變頻調(diào)速恒壓供水(單泵)

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1、沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計摘要自從通用變頻器問世以來，變頻調(diào)速技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。變頻調(diào)速技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點，使我國供水行業(yè)的技術(shù)裝備水平從90年代初開始經(jīng)歷了一次飛躍。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電機(jī)無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。在實際應(yīng)用中得到了很大的發(fā)展。對城鎮(zhèn)住宅電力驅(qū)動恒壓供水的原理及幾種實用化方案進(jìn)行了深入的討論，以變頻器為主體

2、的恒壓供水系統(tǒng)對供水水泵實現(xiàn)全方位的寶護(hù)。該系統(tǒng)不但能最大限度地節(jié)約水資源，而且能夠節(jié)約電能，延長供水水泵的使用壽命，并在緊急情況下（消防，減災(zāi)）能夠做到重點供水。最后，對幾種實用化供水方案進(jìn)行了詳細(xì)的討論。關(guān)鍵詞：變頻器；恒壓供水；變頻調(diào)速；供水系統(tǒng)沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計目錄1.變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀和應(yīng)用11.1.變頻調(diào)速恒壓供水的目的和意義11.2變頻調(diào)速恒壓供水的應(yīng)用12.變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)22.1供水系統(tǒng)的基本特性22.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理22.2.1系統(tǒng)的構(gòu)成22.2.2變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)原理32.2.3變頻恒壓控制理

3、論模型43.變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計63.1控制方案63.2變頻恒壓控制系統(tǒng)構(gòu)成63.3系統(tǒng)的硬件設(shè)計83.4系統(tǒng)的軟件設(shè)計93.4.1PLC的定義及特點93.4.2PLC的工作原理93.4.3.I/O接線圖104.器件的選型114.1變頻器選型114.1.1.變頻器的控制方式114.1.2.變頻器容量的選擇114.1.3.系統(tǒng)主電路外圍設(shè)備選擇125.變頻器參數(shù)的設(shè)置165.1參數(shù)復(fù)位165.2電機(jī)參數(shù)設(shè)置16總結(jié)17參考文獻(xiàn)18沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計1.變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀和應(yīng)用1.1.變頻調(diào)速恒壓供水的目的和意義變頻恒壓供水系統(tǒng)已逐漸取代原有的

4、水塔供水系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于多層住宅小區(qū)生活消防供水系統(tǒng)。然而，由于新系統(tǒng)多會繼續(xù)使用原有系統(tǒng)的部分舊設(shè)備（如水泵），在對原有供水系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造的實踐中，往往會出現(xiàn)一些在理論上意想不到的問題。隨著電力技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)的日臻完善，以變頻調(diào)速為核心的智能供水控制系統(tǒng)取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設(shè)備，起動平穩(wěn)，起動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊；由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等東西的使用壽命；可以消除起動和停機(jī)時的水錘效應(yīng)。其穩(wěn)定安全的運(yùn)行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使供水實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)

5、省人力，最終達(dá)到高效率的運(yùn)行目的。1.2變頻調(diào)速恒壓供水的應(yīng)用通常在同一路供水系統(tǒng)中，設(shè)置多臺常用泵，供水量大時多臺泵全開，供水量小時開一臺或兩臺。在采用變頻調(diào)速進(jìn)行恒壓供水時，就用兩種方式，其一是所有水泵配用一臺變頻器；其二是每臺水泵配用一臺變頻器。后種方法根據(jù)壓力反饋信號，通過PID運(yùn)算自動調(diào)整變頻器輸出頻率，改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速，最終達(dá)到管網(wǎng)恒壓的目的，就一個閉環(huán)回路，較簡單，但成本高。前種方法成本低，性能不比后種差，但控制程序較復(fù)雜，是未來的發(fā)展方向，比如NKL-A系列恒壓供水控制系統(tǒng)就可實現(xiàn)一變頻器控制任意數(shù)馬達(dá)的功能。17沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計2

6、.變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)2.1供水系統(tǒng)的基本特性供水系統(tǒng)的基本特性是水泵在某一轉(zhuǎn)速下?lián)P程h與流量q之間的關(guān)系曲線f(q)，前提是供水系統(tǒng)管路中的閥門開度不變。揚(yáng)程特性所反映的是揚(yáng)程h與用水流量q之間的關(guān)系。由圖2.1的揚(yáng)程特性表明，流量q越大，揚(yáng)程h越小。在閥門開度和水泵轉(zhuǎn)速都不變的情況下，流量q的大小主要取決于用戶的用水情況。管阻特性是以水泵的轉(zhuǎn)速不變?yōu)榍疤?，閥門在某一開度下，揚(yáng)程h與流量q之間的關(guān)系h=f(q)。管阻特性反映了水泵轉(zhuǎn)動的能量用來克服水泵系統(tǒng)的水位及壓力差、液體在管道中流動阻力的變化規(guī)律。由圖2.1可知，在同一閥門開度下，揚(yáng)程h越大，

7、流量q也越大，流量q的大小反映了系統(tǒng)的供水能力。揚(yáng)程特性曲線和管阻特性曲線的交點，稱為供水系統(tǒng)的平衡工作點，如圖2.1中a點。在這一點，用戶的用水流量和供水系統(tǒng)的供水流量達(dá)到平衡狀態(tài)，供水系統(tǒng)既滿足了揚(yáng)程特性，也符合了管阻特性，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)用水流量和供水流量達(dá)到平衡時，揚(yáng)程ha穩(wěn)定，供水系統(tǒng)的壓力也保持恒定。圖2.1供水系統(tǒng)的基本特性2.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理2.2.1系統(tǒng)的構(gòu)成變頻恒壓供水系統(tǒng)采用西門子的S7-200plc作為控制器，變頻器MM440是頻率調(diào)節(jié)器，交流接觸器和電動機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，壓力傳感器作為控制的反饋元件。S7-2

8、0017沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計plc選用內(nèi)部控制模塊CPU224，模擬量2路輸入通用模塊、模擬量2路輸出通用模