【正文】 適當(dāng)調(diào)整 限位環(huán)即可改變上下限干簧節(jié)點(diǎn)的距離，從而實現(xiàn)了對不同水位的自動控制。目前， XSC9 系列 30 段可編程序控制器提供16080 ， 80160 ， 9696 ， 9648 ， 4896 五種尺寸，具有 3 點(diǎn)報警，多種輸入、輸出信號，可選變送、通訊、外供電功能。該控制器基于我公司產(chǎn)品序列中的 XSC5 系列智能PID 調(diào)節(jié)儀，其操作、接線方式與 XSC5 兼容。 最后選擇 SWPTX20 R1FA5E5R 陶瓷壓阻變送 器 ,測量范圍為 0~，工作電壓直流24V，選擇的調(diào)節(jié)器可以給壓力變送器提供工作電源。 級間配合：（下級整定值大于上級整定值的 50%~60%，線路的過載保護(hù)一般作為下級線路過電流保護(hù)的后備保護(hù)） 所選斷路器高 402，寬 109，厚 142。其中配電用斷路器在配電網(wǎng)絡(luò)中用來分配電能和線路及電源設(shè)備的過載，短路及欠電壓保護(hù)。 KA7 需要 3NO， 2NC，故選擇 JZC331E，然后再添加輔助觸頭 F302E（ 2 個 NC）。 根據(jù)常開常閉觸點(diǎn)的數(shù)目選擇 KA1 到 KA3 需要 2NO,1NC； KA4 到 KA6 需要 1NO， 1NC； KA81 需要 NO； KA11 到 KA13 需要 1NO KA15 和 KA16 需要 2NO，故都選擇 JZC331E，三常開一常閉。 由熱元件的額定電流調(diào)節(jié)范圍選定調(diào)節(jié)范圍在 1725A 之間的 JRS425 322 dR, 即額定工作電流為 25A 原件外形和尺寸如下 時間繼電器 GSTR1E 系列電子式時間繼電器是一種新穎的時間繼電器，它除了具有延時精度高，延時范圍寬等特點(diǎn)。 共 35 頁 第 23 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 水泵的負(fù)載屬于 AC3 類的負(fù)載， GSC30995 AC 接觸器較適合，它主要用于交流 50HZ，額定工作電壓至 660V，在 AC3 使用類別下額定工作電壓為 380V 時額定工作電流為 995A的電 路中，供遠(yuǎn)距離接通和分段電路及頻繁啟動，控制交流電動機(jī)。 要求的最大流量是 55立方米 /小時，揚(yáng)程 68 米 所需功率計算公式， tghvP /?? ， 其中 ? 為水的密度， g 為重力加速度， h 為揚(yáng)程， t 用來換算單位， 1 小時 =3600 秒。 電機(jī)功率為 11KW，電 源供電為三相 380V，水泵專用變頻器，故查產(chǎn)品手冊選擇變頻器EDS20204T0110P/B,此變頻器具有外接頻率表顯示端口 D0，可以用接觸器來控制變頻器的起停，用 PWD 正轉(zhuǎn) /停止端口實現(xiàn)。 ⑶變頻器 ： 變頻器出故障的時候，在變頻器報警輸出口接報 警指示燈 ，將變頻器報警的常開觸點(diǎn)接到控制電路里去，若出現(xiàn)故障 會接通繼電器 KA7，會控制正在運(yùn)行的電動機(jī)停機(jī)。 故障報警時，有操作人員按復(fù)位按鈕停掉報警鈴聲，打手動檔，用非故障泵繼續(xù)進(jìn)行供水，并對故障泵進(jìn)行維修。 如圖 保護(hù)和報警系統(tǒng) ⑴主電路 三相總供電電路上設(shè)置一總空開，每一臺電機(jī)設(shè)一空開。 也有可能壓力上限來的時候并沒有達(dá)到最大的供水狀態(tài)，比如 M1 工頻， M2 變頻， KM2 共 35 頁 第 18 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 為接通 KA4 做好準(zhǔn)備，則停泵時只會接通 KA4,斷開 KM2， KM3 照樣繼續(xù)運(yùn)行。 ⑶停機(jī) 若供水量需求降低，管網(wǎng)壓力上升，頻率 下降，到達(dá)了壓力上限，需要停泵處理。這時 KM1 不帶電， KM3帶電， KM3 的常閉為接通 KA15 和 KA2 做好了準(zhǔn)備，壓力下限信號再次來到，經(jīng) 5S 的延時再次接通 KA9， KA9 常開閉合， KA2 的線圈得電， KA2 的常閉斷開，也就使 KM3 失電，斷開了M2 的變頻運(yùn)行。