【正文】 ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 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系列之一，適用于高速、高精度的工業(yè)控制。變頻器一般由整流器、濾波器、驅(qū)動電路、保護電路以及控制器（ MCUDSP）等部分組成 。 共 35 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第二章 系統(tǒng)設計 主電路設計 如 下 圖為電控系統(tǒng)的主電路圖。h 的電能，一年下來就是 36000kw當水泵的揚程一定時，其出水量與轉速成正比，即： 2/12/1 nn ? 其中 ， Q1 和 Q2 表示相應于 n1和 n2的水泵的出水量。 各種所需保護。水泵的切換方式為：三臺水泵作變頻運行。 ⑹ 各種流體恒壓控制系 統(tǒng)。 傳統(tǒng)的籠型異步電動機調(diào)速方法有變頻調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、電磁轉差離合器調(diào)速、液力耦合調(diào)速。此控制系統(tǒng)具有生活、生產(chǎn)一體化的優(yōu)點，高效節(jié)能。 國內(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。 ⑤完善的保護功能（過流、過壓、過熱、電機相間和對地短路等），多種報警輸出。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)點是靈活性大、建設快、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；缺點是需用金屬制造，其體積和投資大，壓力變化大，運行效率低，還需使用張力膜或設置空氣壓縮機充氣，因此消耗動力較多，維護費用高。 恒壓供水是指在供水網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時，出口壓力保持不變的供水方式。 共 35 頁 第 1 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 繼電接觸式變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設計 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)中最重要的基礎設施之一。 但是他們有不可避 共 35 頁 第 5 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 免的缺點。 ⑵ 氣壓供水系統(tǒng) 氣壓給水系統(tǒng)不在屋頂上設置水箱，也不用單獨建筑水塔，僅地下室或某些空余之處設置水泵機組和氣罐設備，采用壓力給水來滿足供水要求。 ④工作穩(wěn)定，水泵電機由變頻器軟起動無沖擊電流，有利于延 長電機和水泵的壽命，也避免了水錘。充分利用變頻器內(nèi)置的各種功能，對合理設計變頻調(diào)速恒壓供水設備，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。當用水量發(fā)生變化時，可調(diào)節(jié)水泵速度，或啟動第二臺水泵，保證水壓恒定。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保持不變，因此這種變頻器被稱為 VVVF。 ⑸ 農(nóng)田灌溉，污水處理，人造噴泉。 控制要求及技術指標 三臺水泵供水，壓力控制點設在水泵出口處，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。 設定自動、手動。 根據(jù)理論分析，當電源電壓一定時，電機消耗的功率與其轉速的立方成正比，即 3)2/1(2/1 nnNN ? 其中 N1 和 N2 是電機消耗的功率， n1 和 n2 是相應于 N1 和 N2 的轉速。h ，如果采取特別的節(jié)能措施，起碼節(jié)約 100kw 綜上所述，此方案具備可行性。 主電路圖 變頻器的工作原理 實現(xiàn)變頻調(diào)速的裝置稱為變頻器。單片機已經(jīng)在交流調(diào)速系統(tǒng)中得到了廣泛地應用。 在交流調(diào)速的全數(shù)字化的過程當中，各種總線網(wǎng)絡也扮演了相當重要的角色。當頻率達到上線，壓力達到下限時，用壓力信號來控制變頻轉工頻，同時啟動下一臺泵的變頻，在壓力達到上限時，控制停機，若三臺泵都已啟動則先停 M1 的工頻，如果用水量還是較小，壓 力再次達到上限時停 M2的工頻，只留下 M3變頻運行。調(diào)節(jié)器的輸出信號一般是模擬信號， 420mA 變化的電 流信號或 010V 間變化的電壓信號。 PID 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。 （ 3） PID 算法的數(shù)學模型 PID 控制的原理基于下面的算式 : 其中 : M(t): PID 回路的輸出，是時間的函數(shù) 。 