【導(dǎo)讀】第一章課題設(shè)計(jì)任務(wù)及要求·························1. §設(shè)計(jì)主要內(nèi)容······························1. 第二章無(wú)塔供水系統(tǒng)的介紹·························3. §變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)簡(jiǎn)介·················3. §變頻調(diào)速的節(jié)能、調(diào)速原理··················4. §系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案論證························6. §工藝過(guò)程分析······························6. §主電路的設(shè)計(jì)······························10. §控制柜的設(shè)計(jì)······························12. 第四章PLC控制的設(shè)計(jì)·····························14

　　

【正文】 簡(jiǎn)便 ﹡具有多個(gè)繼電器輸出 第 頁(yè) ﹡具有多個(gè)模擬量輸出（ 0 – 20 mA） ﹡ 6 個(gè)帶隔離的數(shù)字輸入，并可切換為 NPN/PNP 接線 ﹡ 2 個(gè)模擬輸入： ① AIN1： 0 – 10 V， 0 – 20 mA 和 – 10 至 +10 V ② AIN2： 0 – 10 V， 0 – 20 mA ﹡ 2 個(gè)模擬輸入可以作為第 7 和第 8 個(gè)數(shù)字輸入 ﹡模塊化設(shè)計(jì)，配置非常靈活 ﹡脈寬調(diào)制的頻率高，因而電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪音低 ﹡詳細(xì)的變頻器狀態(tài)信息和全面的信息功能 ﹡有多種可選件供用戶(hù)選用：用于與 PC通訊的通訊模塊，基本操作面板（ BOP2）和用于進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的 PROFIBUS模塊 ﹡用于水泵和風(fēng)機(jī)控制時(shí)的特點(diǎn)： ① 電動(dòng)機(jī)的分級(jí)控制 ② 節(jié)能控制方式 ③手動(dòng) / 自動(dòng)控制（手動(dòng)操作 / 自動(dòng)操作） ④傳動(dòng)皮帶故障的檢測(cè)（對(duì)水泵無(wú)水空轉(zhuǎn)的檢測(cè)） ⑤ 旁路 二﹑性能特征 ﹡ V / f 控制 ①磁通電流控制（ FCC），改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)和電動(dòng)機(jī)的控制特性 ②多點(diǎn) V/f 控制特性 ﹡快速電流限制（ FCL）功能，避免運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘 ﹡內(nèi)置的直流注入制動(dòng) ﹡復(fù)合制動(dòng)功能改善了制動(dòng)特性 ﹡加速 /減速斜坡特性具有可編程的平滑功能 ① 起始和結(jié)束段帶平滑圓弧 ② 起始和結(jié)束段不帶平滑圓弧 ﹡具有比例，積分和微分（ PID）控制功能的閉環(huán)控制 ﹡各組參數(shù)的設(shè)定值可以相互切換 ① 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)組（ DDS） ② 命令數(shù)據(jù)組和設(shè)定值 信號(hào)源 三﹑保護(hù)特性 ① 過(guò)電壓 / 欠電壓保護(hù) ②變頻器過(guò)熱保護(hù) ③接地故障保護(hù) 第 頁(yè) ④短路保護(hù) ⑤ I2t 電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù) ⑥ PTC/KTY 電動(dòng)機(jī)保護(hù) 167。 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，選擇一種 恒壓供水 專(zhuān)用 壓力傳感器 。 PTP501/502/503/504壓力 傳感器 采用全不銹鋼封焊結(jié)構(gòu)，具有良好的防潮能力及優(yōu)異的介質(zhì)兼容性。廣泛用于工業(yè)設(shè)備、水利、化工、醫(yī)療、電力、空調(diào)、金剛石壓機(jī)、冶金、車(chē)輛制動(dòng)、樓宇供水等壓力測(cè)量與控制。 所以，選擇 PTP501型壓力傳感器。 其主要參數(shù)為： 量 程 : 0～ 1～ 450(MPa) 綜合精度 : %FS、 %FS、 %FS、 %FS 輸出信號(hào) : 4～ 20mA(二線制 )、 0～ 5V、 1～ 5V、 0～ 10V(三線制 ) 供電電壓 : 24DCV(9～ 36DCV) 介質(zhì)溫度 : 20～ 85～ 150℃ 環(huán)境溫度 : 常溫 (20～ 85℃ ) 負(fù)載電阻 : 電流輸出型：最大 800Ω ；電壓輸出型：大于 50KΩ 絕緣電阻 : 大于 2021MΩ (100VDC) 密封等級(jí) : IP65 振動(dòng)影響 : 在機(jī)械振動(dòng)頻率 20Hz～ 1000Hz內(nèi)，輸出 變化小于 %FS 電氣接口 (信號(hào)接口 ): 四芯屏蔽線、四芯航空接插件、緊線螺母 167。 