【正文】 。這種方式顯然比前種節(jié)電，其節(jié)電率與水塔容量、水泵額定流量、用水不均勻系數(shù)、水泵的開、停時(shí)間比、開/停頻率等有關(guān)。主要表現(xiàn)在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低，供不應(yīng)求的現(xiàn)象。水壓不可調(diào)，不能兼顧近期與遠(yuǎn)期的需要；而且系統(tǒng)水壓不能隨系統(tǒng)所需流量和系統(tǒng)所需要壓力下降而下降，故還存在一些能量損失和二次污染問題。(2)出口變壓控制水泵出口變壓控制也是將壓力傳感器安裝在水泵出口處，但其壓力設(shè)定值不只是一個(gè)。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。以變頻器為核心結(jié)合PLC組成的控制系統(tǒng)具有高可靠性、強(qiáng)抗干擾能力、組合靈活、編程簡單、維修方便和低成本等諸多特點(diǎn)，變頻恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、防雷避雷技術(shù)、現(xiàn)代控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)于一體。因此，有待于進(jìn)一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐中。(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，因此其控制對象的模型具有很強(qiáng)的多變性。 帶PID回路調(diào)節(jié)器與PLC的控制方式該方式變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源。同時(shí)，為了保證水壓反饋信號值的準(zhǔn)確、不失值，可對該信號設(shè)置濾波時(shí)間常數(shù)，同時(shí)還可對反饋信號進(jìn)行換算，使系統(tǒng)的調(diào)試非常簡單、方便。③電控設(shè)備:它是由一組接觸器、保護(hù)繼電器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等電氣元件組成。開始時(shí)，1泵電機(jī)在PLC控制下先投入調(diào)速運(yùn)行，其運(yùn)行速度由變頻器調(diào)節(jié)。另外，變頻器的輸出頻率不能夠?yàn)樨?fù)值，最低只能是0Hz。繼電器是一種用弱電信號控制強(qiáng)電信號的電磁開關(guān)，但在復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，故障的查找和排除非常困難，不適應(yīng)于工藝要求發(fā)生變化的場合。(5）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少。(4）制動回路異步電動機(jī)在再生制動區(qū)域使用時(shí)（轉(zhuǎn)差率為負(fù)），再生能量儲存于平波回路電容器中，使直流電壓升高。過負(fù)載是由于負(fù)載的GD2（慣性）過大或因負(fù)載過大使電動機(jī)堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。能實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動，減小電氣和機(jī)械沖擊噪音，延長設(shè)備使用壽命。換言之，該種控制方式適用于過程本身沒有制動作用的負(fù)載。3V（DC）。 手動運(yùn)行當(dāng)按下SB9按鈕，用手動方式。起動1泵：接到下限信號就關(guān)閉KMKM0，吸合KM1，只剩1水泵變頻運(yùn)行。當(dāng)再次OL輸出的下限信號就斷開KMKM1，吸合KM0，只剩1水泵變頻運(yùn)行。 水是生命之源，人類生存和發(fā)展都離不開水。后者則需要大量的占地與投資。~（第9周）設(shè)計(jì)所要求的各種安裝接線圖，面板布置圖等，編寫使用說明書。指導(dǎo)教師簽名：**日 期：201148 長沙學(xué)院20 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評閱表系（部）： 電子與通信工程系 學(xué)生姓名**學(xué) 號**班 級**專 業(yè)電氣工程及其自動化指導(dǎo)教師姓名**課題名稱基于PLC的住宅小區(qū)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)評語：（包括以下方面，①學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；②檢索和利用文獻(xiàn)能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；③學(xué)術(shù)水平或設(shè)計(jì)水平、綜合運(yùn)用知識能力和創(chuàng)新能力；）選題與文獻(xiàn)綜述（20分）分值：創(chuàng)新性(15分)分值：基礎(chǔ)理論和專門知識(35分)分值：作者寫作、表達(dá)能力(30分)分值：合 計(jì)分值：是否同意參加答辯：是□ 　　 否□指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日說明：各項(xiàng)成績的百分比由各系部自己確定，但應(yīng)控制在給定標(biāo)準(zhǔn)的20％左右。