論文plc與變頻器在恒壓供水的應(yīng)用-文庫(kù)吧資料
2025-07-02 10:37本頁(yè)面
【正文】 故選出的電機(jī)功率為：15kW。每小時(shí)最大用水量為90m3/h,根據(jù)樓房供水設(shè)定供水壓力經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：。而供水流量和住宅類(lèi)型以及用戶(hù)數(shù)有關(guān)，系統(tǒng)確定還應(yīng)遵循以下的原則： ① 蓄水池容量應(yīng)大于每小時(shí)最大供水量； ② 水泵揚(yáng)程應(yīng)大于實(shí)際供水高度； ③ 水泵流量總和應(yīng)大于實(shí)際最大供水量。如此循環(huán)往復(fù)的工作，以滿(mǎn)足系統(tǒng)用水的需要?！ ‘?dāng)用水量再次增加，變頻器輸出頻率增加，則2號(hào)泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速也增加，當(dāng)變頻器增加到最高輸出頻率時(shí)，表示只有1臺(tái)水泵工作已不能滿(mǎn)足系統(tǒng)用水的要求，此時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)的控制，2號(hào)泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換工頻，而變頻器電源啟動(dòng)1號(hào)泵電機(jī)，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)4。開(kāi)始工作時(shí)，系統(tǒng)用水量不多，只有1號(hào)泵在變頻器控制下運(yùn)行，2號(hào)泵處于停止?fàn)顟B(tài)，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)1。圖2 第2章 變頻恒壓供水的控制方案 恒壓供水的方案的確定和元件選擇變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案有多種，有1臺(tái)變頻器控制一臺(tái)水泵的簡(jiǎn)單控制方案，也有一臺(tái)變頻器控制幾臺(tái)水泵的方案，利用單臺(tái)變頻器控制多臺(tái)水泵的控制方案適用于大多數(shù)供水系統(tǒng)，是目前應(yīng)用中比較先進(jìn)的一種方案。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。 ②電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。 (2) 變頻器的負(fù)載類(lèi)型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線(xiàn)。 它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”?！ ∽冾l器的主電路大體上可分為兩類(lèi)：電壓型和電流型?！ ∽冾l器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。當(dāng)PLC處于停狀態(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。PLC的掃描過(guò)程分為內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個(gè)階段。（4）編程簡(jiǎn)單易學(xué) PLC的編程大多采用類(lèi)似于繼電器控制線(xiàn)路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。（3）采用模塊化結(jié)構(gòu) 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。（2）豐富的I/O接口模塊 PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如： 交流或直流； 開(kāi)關(guān)量或模擬量； 電壓或電流； 脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等。體積小、重量輕、功耗底。與外部設(shè)備連接方便。使用于惡劣的工作環(huán)境。控制功能強(qiáng)。它使用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)指令，并實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算功能，用來(lái)對(duì)各種機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。：變頻器PLC水池2池水泵機(jī)組手動(dòng)閥門(mén)用戶(hù)M壓力傳感器手動(dòng)閥門(mén)圖1 變頻恒壓供水系統(tǒng)的組成及原理圖整個(gè)系統(tǒng)由一臺(tái)PLC，一臺(tái)變頻器，水泵機(jī)組，一個(gè)壓力傳感器，低壓電器及一些輔助部件構(gòu)成。其工作原理是根據(jù)用戶(hù)用水量的變化自動(dòng)地調(diào)整水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)壓力始終保持恒定，當(dāng)用水量增大時(shí)電機(jī)加速，用水量減小時(shí)電機(jī)減速。因此，揚(yáng)程特性將隨水泵轉(zhuǎn)速的改變而改變，但管阻特性不變。