旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-09-30 20:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，將使供水實現(xiàn)節(jié)能和節(jié)省人力，最終達(dá)到高效率的供水的目的。 本設(shè)計的任務(wù)是在原有供水不變的基礎(chǔ)上配備 PLC 和變頻器等現(xiàn)今運(yùn)用最為廣泛的先進(jìn)技術(shù)，在用水需求量改變時，變送器根據(jù)管網(wǎng)壓力，把數(shù)值傳送給 PLC， PLC 經(jīng)過 PID運(yùn)算與設(shè)定值進(jìn)行對比，來增減或調(diào)整電機(jī)投運(yùn)臺數(shù)和轉(zhuǎn)速，從而能達(dá)到智能供水的目的。設(shè)計中給出詳細(xì)的設(shè)計方案，及方案設(shè)計的數(shù)據(jù)、 PLC 程序、外部線路連接圖和硬件的選型。 系統(tǒng)控制要求： 對三臺變頻泵根據(jù)反饋值進(jìn)行控制，及加減泵或改變 單臺泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。 在用水量相對較少的時間段采用輔佐泵供水，停止其他水泵工作。 可手動 /自動兩個檔位相互切換，相互間互不干擾。 旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計 6 第二章 系統(tǒng)的方案 選擇 系統(tǒng)控制方案選擇 目前普遍而言小區(qū)供水主要采用水泵、水塔、高位水箱等，這些供水方式存在著嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。比如水泵，就是直接用水泵把水源輸送到用戶單元，此方法操作簡單，但是非常繁瑣。每次用水都必須去開啟水泵。 水塔，就是先用水泵把水抽到高處，然后利用水的壓力供水，和直接用水泵供水有了進(jìn)一步提高。但是這種方法把水經(jīng)過兩次輸送。輸送過程中 不可避免的造成二次污染，影響居民健康。所以這種方法不可取。 高位水箱 —— 采取這種方法不但達(dá)到了高層樓房用戶不因城市水管壓力減小而用不到水的目標(biāo)，也盡量避免了水源的二次污染?？伤耐顿Y成本價高。居民負(fù)擔(dān)加重，所以不可取。 綜合上述方案，恒壓供水系統(tǒng)就凸現(xiàn)而出。結(jié)合小區(qū)用水特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，恒壓供水就是不二的選擇。下面就具體介紹一下此系統(tǒng)。 系統(tǒng)的控制方式如圖 21 恒壓供水控制系統(tǒng)總圖。 系統(tǒng)由 PLC 作為主站，變頻器、觸摸屏作從站組成。觸摸屏上可顯示系統(tǒng)當(dāng)前的工作情況和各項數(shù)值，也可進(jìn)行簡單的數(shù) 字量操作，如手動控制時進(jìn)行各泵的手動開關(guān)控制 (詳細(xì)信息見第七章 )。變頻器只作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它與 PLC 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以及反饋信息給 PLC。在控制系統(tǒng)中還有變送器，它只進(jìn)行模擬量傳輸，反饋各管路壓力當(dāng)前值。 圖 21 恒壓供水控制系統(tǒng)總圖 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計 7 從水泵的工作效率 不是變頻供水的水泵功率不隨供水需求變化而變化。我們來做個計算：以一臺 1KW 的水泵電機(jī)工作 12 小時。不變頻時需用電 12KWh。變頻調(diào)速供水除 12 小時都是需求量大則為 12KWh，但 12 小時不可能全是用水高峰期，所以在一些用水相對較少 的時候，變頻調(diào)速就體現(xiàn)出來了。 從電機(jī)的使用壽命看 水泵電機(jī)如果都是在沒有保護(hù)的狀態(tài)下啟動停機(jī)，在啟動過程中由于電機(jī)加速過程十分急劇，這樣很容易產(chǎn)生“水錘”效應(yīng)?！八N效應(yīng)”極具破壞性，壓強(qiáng)過高，將引起管子爆裂；反之，壓強(qiáng)過低有會導(dǎo)致管子的癟塌。此外，“水錘效應(yīng)”還可能損壞閥門或其他元部件。這對電機(jī)的使用壽命有嚴(yán)重的影響。而采用變頻器調(diào)速后，可以通過對電機(jī)啟動時間上控制來延長啟動時間，使電機(jī)加速時間延長。