設(shè)計(jì)好了主電路原理圖，PLC 的I/O分配表以及PLC I/O接線圖，PLC外部硬件電路的設(shè)計(jì)等， 其中I/O分配表中需15個(gè)輸入點(diǎn)，9個(gè)輸出點(diǎn)。進(jìn)行設(shè)計(jì)前檢查，做好《前期檢查表》。利用變頻技術(shù)與自動控制技術(shù)相結(jié)合，在中小型供水企業(yè)實(shí)現(xiàn)恒壓供水，不僅能達(dá)到比較明顯的節(jié)能效果，提高供水企業(yè)的效率，更能有效保證從水系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行.我國長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，工業(yè)自動化程度低。~（第6周）完成硬件電路設(shè)計(jì)，開始設(shè)計(jì)梯形圖程序（第5周結(jié)束提交中期檢查報(bào)告）。致 謝本課題在選題和研究過程中得到**教授的悉心指導(dǎo)。KM0吸合變頻起動1水泵。KM0吸合變頻起動1水泵。如果是自動運(yùn)行模式，則系統(tǒng)根據(jù)程序及相關(guān)的輸入信號執(zhí)行相應(yīng)的操作。 PID控制接線圖 壓力傳感器接線圖壓力傳感器使用CYYZ1001型絕對壓力傳感器。對于PD控制，發(fā)生偏差時(shí)，很快產(chǎn)生比單獨(dú)D動作還要大的操作量，以此來抑制偏差的增加。所以，在負(fù)載電流減小之前要進(jìn)行控制，抑制頻率上升或使頻率下降。保護(hù)回路主要包括：(1）瞬時(shí)過電壓保護(hù)由于逆變器負(fù)載側(cè)短路等，流過逆變器器件的電流達(dá)到異常值（超過容許值）時(shí)，瞬時(shí)停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)，切斷電流。(2）平波回路在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。歸納可編程控制器主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：(1）編程方法簡單易學(xué)。熱繼電器(FR)是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電路，它在電路中的用作電動機(jī)的過載保護(hù)熔斷器（FU）是電路中的一種簡單的短路保護(hù)裝置。當(dāng)正在變頻狀態(tài)下運(yùn)行的水泵電機(jī)要切換到工頻狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，只能在50Hz時(shí)進(jìn)行。同時(shí)變頻器在運(yùn)行頻率到達(dá)上限，會將頻率到達(dá)信號送給PLC，PLC則根據(jù)管網(wǎng)壓力的上、下限信號和變頻器的運(yùn)行頻率是否到達(dá)上限的信號，由程序判斷是否要起動第2臺泵(或第3臺泵)。①供水控制器:它是整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。 新型變頻調(diào)速供水設(shè)備針對傳統(tǒng)的變頻調(diào)速供水設(shè)備的不足之處，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SAMCO— I系列；ABB公司的ACS600、ACS400系列產(chǎn)品；富士公司的GIIS／PIIS系列產(chǎn)品；等等。 變頻恒壓供水控制方式的選擇目前國內(nèi)變頻恒壓供水設(shè)備電控柜的控制方式有： 邏輯電子電路控制方式這類控制電路難以實(shí)現(xiàn)水泵機(jī)組全部軟啟動、全流量變頻調(diào)節(jié)，往往采用一臺泵固定于變頻狀態(tài)，其余泵均為工頻狀態(tài)的方式。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。但在系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗干擾性能以及開放性等多方面的綜合技術(shù)指標(biāo)來說，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒能達(dá)到所有用戶的要求。目前，大量的電能消耗在水泵、風(fēng)機(jī)負(fù)載上，城鄉(xiāng)居民用水設(shè)備所消耗的電量在這類負(fù)載中占了相當(dāng)?shù)谋壤Ａ硗鈿鈮汗抟囊欢ǖ匿摿?，這也是它的一個(gè)較大的缺點(diǎn)。 變頻調(diào)速供水方式這種系統(tǒng)的原理是通過安裝在系統(tǒng)中的壓力傳感器將系統(tǒng)壓力信號與設(shè)定壓力值作比較，再通過控制器調(diào)節(jié)變頻器的輸出，無級調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速。這種供水方式，水泵工作在額定流量額定揚(yáng)程的條件下，水泵處于高效能區(qū)。而在用水低峰期，水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高供過于求的情況。