【正文】 停方式。 空氣開關(guān)（ QL）是當(dāng)電動機(jī)過載時(shí)自動將電動機(jī)從電網(wǎng)中 斷開 熱繼電器 （ FR）是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電路，它在電路中用作電動機(jī)的過載保護(hù)。 系統(tǒng)主電路 設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)論文 7 NL 1L 2L 3F U變 頻 器Q S 1RSTU VWQ S 2K M 2F R 1K M 1M 13 ~K M 3M 23 ~K M 5M 33 ~K M 4F R 2Q S 3 Q S 4K M 6F R 3 圖 21 系統(tǒng)主電路圖 由 恒壓供水主電路 圖可見，接觸器 1KM 2KM和 3KM2 用于變頻器輸出，分別接到水泵 M M2 和 M3，而接觸器 1KM 2KM3 和 3KM3 將工頻電源接到 3 臺水泵。 (6) 變頻器的運(yùn)行狀態(tài)指示（如運(yùn)行、停止、過流、低壓等）。 (4) 變頻器采用遠(yuǎn)方控制方式。 母管壓力 H≤，一臺變速，二臺備用。 系統(tǒng)控制要求 : (1) 工藝參數(shù) : 供水系統(tǒng)由 3 臺水泵組成： 母管壓力 H≥，一臺定速，一臺變速，一臺備 用。采用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，方便的實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的集中管理與監(jiān)控；同時(shí)系統(tǒng)具有良好節(jié)能性，這在能量日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，對于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，研究提水系統(tǒng)的能量模型，找出能夠節(jié)能的控制策略方法是目前較為重要的一件事。我過泵站的特點(diǎn)是數(shù)量大、范圍廣、類型多、發(fā)展速度快，在工程規(guī)模上也有一定水平，但由于設(shè)計(jì)中 忽視動能經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)以及機(jī)電產(chǎn)品類型和質(zhì)量上存在的一些問題等原因，至使在技術(shù)水平、工程標(biāo)準(zhǔn)以及經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)等方面與國外先進(jìn)水平相比，還有一定的差距。在主程序中，設(shè)置兩個(gè)變頻器頻率上下限到達(dá)濾波時(shí)間繼電器，用于穩(wěn)定系統(tǒng)。系統(tǒng)程序包括主程序和起動子程序，主程序包括參與調(diào)節(jié)程序和電機(jī)切換程序；壓力變送器 給定值 變頻器 水泵 用戶管網(wǎng) 壓力 + 課程設(shè)計(jì)論文 5 電機(jī)切換程序又包括加電機(jī)程序和減電機(jī)程序。同時(shí)，為了保證水壓反饋信號值的準(zhǔn)確、不失值，可對該信號設(shè)置濾波時(shí)間常數(shù)，同時(shí)還可對反饋信號進(jìn)行換算，使系統(tǒng)的調(diào)試更為簡單、方便。 圖 13 恒壓供水系統(tǒng)方框圖 水壓由壓力傳感器的信號 420mA送入變 頻器內(nèi)部的 PID模塊，與用戶設(shè)定的壓力值進(jìn)行比較，并通過變頻器內(nèi)置 PID運(yùn)算將結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)節(jié)信號，以調(diào)整水泵電機(jī)的電源頻率，從而實(shí)現(xiàn)控制水泵轉(zhuǎn)速。因此，供水系統(tǒng)變頻的實(shí)質(zhì)是異步電動機(jī)的變頻調(diào)速。 P I D D / A變 頻 器接 觸器水 泵機(jī) 組管 道壓 力 變 送 器A / D給 定－管 網(wǎng) 壓 力P L C圖 12 變頻恒壓控制原理圖 恒壓供水控制系統(tǒng)構(gòu)成 變頻恒壓供水系統(tǒng)的供水部分主要由水泵、電動機(jī)、管道和閥門等構(gòu)成。如果運(yùn)行過程中實(shí)際供水壓力高于設(shè)定壓力，情況剛好相反，變頻的輸出頻率將會降低，水泵的轉(zhuǎn)速減小，實(shí)際供水壓力因此而減小。所以，在某個(gè)特定時(shí)段內(nèi)，恒壓控制的目標(biāo)就是使出口總管網(wǎng)的實(shí)際供水壓力維持在設(shè)定的供水壓力上 從圖 12 中可以看出，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果實(shí)際供水壓力低于設(shè)定壓力，控制系統(tǒng)將得到 正的壓力差，這個(gè)差值經(jīng)過計(jì)算和轉(zhuǎn)換，計(jì)算出變頻器輸出頻率的增加值，該值就是為了減小實(shí)際供水壓力與設(shè)定壓力的差值，將這個(gè)增量和變頻器當(dāng)前的輸出值相加，得出的值即為變頻器當(dāng)前應(yīng)該輸出的頻率。 課程設(shè)計(jì)論文 3 變頻恒壓控制理論模型 變頻恒壓控制系統(tǒng)以供水出口管網(wǎng)水壓為控制目標(biāo)，在控制上實(shí)現(xiàn)出口總管網(wǎng)的實(shí)際供水壓力跟隨設(shè)定的供水壓力。此時(shí)水泵輸出功率正比于 H0Q 2，由于 H1H0，所以當(dāng)用閥門控制流量時(shí)，有正比于 (H1－ H0)Q2的功率被浪費(fèi)掉，并且隨著閥門的不斷關(guān)小，閥門的摩擦阻力不斷變大，管阻特性曲線上移，運(yùn)行工況點(diǎn)也隨之上移，于是 H1增大，而被浪費(fèi)的功率要隨之增加。而揚(yáng)程則從 H0上升到 H1，運(yùn)行工況點(diǎn)從 E 點(diǎn)移到 F 點(diǎn)，此時(shí)水泵的輸出功率正比于 H1Q 2。由上述關(guān)系有，水泵的輸出功率 P 與轉(zhuǎn)速 n 三次方成正比，即： 1P kHQ? （ ） 2n kQ? （ ） 23H kQ? () 3P kn? () 式中 k、 k k k3 為比例常數(shù)。其工作原理是根據(jù)用戶用水量的變化自動地調(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，若閥門開度在一段時(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)。閥門控制法是通過調(diào)節(jié)閥門開度來調(diào)節(jié)流量，水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速保持不變。異步電動機(jī)的變頻調(diào)速是通過改變定 課程設(shè)計(jì)論文 2 子供電頻率來改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。通 常由異步電動機(jī)驅(qū)動水泵旋轉(zhuǎn)來供水，并且把電機(jī)和水泵做成一體，通過變頻器 調(diào)節(jié)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變水泵的出水流量而實(shí)現(xiàn)恒壓供水的。圖 11 供水系統(tǒng)的基本特征。