【正文】 出口或進(jìn)口管路上裝設(shè)閥門或 擋板，通過改變閥門或擋板的開度，使裝置需要揚(yáng)程曲線發(fā)生變化，從而導(dǎo)致水泵工作點(diǎn)位置的變化。因此，研究并改進(jìn)它們的調(diào)節(jié)方式，是節(jié)能最有效的途徑和關(guān)鍵所在。這種調(diào)節(jié)方式雖然簡便易行，但往往造成很大的能量損失。所以，水泵的調(diào)節(jié)從原理上講是通過改變水泵的性能曲線或管網(wǎng)特性曲線或二者同時(shí)改變來實(shí)現(xiàn)的。水泵的工況點(diǎn)是由水泵的性能曲線和管網(wǎng)的特性曲線的交點(diǎn)確定的?？梢?，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動，液體便會不斷地被吸入和排出。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場所。 在泵啟動前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體 :啟動后，葉輪由軸帶動高速轉(zhuǎn)動，葉片間的液體也必須隨著轉(zhuǎn)動。但在大功率大容量變頻器上，國產(chǎn)變頻器有待于進(jìn)一步改進(jìn)和完善。因此，有待于進(jìn)一步研究 改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其 能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐 。 目前國內(nèi)有不少公司在從事進(jìn)行變頻恒壓供水的研制推廣，國產(chǎn)變頻器主要采用進(jìn)口元件組裝或直接進(jìn)口國外變頻器，結(jié)合 PLC 或 PID 調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)恒壓供水，在小容量、控制要求的變頻供水領(lǐng)域，國產(chǎn)變頻器發(fā)展較快，并以其成本低廉的優(yōu)勢占領(lǐng)了相當(dāng)部分小容量變頻恒壓供水市場。 變頻供水系統(tǒng)目前正在向集成化、維護(hù)操作簡單化方向發(fā)展 ,在國內(nèi)外，專門針對供水的變頻器集成化越來越高，很多專用供水變頻器集成了 PLC 或 PID，甚至將壓力傳感器也融入變頻組件。艾默生電氣公司和成都希望集團(tuán) (森蘭變頻器 )也推出恒壓 供水專用變頻器 ()，無需外接 PLC 和 PID調(diào)節(jié)器，可完成最多 4臺水泵的循環(huán)切換、定時(shí)起、停和定時(shí)循環(huán)。有的采用單片機(jī)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。這類設(shè)備雖微化了電路結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本，但其輸出接口的擴(kuò)展功能缺乏靈活性， 系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性不高，與別的監(jiān)控系統(tǒng) (如 BA系統(tǒng) )和組態(tài)軟件難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并且限制了帶負(fù)載的容量，因此在實(shí)際使用時(shí)其范圍將會受到限制。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動化 程度高等方面的優(yōu)點(diǎn)以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可后，國外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器，像日本 SAMC 公司，就推出了恒壓供水基板，備 有 “變頻泵固定方式 ”， “變頻泵循環(huán)方式 ”兩種模式。應(yīng)用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，變頻器僅作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為了滿足供水量大小需求不同時(shí)，保證管網(wǎng)壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器，對壓力進(jìn)行閉環(huán)控制。 關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速 ；恒壓供水； PLC 第一章 國內(nèi)外變頻供水系統(tǒng)現(xiàn)狀 恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展 之后逐漸發(fā)展起來的。 系統(tǒng)的目 的和意義 恒壓供水方式技術(shù)先進(jìn)、水壓恒定、 操作方便、 運(yùn)行可靠、 節(jié)約電能、 自動化程度高，在泵站供水中可完成以下功能 : (1)維持水壓恒定； (2)控制系統(tǒng)可手動 /自動運(yùn)行； (3)多臺泵自動切換運(yùn)行； (4)系統(tǒng)睡眠與喚醒。同時(shí)可達(dá)到良好的節(jié)能性，提高供水效率。利用變頻技術(shù)與自動控制技術(shù)相結(jié)合，在 中小型供水企業(yè)實(shí)現(xiàn)恒壓供水，不僅能達(dá)到比較明顯的節(jié)能效果，提高供水企業(yè)效率，更能有效保證從水系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行 .變頻恒水壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣傳動技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。因此，如何解決供水與能耗之間的不平衡，尋求提高供水效率的整體解決方案，是各供水解水企業(yè)關(guān)心的焦點(diǎn)問題之一。目前各供水廠的供水機(jī)泵設(shè)計(jì)按最大揚(yáng)程與最大流量這一最不利條件設(shè)計(jì)，水泵大多時(shí)間在設(shè)計(jì)效率以下運(yùn)行。這種情況造成用水高峰期時(shí)水位達(dá)不到要求 ,供水壓力不足，用水低峰期時(shí)供水水位超標(biāo) ,壓力過高，不僅十分浪費(fèi)能源而且存在事故隱患（例如壓力過高容易造成爆管事故）。在用水量高峰期時(shí)供水量普遍不足，造成城市公用管網(wǎng)水壓浮動較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從 1990年到 1998 年，我國人均日生活用水量（包括城市公共設(shè)施等非生產(chǎn)用水）有 升，增長了 %，與此同時(shí)我國城市家庭人均日生活用水量也在逐年提高。但供水機(jī)泵供水的同時(shí)，也消耗大量的能量，如果能在提高供水機(jī)泵的效率、確保供水機(jī)泵的可靠穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，降低能耗，將具有重要經(jīng)濟(jì)意義。