而且在使用過程中，如果該系統(tǒng)水塔的水位監(jiān)控裝置損壞的話，水泵不能進(jìn)行自動的開、停，這樣水泵的開、停，將完全由人操作，這時(shí)將會出現(xiàn)能量的嚴(yán)重浪費(fèi)和供水質(zhì)量的嚴(yán)重下降。是將每日24小時(shí)按用水曲線分成若干時(shí)段，計(jì)算出各個(gè)時(shí)段所需的水泵出口壓力，進(jìn)行全日變壓，各時(shí)段恒壓控制。在運(yùn)行效果上，氣壓罐方式與調(diào)速式相比也存在著一定差距。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。采用變頻調(diào)節(jié)以后，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了軟起動，電機(jī)起動電流從零逐漸增至額定電流，起動時(shí)間相應(yīng)延長，對電網(wǎng)沒有較大的沖擊，減輕了起動機(jī)械轉(zhuǎn)矩對于電機(jī)的機(jī)械損傷，有效的延長了電機(jī)的使用壽命。(4)在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中，由于有定量泵的加入控制，而定量泵的控制(包括定量泉的停止和運(yùn)行)是時(shí)時(shí)發(fā)生的，同時(shí)定量泵的運(yùn)行狀態(tài)直接影響供水系統(tǒng)的模型參數(shù)，使其不確定性地發(fā)生變化，因此可以認(rèn)為，變頻調(diào)速行切換，保證管網(wǎng)內(nèi)壓力恒定。實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化?？紤]以上四種方案后，此次設(shè)計(jì)采用第四種方案。用于在供水控制器的控制下完成對水泵的切換、手/自動切換等。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。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。由此，產(chǎn)生了可編程控制器，它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)，用面向控制過程、面向用戶的簡單編程語句，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，是簡單易懂，操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制器，是當(dāng)代工業(yè)自動化的主要支柱之一。(6）維修工作量小，維修方便 ，體積小，能耗低。一般說來，由機(jī)械系統(tǒng)（含電動機(jī)）慣量積蓄的能量比電容能儲存的能量大，需要快速制動時(shí)，可用由逆變流器向電源反饋或設(shè)置制動回路（開關(guān)和電阻）把再生功率消耗掉，以免直流電路電壓上升。(3）再生過電壓保護(hù)采用逆變器使電動機(jī)快速減速時(shí)，由于再生功率直流電路電壓將升高，有時(shí)超過容許值。變頻恒壓供水系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)節(jié)能：變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備使整個(gè)供水系統(tǒng)始終保持最優(yōu)工作狀態(tài)節(jié)電率可達(dá)35%—60% ，這一特點(diǎn)已被廣大用戶所認(rèn)識并帶來效益(2)占地面積小，投人少，效率高：設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊占地面積少維護(hù)方便維護(hù)費(fèi)用低投資省安裝快如僅供幾棟居民樓生活用水的小型供水設(shè)備在樓梯間樓梯下幾平方米的地方即可安裝(3)配置靈活，功能齊全，自動化程度高。利用I動作消除偏差作用和用D動作抑制振蕩作用，在結(jié)合P動作就構(gòu)成了PID控制，本系統(tǒng)就是采用了這種方式。 壓力傳感器的接線圖 元器件選擇水泵電機(jī)：MMM3選用小型號為40250，,。按下SB10手動啟動變頻器。 手動部分按下手動起動按鈕SB10，手動起動變頻器。 自動部分調(diào)試手動部分的調(diào)試一般是出現(xiàn)故障的時(shí)候進(jìn)行的，此過程比較簡單，分步調(diào)試，在此過程的時(shí)候應(yīng)該注意安全，接入必要的元件進(jìn)行保護(hù)，和電氣互鎖元件。 感謝電信系的全體老師對我的培養(yǎng)，向他們表示誠摯的謝意和崇高的敬意。在通常的城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水中，基本上都是靠供水站的電動機(jī)帶動離心水泵，產(chǎn)生壓力使管網(wǎng)中的自來水流動，把供水管網(wǎng)中的自來水送給用戶。且由于是二次供水，不能保證供水質(zhì)的安全與可靠性。~（第11周）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告，準(zhǔn)備答辯。