【正文】 1/H2=(n1/n2)*2P1/P2=(n1/n2)*3式中，Q、H、P、n分別為泵流量、壓力、軸功率和轉(zhuǎn)速?！?水泵變速運(yùn)轉(zhuǎn)，靠管網(wǎng)取不利點(diǎn)壓力恒定來(lái)控制；此時(shí)，當(dāng)用水量由Qmax下降到Q1時(shí)，水泵降低轉(zhuǎn)速，水泵的特性曲線n1，其工況點(diǎn)為d點(diǎn)，正好落在管網(wǎng)特性曲線A0上，這樣可以使水泵的工作點(diǎn)式中沿著A0滑動(dòng)，管網(wǎng)的服務(wù)壓力H0恒定不變，其揚(yáng)程與系統(tǒng)阻力相適應(yīng)，沒有能量的浪費(fèi)。在水量到達(dá)Q1時(shí)，相應(yīng)的水泵特性趨向?yàn)閚x。但由于采用泵出口壓力恒量方式工作。 節(jié)能分析曲線圖★ 水泵全速運(yùn)轉(zhuǎn)，靠關(guān)小泵出口閥門來(lái)控制；此時(shí)，管路阻力特性曲線變陡（A2），水泵的工況點(diǎn)由b點(diǎn)上滑到c點(diǎn)，而管路所需的揚(yáng)程將由b點(diǎn)滑到d點(diǎn)，這樣c點(diǎn)和d點(diǎn)揚(yáng)程的差值即為全速水泵的能量浪費(fèi)。，n為水泵特性曲線，A管路特性曲線，H0為管網(wǎng)末端的服務(wù)壓力，H1為泵出口壓力。 1和2機(jī)組工作過(guò)程流程圖 變頻調(diào)速的基本調(diào)速原理水泵機(jī)組應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)。1電機(jī)開始軟啟動(dòng)。切換過(guò)程Ⅲ由2電機(jī)變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)?電機(jī)變頻停止，1電機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)。切換過(guò)程Ⅱ由1電機(jī)工頻運(yùn)行，2電機(jī)變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)?電機(jī)單獨(dú)變頻運(yùn)行狀態(tài)。接著KM3得電，2電機(jī)接至變頻器輸出端，接通變頻器FWD端，變頻器BX端斷開，2電機(jī)開始軟啟動(dòng)，運(yùn)行一段時(shí)間后，開啟2泵閥門，2水泵電機(jī)工作在變頻狀態(tài)。變頻器對(duì)拖動(dòng)1泵的電動(dòng)機(jī)采用軟啟動(dòng)，1電機(jī)啟動(dòng)，運(yùn)行一段時(shí)間后，隨著運(yùn)行頻率的增加，當(dāng)變頻器輸出頻率增至工頻f0可編程控制器發(fā)出指令，接通變頻器BX端，變頻器FWD端斷開，KM2失電，1電機(jī)自變頻器輸出端斷開，KM1得電，1電機(jī)切換至工頻運(yùn)行，1電機(jī)自變頻器輸出端斷開，KM1得電1電機(jī)切換至工頻運(yùn)行。系統(tǒng)開始工作時(shí)，管網(wǎng)水壓低于設(shè)定壓力下限P。分析自動(dòng)控制系統(tǒng)機(jī)組Ⅰ（2水泵機(jī)組）工作過(guò)程，可分為以下三個(gè)工作狀態(tài)：電機(jī)變頻啟動(dòng)；電機(jī)工頻運(yùn)行，2電機(jī)變頻運(yùn)行；電機(jī)單獨(dú)變頻運(yùn)行，一般情況下，水泵電機(jī)都處于這三種工作狀態(tài)中，當(dāng)管網(wǎng)壓力突變時(shí)，三種工作狀態(tài)就要發(fā)生相應(yīng)變換，因此這三種工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)著三個(gè)切換過(guò)程。8051單片計(jì)算機(jī)在這里主要起壓力采集，PID調(diào)節(jié)器計(jì)算、功能判斷處理、消防處理、邏輯切換、壓力顯示和聲光報(bào)警等作用[2]。圖21 變頻恒壓供水系統(tǒng)組成框圖圖21就是一個(gè)典型的由8051單片機(jī)控制的恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)。如果水泵工況點(diǎn)偏離設(shè)計(jì)工作點(diǎn)較遠(yuǎn)，不僅會(huì)引起水泵運(yùn)行效率降低、功率升高或者發(fā)生嚴(yán)重的氣穴現(xiàn)象，還可能導(dǎo)致管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定而影響正常的供水。反應(yīng)水泵運(yùn)行工程的水泵工作點(diǎn)也稱為水泵工況點(diǎn)，是指水泵在確定的管路系統(tǒng)中，實(shí)際運(yùn)行時(shí)所具有的揚(yáng)程、流量以及相應(yīng)的效率、功率等參數(shù)。變頻調(diào)速技術(shù)在給水泵站上的應(yīng)用，成功解決了能耗和污染兩大難題[1]。