【正文】 特別要感謝電氣系 的各位老師尤其是我的指導(dǎo)老師張志榮老師，他勞心勞力，在他 的悉心指導(dǎo)下，我才得以完成畢業(yè)設(shè)計。 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、價值觀。第二冊 . 第二版 . 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2022 [4] 建設(shè)部建筑設(shè)計院，龐傳貴，李陸峰 . 建筑工程各類水泵電氣控制圖集 . 北京：中國水利水電出版社， 2022 [5] 張燕賓，胡綱衡，唐瑞球 . 實用變頻調(diào)速技術(shù)培訓(xùn)教程 . 第一版 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022 [6] 范永勝、王岷 . 編 .《電氣控制與 PLC 應(yīng)用》 .第一版 . 北京： 中國電力出版社， 2022 [7] 劉美俊 . 通用變頻器應(yīng)用技術(shù) . 福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社， 2022 [8]王廷才，王偉 . 變頻器原理及應(yīng)用 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022 [9] 張燕賓 . SPWM 變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù) . 第三版 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022 [10]張占松，楊宜民，許立梓 . 現(xiàn)代電工手冊 . 廣州： 廣東科技出版社， 2022 [11]易泓可 . 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)與范例 . 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2022 [12]李亞峰，蔣白懿 . 高層建筑給水排水工程 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [13]馬小軍 . 建筑電氣控制技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [14]朱林根 . 注冊電氣工程師設(shè)計手冊（建筑電氣部分） .北京：中國電力出版社， 2022 [15]SIEMENS MICRO . MASTER/MIDI MASTER OPERATING INSTRUCTIONS . EDITION . [16]Katsuhiko Control York： Prentice － Hall， 1970 張北泰生花園小區(qū)無塔上水變頻調(diào)速恒壓供水及消防用水電氣設(shè)計 31 致 謝 在即將畢業(yè)之際，畢業(yè)設(shè)計已接近尾聲，我想借此機(jī)會對關(guān)心和支持我的所有人表示感謝！ 四年來，我認(rèn)真地學(xué)習(xí)了專業(yè)課程基礎(chǔ)知識，具有一定的設(shè)計理論基礎(chǔ)和獨(dú)立設(shè)計能力，由于 畢業(yè)設(shè)計的課題是一種整體性的，系統(tǒng)性的設(shè)計，我真的是很努力地在做，但還是感到力不從心，因而這次設(shè)計在深度和廣度上都有一定的局限性，不過，我認(rèn)為還是提高了認(rèn)識，學(xué)到了東西。 張北泰生花園小區(qū)無塔上水變頻調(diào)速恒壓供水及消防用水電氣設(shè)計 30 參 考 文 獻(xiàn) [1] 張燕賓 . 變頻調(diào)速應(yīng)用實踐 . 第一版 . 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2022 [2] 姚錫祿 . 