長沙學(xué)院20 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱教師評閱表系（部）： 電子與通信工程系 學(xué)生姓名**學(xué) 號**班 級**專 業(yè)電氣工程及其自動化評閱教師姓名**課 題基于PLC的住宅小區(qū)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)評語：（對論文學(xué)術(shù)評語。本設(shè)計(jì)采用手動運(yùn)行和自動運(yùn)行相結(jié)合的設(shè)計(jì)思想。~(第2周)調(diào)研，設(shè)計(jì)方案論證?；赑LC變頻恒壓技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可靠的控制方式，在風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)等高能耗設(shè)備上廣泛應(yīng)用。~（第4周）設(shè)計(jì)方案論證，設(shè)計(jì)主電路原理圖和系統(tǒng)流程圖，PLC I/O接線圖等。硅平膜片上的擴(kuò)散電阻通常構(gòu)成橋式測量電路，相對的橋臂電阻是對稱布置的，電阻變化時(shí)，電橋輸出電壓與膜片所受壓力成對應(yīng)關(guān)系。如果按鈕SB9沒按，則使用自動運(yùn)行模式。如果按鈕SB9沒按，則使用自動運(yùn)行模式。如果是手動運(yùn)行模式則進(jìn)行手動操作，人們根據(jù)自己的需要操作相應(yīng)的按鈕，系統(tǒng)根據(jù)按鈕執(zhí)行相應(yīng)操作。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本系統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器內(nèi)置于變頻器中。對有積分元件的負(fù)載系統(tǒng)可以單獨(dú)使用P動作控制。(1）防止失速過電流急加速時(shí)，如果異步電動機(jī)跟蹤遲緩，則過電流保護(hù)電路動作，運(yùn)轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行（失速）。保護(hù)電路檢測主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。可用兩組晶體管交流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)[6]。在發(fā)達(dá)的工業(yè)化國家，可編程控制器已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，其應(yīng)用已擴(kuò)展到樓宇自動化、家庭自動化、商業(yè)、公用事業(yè)、測試設(shè)備和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。KM0,KM2,KM4分別控制電動機(jī)M1，M2，M3工頻運(yùn)行。盡管通用變頻器的頻率都可以在0400Hz范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，但當(dāng)它用在供水系統(tǒng)中，其頻率調(diào)節(jié)的范圍是有限的，不可能無限地增大和減小。變頻器根據(jù)頻率給定信號及預(yù)先設(shè)定好的加速時(shí)間控制水泵的轉(zhuǎn)速以保證水壓保持在壓力設(shè)定值的上、下限范圍之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)恒壓控制。(3)控制系統(tǒng)供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系統(tǒng))、變頻器和電控設(shè)備三個(gè)部分。所以，在變頻調(diào)速恒壓給水控制設(shè)備中，PID控制信號的產(chǎn)生和輸出就成為降低給水設(shè)備成本的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過水泵加壓后，必須恒壓供給每一個(gè)用戶。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。有的采用單片機(jī)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。我國泵站的特點(diǎn)是數(shù)量大、范圍廣、類型多、發(fā)展速度快，在工程規(guī)模上也有一定水平，但由于設(shè)計(jì)中忽視動能經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)以及機(jī)電產(chǎn)品類型和質(zhì)量上存在的一些問題等等原因，致使在技術(shù)水平、工程標(biāo)準(zhǔn)以及經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)等方面與國外先進(jìn)水平相比，還有一定的差距。而變頻恒壓供水在系統(tǒng)用水量下降時(shí)可無級調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使供水壓力與系統(tǒng)所需水壓大致相等，這樣就節(jié)省了許多電能，同時(shí)變頻器對水泵采用軟啟動，啟動時(shí)沖擊電流小，