(shè)計 3 系統(tǒng)的控制，后續(xù)只要搭載配套的恒壓供水單元就可以直接控制內(nèi)置的電磁接觸器去工作，其最多可以控制 七臺電機（泵）達成供水系統(tǒng)。這一類設(shè)備雖然簡化了電路結(jié)構(gòu)，使得費用減少，但