在供水系統(tǒng)中加壓泵通常是用最不利水電的水壓要求來(lái)確定相應(yīng)的揚(yáng)程設(shè)計(jì)，然后泵組根據(jù)流量變化情況來(lái)選配，并確定水泵的運(yùn)行方式。目前交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)是一項(xiàng)業(yè)已廣泛應(yīng)用的技能技術(shù)，由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻器的性能有了極大的提高，它可以實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備軟啟停，不僅可以降低設(shè)備故障率，還可以大幅縮減電耗，確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行。 恒壓供水技術(shù)實(shí)現(xiàn)通過(guò)安裝在管網(wǎng)上的壓力傳感器，把水轉(zhuǎn)換成4~20mA的模擬信號(hào)，通過(guò)變頻器內(nèi)置的PID控制器，來(lái)改變電動(dòng)水泵轉(zhuǎn)速。e. 由于變頻恒壓調(diào)速直接從水源供水，減少了原有供水方式的二次污染，防止了很多傳染疾病。c. 配置靈活，自動(dòng)化程度高，功能齊全，靈活可靠。 變頻恒壓供水系統(tǒng)主要特點(diǎn)a. 節(jié)能，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)電20%~40%，能實(shí)現(xiàn)綠色省電。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量的變化（實(shí)際上為供水管網(wǎng)的壓力變化）自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求是當(dāng)今先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。1 緒論 恒壓供水系統(tǒng)的提出水已經(jīng)成為中國(guó)21世紀(jì)的熱點(diǎn)問題，水有其自然屬性，它既是一種特殊的、不可替換的資源，又是一種可重復(fù)使用、可再生的資源；水又有其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)屬性，不僅工業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展要靠水，水更是城市發(fā)展、人民生活的生命線。恒壓供水是指在供水管網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時(shí)，出口壓力保持不變的供水方式。XXX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄前言 11 緒論 1⑴恒壓供水系統(tǒng)的提出 1⑵變頻恒壓供水系統(tǒng)主要特點(diǎn) 1⑶恒壓供水技術(shù)實(shí)現(xiàn) 22 變頻恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)的工作原理 2⑴系統(tǒng)工作過(guò)程 4⑵變頻調(diào)速的基本調(diào)速原理 5⑶水泵變頻調(diào)速節(jié)能分析 7⑷本章小結(jié) 83 變頻恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9⑴硬件總體說(shuō)明 9⑵555定時(shí)器復(fù)位電路 9⑶LED數(shù)值顯示 D/A數(shù)值采集 D/A數(shù)值反饋 11 LED數(shù)值顯示模塊 11 數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換電路 124 變頻恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 13 編程軟件 13 C051編譯器介紹 13 KEIL編譯器 14 單片機(jī)資料 14 軟件的程序設(shè)計(jì)圖 165 結(jié)論 18附錄 19參考文獻(xiàn) 2728基于單片機(jī)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)前言 隨著人民生活水平的日趨提高，新技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用，使供水設(shè)計(jì)得到了新的發(fā)展機(jī)遇，當(dāng)前住宅建筑的規(guī)劃趨向于更具有人性化的多層次住宅組合，人們不再僅僅追去立面和平面的美觀和合理，而是追求空間上布局的流暢和設(shè)計(jì)中貫徹以人為本的理念，特別是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的浪潮中，力求土地使用效率的最大化。