變頻器控制技術(shù)與應(yīng)用 . 第一版 . 福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社， 2022 [3] 核工業(yè)第二研究設(shè)計院 . 給水排水設(shè)計手冊 所有 器件選擇 都要遵循一定的規(guī)范，使我認(rèn)識到任何設(shè)計都要以現(xiàn)行器件為基礎(chǔ)，設(shè)計中出 現(xiàn)了現(xiàn)在沒有的器件，當(dāng)然在現(xiàn)行條件下是不能實現(xiàn)的，不能立即轉(zhuǎn)化為先進(jìn)的生產(chǎn)力。 PLC 控制四臺水泵的手動裝置，遠(yuǎn)傳壓力表采集管網(wǎng)壓力信號，把此信號反饋到變頻器的模擬輸入端 ， 通過變頻器內(nèi)部的 PID 控制器進(jìn)行內(nèi)部調(diào)整，從而輸出適當(dāng)?shù)念l率，調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制水泵電機(jī)的 工頻和變頻之間的切換。 變頻調(diào)速恒壓供水 控制系統(tǒng)由 可編程控制 器 、變頻器、水泵電機(jī)組、 遠(yuǎn)傳壓力表 以及接觸器控制柜等構(gòu)成。分析水泵工況點(diǎn)節(jié)流調(diào)節(jié)和變速調(diào)節(jié)能耗比較圖，可以看出利用變頻調(diào)速實現(xiàn)恒壓供水，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時，流量與轉(zhuǎn)速成正比，功率以轉(zhuǎn)速的三次方下降，與恒速泵供水方式中用閘閥增加阻力的節(jié)流方式相比，在一定程度上可以減少能量損耗，能夠明顯節(jié)能。 A1～ A8電纜選擇 BBLX－ 3 50， Ic＝ 101A B0～ B2電纜選擇 BBLX－ 3 150， Ic＝ 208A C 電纜選擇 BBLX－ 3 95， Ic＝ 163A 張北泰生花園小區(qū)無塔上水變頻調(diào)速恒壓供水及消防用水電氣設(shè)計 27 元件選型后，按元件所在電控 柜分類制成元件明細(xì)表： 元器件目錄表 表 4－ 3 代號 名稱 數(shù)量 規(guī)格型號 備注 PLC 可編程控制器 1 FX2N48M 繼電器輸出型 MF 變頻器 1 SB60P+ 內(nèi)帶有輸出程序 HR1～ HR20 指示燈 15 AD1622 LED 顯示，220VAC,(其中 4個紅色，其余為綠色 ) KT 時間繼電器 1 JZ780 線圈電壓 220VAC KA 中間繼電器 1 JS714 線圈電壓 220VAC KM1,1～ 4KM2,1～ 4KM3, 1～ 4KM4,1～ 4KM5,1～4KM6, 1～ 4KM8,KM11 交流繼電器 26 CJ1040 線圈電壓 220VAC KM9,KM10 交流接觸器 2 CJ105 線圈電壓 220VAC KM12,KM16 交流接觸器 2 CJ10150 線圈電壓 220VAC KM13,KM14,KM15 交流接觸器 3 CJ1060 線圈電壓 220VAC SB5,SB6,SB7,SB9,SB11, SB13,SB15,SB17 啟動按鈕 8 LAY37 綠色 SB1,SB4,SB8,SB10,SB12, SB14,SB16,SB18,SB19 停止按鈕 9 LAY37 紅色 SB2,SB3 停止按鈕 2 LA2511 紅色聯(lián)動按鈕 QF 低壓斷路器 1 DZ10200/33 脫扣電流值為 170A 1～ 3FU1 熔斷器 3 RC1A200 熔體 150A 1～ 3FU2 熔斷器 3 RC1A150 熔體 100A FU3 熔斷器 1 RC1A5 熔體 2A（控制電路） 1～ 4FR1 熱繼電器 4 JR1630/3 根據(jù)電機(jī)額定電 流整定 FR2 熱繼電器 1 JR1645/3 根據(jù)電機(jī)額定電 流整定 張北泰生花園小區(qū)無塔上水變頻調(diào)速恒壓供水及消防用水電氣設(shè)計 