基于plc的變頻器恒壓供水系統(tǒng)論文設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 變頻器的選擇與接線根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本系統(tǒng)選用FRA540系列變頻器，如下圖所示： 圖31 FRA540的管腳說明管腳STF接PLC的Y7管腳，控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)。（2） 三臺(tái)泵根據(jù)恒壓的需要，采取“先開先停”的原則接入和退出。 3 基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)水泵MM2，M3可變頻運(yùn)行，也可工頻運(yùn)行，需PLC的6個(gè)輸出點(diǎn)，變頻器的運(yùn)行與關(guān)斷由PLC的1個(gè)輸出點(diǎn)，控制變頻器使電機(jī)正轉(zhuǎn)需1個(gè)輸出信號(hào)控制，報(bào)警器的控制需要1個(gè)輸出點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)量一共9個(gè)。由于在變頻運(yùn)行狀態(tài)下，水泵機(jī)組中電機(jī)的運(yùn)行頻率由變頻器的輸出頻率決定，這個(gè)下限頻率也就成為變頻器頻率調(diào)節(jié)的下限頻率。其實(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，變頻器的輸出頻率是不可能降低到0Hz。由于電網(wǎng)的限制以及變頻器和電機(jī)工作頻率的限制，50Hz成為頻率調(diào)節(jié)的上限頻率。當(dāng)調(diào)速水泵和恒速水泵都在運(yùn)行且調(diào)速水泵己運(yùn)行在下限頻率，此時(shí)管網(wǎng)的實(shí)際壓力仍高于設(shè)定壓力，此時(shí)需要減少恒速水泉來減少供水流量，達(dá)到恒壓的目的。減泵工作過程：假定減泵順序依次為1泵。當(dāng)供水壓力小于壓力預(yù)置值時(shí)變頻器輸出頻率升高，水泵轉(zhuǎn)速上升，反之下降。當(dāng)變頻器運(yùn)行頻率達(dá)到頻率上限值，并保持一段時(shí)間，則PLC會(huì)將當(dāng)前變頻運(yùn)行泵切換為工頻運(yùn)行，并迅速起動(dòng)下1臺(tái)泵變頻運(yùn)行。將手動(dòng)、自動(dòng)開關(guān)打到自動(dòng)上，系統(tǒng)進(jìn)入全自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，PLC中程序首先接通KM6，并起動(dòng)變頻器。同時(shí)通過通訊接口，還可以將現(xiàn)代先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到本系統(tǒng)中來，例如可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的診斷和維護(hù)等。根據(jù)水泵機(jī)組中水泵被變頻器拖動(dòng)的情況不同，變頻器有如下兩種工作方式: 1)變頻循環(huán)式:變頻器拖動(dòng)某一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵，當(dāng)這臺(tái)水泵運(yùn)行在50Hz時(shí)，其供水量仍不能達(dá)到用水要求，需要增加水泵機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)先將變頻器從該水泵電機(jī)中脫出，將該泵切換為工頻的同時(shí)用變頻去拖動(dòng)另一臺(tái)水泵電機(jī)。此信號(hào)來自在安裝于水源處的液位傳感器。檢測(cè)結(jié)果可以送給PLC，作為數(shù)字量輸入。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由一組水泵組成，: (1)調(diào)速泵:是由變頻調(diào)速器控制、可以進(jìn)行變頻調(diào)整的水泵，用以根據(jù)用水量的變化改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以維持管網(wǎng)的水壓恒定。下圖22即為生活恒壓供水系統(tǒng)工藝流程圖。圖21 供水流程簡(jiǎn)圖市網(wǎng)來水用高低水位控制器EQ來控制注水閥YV1，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。由于高層樓對(duì)水壓的要求高，在水壓低時(shí)，高層用戶將無法正常用水甚至出現(xiàn)無水的情況，水壓高時(shí)將造成能源的浪費(fèi)。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。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)。 (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。(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。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)。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。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。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)。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。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。(2)用戶管網(wǎng)中因?yàn)橛泄茏?、水錘等因素的影響，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)。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。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。用高低
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