揚(yáng)程特性曲線和管阻特性曲線的交點(diǎn)，稱為供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)，如圖中 A點(diǎn)。由于閥門開度的改變，實(shí)際上是改變了在某一揚(yáng)程下，供水系統(tǒng)向用戶的供水能力。管阻特性反映了水泵的能量用來克服泵系統(tǒng)的水位及壓力差、液體在管道中流動阻力的變化規(guī)律。由于在閥門開度和水泵轉(zhuǎn)速都不變的情況下，流量的大小主要取決于用戶的用水情況，因此，揚(yáng)程特性所反映的是 揚(yáng)程 H 與用水流量 Q(u)間的關(guān)系。課程設(shè)計(jì)論文 0 目 錄 1 變頻器恒壓供水系統(tǒng)簡介 .................................................................................................. 1 變頻恒壓供水系統(tǒng)理論分析 ....................................................................................... 1 變頻恒壓供水系統(tǒng)節(jié)能原理 ............................................................................. 1 變頻恒壓控制理論模型 .................................................................................... 3 恒壓供水控制系統(tǒng)構(gòu)成 ............................................................................................... 3 變頻器恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義 .......................................................................... 5 2 變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 6 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 .......................................................................................................... 6 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 6 系統(tǒng)工作過程 .............................................................................................................. 7 3 器件的選型及介紹 .............................................................................................................. 9 變頻器簡介 ................................................................................................................ 9 變頻器的基本結(jié)構(gòu)與分類 .............................................................................. 9 變頻器的控制方式 .......................................................................................... 9 變頻器選型 .............................................................................................................. 10 變頻 器的控制方式 ........................................................................................ 10 變頻器容量的選擇 ........................................................................................ 11 變頻器主電路外圍設(shè)備選擇 ........................................................................ 12 可編程控制器 (PLC) ................................................................................................ 14 PLC 的定義及特點(diǎn) ........................................................................................ 14 PLC 的工作原理 ............................................................................................ 16 PLC 及壓力傳感器的 選擇 ............................................................................ 16 4 PLC 編程及變頻器參數(shù)設(shè)置 ........................................................................................... 17 PLC 的 I/O 接線圖 ................................................................................................... 17 PLC 程序 .................................................................................................................. 17 變頻器參數(shù)的設(shè)置 .................................................................................................. 21 參數(shù)復(fù)位 ........................................................................................................ 21 電機(jī)參數(shù)設(shè)置 ........................................................................