【正文】 電子熱保護(hù)，過載預(yù)報(bào)動(dòng)作F12 上限頻率F13 Hz 下限頻率F21 Hz 啟動(dòng)頻率F27 1 轉(zhuǎn)向鎖定，正向有效F50 3 反饋方式模擬電流 4～20mAF44 4 控制對(duì)象是壓力湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。圖中的Y000~Y005 及 Y007~Y014 為 PLC 的輸出繼電器觸點(diǎn)。Y000 輸出1水泵工頻運(yùn)行信號(hào)，Y001 輸出 1水泵變頻運(yùn)行信號(hào)，當(dāng) Y000 輸出 1 時(shí)，KM1 線圈得電，1水泵工頻運(yùn)行指示燈 HL1 點(diǎn)亮，同時(shí) KM1 的常閉觸點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn) KMKM2 的電氣互鎖。 系統(tǒng)主窗體四個(gè)按鈕控件，分別為參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、啟動(dòng)和關(guān)閉系統(tǒng)。圖 圖 新建畫面輸入畫面名稱，給定畫面寬、高，選擇畫面背景色。在工具箱內(nèi)單擊文本工具，輸入文字，可改變文字字體、大小及方向。湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31圖 上位機(jī)流程圖 組態(tài)設(shè)計(jì)步驟（1）新建連接設(shè)備：本系統(tǒng)所選三菱 FX2N，界面如圖 。根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如接收到的是讀寫錯(cuò)誤，則要求重發(fā)。（2）自動(dòng)控制：在正常情況下變頻恒壓供水系統(tǒng)工作在自動(dòng)狀態(tài)下。圖中的 HL10 為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)電源指示燈。(2) 上限頻率：由于變頻器內(nèi)部具有轉(zhuǎn)差補(bǔ)償功能，在 50Hz 的情況下，水泵在變頻運(yùn)行時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)速要高于工頻運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，從而增大了電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，因此實(shí)際預(yù)置得略低于額定頻率。在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，四臺(tái)泵在 PLC 的控制下能夠有序而平穩(wěn)地切換、運(yùn)行。出于可靠性及檢修方面的考慮，設(shè)計(jì)了手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換控制電路。 控制電路設(shè)計(jì)在控制電路的設(shè)計(jì)中，必須要考慮弱電和強(qiáng)電之間的隔離的問題。連線時(shí)一定要注意，保證水泵旋向正確，接觸器的選擇依據(jù)電動(dòng)機(jī)制容量來確定。其主要參數(shù)及性能介紹如下： 額定容量：30KVA；額定電壓：380V；額定電流：45A；額定過載電流：額定電流的 120%1 分鐘。供水系統(tǒng)的恒壓通過壓力變送器、PID 調(diào)節(jié)器和變頻器組成的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制。采用變頻調(diào)速方式來實(shí)現(xiàn)低流量時(shí)的恒壓供水節(jié)能效果比較明顯，與通常的工頻氣壓給水設(shè)備相比平均節(jié)能可達(dá) 30%。停機(jī)過程效果類似。停泵時(shí)，如果是揚(yáng)程很高，泵通過關(guān)斷電源自然停止，水會(huì)逆向砸下來，形成水錘。當(dāng)打開的閥門突然關(guān)閉或給水泵停車，水流對(duì)閥門及管壁，主要是閥門或泵會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力。*p?轉(zhuǎn)速控制方式時(shí)，因閥門開度不變，由式()，流量 和轉(zhuǎn)速 是成正比的，**n比值 不變?？梢?，在供水系統(tǒng)中根據(jù)用水量的大小，通過變頻方式調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速的方式來實(shí)現(xiàn)供水具有很好的節(jié)能效果。該變頻器采用先進(jìn)磁通矢量控制方式，實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)調(diào)整功能，調(diào)速比可達(dá)1：120（～60Hz） ；可拆御風(fēng)扇和接線端子，維護(hù)方便；柔性PWM，實(shí)現(xiàn)更低噪音運(yùn)行；內(nèi)置RS485通信口，可插擴(kuò)展卡符合全世界主要通信標(biāo)準(zhǔn)；PID等各種功能適合各種應(yīng)用場(chǎng)合。