由于實(shí)際用水中，需水量是變化的，若閥門(mén)開(kāi)度在一段時(shí)間內(nèi)保持不變，必然要造成超壓或欠壓現(xiàn)象的出現(xiàn)。閥門(mén)控制法是通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)流量，水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速保持不變。異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速是通過(guò)改變定子供電頻率來(lái)改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。1 恒壓供水的基本特征 變頻恒壓供水系統(tǒng)的供水部分主要由水泵、電動(dòng)機(jī)、管道和閥門(mén)等構(gòu)成。在這一點(diǎn)，用戶(hù)的用水流量和供水系統(tǒng)的供水流量處于平衡狀態(tài)，供水系統(tǒng)既滿(mǎn)足了揚(yáng)程特性，也符合了管阻特性，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。由于閥門(mén)開(kāi)度的改變，實(shí)際上是改變了在某一揚(yáng)程下，供水系統(tǒng)向用戶(hù)的供水能力。而管阻特性是以水泵的轉(zhuǎn)速不變?yōu)榍疤?，表明閥門(mén)在某一開(kāi)度下?lián)P程H與流量Q之間的關(guān)系曲線(xiàn)。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能原理 供水系統(tǒng)的揚(yáng)程特性是以供水系統(tǒng)管路中的閥門(mén)開(kāi)度不變?yōu)榍疤?，表明水泵在某一轉(zhuǎn)速下?lián)P程H與流量Q之間的關(guān)系曲線(xiàn)。連續(xù)調(diào)節(jié)電源頻率，就可以平滑地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速為了保證其較大的調(diào)速范圍一般采用串級(jí)調(diào)速的方式，其最大優(yōu)點(diǎn)是它可以回收轉(zhuǎn)差功率，節(jié)能效果好，且調(diào)速性能也好，但由于線(xiàn)路過(guò)于復(fù)雜，增加了中間環(huán)節(jié)的電能損耗，且成本高而影響它的推廣價(jià)值。1)式中：f表示電源頻率，p表示電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)，s表示轉(zhuǎn)差率。將使供水實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力，最終達(dá)到高效率優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)管理水平的目的。對(duì)恒壓供水系統(tǒng)進(jìn)行了主電路、控制電路方案的制定,進(jìn)行了控制程序（梯形圖）的編寫(xiě)。本課題通過(guò)對(duì)變頻恒壓供水系統(tǒng)原理的分析，了解恒壓供水系統(tǒng)的基本特性，通過(guò)了解并熟悉PLC的工作過(guò)程，變頻器的基本原理和變頻方式，以及系統(tǒng)的節(jié)能原理。目前的供水方式朝向高效節(jié)能、自動(dòng)可靠的方向發(fā)展，基于PLC和變頻技術(shù)的恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。 (4) 單片機(jī)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)也能做到變頻調(diào)速，自動(dòng)化程度要優(yōu)于上面三種供水方式，但是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期比較長(zhǎng)，對(duì)操作員的素質(zhì)要求比較高，可靠性比較低，維修不方便，且不適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。 (2) 氣壓罐供水具有體積小、技術(shù)簡(jiǎn)單、不受高度限制等特點(diǎn)，但此方式調(diào)節(jié)量小、水泵電機(jī)為硬起動(dòng)且起動(dòng)頻繁，對(duì)電器設(shè)備要求較高、系統(tǒng)維護(hù)工作量大，而且為減少水泵起動(dòng)次數(shù)，停泵壓力往往比較高，致使水泵在低效段工作，也使浪費(fèi)加大，從而限制了其發(fā)展。城市供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個(gè)重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性直接影響到用戶(hù)的正常工作和生活，也直接體現(xiàn)了供水管理水平的高低。變頻恒壓供水系統(tǒng)與傳統(tǒng)供水系統(tǒng)相比，穩(wěn)定可靠，自動(dòng)化程度高，節(jié)能效果顯著。根據(jù)管網(wǎng)和水泵的運(yùn)行特性曲線(xiàn)，闡明供水系統(tǒng)的變頻調(diào)速節(jié)能原理；具體分析了變頻恒壓供水的原理及系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，設(shè)備選用在生產(chǎn)中
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