小區(qū)高樓變頻恒壓供水系統(tǒng)的畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-04 22:52本頁面
【正文】 謝 .................................................................231 緒論 引言水是生命之源，人類生存和發(fā)展都離不開水。但供水機泵供水的同時，也消耗大量的能量，如果能在提高供水機泵的效率、確保供水機泵的可靠穩(wěn)定運行的同時，降低能耗，將具有重要經(jīng)濟意義 [1]。隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們對供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)的可靠性要求不斷提高。保持管網(wǎng)的水壓恒定供水，可使供水和用水之間保持平衡，不但提高了供水的產(chǎn)量和質(zhì)量，也確保了供水生產(chǎn)以及電機運行的安全可靠性 [2]。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)的效率， 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。同時可達(dá)到良好的節(jié)能性，提高供水效率。 本課題產(chǎn)生的背景和意義我國長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，工業(yè)自動化程度低。而變頻調(diào)速式的運行十分穩(wěn)定可靠，沒有頻繁的啟動現(xiàn)象，啟動方式為軟啟動，設(shè)備運行十分平穩(wěn)，避免了電氣、機械沖擊，也沒有水塔供水所帶來的二次污染的危險。 變頻恒壓供水的現(xiàn)況 國內(nèi)外變頻供水系統(tǒng)現(xiàn)狀變頻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。國外變頻供水系統(tǒng)在設(shè)計時主要采用一臺變頻器只帶一臺水泵機組的方式。此方式的缺點必是電機數(shù)量和變頻的數(shù)量一樣多，投資成本高。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。由于這一范圍的用戶群十分龐大，所以是目前國內(nèi)研究和推廣最多的方式。這類變頻器、電機功率在 135kV～320kW 之間，電網(wǎng)電壓通常為 220V 或 380V。(3) 大型供水廠的變頻恒壓供水系統(tǒng)這類變頻供水系統(tǒng)用于大中城市的主力供水廠，特點是功率大(一般都大于320kW)、機組多、多數(shù)采用高壓變頻系統(tǒng)。目前，國內(nèi)除了高壓變頻供水系統(tǒng)，多數(shù)變頻供水系統(tǒng)均聲稱要改變?nèi)萘烤涂梢酝ㄓ糜诟鞣N供水范圍，但在實際運用中，不同供水環(huán)境對變頻器的要求和控制方式是不一致的，大多數(shù)變頻器并不能真正實現(xiàn)通用。 本文的主要工作本文主要通過研究 PLC 來控制變頻器實現(xiàn)恒壓供水，通過設(shè)計解并熟悉了PLC 的工作原理，編程原理以及編程方法。進(jìn)行了控制程序（梯形圖）的設(shè)計。最后，對變頻恒壓供水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，對該系統(tǒng)在供水中所取得的節(jié)約電耗、恒定壓力、保護(hù)管網(wǎng)等進(jìn)行了總結(jié)，指出變頻技術(shù)在供水領(lǐng)域所取得的成果及局限性。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。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴大而減速，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。可見，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動，液體便會不斷地被吸入和排出。水泵的調(diào)節(jié)方式與節(jié)能的關(guān)系非常密切，過去普遍采用改變閥門或擋板開度的節(jié)流調(diào)節(jié)方式，即改變裝置管網(wǎng)的特性曲線進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，研究并設(shè)計它們的調(diào)節(jié)方式，是節(jié)能最有效的途徑和關(guān)鍵所在。