【導(dǎo)讀】生壓力使管網(wǎng)中的自來水流動(dòng)，把供水管網(wǎng)中的水送給用戶。但供水泵供水的同。定運(yùn)行的同時(shí)，降低能耗，將具有重要經(jīng)濟(jì)意義。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)的可靠性。出高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)供水廠復(fù)雜的恒壓供水系統(tǒng)。狀態(tài)，爆損現(xiàn)象嚴(yán)重，電機(jī)硬起動(dòng)易產(chǎn)生水錘效應(yīng)，破壞性大，目前較少采用。占地面積打，維護(hù)不方便，水泵電機(jī)為。硬啟動(dòng)，啟動(dòng)電流大等缺點(diǎn)，頻繁起動(dòng)易損壞聯(lián)軸器，目前主要應(yīng)用于高層建筑。大，而且為減少水泵起動(dòng)次數(shù)，停泵壓力往往比較高，致使水泵再低效段工作，而出水壓力無謂的增高，也使浪費(fèi)加大，從而限制了其發(fā)展。的平均扭矩和磨損減小，減少了維修量和維修費(fèi)用，并且水泵的壽命大大提高；防止了很多傳染疾病的傳染源頭；推出的直接轉(zhuǎn)矩控制通用變頻器，目前已成為其個(gè)系列通用變頻器的核心技術(shù)。三是能減少水泵、電機(jī)自身的機(jī)械沖擊損耗。

　　

【正文】 35 按下 SB6,斷開 KM4，在 10 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動(dòng) M3 在變頻電源下運(yùn)行。 按下 SB1,斷開 KM1，在 10 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動(dòng) M1 在工頻電源下運(yùn)行。 按下 SB3,斷開 KM3，在 10 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動(dòng) M2 在工頻電源下運(yùn)行。 按下 SB5,斷開 KM5，在 10 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動(dòng) M3 在工頻電源下運(yùn)行。 （ 3） 公用部分 當(dāng)熱繼電器斷開系統(tǒng)報(bào)警。 36 電機(jī)只能在一種頻率下運(yùn)行，當(dāng)電機(jī)工頻 /變頻同時(shí)打開時(shí)將發(fā)出警報(bào)且電機(jī)停止運(yùn)行。 輔助繼電器 M1,M2,M3,? M9 依次控制輸出繼電器 Y0,Y1,Y2,? Y10 37 按下停止按鈕，所有泵停止運(yùn)行。 第 五 章 系統(tǒng)調(diào)試 38 變頻器關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)定 運(yùn)用變頻器加減速時(shí)間 —加速時(shí)間就是輸出頻率從 0 上升到最大頻率所需時(shí)間，減速時(shí)間是從最大頻率下降到 0 所需時(shí)間。通常頻率下降到 0 所需時(shí)間。通常用頻率設(shè)定信號上升、下降來確定加減速時(shí)間。在電動(dòng)機(jī)加速時(shí)須限制頻率設(shè)定的上升率以防止過電流，減速時(shí)則限制下降率以防止過電壓。 加速時(shí)間設(shè)定要求；將加速電流限制在變頻器過電流容量以下，不使過流失速而引起變頻器跳閘；減速時(shí)間設(shè)定要點(diǎn)是；防止平滑電路電壓過大，不使再生過壓失速而使變頻器跳閘。減速時(shí)間設(shè)定要點(diǎn)是；防止平滑電路電壓過大，不使再生過壓失速而使變頻器跳閘。加減速時(shí)間可根據(jù)負(fù)載計(jì)算出來，但在調(diào)試中常采取按負(fù)載和經(jīng)驗(yàn)先預(yù)定較長加減速時(shí)間，通過起、停電動(dòng)機(jī)觀察有無過電流、過電壓報(bào)警；然后將加減速設(shè)定時(shí)間逐漸縮短，以運(yùn)轉(zhuǎn)中不發(fā)生報(bào)警為原則，重復(fù)操作幾次，便可確定出最佳的加減速時(shí)間。 PLC 的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)調(diào)試 （一） (1)對 四 臺 供水系統(tǒng) 進(jìn)行 PLC 自動(dòng)控制改造，實(shí)現(xiàn) 供水 的遠(yuǎn)程控制和生產(chǎn)設(shè)備的集中控制。 (2)在改造原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將 供水系統(tǒng) 電機(jī)的直接啟動(dòng)控制方式改為變頻控制，減小對系統(tǒng)電網(wǎng)的沖擊和節(jié)約能源。 (3)制定具體實(shí)施的控制方式、設(shè)備啟停步驟、軟件功能、通訊方式、功能擴(kuò)充、報(bào)警系統(tǒng)（故障診斷、顯示、排除）。 (4)采用相應(yīng)的控制算法，實(shí)現(xiàn)供氣的恒定，提高供氣質(zhì)量和效率，保證 供水系統(tǒng) 的安全 供水 。 （二）系統(tǒng)控制功能要求如下： (1)實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮操作生產(chǎn)自動(dòng)化； (2)實(shí)現(xiàn)設(shè)備順序控制，減少 供水 起、停 時(shí)間，并對各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢測，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的故障自動(dòng)診斷和保護(hù)，從而提高生產(chǎn)效率； (3)實(shí)現(xiàn) 供水 組的自動(dòng)控制，這主要包括：單臺 供水系統(tǒng) 的自動(dòng)啟停， 電 機(jī)組的順序啟?？