基于plc的變頻器恒壓供水系統(tǒng)論文設(shè)計(jì)(已修改)
2025-07-09 18:22 本頁面
【正文】 邵陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)課題名稱：恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)專 業(yè) 機(jī)電一體化班 級(jí) 機(jī)電1092姓 名 張琪設(shè)計(jì)日期： 20111110指導(dǎo)教師： 肖偉20111110目 錄1 概述 1 1 3 本文主要內(nèi)容 32 變頻恒壓供水系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 5 6 6 7 7 8 8 8 變頻恒壓供水系統(tǒng)中加減水泵的條件分析 9 103 基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 11 11 變頻器的選擇與接線 11 13 原其它元器件的選擇 14 PLC控制I/O口配置 16 電氣控制系統(tǒng)原理及線圖 17 17 17 19 21 手動(dòng)運(yùn)行 21 自動(dòng)運(yùn)行 21 22 總程序的順序功能圖 22 自動(dòng)運(yùn)行順序功能圖 22 23 程序說明 244 結(jié)束語 30致 謝 31參考文獻(xiàn) 321 概述內(nèi)容摘要隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，住房制度改革的不斷深入，人們生活水平的不斷提高，城市建設(shè)發(fā)展十分迅速，同時(shí)也對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。城市供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個(gè)重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性直接影響到用戶的正常工作和生活，也直接體現(xiàn)了供水管理水平的高低。傳統(tǒng)供水廠，特別是中小供水廠所普遍采用的恒速泵加壓供水方式存在效率較低、可靠性不高、自動(dòng)化程度低等缺點(diǎn)，難以滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)生活的需要。隨著人們對(duì)供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性要求的不斷提高，需要利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，要求設(shè)計(jì)出高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)供水廠復(fù)雜環(huán)境的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢(shì)。本文闡明了供水系統(tǒng)的變頻調(diào)速節(jié)能原理，具體分析了變頻恒壓供水的原理及系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，提出不同的控制方案，通過研究和比較，得出結(jié)論：變頻調(diào)速是一種優(yōu)于調(diào)壓調(diào)速、機(jī)械調(diào)速等其他調(diào)速方式的方案，也是當(dāng)今國(guó)際上一項(xiàng)效益最高、性能最好、應(yīng)用最廣、電力電子技術(shù)和電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)交流電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速，具有高效率、寬范圍和高精度等特點(diǎn)的結(jié)論。因此本文以采用變頻器和PLC 組合構(gòu)成系統(tǒng)方式，逐步闡明如何實(shí)現(xiàn)水壓恒定供水得實(shí)現(xiàn)。最后，從分析恒壓變頻供水的可行性，改造的理論、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性等方面，確定變頻器的參數(shù)，設(shè)計(jì)變頻主電路、變頻電機(jī)的運(yùn)行模式、控制模式及流程。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)生活飲用水品質(zhì)要求的不斷提高，變頻恒壓供水系統(tǒng)以其環(huán)保、節(jié)能和高品質(zhì)的供水質(zhì)量等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于多層住宅小區(qū)及高層建筑的生活、消防供水中。變頻恒壓供水的調(diào)速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。 在實(shí)際應(yīng)用中如何充分利用專用變頻器內(nèi)置的各種功能，對(duì)合理設(shè)計(jì)變頻恒壓供水設(shè)備、降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等有著重要意義。變頻恒壓供水方式與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設(shè)備的投資，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有無法比擬的優(yōu)勢(shì)，而且具有顯著的節(jié)能效果。目前變頻恒壓供水系統(tǒng)正向著高可靠性、全數(shù)字化微機(jī)控制、多品種系列化的方向發(fā)展。追求高度智能化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，是未來供水設(shè)備適應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)中成片開發(fā)、智能樓宇、網(wǎng)絡(luò)供水調(diào)度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢(shì)。