對(duì)于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，變頻器的容量選擇應(yīng)以變頻器的額定電流大于，這樣可以最大限度地節(jié)約資金。變頻器的額定功率指的是它適用的4級(jí)交流異步電動(dòng)機(jī)的功率。一般電動(dòng)機(jī)極數(shù)以不多于4極為宜，否則變頻器容量要適當(dāng)加大；（2）轉(zhuǎn)矩特性。電機(jī)的運(yùn)行效率高，適合于恒壓供水方式中的轉(zhuǎn)速控制法。1uf湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8變頻調(diào)速方式時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式 ])()[(2/239。電動(dòng)機(jī)工作在額定狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)差率 很小，相應(yīng)的轉(zhuǎn)子銅損耗小，電機(jī)效率高。水泵通過聯(lián)軸器由三相異步電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)，因此水泵轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)就是需要調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。所以，流量是供水系統(tǒng)的基本控制對(duì)象。表明了如果BTH?全揚(yáng)程小于實(shí)際揚(yáng)程的話，將不能供水。UQ用水量一定時(shí)，即 不變，轉(zhuǎn)速越低，水泵的供水能力越低，供水系統(tǒng)的全揚(yáng)程U就越小。但各參數(shù)之間不是靜止孤立的，相互間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律。3h主要參數(shù)有：1．流量 單位時(shí)間內(nèi)流過管道內(nèi)某一截面的水流量，常用單位是 /min；Q 3m2．揚(yáng)程 也稱水頭，是供水系統(tǒng)把水從一個(gè)位置上揚(yáng)到另一位置時(shí)水位的變化H量，數(shù)值上等于對(duì)應(yīng)的水位差，常用單位是 m；3．實(shí)際揚(yáng)程 供水系統(tǒng)中，實(shí)際的最高水位 與最低水位 之間的水位差，即B 2h1h供水系統(tǒng)實(shí)際提高的水位?；诤銐骸⒐?jié)能及安全性考慮，采取變頻調(diào)速恒壓供水方式是一種不錯(cuò)的選擇。由此可見變頻調(diào)速供水方式比氣壓罐供水方式將節(jié)省大量占地面積。氣壓罐方式依靠壓力罐中的壓縮空氣送水，氣壓罐配套水泵運(yùn)行時(shí)，水泵在額定轉(zhuǎn)速、額定流量的條件下工作?！? 變 頻 恒 壓 供 水 系 統(tǒng) 同 其 它 供 水 方 式 相 比 較 ， 除 了 具 有 顯 著 的 節(jié) 能 效 果 外 ， 還 有以 下 顯 而 易 見 的 優(yōu) 勢(shì) ： 　 　 恒 壓 供 水 技 術(shù) 因 采 用 變 頻 器 改 變 電 動(dòng) 機(jī) 電 源 頻 率 ， 而 達(dá) 到 調(diào) 節(jié) 水 泵 轉(zhuǎn) 速 改 變水 泵 出 口 壓 力 ， 比 靠 調(diào) 節(jié) 閥 門 的 控 制 水 泵 出 口 壓 力 的 方 式 ， 具 有 降 低 管 道 阻 力 大 大減 少 截 流 損 失 的 效 能 。變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的。分析水泵的能耗比較圖，可以看出利用變頻器實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速恒壓供水，當(dāng)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，流量與轉(zhuǎn)速成正比，功率以轉(zhuǎn)速的三次方下降，與傳統(tǒng)供水方式閥門節(jié)流控制相比，可以大幅度降低能耗，本系統(tǒng)節(jié)能效果明顯。 