刂?，空壓機(jī)組的集中控制和保護(hù)，提高生產(chǎn)效率； (4)增強(qiáng)軟、硬件功能，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性和可靠性，并具有一定的先進(jìn)性和代表性。 （三）集控系統(tǒng)要求如下： 集控系統(tǒng)的基本功能 1) 系統(tǒng)的控制方式 為方便靈活地對所有設(shè)備進(jìn)行控制，主要工藝流程設(shè)備的運(yùn)行采用五種控制方式： 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制：由集控室 開啟 設(shè)備起、 關(guān)閉 命令， 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場相關(guān)設(shè)備的按流程變頻恒壓供水 控制； 遠(yuǎn)程單遙控：由集控室發(fā)出單臺設(shè)備起、 關(guān)閉 命令，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間單 個(gè) 切換運(yùn)行，用于特殊設(shè)備的單 個(gè) 起、 關(guān)閉 控制； 39 緊急 關(guān)閉 ：當(dāng)現(xiàn)場或集控室出現(xiàn)故障，需要立即對分系統(tǒng)停車 關(guān)閉 時(shí)，由程序或現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)緊急停車控制，在現(xiàn)場操作與在集控室操作 PLC 的執(zhí)行是等價(jià)的。需在集控室進(jìn)行復(fù)位后才能重新 開啟 。 2)集控系統(tǒng)的順序啟、?？刂撇襟E 開啟 前的操作 a、控制方式選擇：集控方式下， PLC 執(zhí)行用戶程序的全部控制功能。單 個(gè) 方式下， PLC 僅執(zhí)行模擬顯示功能。 b、流程選擇：當(dāng)選定自動(dòng) 控制流程后， PLC 將檢測有關(guān)輸入狀態(tài)，判斷參與該流程控制的 恒壓供水系統(tǒng) ，設(shè)備工作方式，以及保護(hù)點(diǎn)狀態(tài)等是否滿足 開啟 條件，若條件具備，則先發(fā)出信號 “系統(tǒng)準(zhǔn)備 開啟 ”。否則將對所檢測出的故障點(diǎn)，作出多方位報(bào)警。 c、遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備：對不需參予時(shí)序起動(dòng)，或難以進(jìn)入順序 開啟 過程的設(shè)備，可以在開啟 前按閉鎖關(guān)系遠(yuǎn)動(dòng)控制起動(dòng)該設(shè)備。 開啟 過程控制 a、當(dāng)前述指令操作完畢，系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，發(fā)出 開啟 指令，所選 PLC 變頻恒壓供水系統(tǒng) 在指定的 開啟 方式下進(jìn)入 供水 控制過程。 b、在 供水 過程中出現(xiàn)故障時(shí)， 供水 指令自動(dòng)撤除并報(bào)警，已起設(shè)備保 持運(yùn)行，在短時(shí)間排除故障后，可從故障設(shè)備繼續(xù)起車；否則可全部停車。 c、對 供水 過程的時(shí)間累計(jì)并顯示。 系統(tǒng)運(yùn)行的閉鎖控制 a、在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)閉鎖保護(hù)、報(bào)警。 b、對系統(tǒng)有效工作時(shí)間自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，顯示。 c、對各種保護(hù)、運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)檢測。 供水 過程控制 a、當(dāng)系統(tǒng)對任一流程 供水 停車指令后， PLC 將按用戶程序完成停車功能控制。 b、對 供水 過程累計(jì)時(shí)間及總停車時(shí)間顯示。 3)故障報(bào)警系統(tǒng) ，能根據(jù)閉瑣關(guān)系控制設(shè)備 供水 ，并在監(jiān)控操作站上顯示故障原因。 ：現(xiàn)場使用電笛報(bào)警、集控室內(nèi)使用語音報(bào)警，并能夠即時(shí)顯示報(bào)警清單。 如圖 。 40 圖 第六章 結(jié)束語 本論文研究的是變頻恒壓供水系統(tǒng)。 恒壓供水系統(tǒng)以 PLC和變頻器為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助于 PLC強(qiáng)大而靈活的控制功能和內(nèi)置 PID的變頻器優(yōu)良的變頻調(diào)速性能，實(shí)現(xiàn)了恒壓供水的控制。該系統(tǒng)采用 PCL控制變頻器進(jìn)行 PID調(diào)節(jié)，按實(shí) 41 際需要隨意設(shè)定壓力給定值，根據(jù)壓差調(diào)整水泵的工作情況，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，使給水泵始終在高效率下運(yùn)行，在啟動(dòng)時(shí)壓力波動(dòng)小，可控制在給定值的 5%范圍內(nèi)。 恒壓供水在日常生活中非常重要，基于 PLC 和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的生活恒壓供水控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。 