變頻恒壓供水系統(tǒng)能適用于生活水、工業(yè)用水以及消防用水等多種場(chǎng)合的供水要求，該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1)供水系統(tǒng)的控制對(duì)象是用戶管網(wǎng)的水壓，它是一個(gè)過程控制量，同其他一些過程控制量(如:溫度、流量、濃度等)一樣，對(duì)控制作用的響應(yīng)具有滯后性。同時(shí)用于水泵轉(zhuǎn)速控制的變頻器也存在一定的滯后效應(yīng)。(2)用戶管網(wǎng)中因?yàn)橛泄茏琛⑺N等因素的影響，同時(shí)又由于水泵自身的一些固有特性，使水泵轉(zhuǎn)速的變化與管網(wǎng)壓力的變化成正比，因此變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)是一個(gè)線性系統(tǒng)。(3)變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)要具有廣泛的通用性，面向各種各樣的供水系統(tǒng)，而不同的供水系統(tǒng)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)、用水量和揚(yáng)程等方面存在著較大的差異，因此其控制對(duì)象的模型具有很強(qiáng)的多變性。(4)在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中，由于有定量泵（即為每轉(zhuǎn)的理論排量不變的泵）的加入控制，而定量泵的控制是時(shí)時(shí)發(fā)生的，同時(shí)定量泵的運(yùn)行狀態(tài)直接影響供水系統(tǒng)的模型參數(shù)，使其不確定性地發(fā)生變化，因此可以認(rèn)為，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的控制對(duì)象是時(shí)時(shí)變化的。(5)當(dāng)出現(xiàn)意外的情況(如突然停水、斷電、泵、變頻器或軟啟動(dòng)器故障等)時(shí)，系統(tǒng)能根據(jù)泵及變頻器或軟啟動(dòng)器的狀態(tài)，電網(wǎng)狀況及水源水位，管網(wǎng)壓力等工況點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行切換，保證管網(wǎng)內(nèi)壓力恒定。在故障發(fā)生時(shí)，執(zhí)行專門的故障程序，保證在緊急情況下的仍能進(jìn)行供水。 (7)用變頻器進(jìn)行調(diào)速，用調(diào)節(jié)泵和固定泵的組合進(jìn)行恒壓供水，節(jié)能效果顯著，對(duì)每臺(tái)水泵進(jìn)行軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流可從零到電機(jī)額定電流，減少了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊同時(shí)減少了啟動(dòng)慣性對(duì)設(shè)備的大慣量的轉(zhuǎn)速?zèng)_擊，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。 變頻供水系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 變頻供水系統(tǒng)目前正在向集成化、維護(hù)操作簡(jiǎn)單化方向發(fā)展。在國(guó)內(nèi)外，專門針對(duì)供水的變頻器集成化越來越高，很多專用供水變頻器集成了PLC 或PID，甚至將壓力傳感器也融入變頻組件。同時(shí)維護(hù)操作也越來越簡(jiǎn)明顯偏高，維護(hù)成本也高于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)有不少公司在從事進(jìn)行變頻恒壓供水的研制推廣，國(guó)產(chǎn)變頻器主要采用進(jìn)口元件組裝或直接進(jìn)口國(guó)外變頻器，結(jié)合PLC 或PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)恒壓供水，在小容量、控制要求的變頻供水領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)變頻器發(fā)展較快，并以其成本低廉的優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)了相當(dāng)部分小容量變頻恒壓供水市場(chǎng)。但在大功率大容量變頻器上，國(guó)產(chǎn)變頻器有待于進(jìn)一步改進(jìn)和完善。 本文主要內(nèi)容本文在通過對(duì)PLC恒壓變頻供水的技術(shù)和原理分析的基礎(chǔ)上，提出了一套基于PLC變頻恒壓供水系統(tǒng)的可行性方案，并選擇出了相應(yīng)的器件，從而使系統(tǒng)通過安裝在管網(wǎng)上的壓力傳感器，把水壓轉(zhuǎn)換成4~20mA的模擬信號(hào)，通過變頻器來控制改變水泵轉(zhuǎn)速。用高低水位控制器來控制注水閥YV1，當(dāng)其自動(dòng)把水注滿儲(chǔ)水水池，只要水位低于高水位，則自動(dòng)往水箱中注水。水池的高、低水位信號(hào)也直接送給PLC作為低水位報(bào)警用。為了保證供水的連續(xù)性，水位上下限傳感器高低距離相差不是很大。使生活供水在恒壓狀態(tài)（生活用水低恒壓值）下進(jìn)行。2 變頻恒壓供水系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理此次設(shè)計(jì)研究的對(duì)象是一棟樓房的供水系統(tǒng)。由于高
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