【正文】 給定線進(jìn)行頻率信號(hào)的控制。 （ 2）外接給定方式 通過(guò)控制外部的模擬量或數(shù)字量端口，將外部的頻率設(shè)定信號(hào)送給變頻器。 （ 3）變頻調(diào)速恒壓供水具有優(yōu)良的節(jié)能效果 變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用 大部分的電機(jī)拖動(dòng)場(chǎng)合均可使用變頻調(diào)速，由于其能夠提供精確的速度控制，因此可方 便地控制機(jī)械傳動(dòng)的上升、下降和變速運(yùn)行。在工業(yè) 自動(dòng)化方面和節(jié)能方面廣泛使用變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速，其應(yīng)用前景十分廣闊。當(dāng)使用調(diào)速控制時(shí)，如果采用恒壓 (H0)，變速泵 (n2)供水，管阻特性曲線為 b2，揚(yáng)程特性變?yōu)榍€ n2，平衡工作點(diǎn)從 E 點(diǎn)轉(zhuǎn)移到D 點(diǎn)。它的工作原理是通過(guò)用戶用水需求量的改變自動(dòng)調(diào)整水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，以達(dá)到管網(wǎng)壓力始終保持恒定的目的，用水量減小時(shí)電機(jī)減速，用水量增大時(shí)電機(jī)加速。在實(shí)際用水中，水需求量是實(shí)時(shí)變化的，如果在一段時(shí)間內(nèi)閥門開(kāi)度保持不變，必然出現(xiàn)超壓或欠壓現(xiàn)象。通過(guò)改變定子供電頻率來(lái)改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的變 10 頻調(diào)速。只有在這一點(diǎn)，供水系統(tǒng)的供水流量 Qc 和用戶的用水流量 Qu處在平衡狀態(tài)，供水系統(tǒng)既符合了管阻特性，也滿足了揚(yáng)程特性 ，系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。管阻特性說(shuō)明了水泵能量被用來(lái)克服水泵系統(tǒng)的壓力及水位差、液體在供水管道中流動(dòng)阻力的變化規(guī)律。伴隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了多種性能優(yōu)越、工作穩(wěn)定的變頻調(diào)速電源裝置，它們促進(jìn)了變頻調(diào)速的廣泛應(yīng)用。下面對(duì)改變電源頻率調(diào)速的方法及特點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析。 第三章 變頻恒壓供水系統(tǒng)原理分析 電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理 交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 Pfn 11 60? （ ） 式中 1n 同步轉(zhuǎn)速， r/min； 1f 定子頻率， Hz； P 電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)。 (5) 平穩(wěn)切換，恒壓控制 主水管網(wǎng)采集到的壓力信號(hào)經(jīng) 壓力傳感器與 PLC 的擴(kuò)展模塊 PID 運(yùn)算傳送給變頻器，并給出直接控制水泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以使管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定的信號(hào)。 (2) 手動(dòng)運(yùn)行 當(dāng)壓力傳感器故障或變頻器發(fā)生故障時(shí)，為保障用水，三臺(tái)常規(guī)泵可以手動(dòng)控制工頻運(yùn)行。 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程如下 : （ 1) 自動(dòng)運(yùn)行 閉合自動(dòng)開(kāi)關(guān)后， 1泵電機(jī)有電，變頻器輸出頻率從 0Hz 開(kāi)始 上升，同時(shí) PID調(diào)節(jié)程序?qū)⒔邮兆詨毫鞲衅鞯男盘?hào)，經(jīng)運(yùn)算后與系統(tǒng)給定壓力值進(jìn)行比較，把調(diào)節(jié)參數(shù)傳送到變頻器，如果壓力不足，則頻率上升，直到 50Hz（理論） ， 1泵由變頻運(yùn)行切換到工頻，同時(shí) 2泵變頻啟動(dòng)，變頻器頻率逐漸上升，直到滿足供水需要，加泵規(guī)律依此類推；當(dāng)用水量減小即壓力過(guò)大，變頻器持續(xù)出現(xiàn)下限頻率，則切除一臺(tái)工頻泵，達(dá)到使供水壓力恒定的目的。同時(shí)通過(guò)人機(jī)界面報(bào)警進(jìn)行顯示，使用者還可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行監(jiān)示。 3）電控設(shè)備 :它包括一組接觸器、保護(hù)繼電器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等電氣元件。 1）供水控制器 :它是變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心器件，包括變頻器和電控設(shè)備。 (2) 信號(hào)檢測(cè) 在系統(tǒng)控制過(guò)程中，需要檢測(cè)的信 號(hào)包括自來(lái)水出水水壓信號(hào)和危險(xiǎn)報(bào)警信號(hào) : 1) 水壓信號(hào) :它反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號(hào)。 可以看出變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)檢測(cè)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、人機(jī)界面、以及報(bào)警裝置等部分構(gòu)成。 此設(shè)計(jì)系統(tǒng)以設(shè)定壓力為控制目標(biāo)，以 PID 為控制算法，和變頻器、水泵、壓力傳感器組成恒壓閉環(huán)控制系統(tǒng)。 4 第二章 恒壓供水系統(tǒng)控制方案確定 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 本 設(shè)計(jì)是以 普通 小區(qū)供水系統(tǒng)為控制對(duì)象 ， 設(shè)計(jì)一套城市小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)， 保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠，安全節(jié)能，獲得最佳的運(yùn)行工況。 該產(chǎn)品正在向著高可靠性、全數(shù)字化微機(jī)控制、多品種系列化等方向發(fā)展。但在系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗干擾性能以及開(kāi)放性等諸多方面的綜合技術(shù)指標(biāo)來(lái)說(shuō)，還遠(yuǎn)未達(dá)到所有用戶的要求，只適用于小容量，控制要求不高的供水場(chǎng)所 [4]。 1968年，丹麥的丹佛斯公司發(fā)明并首家生產(chǎn)變頻器。 變頻調(diào)速式供水系統(tǒng)具有節(jié)約能源、安全性高、節(jié)省占地、節(jié)省投資、調(diào)節(jié)能力大、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景和明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。同時(shí)一些污染源有可能進(jìn)入水箱帶來(lái)水質(zhì)的污染。 (3) 射流泵十水箱的供水方式：這種方式是根據(jù)射流泵本身的特有結(jié)構(gòu)進(jìn)行工 2 作。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，但耗電、耗水嚴(yán)重、水壓不穩(wěn)、供水質(zhì)量不佳，電機(jī)硬起動(dòng)易產(chǎn)生水錘效應(yīng)，破壞性大，目前較少采用。所以 保持供水壓力恒定可以實(shí)現(xiàn)供、用水的平衡 [1]。