詳細(xì)劃分如下： 水 泵 的 調(diào) 節(jié) 方 式調(diào) 壓 調(diào) 速異 步 電 機 轉(zhuǎn) 子 串 電 阻 調(diào) 速異 步 電 機 的 變 極 調(diào) 速異 步 電 機 的 串 極 調(diào) 速變 頻 調(diào) 速液 力 耦 合 器 的 變 速 調(diào) 節(jié)油 膜 轉(zhuǎn) 差 離 合 器 的 變 速 調(diào) 節(jié)電 磁 轉(zhuǎn) 差 離 合 器 的 變 速 調(diào) 節(jié)改 變 傳 動 裝 置改 變 原 動 機 的 轉(zhuǎn) 速節(jié) 流 調(diào) 節(jié)混 流 式 ， 軸 流 式 泵 的 動 葉 調(diào) 節(jié)改 變 泵 的 運 行 臺 數(shù) 調(diào) 節(jié)恒 速 調(diào) 節(jié)變 速 調(diào) 節(jié) 水泵的調(diào)節(jié)方式3 變頻恒壓供水控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計 變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的構(gòu)成方案從變頻恒壓供水的原理分析可知，該系統(tǒng)主要有壓力傳感器、壓力變送器、變頻器、恒壓控制單元、水泵機組以及低壓電器組成。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)要求，結(jié)合系統(tǒng)的使用場所，本次設(shè)計才用通用變頻器+PCL(包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制)+人機界面+壓力傳感器的構(gòu)成方案。具有良好的通信接口，可以方便地與其他的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；通用性強，由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶可靈活組成各規(guī)模和要求不同控制系統(tǒng)。同時由于PLC的抗干擾能力強、可靠性高，因此系統(tǒng)的可靠性大大提高。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案有多種，有1臺變頻器控制一臺水泵的簡單控制方案，也有一臺變頻器控制幾臺水泵的方案，下面重點介紹一臺變頻器控制幾臺水泵的特點。下面以單臺變頻器控制2臺水泵的方案來說明。13241 號泵變頻運行2 號泵停止1 號泵工頻運行2 號泵變頻運行1 號泵停止2 號泵變頻運行1 號泵變頻運行2 號泵工頻運行 控制原理框圖 控制系統(tǒng)的工作原理如下:根據(jù)系統(tǒng)用水量的變化，控制系統(tǒng)控制2臺水泵按1—2—3—4—1的順序運行，以保證正常供水。當(dāng)用水量增加，變頻器輸出頻率增加，則1號泵電機的轉(zhuǎn)速也增加，當(dāng)變頻器增加到最高輸出頻率時，表示只有1臺水泵工作己不能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時，通過控制系統(tǒng)，1號泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器電源啟動2號泵電機，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)2。當(dāng)用水量再次增加，變頻器輸出頻率增加，則2號泵電機的轉(zhuǎn)速也增加，當(dāng)變頻器增加到最高輸出頻率時，表示只有1臺水泵工作已不能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時，通過控制系統(tǒng)的控制，2號泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器電源啟動1號泵電機，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)4。當(dāng)控制系統(tǒng)處于狀態(tài)4時，用水量又減少，變頻器輸出頻率減少，若減至設(shè)定頻率時，表示只有1臺水泵工作已能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時，通過控制系統(tǒng)的控制，可將2號泵電機停運，1號泵電機仍由變頻器供電，這時，控制系統(tǒng)又回到了狀態(tài)1。 參數(shù)的計算與供水設(shè)備選型 水泵的參數(shù)計算與型號的選擇 (1) /人日。 (3)根據(jù)10層樓高度35m，計算得 () .( ????樓 層 數(shù) ）。 變頻器的選擇本系統(tǒng)中 ，采用MciorMaster430系列變頻器，型號為HVAC(風(fēng)機和水泵節(jié)能型)EC01—4500/3，額定電壓為380V—500V，額定功率60kW。它按照專用要求設(shè)計，并使用內(nèi)部功能互聯(lián)(BiCo)技術(shù)，具有高度可靠性和靈活性，牢固的EMC(電磁兼容性)設(shè)計；控制軟件可以實現(xiàn)專用功能：多泵切換、手動/自動切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測、節(jié)能運行方式等。R L 1 AR L 1 BR L 1 CR L 2 BR L 2 CR L 3 AR L 3 BR L 3 C1 81 22 52 42 32 22 12 01 93212 62 72 82 93 01 61 51 41 31 11 09876541 7A O U T 1 +A O
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