【正文】 課程設(shè)計論文 0 目 錄 1 變頻器恒壓供水系統(tǒng)簡介 .................................................................................................. 1 變頻恒壓供水系統(tǒng)理論分析 ....................................................................................... 1 變頻恒壓供水系統(tǒng)節(jié)能原理 ............................................................................. 1 變頻恒壓控制理論模型 .................................................................................... 3 恒壓供水控制系統(tǒng)構(gòu)成 ............................................................................................... 3 變頻器恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義 .......................................................................... 5 2 變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計 ...................................................................................................... 6 設(shè)計任務(wù)及要求 .......................................................................................................... 6 系統(tǒng)主電路設(shè)計 .......................................................................................................... 6 系統(tǒng)工作過程 .............................................................................................................. 7 3 器件的選型及介紹 .............................................................................................................. 9 變頻器簡介 ................................................................................................................ 9 變頻器的基本結(jié)構(gòu)與分類 .............................................................................. 9 變頻器的控制方式 .......................................................................................... 9 變頻器選型 .............................................................................................................. 10 變頻 器的控制方式 ........................................................................................ 10 變頻器容量的選擇 ........................................................................................ 11 變頻器主電路外圍設(shè)備選擇 ........................................................................ 12 可編程控制器 (PLC) ................................................................................................ 14 PLC 的定義及特點 ........................................................................................ 14 PLC 的工作原理 ............................................................................................ 16 PLC 及壓力傳感器的 選擇 ............................................................................ 16 4 PLC 編程及變頻器參數(shù)設(shè)置 ........................................................................................... 17 PLC 的 I/O 接線圖 ................................................................................................... 17 PLC 程序 .................................................................................................................. 17 變頻器參數(shù)的設(shè)置 .................................................................................................. 21 參數(shù)復(fù)位 ........................................................................................................ 21 電機參數(shù)設(shè)置 ................................................................................................ 21 5 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計 .................................................................................................................. 22 組態(tài)軟件簡介 ............................................................................................................ 22 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計 ........................................................................................................ 22 組態(tài)王的通信參數(shù)設(shè)置 .................................................................................. 22 新建工程與組態(tài)變量 ...................................................................................... 23 組態(tài)畫面 .......................................................................................................... 24 監(jiān)控系統(tǒng)界面 .................................................................................................. 25 6 總 結(jié) ..................................................................................................................................... 26 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 27 課程設(shè)計論文 1 1 變頻器恒壓供水系統(tǒng)簡介 變頻恒壓供水系統(tǒng)理論分析 變頻恒壓供水系統(tǒng)節(jié)能原理 供水系統(tǒng)的基本特性和工作點揚程特性是以供水系統(tǒng)管路中的閥門開度不 變?yōu)榍疤幔砻魉迷谀骋晦D(zhuǎn)速下?lián)P程 H 與流量 Q 之間的關(guān)系曲線 f(Q)，如圖 11 所示。 管 阻 特 性AQHH AQ A揚 程 特 性HH 2H 1H 00 Q 2Q 1 Qn 1n 2EFDb 1b 2b 3 圖 11 供水系統(tǒng)的基本特征 圖 12 管網(wǎng)及水泵的運行特性曲線 由圖可以看出，流量 Q 越大，揚程 H 越小。由于在閥門開度和水泵轉(zhuǎn)速都不變的情況下，流量的大小主要取決于用戶的用水情況，因此，揚程特性所反映的是 揚程 H 與用水流量 Q(u)間的關(guān)系。而管阻特性是以水泵的轉(zhuǎn)速不變?yōu)榍疤幔砻鏖y門在某一開度下，揚程 H 與流量 Q 之間的關(guān)系 H J (Qu )。管阻特性反映了水泵的能量用來克服泵系統(tǒng)的水位及壓力差、液體在管道中流動阻力的變化規(guī)律。由圖可知，在同一閥門開度下，揚程 H 越大，流量 Q 也越大。由于閥門開度的改變，實際上是改變了在某一揚程下，供水系統(tǒng)向用戶的供水能力。因此，管阻特性所反映的是揚程與供水流量 Qc 之間的關(guān)系 H f (Qc )。揚程特性曲線和管阻特性曲線的交點，稱為供水系統(tǒng)的工作點，如圖中 A點。在這一點，用戶的用水 流量 Qu 和供水系統(tǒng)的供水流量 Qc 處于平衡狀態(tài)，供水系統(tǒng)既滿足了揚程特性，也符合了管阻特性，系統(tǒng)穩(wěn)定運行。圖 11 供水系統(tǒng)的基本特征。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的供水部分主要由水泵、電動機、管道和閥門等構(gòu)成。通 常由異步電動機驅(qū)動水泵旋轉(zhuǎn)來供水，并且把電機和水泵做成一體，通過變頻器 調(diào)節(jié)異步電機的轉(zhuǎn)速，從而改變水泵的出水流量而實現(xiàn)恒壓供水的。因此，供水 系統(tǒng)變頻的實質(zhì)是異步電動機的變頻調(diào)速。異步電動機的變頻調(diào)速是通過改變定 課程設(shè)計論文 2 子供電頻率來改變同步轉(zhuǎn)速而實現(xiàn)調(diào)速的。 在供水系統(tǒng)中，通常以流量為控制目的，常用的控制 方法為閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法。閥門控制法是通過調(diào)節(jié)閥門開度來調(diào)節(jié)流量，水泵電機轉(zhuǎn)速保持不變。其實質(zhì)是通過改變水路中的阻力大小來改變流量，因此，管阻將隨閥門開度的改變而改變，但揚程特性不變。由于實際用水中，需水量是變化的，若閥門開度在一段時間內(nèi)保持不變，必然要造成超壓或欠壓現(xiàn)象的出現(xiàn)。轉(zhuǎn)速控制法是通過改變水泵電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，而閥門開度保持不變，是通過改變水的動能改變流量。因此，揚程特性將隨水泵轉(zhuǎn)速的改變而改變，但管阻特性不變。變頻調(diào)速供水方式屬于轉(zhuǎn)速控制。其工作原理是根據(jù)用戶用水量的變化自動地調(diào)整水泵電 機的轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)壓力始終保持恒定，當(dāng)用水量增大時電機加速，用水量減小時電機減速。 由流體力學(xué)可知，水泵給管網(wǎng)供水時，水泵的輸出功率 P 與管網(wǎng)的水壓 H 及出水流量 Q 的乘積成正比；水泵的轉(zhuǎn)速 n 與出水流量 Q 成正比；管網(wǎng)的水壓 H 與出水流量 Q的平方成正比。由上述關(guān)系有，水泵的輸出功率 P 與轉(zhuǎn)速 n 三次方成正比，即： 1P kHQ? （ ） 2n kQ? （ ） 23H kQ?