發(fā)題時(shí)間： 二零一二　 年 二 月 十八 日指導(dǎo)教師（簽名）： 孫昌躍 學(xué) 生（簽名）： iii湖 南 科 技 大 學(xué)瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評(píng)語(yǔ)[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作態(tài)度，研究?jī)?nèi)容與方法，工作量，文獻(xiàn)應(yīng)用，創(chuàng)新性，實(shí)用性，科學(xué)性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]指導(dǎo)人： （簽名）年 月 日 指導(dǎo)人評(píng)定成績(jī)： iv湖 南 科 技 大 學(xué)瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究?jī)?nèi)容與方法，實(shí)用性與科學(xué)性，結(jié)論和存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]評(píng)閱人： （簽名）年 月 日 評(píng)閱人評(píng)定成績(jī)： v湖 南 科 技 大 學(xué)瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄日期： 學(xué)生： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 題目： 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)下列材料：1 設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 頁(yè)2 設(shè)計(jì)（論文）圖 紙 共 頁(yè)3 指導(dǎo)人、評(píng)閱人評(píng)語(yǔ) 共 頁(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的研究思路，設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）的介紹，回答問題情況等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]答辯委員會(huì)主任： （簽名）委員： （簽名）（簽名）（簽名）（簽名） 答辯成績(jī)： 總評(píng)成績(jī)： vi摘 要本文介紹水泵在高層建筑恒壓供水系統(tǒng)中的 PLC 和變頻控制以及監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì)過程。 2）系統(tǒng)原理圖、軟件框圖及仿真軟件。單臺(tái)水泵工況的調(diào)節(jié)是通過變頻器來改變電源的頻率 f 來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速 n,從而改變水泵的流量 Q 來實(shí)現(xiàn)的。 由 于 安 全 生 產(chǎn) 和供 水 質(zhì) 量 的 特 殊 需 要 ， 對(duì) 恒 壓 供 水 壓 力 有 著 嚴(yán) 格 的 要 求 ， 因 而 變 頻 調(diào) 速 技 術(shù) 得 到 了更 加 深 入 的 應(yīng) 用 。采用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，方便地實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的集中管理與監(jiān)控，同時(shí)系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能量日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，對(duì)于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。變頻調(diào)速的方式在節(jié)能效果上明顯優(yōu)于氣壓罐方式。而變頻調(diào)速式中的調(diào)速裝置占地面積僅為幾平米。湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3第二章 調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)能耗與安全性分析在供水系統(tǒng)中，用水量處于動(dòng)態(tài)變化過程之中，采取恒速泵供水方式，無法維持管壓恒定，同時(shí)也影響設(shè)備壽命；若采取閥門控制調(diào)節(jié)流量來維持管壓，必然造成大量的電能浪費(fèi)；而且水泵電機(jī)直接工頻起動(dòng)與制動(dòng)帶來的水錘效應(yīng)，對(duì)管網(wǎng)、閥門等也具有破壞性的影響。只有在大于管道的實(shí)際最高位置的情況下，才能正常水。 供水系統(tǒng)的特性曲線和工作點(diǎn)供水系統(tǒng)的參數(shù)表明了供水的性能。在這里，流量的大小取決于用戶，是用水流量，用 表示。GQU當(dāng)供水流量 接近于 0 時(shí)，所需的揚(yáng)程等于實(shí)際揚(yáng)程（ ） 。PC 供水系統(tǒng)中恒壓實(shí)現(xiàn)方式對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行的控制，歸根結(jié)底是為了滿足用戶對(duì)流量的需求。 異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法通過轉(zhuǎn)速控制法實(shí)現(xiàn)恒壓供水，需要調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速。