恒壓供水的畢業(yè)設(shè)計(參考版)
2025-07-21 09:19本頁面
【正文】 保護(hù)裝置 包括浮球液位開關(guān)、二通電磁閥、截流閥等。 ％ FS 溫度漂移： ％ FS/℃ 補償溫度： 0～ 80℃ 介質(zhì)溫度： 40～ 125℃ 環(huán)境溫度： 40～ 85℃ 時間漂移： ≤ ％ FS/年 過載能力： 200％ FS 液位檢測單元 的選擇 超聲波傳感器，測量范圍可自行設(shè)定。 用來檢測壓力有大小 2）特點： A 不銹鋼高強度外形結(jié)構(gòu) B 高精度，抗沖擊，抗振動 C 抗干擾強，長期穩(wěn)定性好 3）性能參數(shù) ： 測量介質(zhì)：與 316L 不銹鋼兼容的各種液體、氣體或蒸汽 量程范圍： 100 kPa～ 0～ 2kPa?100MPa 壓力方式：表壓、絕壓、密封壓 供電電源： 12VDC～ 36VDC 輸出信號： 4～ 20mA， 1～ 5V 等 綜合精度： 177。八 壓力監(jiān)測單元的選擇 本系統(tǒng)采用的是 MB300 通用型壓力變送器為一體化全不銹鋼結(jié)構(gòu) ， 內(nèi)置處理電路將傳感器毫伏信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流、頻率信號輸出，可直接與計算機、控制儀表等相連，可在惡劣環(huán)境中長期使用。 MICROMASTER420 變頻器的電路分兩大部分 :一部分是完成電能轉(zhuǎn)換(整流、逆變 )的主電路 。由于 MICROMASTER420 具有全面而完善的控制功能。 MICROMASTER420 具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù)。 其脈沖寬度調(diào) 制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低電動機運行的噪聲。 MM420 變頻器由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT)作為功率輸出器件。變頻器的控制方 式為模擬量控制，模擬信號來自 PLC 輸出的模擬量，磁力水泵的轉(zhuǎn)速為 0～ 2800 轉(zhuǎn) /分鐘，由變頻器來控制其轉(zhuǎn)速。水箱的材質(zhì)為有機玻璃。其輸入輸出接線圖如下圖所示： （ 3） SIMATIC S7200 PLC 控制實物圖如下圖所示： 水箱及管路的選擇 包括供水水箱及回水水箱，容積均為 8升。輸出信號接出端口時能夠自動完成 D/A 的轉(zhuǎn)換，一個字長 (16BIT )的數(shù)字信號能夠轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出信號。 其輸入輸出接線圖如下圖所示： （ 2） SIMATIC S7200模擬模塊 (擴(kuò)展模塊 )T本論文中用到了 SIMATIC 57200模擬模塊 EM235 A/D 轉(zhuǎn)換器。壓力傳感器從供水網(wǎng)絡(luò)中反饋壓力信號，并將其轉(zhuǎn)換為 0S V 的模擬電壓信號輸入給 S7200 PLC 擴(kuò)展模塊 EM235 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬輸入口，經(jīng)EM235 轉(zhuǎn)換為 0320xx 的數(shù) 字信號，送到 PLC 控制器主機 EM224 進(jìn)行分析處 理， PLC 根據(jù)給定的水壓自動調(diào)節(jié)交流電的頻率，精確跟蹤給定的供水壓力。 S7200 PLC 數(shù)字輸出口輸出的一路控制信號到交流接觸器，交流接觸器兩端連接的是工頻或變頻的三相交流電，主要起接通或斷開三相交流電與異步電動機。 5720xx PLL:選用內(nèi)部控制模塊 EM224 a EM224 有 14 路輸入 /10路輸出，對于小型的控制系統(tǒng)而言夠用。 恒液控制： 通過安裝 在上層水箱上的超聲波傳感器 ，將 水箱里液面的高低轉(zhuǎn)換成模擬電 流 信號， 并與設(shè)定的液位值進(jìn)行比較，通過控制回水閥放水，和 PLC 控制變頻器的模擬信號， 進(jìn)而控制電機的轉(zhuǎn)速 ，達(dá)到一個恒定的液位。 