KI: 積分項的比例常數(shù) 。 KI: 積分項的比例常數(shù) 。 SPn: 第 n采樣時刻的給定值 。我們要想保持水壓的恒定，因此就必須引入水壓反饋值與給定值比較，從而形成閉環(huán)系統(tǒng) （ 4） PID 控制的優(yōu)點 ①原理簡單，使用方便 ②適應性強，可以廣泛應用于化工，熱工，冶金，煉油以及造紙，建材等各種生產(chǎn)部門， 共 35 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 即使目前最新式的過程控制計算機，其基本的控制功能也仍然是 PID 控制 ③魯棒性強，即其控制品質(zhì) 對被控對象特性的變化不大敏感。當變頻泵轉速升高到工頻轉速 ，由變頻供水控制器控制把該臺水泵切換到由工頻電網(wǎng)直接 供電 (不變頻器供電 )。 共 35 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ⑵啟動 一號泵變頻啟動后， KM1 得電，它的常 開 觸點閉合，在信號回路中為接通 KA1 做好準備工作，同時接通 KA15， KA15 的常開閉合，為壓力信號回路的動作做好準備，當壓力下限信號來臨的時候，為 防止是不穩(wěn)定的信號產(chǎn)生的抖動，加時間繼電器 KT0 延時 5 s，若在這 5 s內(nèi)壓力下限信號消失，時間繼電器失電則無法繼續(xù)延時，觸點也不會動作，若壓力下限信號保持 5s 以上，則時間繼電器 KT0 的常開閉合，接通 KA9， KA9 得電，則 KA1 的線圈可得電，后串在 M1 變頻回路的 KA1的常閉斷開，切斷 M1 的變頻，為防止當變頻還沒有切斷工頻就運行，這會導致變頻器的輸入和輸出被串聯(lián)，所以延時 2S再接通 M1 的工頻，所以在 KA1 常開閉合時接通 KT1，它的常開是串在 M1 的工頻回路中的，延時 2S后，接通 KM2，工頻開始運行， KM2 得電， 它的常閉閉斷開，和 KM1形成互鎖， 4個常開閉合，第一個形成自鎖；第二個使得 KM3 得電，接通 M2 的變頻， M2 開始變頻運行；第三個接通 KA16， KA16 的常開閉合為壓力上限回路做好準備；第四個在信號回路中為接通 KA4 做好準備。 當壓力下限到來的時候，為防止是不穩(wěn)定的信號產(chǎn)生的抖動，加時間繼電器 KT4 延時5S，若在這 5S 內(nèi)壓力下限信號消失，時間繼電器失電 則無法繼續(xù)延時，觸點也不會動作，若壓力下限信號保持 5S 以上，則時間繼電器 KT4 的常開閉合，接通 KA10， KA10 得電， KA10常開閉合，接通 KA4， KA4 得電它的常閉斷開， KM2回路被斷開， KM2 失電，失電后 KM2 常閉重新閉合，為接通 KA5 做好準備，如果停一臺泵不夠，壓力上限信號再次到來，同理，接通KA10,再接通 KA5， KA5 得電它的常閉斷開，使得 KM4 失電，斷開 M2 的工頻。當某一個熱繼電器得電后常閉斷開該熱 繼電器接的上的控制電路，常 開閉合接通警鈴報警，同時和 3臺電機對應的故障指示紅燈亮。 共 35 頁 第 19 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 控制電路圖 共 35 頁 第 20 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 相關控制功能實現(xiàn) ① 自動平穩(wěn)切換，恒壓控制 共 35 頁 第 21 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 主水管網(wǎng)壓力傳感器的壓力信號 4~20mA 送給數(shù)字 PID 控制器，控制器根據(jù)壓力設定值與實際檢測值進行 PID 運算，并給出信號直接控制變頻器的轉速以使管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定。kwkwp ?? ，三臺泵選擇一樣的容量但要考慮效率，水泵電機的效率一般在 50%左右，還有揚程至少要達到 68 米， 流量要達到平均水平 20立方米 /小時，最后查產(chǎn)品手冊選擇得出 上滬電機 ISW50— 250（ I） A，流量達 立方米 /小時，揚程 70 米，效率 50%,電機功率11kw,重量為 170kg。 KT0 和 KT4 整定通電延時時間 5S， KT1,KT2,KT3 整定通電延時時間 2S。 選用 DZ20 系列塑料外殼式斷路器，適用于交流 50HZ 或 60HZ，額定絕緣電壓為 660V，額定工作電壓 380V 及以下或直流額定工作電壓 220V 及以下，額定電流至 225A 的電路中，一般作為配電和保護電動機用。采用國際先進水平的進口陶瓷壓阻傳感器，配合高精度電子元件經(jīng)嚴格的工業(yè)過程裝配而成。同時還可以根據(jù)不同的啟動狀態(tài)，設置不同的啟動方式。 電壓表 共 35 頁 第 26 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