在停機(jī)過程中，同樣可以對電機(jī)降速時間延長，從而徹底消除“水錘效應(yīng)”。在 停機(jī) 過程中，由于采用延長加速減速時間，使得水泵葉片承受壓力減??；軸承磨損減小。所以，采用了變頻調(diào)速以后，水泵 電機(jī)的 壽命將大大延長。 第 三 章 系統(tǒng) 控制回路設(shè)計 在設(shè)計主電路時，采取電機(jī)啟動保護(hù)器 QM 來保護(hù)電機(jī)。電機(jī)啟停均有 PLC 控制，在電機(jī)變頻調(diào)速時，同時接通變頻器和變頻電機(jī)，根據(jù)水壓進(jìn)行變頻調(diào)速或增泵減泵處理。系統(tǒng)詳細(xì)控制見 附錄 2《 電氣原理圖》。 控制電路是控制系統(tǒng)的大腦，它操控著控制系統(tǒng)的所有動作機(jī)信號處理。在設(shè)計上因?qū)δ承┎荒芡瑫r接通的電路部分進(jìn)行雙重互鎖 (即機(jī)械與 電氣互鎖 )，以保證電路的正常運(yùn)行。在模擬量處理中，為此加上了 A/A1 安全隔離柵，以保證模擬信號的準(zhǔn)確安全傳輸。具體接線圖見 附錄 2《電氣原理圖》。 旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計 8 其他回路設(shè)計 在電路設(shè)計中，常常一個主電路很難完成系統(tǒng)的控制，所以在設(shè)計中添加了輔助回路。輔助回路在系統(tǒng)中作輔助用，但又不能缺少。輔助回路包括一個控制變壓器和兩個電源開關(guān)。變壓器輸出的電壓為 220V，供控制電路使用；兩個開關(guān)電源分別供給 PLC 輸入輸出和模擬量回路。詳細(xì)的分配見 附錄 2《電氣原理圖》。 第 四 章 元器件的選 型 選型 PLC 具有 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 、 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) 、 易學(xué)易用 、 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 、 體積小，重量輕，能耗低 等特點(diǎn)。 在本設(shè)計中，需 13 點(diǎn)輸入， 15 點(diǎn)輸出。西門子 PLCcpu224(14DI/10DO)，輸入點(diǎn)滿足要求，輸出點(diǎn)不滿足； cpu226(24DI/16DO)輸入輸出都能滿足要求。故 此次設(shè)計選擇 西門子PLCcpu226(24DI/16DO)。 變頻器是利用 電力 半導(dǎo)體器件的通斷作用 將工頻 電源變換為另 一頻率 的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機(jī)的軟起動 、變頻調(diào)速 、提高運(yùn) 轉(zhuǎn)精度、 改變功率因素、過流 /過壓 /過載保護(hù)等功能 。 本次設(shè)計中選選用斯耐德 ATV21 風(fēng)機(jī)泵用變頻器。此系列有可變轉(zhuǎn)矩泵和風(fēng)機(jī)應(yīng)用鎖必需的所有功能： PI 調(diào)節(jié)器，預(yù)置 PI；自動重啟動，可在運(yùn)行時恢復(fù)；變頻跳躍；過載檢測與欠載檢測等功能（具體說明及參數(shù)設(shè)置可見 ATV21 用戶手冊）。 設(shè)計中有壓力模擬量的運(yùn)算，按要求有四個模擬量輸入， 而對變頻器要進(jìn)行輸出控制，所以需要一位輸出。 故 選擇西門子 EM235 模擬量模塊。 壓力 變送器 的選 型 為了使供水系統(tǒng)更加準(zhǔn)確的完成供水任務(wù)，在選擇壓力變送器就變的十分重要。經(jīng)過各麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計 9 品牌之間的對比，這里選擇羅斯蒙特壓力變送器。 觸摸屏的 選型 因為各種品牌的觸摸屏一般都有自己的軟件，在選擇上有一定的限制。本次設(shè)計選擇昆侖通態(tài)研發(fā)的人機(jī)界面 TPC7062K。本次軟件為組態(tài)軟件。 電氣元件表根據(jù)電氣原理圖進(jìn)行選擇 ，詳細(xì)資料見表 41 硬件 明細(xì) 表 ： 序號 名 稱 代 號 1 主斷路器 QF1 2 控制變壓器斷路器 QF2 3 一號泵電機(jī)保護(hù)啟動器 QM1 4 二號泵電機(jī)保護(hù)啟動器
法律信息相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1