停機(jī)時按停機(jī)泵，各臺泵之間沒有互鎖，由值班人員自由控制起停 自動運(yùn)行 ⑴壓力信號與頻率信號的關(guān)系 設(shè)置一個總開關(guān)，按下后先啟動一號泵變頻，因為只有先達(dá)到頻率上限才有可能達(dá)到壓力下限，若達(dá)到壓力下限頻率上限肯定就已經(jīng)滿足了，頻率上限是壓力下限的必要條件，所以由壓力下限信號控制泵啟動即可。隨用水流量增大，其余各并聯(lián)泵均按上述相同方式投入。 變頻供水模式通常叫做恒壓變量循環(huán)狀啟動并先開先停工作模式。反之，因為用水量小，供水相對過剩時壓力大，如果 H 大于 H0時， 控制器則發(fā)送降低水泵轉(zhuǎn)速的控制信號。 MX: 第 n1采樣時刻的積分項 (積分項前值 )。 PVn1: 第 n1 采樣時刻的過程變量值 。 :第 n采樣時刻的微分項值 。 KD: 微分項的比例常數(shù)。 en: 在第 n采樣時刻的偏差值 。 共 35 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ KD: 微分項的比例常數(shù)。 en: 在第 n采樣時刻的偏差值 。 e: PID回路的偏差 (給定值與過程變量之差 ) 。這就是說，在控制器中僅引入 “ 比例 ” 項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是 “ 微分項 ” ，它能預(yù)測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例 +微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被 控量的嚴(yán)重超調(diào)。 微分（ D）控制 ： 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差 的變化率）成正比關(guān)系。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入 “ 積分項 ” 。其控制器的輸出與輸入誤差信號 共 35 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 成比例關(guān)系。即當(dāng)我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用 PID 控制技術(shù)。在變頻器恒壓供水系統(tǒng)中，執(zhí)行設(shè)備就是變頻器。 工頻變頻切換與變頻器工作的時序的關(guān)系 為了避免變頻器在沒有負(fù)載時依然有輸出，在變 頻和工頻的切換過程中，變頻器可以在適合的時候關(guān)閉，所用變頻器有一個 端子由繼電器的常開觸點(diǎn)控制，比如從一號機(jī)的變頻傳工頻再切換二號機(jī)的變頻時，要求先斷開接觸器常閉觸點(diǎn)，關(guān)閉變頻器輸出，然后通過 KM1斷開一號電機(jī)的變頻，接通 KM2 啟動工頻，再接通二號機(jī)的變頻，最后才閉合變頻器上的常閉觸點(diǎn)再次啟動變頻器，實現(xiàn)了無擾切換。當(dāng)下次有壓力下限信號來的時候 M3變頻轉(zhuǎn)工頻， M1工頻再次啟動，然后再次運(yùn)行如前。手動狀態(tài)下每個電機(jī)設(shè)置一啟動按鈕，一停機(jī)按鈕自由控制電動機(jī)的起停，每一臺電機(jī)工頻變頻之間有互鎖。 電機(jī)運(yùn)行的控制 三臺電機(jī)分別為 M1， M2， M3。如 TI 公司的 MCS320F240 等 DSP 芯片，以其較高的性能價格比成為了全數(shù)字化交流調(diào)速系統(tǒng)的首選。其高檔型： 8196KB 、8196KC 、 8196MC 等在通用開環(huán)交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用較多。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對數(shù)字化信 息的依賴越來越強(qiáng)。 