因?qū)崿F(xiàn)了恒壓自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，節(jié)省了人力，提高了供水質(zhì)量，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)無人值班，節(jié)約管理費(fèi)用。對整個(gè)供水過程來說，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好，管理人員可根據(jù)每個(gè)季節(jié)的用水情況，選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了用水，而且節(jié)約了電能，達(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制 該系統(tǒng)由一臺變頻器拖動(dòng)四臺水泵電機(jī)變頻、工頻運(yùn)行；水位傳感器采集水池水位信號經(jīng) PID 處理傳送給變頻器，變頻器根據(jù)水位高低調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，改變水泵性能曲線來實(shí)現(xiàn)水泵的流量調(diào)節(jié)，保證管網(wǎng)壓力恒定。 目前在國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)中，對于能適應(yīng)不同的用水場合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時(shí)兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性 (EMC)的變頻但壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制的研究還是不夠的。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。 恒壓供水系統(tǒng)在水廠和一些工廠生產(chǎn)中都有應(yīng)用，可能在具體的控制目標(biāo)上和控制方式上有一定的區(qū)別，但是對于多個(gè)用于保持管路壓力 的電機(jī)控制要求是基本相同的。本文在分析和比較了供水行業(yè)的控制系統(tǒng)的歷史、發(fā)展和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國中小城市、城鎮(zhèn)供水站的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了以西門子 S7300 系列 PLC 和變頻器調(diào)速技術(shù)為核心的智能供水控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一臺變頻器拖動(dòng)四臺水泵電機(jī)變頻、工頻運(yùn)行；水位傳感器采集水池水位信號經(jīng) PID 處理傳送給變頻器，變頻器根據(jù)水位高低調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，改變水泵性能曲線來實(shí)現(xiàn)水泵的流量調(diào)節(jié)，保證管網(wǎng)壓力恒定。 由于時(shí)間倉促和本人水平有限，在本次設(shè)計(jì)中難免存在錯(cuò)誤和疏漏的地方，敬請審閱老師批評指正！ 致 謝 我認(rèn)真地學(xué)習(xí)專業(yè)課程基礎(chǔ)知識，具有一定的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)和獨(dú)立設(shè)計(jì)能 42 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)，我雖然很努力地去完成，但還是感到力不從心，因而這次在深度和廣度上都有一定的局限性。不過，我通過這次學(xué)習(xí) 提高了知識，學(xué)到了新的東西。所以我要感謝所有的老師，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，我感到自己樹立了正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。我還要向在我論文傾注了大量心血和提供了許多幫助的各位老師和同學(xué)表示深深的敬意和感謝。 在本次設(shè)計(jì)中，我要真誠的感謝滿海波老師給予我的指導(dǎo)， 在設(shè)計(jì)過程中老師嚴(yán)格督促我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)展，及時(shí)的幫助我解決我在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的各種問題和困難。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中一直對我嚴(yán)格要求，給我耐心指導(dǎo)和講解，并為我提供各種相關(guān)資料，在滿海波老師的幫助和指導(dǎo)下我順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此謹(jǐn)向滿海波老師致以深切的謝意！ 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我同樣還得到了電氣系其他老師的幫助和指導(dǎo)，各位老師在工作上一絲不茍的精神和踏實(shí)的生活態(tài)度， 更是值得我學(xué)習(xí)。 感謝評閱和閱讀本文的老師為此付出的辛勤勞動(dòng)！ 參考文獻(xiàn) [1]廖常初 .PLC 編程及應(yīng)用 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. 43 [2]吳忠智，吳加林。變頻器應(yīng)用手冊 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. 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