恒壓供水的畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-09-27 09:19本頁(yè)面
【正文】 可編程控制器，簡(jiǎn)稱 PLC(Programmable logic Controller)，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 ” PLC 的發(fā)展和應(yīng)用 世界上公認(rèn)的第一臺(tái) PLC 是 1969 年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司 (DEC)研制的。 20世紀(jì) 70年代 初出現(xiàn)了微處理器。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用 ，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言 [5] ，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)組件都以繼電器命名。 20 世紀(jì) 70 年代中末期， 可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。 20 世紀(jì) 80 年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。 20 世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng) 于現(xiàn)代工業(yè)的需要。 目前， PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、輕紡、交通運(yùn)輸、及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，被稱為現(xiàn)代技術(shù)的三大支柱之一。 S7系列是傳統(tǒng)意義的 PLC, S7200 屬于小型 PLC 在 1998 年升級(jí)為第二代產(chǎn)品，20xx 年升級(jí)為第三代產(chǎn)品。 SIMATIC S7200 系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 SIMATIC S7200 系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境 保護(hù)設(shè)備等等。 S7200 PLC 系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 :極高的可靠性、極豐富的指令集、易于掌握、便捷的操作、豐富的內(nèi)置集成功能、實(shí)時(shí)特性、強(qiáng)勁的通訊能力、豐富的擴(kuò)展模塊。在本論文中采用的是 CPU224 0 (2) PLC 的工作原理 PLC 是采用“順序掃描 ，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。然后重新返回第一條指令，開(kāi)始下一輪新的掃描。 PLC 的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。 輸出刷新階段 :當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過(guò)一定的方式 (晶閘管、晶體管或斷電器 )輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。各器件組成部分的原理，西門子 S7200PLC 的各個(gè)接線的。 第三章 變頻恒壓供水系統(tǒng)的理論分析 水泵的工作原理 供水所用水泵主要是離心泵，普通離心泵如圖 所示，葉輪安裝在泵2 內(nèi)，并緊固在泵軸 3上，泵軸由電機(jī)直接帶動(dòng)，泵殼中央有一液體吸入口 4與吸入管 5 連接，液體經(jīng)底閥 6 和吸入管進(jìn)入泵內(nèi)，泵殼上的液體排出口 8與排出管 9連接。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開(kāi)葉輪外緣進(jìn)入泵殼。液體由葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心形成了一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中。 123468791 051 葉 輪 2 泵 殼 3 泵 軸4 吸 入 口 5 吸 入 管6 單 頂 底 閥 7 濾 網(wǎng)8 排 出 口 9 輸 出 管1 0 調(diào) 節(jié) 閥 圖 離心泵結(jié)構(gòu) 示意圖 供水電機(jī)的搭配 供水電機(jī)驅(qū)動(dòng)離心泵運(yùn)行，和離心泵共同組成了供水系統(tǒng)的整體，電機(jī)的配置主要以水泵供水負(fù)載來(lái)決定。選擇時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn) : (1) 如果電動(dòng)機(jī)功率選得過(guò)小，就會(huì)出現(xiàn)“小馬拉大車”現(xiàn)象，造成電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載，使其絕緣因發(fā)熱而損壞，甚至電動(dòng)機(jī)被燒毀。 因此，要正確選擇電動(dòng)機(jī)的功率， 對(duì)恒定負(fù)載連續(xù)工作方式，如果知道負(fù)載的功率 (生產(chǎn)機(jī)械軸上的功率 ) 1p （ kW），可按式 ()計(jì)算所需電動(dòng)機(jī)的功率 [6]P (kW)： ? ?1 1 2/pp ??? () 式中， 1? 為生產(chǎn)機(jī)械的效率， 2? 為電動(dòng)機(jī)的效率，即傳動(dòng)效率。因此，所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)等于或稍大于計(jì)算所得的功率。水泵的調(diào)節(jié)方式與節(jié)能的關(guān)系非常密切，過(guò)去普遍采用改變閥門或擋板開(kāi)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(jì)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 [6]： 水泵的調(diào)節(jié)方式調(diào)壓調(diào)速異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速異步電機(jī)的變極調(diào)速異步電機(jī)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(dòng)裝置改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速節(jié)流調(diào)節(jié)混流式 ， 軸流式泵的動(dòng)葉調(diào)節(jié)改變泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)恒速調(diào)節(jié)變速調(diào)節(jié) 恒壓供水系統(tǒng)的能耗分析 在供水系統(tǒng)中，最根本的控制對(duì)象是流量。常見(jiàn)的方法有閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法兩種。由于水泵的軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此水泵用變頻器來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速能實(shí)現(xiàn)壓力或流量的自動(dòng)控制，同時(shí)可獲得大量節(jié)能。 (1) 閥門控制法：通過(guò)關(guān)小或開(kāi)大閥門來(lái)調(diào)節(jié)流量，而轉(zhuǎn)速保持不變。這時(shí)，管阻特性將隨閥門開(kāi)度的改變而改變，但是揚(yáng)程特性不變。當(dāng)通過(guò)關(guān)小閥門來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)，管阻特性將改變?yōu)榍€③，而揚(yáng)程特性則仍為曲線①，故供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)移至 E點(diǎn)，這時(shí)，流量減小為 QE(=Qx)；揚(yáng)程增加為 HE；供水功率 PC與面積 ODEJ成正比。 轉(zhuǎn)速控制法的實(shí)質(zhì)是通過(guò)改變水泵的供水能力來(lái)適應(yīng)用戶對(duì)流量的要求。 以用戶所需流量等于 60%Qn 為例，當(dāng)通過(guò)降低轉(zhuǎn)速使得 Qx=60%Qn 時(shí)，揚(yáng)程特性仍為曲線②，故工作點(diǎn)移向 C點(diǎn)。 比較上述兩種調(diào)節(jié)流量的方法可以看出，在所需流量小于額定流量(Qx100%QN)的情況下，轉(zhuǎn)速控制時(shí)的揚(yáng)程比閥門控制方式小得多，所以轉(zhuǎn)速控制方式所需的供水功率也比閥門控制方式小得多。這是變頻調(diào)速供水系統(tǒng)具有節(jié)能效果最基本的方面。所以，流量是供水系統(tǒng)的基本控制對(duì)象?？紤]到動(dòng)態(tài)情況下，管道中水壓的大小與供水能力（由流量 QG表示）和用水要求（由流水量 QU表示）之間的平衡情況有關(guān)。 可見(jiàn)，供水能力與用水需求之間的矛盾具體地反映在流體壓力的變化上。就是說(shuō)，保持供水系統(tǒng)中某處的壓力的恒定，也就保證了使該處的供水能力和用水流量處于平衡狀態(tài)，恰到好處地滿足了用戶所需的用水流量，這就是恒壓供水所要達(dá)到的目的 [7][8]。這意味著在 ，水的流量從零增到額定流量。壓力沖擊將使管壁受力而產(chǎn)生噪聲，猶如錘子敲擊管子一樣，故稱為水錘效應(yīng)。此外，水錘效應(yīng)也可
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