共 35 頁 第 12 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 整流部分，如圖所示 D1 D2 D3 D4 D5 D6，這六個二極管把三相整流成直流電，小功率變頻器一般直接使用整流二極管整流，某些品牌如西門子， ABB 等歐洲品牌的變頻器， 55KW或以上變頻器則采用半控或全控三相橋式整流； 直流部分，由 C1 C2 R1 R2 組成直流環(huán)節(jié)，主要作用是濾波，使電壓保持穩(wěn)定，以及承擔(dān)整流與逆變部分能量轉(zhuǎn)換； 逆變部分，有 VR1 VR2 VR3 VR4 VR5 VR6 組成逆變電路 ，這六個逆變開關(guān)管有規(guī)律的關(guān)斷與導(dǎo)通，把直流電變成頻率與電壓可調(diào)的交流電 。 QF1， QF2， QF3， QF4分別為三臺水泵電機(jī)和變頻器 的低壓斷路器。三臺電機(jī)分別為 M1， M2， M3。我公司主要采用國際知名品牌變頻器和單片計算機(jī)為產(chǎn)品配套，生產(chǎn)中嚴(yán)格按照 ISO9001:2020規(guī)范進(jìn)行檢驗，整套設(shè)備主要部件使用壽命一般在 10 年以上 .。h ，按每 1kw 一般的說，變頻調(diào)速恒壓供水方式用于生活供水，節(jié)電效率很高，可達(dá) 50% ，用于工業(yè)供水則在 30% ～ 40% 之間。因此在維持水泵壓力恒定的條件下，通過調(diào)整水泵機(jī)組的轉(zhuǎn)速從而調(diào)整水泵的出水量，就可以大大節(jié)約電機(jī)所消耗的功率而達(dá)到節(jié)能的目的。若能保持供水的壓力恒定，可使供水和用水之間保持平衡，從而提高供水的質(zhì)量。 面板上有壓力、頻率、電壓等顯示。 用三臺水泵供水 。當(dāng)?shù)谝患壸冾l泵達(dá)到工頻運(yùn)行時，第二臺備用泵變頻啟動。 如 下 圖為恒壓供水構(gòu)成示意圖 圖中壓力傳感器用于檢測管網(wǎng)中的水壓，常裝設(shè)在泵站的出水口 ，變頻恒壓供水系統(tǒng) 壓力傳感器，把水壓轉(zhuǎn)換成 4～ 20mA 的模擬信號，通過 PID 調(diào)節(jié)器送入變頻器 ，來改變電動水泵轉(zhuǎn)速。 系統(tǒng)工藝流程 采用三臺水泵供水，壓力控制點(diǎn)設(shè)在水泵出口處，按此壓力設(shè)定值變頻調(diào)節(jié)水泵工況是常用方式，這種方式的控制點(diǎn)在給水設(shè)備間里，管理維護(hù)都比較方便。 ⑶ 中央空調(diào)系統(tǒng)。變頻調(diào)速以體積小、重量輕、調(diào)速范圍寬、通用性強(qiáng)、保護(hù)完善、可靠性高，操作方便等優(yōu)點(diǎn)后來者居上，成為交流電動機(jī)調(diào)速技術(shù)的主流，在國民經(jīng)濟(jì)各個部門以及人民生活中都獲得了廣泛應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都非常顯著。 若頻率 上升，則磁通降低，電磁轉(zhuǎn)矩減小，電動機(jī)的過載能力下降 。 共 35 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 本著節(jié)約成本的考慮采用繼電接觸式控制系統(tǒng)，由繼電器 ，接觸器等器件構(gòu)成控制回路包括自動、手動運(yùn)行，多種保護(hù)、顯示等。 3 本課題所需工作 ： 本設(shè)計就是一針對一個建筑 物 的供水系統(tǒng) ， 采用 變頻器、 PID 調(diào)節(jié)器、單片機(jī)、 繼電器等器件的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，實現(xiàn)恒壓供水。這些產(chǎn)品將 PID 調(diào)節(jié)器以及簡易可編程控制器的功 能都綜合進(jìn)變頻器內(nèi)，形成了帶有各種應(yīng)用宏的新型變頻器。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電機(jī)無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。 ⑥手動工須運(yùn)行控制，可以保證設(shè)備的安全連續(xù)運(yùn)行。 對于電機(jī)和水泵來說，由于起動過程平緩，可運(yùn)行在最佳工作狀態(tài)，不再產(chǎn)生 “憋泵 ”現(xiàn)象，運(yùn)行損耗小，發(fā)熱大為降低，從而延長了使用壽命。 ⑶變頻恒壓供水系統(tǒng) 隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用 ， 該技術(shù) 得 以在供水 行