基于 PLC 的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng) 目錄 摘要 第 1 章 變頻恒壓供水的現(xiàn)況 第 2 章 變頻調(diào)速恒壓供水分析 調(diào)速原理 變頻恒壓供水頻率變化分析 水泵的基本參數(shù)和特性 水泵調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能原理 第 3 章 恒壓供水系統(tǒng) 單臺變頻器控制單臺水泵 恒壓供水系統(tǒng)的工作原理 恒壓供水系統(tǒng) 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn) 第 4 章 可編程控制器 PLC PLC的定義 PLC的發(fā)展階段及發(fā)展方向 軟件設(shè)計(jì) 第 5 章 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 分配 輸入口 輸出口 輔助觸點(diǎn) 程序的優(yōu)化設(shè)計(jì) 應(yīng)用程序的設(shè)計(jì) 故障檢測程序的設(shè)計(jì) 第 6 章 觸摸屏同步監(jiān)控 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 同步監(jiān)控設(shè)計(jì) 第 7 章 系統(tǒng)調(diào)試 PLC 的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)調(diào)試 參考文獻(xiàn) 摘要 水是生命之源，人類生存和發(fā)展都離不開水。在通常的城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水中基本上都是靠供水站的電動機(jī) 帶動離心水泵，產(chǎn)生壓力使管網(wǎng)中的自來水流動，把供水管網(wǎng)中的自來水送給用戶。 近年來我國中小城市發(fā)展迅速，集中用水量急劇增加。欽州市是廣西壯族自治區(qū)的港口城市，隨著城區(qū)的擴(kuò)大和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，欽州 市城區(qū)用水量急劇上升，城區(qū)居民生活用水和工業(yè)用水總量從 1994年的 1700多萬噸激增到 2020年的 7500多萬噸。由于每天不同時(shí)段用水對供水的水位要求變化較大，僅僅靠供水廠值班人員依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人工手動調(diào)節(jié)很難及時(shí)有效的達(dá)到目的。 對于大多數(shù)采用供水企業(yè)來說，傳統(tǒng)供水機(jī)泵存在日常運(yùn)行費(fèi)用太高，供 水成本居高不下，單位供水的能耗偏大的問題，尋求供水與能耗之間的最佳性價(jià)比，是困擾企業(yè)的一個(gè)長期問題。導(dǎo)致電動機(jī)與水泵之間常常出現(xiàn)大馬拉小車問題 (如圖 )。變頻調(diào)速技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可靠的控制方式，在風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)等高能耗設(shè)備上廣泛應(yīng)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，方便地實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的集中管理與監(jiān)控 。所以研究設(shè)計(jì)基于 PLC變頻調(diào)速的恒定水壓供水系統(tǒng) (簡稱變頻恒壓供水，如圖 )，對于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平，同時(shí)降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)外界停止用水時(shí)，系統(tǒng)處于睡眠狀態(tài)，直至有用水需求時(shí)自動喚醒 ； (5)在線調(diào)整 PID 參數(shù)； (6)泵組及線路保護(hù)檢測報(bào)警、信號顯示等。在早期，由于國外生產(chǎn)的變頻器的功能主要限定在頻率控制、升降速控制、正反轉(zhuǎn)控制、起制動控制、壓頻比控制及各種保護(hù)功能。 從查閱的資料的情況來看，國外的恒壓供水工程在設(shè)計(jì)時(shí)都采用一臺變頻器只帶一臺水泵機(jī)組的方式，幾乎沒有用一臺變頻器拖動多臺水泵機(jī)組運(yùn)行的情況，因而投資成本高。它將 PID 調(diào)節(jié)器和 PLC 可編程控制器等硬件集成在變頻器控制基板上，通過設(shè)置指令代碼實(shí)現(xiàn) PLC 和 PID 等電控系統(tǒng)的功能，只要搭載配套的恒壓供水單元，便可直接控制多個(gè)內(nèi)置的電磁接觸器工作，可構(gòu)成最多 7臺電機(jī) (泵 )的供水系統(tǒng)。目前國內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國外的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺水泵的循環(huán)控制，有的采用可編程控制器 (PLC)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn) 。但在系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗擾性能以及開放性等多方面的綜合技術(shù)指標(biāo)來說，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒能達(dá)到所有用戶的要求。該變頻器將壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)與循環(huán)邏輯控制功能集成在變頻器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，但其輸出接口限制了帶負(fù)載容量，同時(shí)操作不方便且不具有數(shù)據(jù)通信功能，因此只適用于小容量，控制要求不高的供水場所 。同時(shí)維護(hù)操作也越來越簡明顯偏高，維護(hù)成本也高 于國內(nèi)產(chǎn)品。目前在國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)中，對于能適應(yīng)不同的用水場合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時(shí)兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性 (EMC)，的變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制研究得不夠。 變頻供水系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 變頻供水系統(tǒng)目前正在向集成化、維護(hù)操作簡單化方向發(fā)展目前國內(nèi)有不少公司在從事進(jìn)行變頻恒壓供水的研制推廣，國產(chǎn)變頻器主要采用進(jìn)口元件組裝或直接進(jìn)口國外變頻器，結(jié)合 PLC 或 PID 調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)恒壓供水，在小容量、控制要求的變頻供水領(lǐng)域，國產(chǎn)變頻器發(fā)展較快，并以其成本低廉的優(yōu)勢占領(lǐng)了相當(dāng)部分小容量變頻恒壓供水市場。