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，選擇 YTY4型液體壓力調(diào)節(jié)器 。 YTY4型液體壓力調(diào)節(jié)器 是閥前式液體壓力調(diào)節(jié)器（即一般所說(shuō)的減壓閥），可控制其前部裝置的壓力為一恒定值，使用該壓力調(diào)節(jié)器要另引氣源。它具有外型美觀，體積?。ㄩy體外徑為 80mm），重量輕（總重為 ） ,耐高壓、抗腐蝕、調(diào)壓準(zhǔn)確、性能可靠，維修方便和使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn) 。 167。 其它器件的選擇 由“馬達(dá)加倍”原理可知 : 第 頁(yè) 主電機(jī)的額定電流： IN=33 2=66A 輔助電機(jī)的額定電流： IN= 2=15A 一﹑熔斷器的選擇： 1．熔斷器的額定電壓必須等于或高于熔斷器安裝處的額定電壓。即： IN（熔斷器）﹥ 380A 2．對(duì)于多臺(tái)并聯(lián)電動(dòng)機(jī)的電路，考慮一般不同時(shí)啟動(dòng)，故熔體電流 Ifu= IN (~)+∑ IN=261A～ 327A 可以選擇： NT3系列 RT163/355型熔斷器 二 ﹑ 斷路器的選擇： 1．過(guò)載保護(hù)動(dòng)作電流整定值等于電動(dòng)機(jī)額定電流： 大電機(jī)的動(dòng)作電流等于 66A。 小電機(jī)的動(dòng)作電流等于 15A。 2. 脫扣器額定電流確定 主電機(jī)： IN=【 *7（籠型異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)作電流整定值） *60）】 /10≈ 63A 可選： DZ20100 IN=63 型 輔助電機(jī)： IN=*7*15/10=≈ 16A 可選： DZ20100 IN=16 型 三 ﹑ 接觸器的選擇： UN 應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的 UN,即 UN＞ 220V. IN 應(yīng)稍大于或等于負(fù)載回路的 IN，因?yàn)楣駜?nèi)安裝，所以：主電機(jī)： IN＞ 2*66＝ 132A 可選 CJ20T150 輔助電機(jī)： IN＞ 2*15＝ 30A 可選 CJ21T40 四﹑熱繼電器的選擇： 主電機(jī)： 熱繼電器整定值為： ～ IN＝ *66~*66＝ A～ 可選 JR16150D/3 輔助電機(jī)： 熱繼電器整定值為： 第 頁(yè) ～ IN＝ *15~*15＝ A ~ A 可選 JR1620D/3 五﹑中間繼電器的選擇： 中間繼電器在繼電接觸器系列電控系 統(tǒng)中主要具有控制電路傳遞與轉(zhuǎn)換信號(hào)，擴(kuò)大控制路數(shù)，將小功率控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為大容量的觸頭控制，擴(kuò)充交流接觸器及其它電器控制作用的功能。所以選擇 JZ11系列中間繼電器 。 六﹑壓力繼電器的選擇： 選擇 PFL8H1型壓力繼電器 PF 型壓力繼電器采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，利用液體壓力信號(hào)，使微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作將微動(dòng)開(kāi)關(guān)所連接的電路切斷或閉合。在電液控制系統(tǒng)中能控制系統(tǒng)程序動(dòng)作或起安全保護(hù)作用。 七﹑溢流閥的選擇： 選擇 AY42H型安全溢流閥 ，它 可用于高壓注水泵站的管路上，作為超壓保護(hù)裝置。 第 頁(yè) 結(jié) 論 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)具有節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。采用 PLC 作為控制器，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無(wú)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(mǎn)足用水要求。通過(guò)采用變頻調(diào)速恒壓控制，可在不同季節(jié)、全天不同時(shí)段內(nèi)有效即時(shí)地調(diào)控水量，這樣在用水量較低時(shí)，大大節(jié)約供水量，減少電耗。在設(shè)定壓力內(nèi)跟隨用水量供水，避免了傳統(tǒng)供水方式的損耗，降低噸水消耗。 由于變量泵工作在變頻工作狀態(tài)，在其運(yùn)行過(guò)程中其轉(zhuǎn)速是由外供水量決定的，故系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可節(jié)約可 觀的電能，其經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的。正因?yàn)榇耍到y(tǒng)具有收回投資快，而長(zhǎng)期受益，其產(chǎn)生的社會(huì)效益也是非常巨大。 在實(shí)際應(yīng)用中，采用 PLC控制恒壓供水，還能容易地隨時(shí)修改控制程序，以改變各元件的工作時(shí)間和工作狀況，滿(mǎn)足不同情況要求。與繼電器或硬件邏輯電路控制系統(tǒng)相比， PLC控制系統(tǒng)具有更大的靈活性和通用性 。