【正文】 ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 中間繼電器 天水的 JZC3E系列接觸器式繼電器，適用于交流 50HZ，電壓至 380V 或直流電壓至 220V的控制電路中，做控制各種電磁線圈，放大或傳輸 信號(hào)之用，繼電器一側(cè)可方便地加裝輔助鋤頭組選 JZC3E F3。 原件外形和尺寸如下 繼電器 ,1 熱繼電器 天水的 JRS4dR系列熱過載繼電器適用于交流 50HZ/60HZ，額定絕緣電壓 690V，額定工作電壓至 660V，電流 ，用作交流電動(dòng)機(jī)的過載和斷相保護(hù)之用。 接觸器 繼續(xù)本著節(jié)約成本的原則，接觸器，繼電器，斷路器等低壓控制器件都選擇國(guó)產(chǎn)天水二一三電器有限責(zé)任公司的產(chǎn)品。 以最大用水工況選擇水泵功率。 ② 由于采用 繼電接觸式 控制的壓力自動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)無人遠(yuǎn)程操作 ③ 由于系統(tǒng)采用閉環(huán)恒壓控制，電機(jī)在滿足主水很容易網(wǎng)的壓力的前提下，節(jié)能效果顯著 ； ④ 通過采用變頻器控制，可在不同季節(jié)、節(jié)假日、日夜及上下班等全面調(diào)控水量 共 35 頁(yè) 第 22 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第三章 設(shè)備選型 變頻器選型 變頻器選擇水泵風(fēng)機(jī)專用變頻器，本設(shè)計(jì)本著經(jīng)濟(jì)的原則選擇，選擇國(guó)產(chǎn)深圳易能電氣的 EDS2020 系列變頻器，它具有優(yōu)質(zhì)的軟硬件平臺(tái)，方便快捷的操作模式，完善的輔助控制功能，強(qiáng)大的控制功能。 控制電路設(shè)一兩級(jí)空開，一方面保護(hù)控制電路，一方面可以在檢修或者故障時(shí)把它與主電路斷開，較之用熔斷器有它的優(yōu)勢(shì)。 水位達(dá)到下限時(shí)，亮水位下限指示紅燈并自動(dòng)停所有泵，警鈴響。采用循環(huán)起停方式。此時(shí)只剩 M3一臺(tái)泵變頻運(yùn)行。 如果停機(jī)過后，只有 M3 在變頻運(yùn)行，供水量再次增大的時(shí)候， M3 轉(zhuǎn)工頻，啟動(dòng) M1的變頻，具體過程如前所述。 如果供水量再次增大，一臺(tái)工頻，一臺(tái)變頻仍然無法滿足要求。 手動(dòng)運(yùn)行 但臺(tái)泵各設(shè)一手動(dòng)和停機(jī)按鈕，按下啟動(dòng)按鈕接通水泵工頻，有接觸器長(zhǎng)開按鈕自鎖。變頻器則另外啟動(dòng)一臺(tái)并聯(lián)泵投入 工作。這樣就要求定子供電電壓也要相應(yīng)的調(diào)節(jié)。 確定控制方案 用變頻器、調(diào)節(jié)器、繼電器、接觸器等組成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以保正水泵出口壓力恒定，原理如圖所示 事先給定一個(gè)壓力值 H0， H0 按用戶的水壓要求來設(shè)定，壓力值可調(diào)，水泵啟動(dòng)后，壓力傳感器測(cè)量水泵出口處的壓力值 H，由于用水量大供水相對(duì)不足時(shí)壓力會(huì)小，通過比較器，所以當(dāng) H 低于 H0 時(shí)，控制器向變頻器發(fā)送提高水泵轉(zhuǎn)速的控制信號(hào)。 TI: 積分時(shí)間 。 PVn: 第 n采樣時(shí)刻的過程變量值 。 :第 n采樣時(shí)刻的積分項(xiàng)值 。 MX: 積分項(xiàng)前值 。 Kc: PID 回路增益 。 Minitial: PID 回路輸出的初值 。 Kc: PID 回路增益 。 Kc: PID 回路的增益 。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化 “ 超前 ” ，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。因此，比例 +積分 (PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。對(duì)一個(gè) 自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱有差系統(tǒng)（ System with Steadystate Error）。 （ 2） PID 的控制規(guī)律 比例（ P）控制 ： 比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用 PID 控 制技術(shù)最為方便。信號(hào)的量值與前邊的提到的差值成正比例，用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器設(shè)備工作。如此往復(fù)循環(huán)起泵停泵。若只有 M1，M2 運(yùn)行，則先停 M1，留 M2 變頻 運(yùn)行。