第四章 變頻恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計 設(shè)計的方向 全自動變頻調(diào)速設(shè)備是應(yīng)用先進(jìn)的現(xiàn)代控制理論，結(jié)合可編 程控制技術(shù)、變頻控制技術(shù)、電機泵組控制技術(shù)的新型機電一體化裝置 ， 該裝置可以進(jìn)行恒定壓力控制和恒定液位控制。 (2) 軸承的磨損也大為減小。 延長水泵壽命的其他因素 水錘效應(yīng)的消除，無疑可大大延長水泵及管道系統(tǒng)的壽命。圖中，曲線簇 1是異步電動機在不同頻率下的機械特性，曲線 2是水泵的機械特性，中間的鋸齒狀線是升速過程中的動態(tài)轉(zhuǎn)矩 (即不同頻率時電動機機械特性與水泵機械特性之差 )。所以，加速過程很快。 水錘效應(yīng)的產(chǎn)生原因 產(chǎn)生水錘效應(yīng)的根本原因，是在啟動和制動過程中的動態(tài)轉(zhuǎn)矩太大 .在啟動過程中，異步電動機和水泵的機械特性如圖 ，圖中曲線 1是異步電動機的機械特性，曲線 2是水泵的機械特性，陰影部分是動態(tài)轉(zhuǎn)矩 TJ(即兩者之差 )。在直接停機時，供水系統(tǒng)的水頭將克服電動機的慣性而使系統(tǒng)急劇地停止。 水錘效應(yīng)具有極大的破壞性，壓強過高，將引起管道的破裂，反之，壓強過低又會導(dǎo)致管道的癟塌。由于水具有動量和不可壓縮性，因此，在極短時間內(nèi)流量的巨大變化將引起對管道的壓強過高或過低的沖擊，并產(chǎn)生空化現(xiàn)象。 供水系統(tǒng)的安全性問題 [9] 水錘效應(yīng) 異步電動機在全電壓啟動時，從靜止?fàn)顟B(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速所需要的時間只有在 。從而，壓力就成為了用來作為控制流量大小的參變量。 如：供水能力 QG用水需求 QU，則壓力上升（ P↑）； 如：供水能力 QG用水需求 QU，則壓力上升（ P↓）； 如：供水能力 QG=用水需求 QU，則壓力上升（ P 不變）。而流量的大小又取決于揚程，但是揚程難以進(jìn)行具體測量和控制。 對供水系統(tǒng)進(jìn)行的控制，歸根結(jié)底是為了滿足用戶對流量的要求。兩者之差△ P 便是轉(zhuǎn)速控制方式節(jié)約的供水功率，它與面積 KCEJ 成正比。這時流量減小為 QE（ =Qx），揚程減小為 Hc，供水功率 PC與面積 0DCK 成正比。當(dāng)水泵的餓轉(zhuǎn)速改變時，揚程特性將隨之改變，而管阻特性不變。 JKOGEN①②③④CQH閥 門 關(guān) 小閥 門 全 開轉(zhuǎn) 速 下 降穩(wěn) 定 轉(zhuǎn) 速Q(mào) EQ ND A 圖 (2) 恒壓控制法：即通過改變水泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，而閥門開度保持不變，也稱為轉(zhuǎn)速控制法。 如圖 ，設(shè)用戶所需流量 QX為額定流量的 60%(即 QX=60%QN)。 閥門控制法的實質(zhì)是水泵本身的供水能力不變，而是通過改變水路中的阻力大小來強行改變流量，以適應(yīng)用戶對流量的要求。閉環(huán)恒壓供水系統(tǒng)正越來越多地取代高位水箱、水塔等設(shè)施及閥門調(diào)節(jié)。供水系統(tǒng)中對水壓流量的控制，傳統(tǒng)上采用閥門調(diào)節(jié)實現(xiàn)。因此，要討論節(jié)能問題，必須從考察調(diào)節(jié)流量的方法入手。 水泵的調(diào)節(jié)方式可分為恒速調(diào)節(jié)與變速調(diào)節(jié)。大量的統(tǒng)計調(diào)查表明，一些在運行中需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的水泵，其能量浪費的主要原因，往往是由于采用不合適的調(diào)節(jié)方式。 水泵的調(diào)節(jié)方式 水泵的調(diào)速運行，是指水泵在運行中根據(jù)運行環(huán)境的需要，人為的改變運行
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