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有些許的不足之處，電機(jī)在進(jìn)行工頻﹑變頻轉(zhuǎn)換運(yùn)行時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成波動(dòng)，所以需根據(jù)具體設(shè)計(jì)的小區(qū)需水要求來(lái)選取合適的電機(jī)與水泵。 可以預(yù)期，在不久的將來(lái)，變頻調(diào)速技術(shù)將有一 個(gè) 廣闊的發(fā)展前景。 第 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 李建興 . 可編程控制器應(yīng)用技術(shù) .機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [2] 姚錫祿 . 變頻器控制技術(shù)與應(yīng)用 .福建科學(xué)技術(shù)出版社， 2021 [3] 常曉玲 . 電器控制系統(tǒng)與可編程控制器 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [4] 建設(shè)部建筑設(shè)計(jì)院，龐傳貴，李陸峰 . 建筑工程各類(lèi)水泵電 氣控制圖集 .中國(guó)水利水電出版社， 2021 [5] 張燕賓、胡綱衡、唐瑞球 . 實(shí)用變頻調(diào)速技術(shù)培訓(xùn)教程 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [6] 范永勝、王岷 .《電氣控制與 PLC應(yīng)用》 .第一版 . 中國(guó)電力出版社， 2021 [7] 劉美俊 . 通用變頻器應(yīng)用技術(shù) .福建科學(xué)技術(shù)出版社， 2021 [8] 王廷才，王偉 . 變頻器原理及應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [9] 張燕賓 . SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù) . 第二版 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [10] 張占松、楊宜民、許立梓 . 現(xiàn)代電工手冊(cè) . 廣東科技出版社， 2021 [11] 易泓可 . 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與范例 . 機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [12] 李亞峰、蔣白懿 . 高層建筑給水排水工程 .化學(xué)工業(yè)出版社， 2021. [13] 馬小軍 . 建筑電氣控制技術(shù) .機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [14] 朱林根 . 注冊(cè)電氣工程師設(shè)計(jì)手冊(cè)（建筑電氣部分） .中國(guó)電力出版社， 2021 [15] 陳伯時(shí) .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) [M].第 2版 .機(jī)械工業(yè)出版社 .1992. 第 頁(yè) 致 謝 三年的時(shí)光如白駒過(guò)隙，畢業(yè)設(shè)計(jì)也已接近尾聲，我想借此機(jī)會(huì)對(duì)關(guān)心和支持我的所有人表示感謝！ 三年來(lái)，我認(rèn)真地學(xué)習(xí)了專(zhuān)業(yè)課程基礎(chǔ)知識(shí)，具有一定的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)和獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，由于畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是一種整體性的、系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)，我很努力地在做，但還是感到力不從心，因而這次設(shè)計(jì)在深度和廣度上都有一定的局限性，不過(guò)，我認(rèn)為還 是提高了認(rèn)識(shí)，學(xué)到了東西。所以我要感謝所有的任課老師，是您們的教育和培養(yǎng)，才使我學(xué)有所獲。 大學(xué)生活即將結(jié)束，這一路走來(lái)，有時(shí)荊棘滿(mǎn)地步履維艱，有時(shí)又陽(yáng)光明媚豁然開(kāi)朗，我很感謝何大慶老師在設(shè)計(jì)中的講解和幫助，伴我順利完成大學(xué)里最重要的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)光。另外，在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還得到了同組其他同學(xué)真誠(chéng)幫助，在此一并表示感謝！ 三年的大學(xué)生活，我感到自己樹(shù)立了正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。在此，我將感謝系領(lǐng)導(dǎo)和輔導(dǎo)員張松蘭老師，是他們教會(huì)我做人的道理。還有許多的朋友和同學(xué)在各個(gè)方面給予了我很多的幫助和支持，讓我堅(jiān) 持到了最后。在此我要感謝所有關(guān)心和愛(ài)護(hù)我的人。從現(xiàn)在起，我要進(jìn)入社會(huì)這所更大的大學(xué)去努力奮斗！