每一臺(tái)電機(jī)設(shè)低壓斷路器和熱繼電器作為保護(hù)。 STD 總線、工業(yè) PC 總線、現(xiàn)場(chǎng)總線以及 CAN 總線等在交流調(diào)速系統(tǒng)的自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域起到了重要的作 共 35 頁(yè) 第 13 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 用。 DSP 芯片被廣泛的應(yīng)用。例如由 Intel 公司 1983 年開發(fā)生產(chǎn)的 MCS 96系列是目前性能較高的單片機(jī)系列之一，適用于高速、高精度的工業(yè)控制。 變頻器的發(fā)展 變頻器的發(fā)展今的變頻器有突顯的數(shù)值化，智能化特征。變頻器一般由整流器、濾波器、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路以及控制器（ MCUDSP）等部分組成 。FR1， FR2， FR3 分別為三臺(tái)水泵電機(jī)的過載保護(hù)的熱繼電器 。 共 35 頁(yè) 第 11 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主電路設(shè)計(jì) 如 下 圖為電控系統(tǒng)的主電路圖。恒壓供水控制器、變頻器的質(zhì)量好壞決定了設(shè)備的可靠性和使用壽命。h 的電能，一年下來就是 36000kw由多泵并聯(lián)恒壓變頻供水理論可知多泵并聯(lián)恒壓供水，其中一臺(tái)泵是變頻泵，其余全是工頻泵，多泵并聯(lián)變頻恒壓變量供水工作模式通常是這樣：當(dāng)用水流量小于一臺(tái)泵工頻恒壓條件下流量，由一臺(tái)變頻 泵 調(diào)速恒壓供水 ； 當(dāng)用水流量增大，變頻泵轉(zhuǎn)速自動(dòng)上升；當(dāng)變頻泵轉(zhuǎn)速上升到工頻轉(zhuǎn)速，為用 水流量進(jìn)一步增大，由變頻供水控制器控制，自動(dòng)啟動(dòng)一臺(tái)工頻泵投入，該工頻 泵 提供流量是恒定 (工頻轉(zhuǎn)速恒壓下流量 )，其余各并聯(lián)工 頻泵按相同原理投入。當(dāng)水泵的揚(yáng)程一定時(shí)，其出水量與轉(zhuǎn)速成正比，即： 2/12/1 nn ? 其中 ， Q1 和 Q2 表示相應(yīng)于 n1和 n2的水泵的出水量。用水少而供水多，則壓力大。 各種所需保護(hù)。 參數(shù)要求為： 用水量：正常供水量 20立方米 /小時(shí)，最大供水量 55 立方米 /小時(shí)，揚(yáng)程 68米 。水泵的切換方式為：三臺(tái)水泵作變頻運(yùn)行。另一種方案則是數(shù)臺(tái)電機(jī)配一臺(tái)變頻器，變頻器與電機(jī)間可以切換 的，供水運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)水泵變頻運(yùn)行，其余的水泵工頻運(yùn)行，以滿足不同的水量需求。 ⑹ 各種流體恒壓控制系 統(tǒng)。 ⑵ 各類工業(yè)需要恒壓控制的用水，冷卻水循環(huán)，熱力網(wǎng)水循環(huán)，鍋爐補(bǔ)水等。 傳統(tǒng)的籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有變頻調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速、液力耦合調(diào)速。 頻率的下降會(huì)導(dǎo)致磁通的增加，造成磁路飽和，勵(lì)磁電流增加，功率因數(shù)下降，鐵心和線圈過熱。此控制系統(tǒng)具有生活、生產(chǎn)一體化的優(yōu)點(diǎn)，高效節(jié)能。追求高度智能化，系列標(biāo)準(zhǔn)化是未來供水設(shè)備適應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)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)。 國(guó)內(nèi)外不少生產(chǎn)廠家近年來紛紛推出了一系列新型產(chǎn)品，如華為的 TD2100；施耐德公司的 Altivar58 泵切換卡； SANKEN 的 SAMCOI 系列； ABB 公司的 ACS600、 ACS400 系列產(chǎn)品；富士公司的 G11S/P11S 系列產(chǎn)品；等等。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，使我國(guó)供水行業(yè)的技術(shù)裝備水平從 90 年代初開始經(jīng)歷了一次飛躍。 ⑤完善的保護(hù)功能（過流、過壓、過熱、電機(jī)相間和對(duì)地短路等），多種報(bào)警輸出。 