于是選擇一種符合各方面規(guī)范、安全又經(jīng)濟(jì)合理的供水方式，對(duì)我們供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。供水壓力值是根據(jù)用戶需求確定的，傳統(tǒng)的恒壓供水方式是采用水塔、高位水箱、氣壓罐等設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用，利用變頻器、PID調(diào)節(jié)器、傳感器、PLC等器件的有機(jī)組合，構(gòu)成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。變頻調(diào)速恒壓供水技術(shù)其節(jié)能、安全、供水高品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，在供水行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中如何充分利用變頻器內(nèi)置的各種功能，對(duì)合理設(shè)計(jì)變頻器調(diào)速恒壓供水設(shè)備，降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等有著重要意義。b. 占地面積小，投資少，效率高。d. 運(yùn)行合理，由于是軟啟和軟停，不但可以消除水錘效應(yīng)，而且電機(jī)軸上的平均扭矩和磨損減小，減小了維修量和維修費(fèi)用，并且水泵的壽命大大提高。f. 通過(guò)通信控制，可以實(shí)現(xiàn)五人職守，節(jié)約了人力物力。當(dāng)用戶用水量增大，管網(wǎng)壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，變頻調(diào)速的輸出頻率將增大，水泵轉(zhuǎn)速提高，供水量加大，當(dāng)達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，電動(dòng)機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速不再變化，使管網(wǎng)壓力恒定在設(shè)定壓力上；反之亦然。長(zhǎng)期以來(lái)區(qū)域的供水系統(tǒng)都是由市政管網(wǎng)經(jīng)過(guò)二次加壓和水塔或天而水池來(lái)滿足用戶對(duì)供水壓力的要求。由于用水有著季節(jié)和時(shí)段的明顯變化，日常供水運(yùn)行控制就常采用水泵的運(yùn)行方式調(diào)整加上出口閥開度調(diào)節(jié)供水的水量水壓，大量能量因消耗在出口閥而浪費(fèi)，而且存在著水池“二次污染”的問題。2 變頻恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)的工作原理在變頻調(diào)速供水系統(tǒng)中，是通過(guò)變頻調(diào)速來(lái)改變水泵的轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖兯霉ぷ鼽c(diǎn)來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)供水流量的目的。調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速的過(guò)程中，水泵工況點(diǎn)的調(diào)節(jié)是一個(gè)十分關(guān)鍵的問題。水泵在實(shí)際運(yùn)行時(shí)的工作點(diǎn)取決于水泵性能、管路水力損失以及所需實(shí)際揚(yáng)程，這三種因素任一項(xiàng)發(fā)生變化，水泵的運(yùn)行工況都會(huì)發(fā)生變化因此水泵工況點(diǎn)的確定和工況調(diào)節(jié)與這三者密切相關(guān)。系統(tǒng)由微機(jī)控制器、交流變頻調(diào)速器、水泵機(jī)組、供水管網(wǎng)和壓力傳感器等組成，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖22所示。圖22 單片機(jī)的變頻恒壓調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 系統(tǒng)工作過(guò)程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的實(shí)際狀況，白天一般只需開動(dòng)一臺(tái)水泵，就能滿足生產(chǎn)生活需要，小機(jī)工頻運(yùn)行作恒速泵使用，大機(jī)變頻運(yùn)行作變量泵；晚上用水低峰時(shí)，只需開動(dòng)一臺(tái)大機(jī)就滿足供水需要，因此可采用一大一小搭配進(jìn)行設(shè)計(jì)，即把1水泵電機(jī)（160KW）和2水泵電機(jī)（220KW）為