28 續(xù)表 4－ 3 M1～ M4 電動機(jī) 4 Y160M2 三相交流異步電動機(jī)（生活泵用） M5 電動機(jī) 1 Y360M— 2 三相交流異步電動機(jī)（消防泵用） SL 液位繼電器 1 HHY11PG 適用于排水供 水， 220VAC SP 遠(yuǎn)傳壓力表 1 YST－ 150 型 A 電流表 1 42L6A HZ 頻率表 1 HB962 型 HBA 電鈴 1 AC220V,d=75mm A1～ A8 三相電線 24 BBLX3*50 IC=101A B0～ B2 三相電線 9 BBLX3*150 IC=208A C 三相電線 3 BBLX3*95 IC=163A 張北泰生花園小區(qū)無塔上水變頻調(diào)速恒壓供水及消防用水電氣設(shè)計 29 全 文 總 結(jié) 本文在分析和比較用于供水行業(yè)的控制系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國中小 城市供水廠的現(xiàn)狀，設(shè)計了一套以變頻調(diào)速技術(shù)為基礎(chǔ)的恒壓供水 自動控制系統(tǒng) 。 其它器件： 電流表只需選用讀數(shù)范圍與線路電流相等即可， 選用 42L6－ A 型電流表； 頻率表只要考慮量程滿足即可。可根據(jù)同時控制的路數(shù)，通或斷選擇觸頭對數(shù)及種類，確定所需型號的按鈕。其中 HL2， HL3， HL10， HL11 為紅色信號燈； HL1，HL4， HL5， HL6， HL7， HL8， HL9， HL12， HL13， HL14， HL15， HL16， HL17， HL18，HL19 選綠色信號燈。 信號燈的選擇： 在電控系統(tǒng)中，經(jīng)常通過信號燈閃亮，告知操作者某種信息。 取系數(shù)為 1，則熱繼電器的整定值分別為 29A， 43A。 熱繼電器得選擇： 本系統(tǒng)中熱繼電器 1～ 4FR1， FR2 是保護(hù)水泵電機(jī)過載和斷相保護(hù)的元件。該時間繼電器額定電 壓為 AC220V，額定張北泰生花園小區(qū)無塔上水變頻調(diào)速恒壓供水及消防用水電氣設(shè)計 26 電流為 5A，延時 ～ 60S。 消防泵電機(jī)得星角啟動控制電路中時間繼電器 KT得電，需用到 1 個常閉觸點(diǎn)，1 個常開觸點(diǎn)。 時間繼電器的選擇： 根據(jù)控制回路所需要的延時方式 （得電延時或斷電延時），觸點(diǎn)數(shù)量以及種類（延時觸點(diǎn)數(shù)量，種類和瞬時動作的觸點(diǎn)數(shù)量和種類）來選擇時間繼電器。 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，擴(kuò)大控制路數(shù)，將小功率控制 信號轉(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。電機(jī)所選用的接觸器主觸頭在主電路中，所以主觸頭通斷負(fù)載額定電壓為被控制線路額定電壓 AC380V，線圈在控制回路中（注意： 在本系統(tǒng)中，控制回路電壓為 AC22V，但有時控制回路也有 AC380V 的電壓 ） ，線圈電壓取 AC220V。 1～ 3FU1 選 RC1A－ 200型； 張北泰生花園小區(qū)無塔上水變頻調(diào)速恒壓供水及消防用水電氣設(shè)計 25 1～ 3FU2 選 RC1A－ 15； FU3 控制電路 RT16－ 32X 低壓斷路器的選擇： 低壓斷路器 QF 是保護(hù)消防電動機(jī)過電流，短路和欠壓電壓的保護(hù)設(shè)備， QF 在電機(jī)主回路中，額定電壓 U 應(yīng)為 AC380V，因電動機(jī)功率 Pe為 22KW， 電機(jī)額定電流為 ： I＝ Pe 1000/U=22*1000/380= QF 的額定電流只要大于 就可正確動作，故選用 DZ10－ 10－ 200/33 型低壓斷路器，其額定電壓為 380V，額定電流為 60A，符合要求。