223該損耗和電機(jī)的轉(zhuǎn)差率成正比，又稱為轉(zhuǎn)差功率，以電阻發(fā)熱方式消耗。在改變輸出頻率的同時(shí)也改變輸出電壓，以保證電機(jī)磁通基本不變，其關(guān)系為 = 常數(shù)1fu式中 一一變頻器輸出電壓， 一一變頻器輸出頻率。N234變頻調(diào)速過程的特點(diǎn)： 靜差率小，調(diào)速范圍大，調(diào)速平滑性好，而且，很關(guān)鍵的一點(diǎn)是調(diào)速過程中，其轉(zhuǎn)差率不變。在變頻器選型前應(yīng)掌握傳動(dòng)系統(tǒng)的以下參數(shù):（1）電動(dòng)機(jī)的極數(shù)。負(fù)載電流不超過變頻器額定電流是選擇變頻器容量的基本原則。變頻器與電動(dòng)機(jī)的匹配主要是電動(dòng)機(jī)的額定電壓及電流，如果電動(dòng)機(jī)額定電流小于同功率的變頻器額定電流，一般來說用同等功率的就足夠了，但如果大了，只好用大一級(jí)的變頻器。根據(jù)以上理論，選用三菱FRA540系列變頻器。但在實(shí)際運(yùn)行中，管網(wǎng)用水量常常低于最不利工況，這時(shí)，如降低轉(zhuǎn)速相對(duì)于恒速泵供水運(yùn)行，能使水泵的軸功率大大減少。 Np??*N*N?*1C2 12(3) 不同控制方式時(shí)的工作效率閥門控制法方式，因轉(zhuǎn)速不變， =1，比值 = ，隨著流量的減小， 減小，*n*Q*Q水泵工作的效率 降低十分明顯。由于在水管內(nèi)部，管內(nèi)壁是光滑的，水流動(dòng)自如。實(shí)際上，水錘出現(xiàn)在起泵和停泵兩種情況下。由圖 可知，水泵在直接起動(dòng)過程時(shí)，因動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩很大，造成了強(qiáng)烈的水錘效湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14應(yīng)，通過變頻起動(dòng)，可有效地降低動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩消除水錘效應(yīng)。間歇型指一天內(nèi)有多段用水低谷時(shí)間，流量很小或?yàn)榱?。多泵變頻循環(huán)工作方式的可靠切換，是實(shí)現(xiàn)多泵分級(jí)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵，可選用編程靈活、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、調(diào)試方便、維護(hù)工作量小的 PLC 通過編程來實(shí)現(xiàn)。綜合以上因素，系統(tǒng)選用專為風(fēng)機(jī)、泵用負(fù)載設(shè)計(jì)的普通功能型 u/f 控制方式的森蘭變頻器，型號(hào) BT12S22KWI,變頻器內(nèi)置 PID 控制模塊，可用于閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。5．其余器件型號(hào)表 器件型號(hào)表元件 型號(hào) 參數(shù) 備注自動(dòng)開關(guān) DW10200/3 脫扣器 150A 3 個(gè)湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20DZ450/320 脫扣器 50A 1 個(gè)DZ425/320 脫扣器 25A 1 個(gè)接觸器 CJ1060 7 個(gè)熔斷器 RM10100/80 1 個(gè)RM10200/125 4 個(gè)RM10600/500 1 個(gè)按鈕開關(guān) LA1911 規(guī)格：５００Ｖ 14 個(gè)指示燈 XD6 24V, 4 紅，8 綠中間繼電器 DZ53/220 24V, 14 個(gè)高低水位控制器 EQ 1 個(gè)主令控制器 SA 1 個(gè)熱繼電器 JR1660/3D 熱元件 32A，45A 1 個(gè) 32A，3 個(gè)45A 主電路方案設(shè)計(jì)三臺(tái)大容量的主水泵(1,2 ,3 )根據(jù)供水狀態(tài)的不同，具有變頻、工頻兩種運(yùn)行方式，因此每臺(tái)主水泵均要求通過兩個(gè)接觸器分別與工頻電源和變頻電源輸出相聯(lián)；輔助泵只運(yùn)行在工頻狀態(tài)，通過一個(gè)接觸器接入工頻。圖 給出了供水系統(tǒng)電氣控制主回路的主要聯(lián)線關(guān)系?？刂齐娐分羞€考慮了電機(jī)和閥門的當(dāng)前工作狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)，為了節(jié)省 PLC 的輸出端口，在電路中可以采用 PLC 輸出端子的中間繼電器的相應(yīng)常開觸點(diǎn)的斷開和閉合來控制相應(yīng)電機(jī)和閥