在節(jié)水節(jié)能己成為時(shí)代特征的現(xiàn)實(shí)條件下，我們這個(gè)水 資源和電能短缺的國(guó)家，較長(zhǎng)階段以來(lái)在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直較為落后，自動(dòng)化程度不高， 水資源浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重，不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需 求。 關(guān)鍵詞： PLC； PID；變頻器；恒壓供水 II ABSTRACT The design of a city district water supply system as a controlled object, the study is based on the PLC constant pressure water supply system, allowing the system to obtain better performance indicators, and strive to make sure that the system is stable and easy to operate, to correct the problem that is the actual water supply to ensure water supply safe, fast, reliable, constant pressure water supply system has been widely used in domestic and foreign real water supply control system. Constant pressure water supply system consists of a pump unit, including a total of four pump motor, three conventional pumps, one for the auxiliary water pump, a variable frequency with a programmable logic controller, inverter, pressure sensors and other related devices cycle operation system. Realtime parison system pipe work pressure and pressure setpoint deviation changes, the PID operation by the PLC, the PLC controlled pump motor frequency, frequency switching, automatic control of the number of units put into operation the pump motor and the motor speed to achieve constant loop automatic adjustment pressure water supply. The software simulation and laboratory testing, proof system could meet the design requirements. Keywords: PLC。 南京工程學(xué)院 自動(dòng)化學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 基于 PLC 的恒壓供水泵站系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 自動(dòng)化 Graduation Design (Thesis) Design of Constant Pressure Watersupply System Based on PLC By Jia Ruiyong Supervised by Associate Prof. Liu Yunxia Department of Automation Engineering Nanjing Institute of Technology June, 20xx I 摘 要 本設(shè)計(jì)以一個(gè)城市小區(qū)供水系統(tǒng)作為被控對(duì)象，研究基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)，使系統(tǒng)獲得較好的性能指標(biāo)，力求做到使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，解決實(shí)際供水中問(wèn)題，保證供水安全、快捷、可靠，目前變頻恒壓供水系統(tǒng)已在國(guó)內(nèi)外實(shí)際供水控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 經(jīng)軟件仿真及實(shí)驗(yàn)室調(diào)試，證明系統(tǒng)基本可以滿足設(shè)計(jì)要求。 constant pressure water supply III 目錄 第一章 緒論 .................................................................................................................. 1 引言 ........................................................................................................................ 1 供水系統(tǒng)發(fā)展歷程 ................................................................................................ 1 恒壓供水系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ........................................................................ 2 本文的結(jié)構(gòu) ............................................................................................................ 3 第二章 恒壓供水系統(tǒng)控制方案確定 ................................................................... 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 ........................................................................................................ 4 變頻恒壓供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析 ................................................................................ 5 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程 ................................................................................ 7 第三章 變頻恒壓供水系統(tǒng)原理分析 ................................................................... 8 電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理 ................................................................................................ 8 變頻 恒壓 供水 系統(tǒng)的節(jié)能原理 ............................................................................ 9 變頻恒壓 供水 系統(tǒng)的 變頻 原理 ...........................................................................11 變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用 .............................................................................11 變頻器頻率給定方式 ...............................................................................