用于保護(hù)電動機(jī)的熔斷器，應(yīng)考慮奪過電動機(jī)啟動電流的影響，一般選熔斷器熔體額定電流應(yīng)為電動機(jī)額定電流的 ～ 倍，對于多臺電動機(jī) Ife》＝ （ ～ ） Imemax＋∑ Ime Ime為多臺中大容量電機(jī)額定電流，∑ Ime 為其余電機(jī)額定電流之和。這種系統(tǒng)用一般的 PLC 均可滿足要求，依據(jù)經(jīng)濟(jì)性原則選擇，三菱系列PLC，型號為： FX2N－ 48M，繼電器輸出型，價格便宜，易于操作，結(jié)構(gòu)小巧，可靠性高 ，適宜于點(diǎn)數(shù)較少的單機(jī)控制場合。 參數(shù)如下：電動機(jī)功率 15KW，額定容量 20KVA，額定電流 30A，電壓 0～ 380V， ～400HZ，過載能力 120％， 1 分鐘，輸入電源三相 380/60HZ。 變頻器選擇： 森蘭 SBG+/P+系列變頻器由高性能數(shù)字處理器 DSP 控制，功能齊全 ，操作簡單，并嚴(yán)格按 照 GB/— 2022 標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)。 變頻器的選擇： 變頻器介紹： 近年來，許多變頻器生產(chǎn)廠家都推出了專用于風(fēng)機(jī)，水泵類負(fù)載的變頻器，如中國佳靈公司生產(chǎn)的 JPGCT9 系列，日本富士公司生產(chǎn)的 P99 系列，日本三菱公司的 A140E 系列， ABB 公司的 ACF601 系列等，均可選用。 消防泵電機(jī)選用 Y 系列（ IP23）三相異步電動機(jī) 。 電動機(jī)的選擇： 電動機(jī)容量的選擇： 電動機(jī)的容量 可以根據(jù)水泵的軸功率和電動機(jī)與水泵轉(zhuǎn)速一致來選擇 電動機(jī)的選擇： 生活供水水泵電動機(jī)選 Y 系列（ IP23）三相異步電動機(jī)， Y160M— 2 型電動機(jī)四張北泰生花園小區(qū)無塔上水變頻調(diào)速恒壓供水及消防用水電氣設(shè)計 22 臺。 XFZ100— 50型水泵適用工廠，礦山，城市生活給排水，消防水，農(nóng)用排灌，加熱冷卻，增壓系統(tǒng)等，自吸水泵性能穩(wěn)定，允許調(diào)速，斷水自負(fù)水壓穩(wěn)定。 小區(qū)消防用水 Qq＝ ，查規(guī)范有：六層最不利配水點(diǎn)，消 火 栓剩余壓力為 ，所以選水泵揚(yáng)程為 28＋ 23＝ 51M。 根據(jù)流量與揚(yáng)程，生活泵選用 IS100— 80— 160型水泵四臺。 本設(shè)計流量為 Qq ＝ ＝ 。 泵的選擇： 在水泵并聯(lián)時，多臺水泵的流量并不等于多臺水泵每臺水泵出水量之和。如果小區(qū)最遠(yuǎn)點(diǎn) 的 建筑不是最高的建筑，則必須選擇兩個最不利 點(diǎn)分別計算供水揚(yáng)程，并以供水揚(yáng)程較大的建筑 最遠(yuǎn) 點(diǎn)供水揚(yáng)程。 消防用水量根據(jù)規(guī)范，人類小于 萬人時，一次滅火用水量為 15L/S，本小區(qū)人張北泰生花園小區(qū)無塔上水變頻調(diào)速恒壓供水及消防用水電氣設(shè)計 21 數(shù)為 12500 人，消防用水量選為 15L/S,選泵時留有裕度 10％，所以 Qq 消防 ＝ Qq110％＝ 15 110％＝ 。 本設(shè)計小區(qū)人數(shù)： m＝ 150000/12＝ 12500 人 小區(qū)戶數(shù)： f＝ 12500/＝ 3571 戶 （每戶平均 人） 最高日生活用水量 QD＝ mqd/1000=rfqd/1000 其中： qd— 用水定額（Ⅲ類住宅， qd＝ 190L/人） M— 設(shè)計小區(qū)內(nèi)的人數(shù) r— 平均居住人數(shù)（通常 r= 人 /戶） f— 居民區(qū)的戶數(shù)