供水量無 共 35 頁(yè) 第 6 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 級(jí)調(diào)節(jié) ② 恒壓供水，可保持系統(tǒng)水壓恒定，不會(huì)出現(xiàn)水壓過高的現(xiàn)象，管道的壓力一直可維持在合理的范圍內(nèi)，管接件所承受的壓力減小，延長(zhǎng)了更換周期，減少了維修的投入，并且避免了管道崩裂事故。氣壓供水系統(tǒng)是以氣壓罐代替水塔或高位水箱，利用密閉壓力水罐內(nèi)空氣的壓 力將罐水壓送到管網(wǎng)中去，其優(yōu)點(diǎn)是靈活性大、建設(shè)快、少受污染、不妨礙美觀，有利于抗震、消除管道中的水錘與噪聲；缺點(diǎn)是需用金屬制造，其體積和投資大，壓力變化大，運(yùn)行效率低，還需使用張力膜或設(shè)置空氣壓縮機(jī)充氣，因此消耗動(dòng)力較多，維護(hù)費(fèi)用高。但它是由位置高度所形成的壓力來進(jìn)行供水，為此需要建造水塔或?qū)⑺渲糜诮ㄖ蓓數(shù)淖罡叨取?恒壓供水是指在供水網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時(shí)，出口壓力保持不變的供水方式。充分發(fā)揮了變頻調(diào)速的優(yōu)勢(shì)，具有高效節(jié)能，自動(dòng)控制，性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。 共 35 頁(yè) 第 1 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 繼電接觸式變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 供水工程往往成為高層建筑或工礦企業(yè)和小型企業(yè)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。其中為了節(jié)約成本采用繼電接觸式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行邏輯控制，變頻器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，壓力傳感器時(shí)刻跟蹤水泵出口壓力和給定壓力值的偏差變化，經(jīng) PID 調(diào)節(jié)器 內(nèi)部運(yùn)算送入變頻器，由控制電路控制 3 臺(tái)電機(jī)的起停以及工頻與變頻的切換，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)恒壓變頻供水，在保持恒壓的前提下達(dá)到控制流量的目的。 但是他們有不可避 共 35 頁(yè) 第 5 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 免的缺點(diǎn)。供水壓力比較穩(wěn)定，且有貯水。 ⑵ 氣壓供水系統(tǒng) 氣壓給水系統(tǒng)不在屋頂上設(shè)置水箱，也不用單獨(dú)建筑水塔，僅地下室或某些空余之處設(shè)置水泵機(jī)組和氣罐設(shè)備，采用壓力給水來滿足供水要求。 采用變頻器進(jìn)行變頻恒壓供 水，管道保持恒壓，可杜絕崩管現(xiàn)象，減少跑、冒、滴、漏，從而節(jié)約用水 。 ④工作穩(wěn)定，水泵電機(jī)由變頻器軟起動(dòng)無沖擊電流，有利于延 長(zhǎng)電機(jī)和水泵的壽命，也避免了水錘。變頻調(diào)速技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。充分利用變頻器內(nèi)置的各種功能，對(duì)合理設(shè)計(jì)變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備，降低 成本 ，保證產(chǎn)品質(zhì)量等方面有著非常重要的意義 ， 在短短的幾年內(nèi)，調(diào)速恒壓供水系統(tǒng) 從 早期的單泵調(diào)速恒壓系統(tǒng)逐漸為多泵系統(tǒng)所代替。 目前該產(chǎn)品正向著高可靠性、全數(shù)字化微機(jī)控制，多品種系列化的方向發(fā)展。當(dāng)用水量發(fā)生變化時(shí)，可調(diào)節(jié)水泵速度，或啟動(dòng)第二臺(tái)水泵，保證水壓恒定。 由上式可見，要使 m? 保持不變，就必須使 1E 與 f 比值保持不變，即 1E /f= const,但是 1E的大小無法從外部電路中進(jìn)行測(cè)量，從電機(jī)理論中我們知道，在忽略定子繞組的繞組壓降時(shí)，電動(dòng)勢(shì) 1E 與定子相電壓相等，即： ?1U 1E ，從而得出 1U /f= const。這就要求頻率與電壓協(xié)調(diào)控制 ，也就是說調(diào)速裝置輸出的電壓和頻率的比值應(yīng)保持不變，因此這種變頻器被稱為 VVVF。 變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備的主要應(yīng)用 于下列 場(chǎng)合 ⑴ 高層建筑，城鄉(xiāng)居民小區(qū)，企事業(yè)等生活用水。 ⑸ 農(nóng)田灌溉，污水處理，人造噴泉