改进和完善。 本毕业设计主要内容 本毕业设计在通过对恒压变频供水的技术和原理分析的基础上，提出了 套基于变频恒压供水系统的可行性方案，并选择出了相应的器件，从而使 系统通过安装在管网上的压力传感器，把水压转换成的模拟信号，通过变 频器来控制改变水泵转速。用高低水位控制器来控制注水阀，当其自动把水注 满储水水池，只要水位低于高水位，则自动往水箱中注水。水池的高低水位信 号也直接送给作为低水位报警用。为了保证供水的连续性，水位上下限传感 器高低距离相差不是很大。使生活供水在恒压状态生活用水低恒压值下进行。 变频恒压供水系统构成及工作原理 此次设计研究的对象是栋宿舍楼房的供水系统。由于高层楼对水压的要求 高，在水压低时，高层用户将无法正常用水甚至出现无水的情况，水压高时将造 成能源的浪费。如图所示，是这栋宿舍楼的供水流程。自来水厂送来的水先 储存的水池中再通过水泵加压送给用户。通过水泵加压后，必须恒压供给每个 用器报警电网过大波动供水水源中断造成故障，因此系统必须要对各 种报警量进行监测，由比判断报警类别，进行显示和保护动作控制，以免造成 不必要的损失。 工作原理 合上空气开关，供水系统投入运行。将手动自动开关打到自动上，系统进 入全自动运行状态，中程序首先接通，并起动变频器。根据压力设定值根 据管网压力要求设定与压力实际值来自于压力传感器的偏差进行调节，并 输出频率给定信号给变频器。变频器根据频率给定信号及预先设定好的加速时间 控制水泵的转速以保证水压保持在压力设定值的上下限范围之内，实现恒压控 制。同时变频器在运行频率到达上限，会将频率到达信号送给，则根据管 网压力的上下限信号和变频器的运行频率是否到达上限的信号，由程序判断是 否要起动第台泵或第台泵。当变频器运行频率达到频率上限值，并保持段 时间，则会将当前变频运行泵切换为工频运行，并迅速起动下台泵变频运行。 此时会继续通过由远传压力表送来的检测信号进行分析计算判断，进步 控制变频器的运行频率，使管压保持在压力设定值的上下限偏差范围之内。 增泵工作过程假定增泵顺序为泵。开始时，泵电机在控制下先 投入调速运行，其运行速度由变频器调节。当供水压力小于压力预置值时变频器 输出频率升高，水泵转速上升，反之下降。当变频器的输出频率达到上限，并稳 定运行后，如果供水压力仍没达到预置值，则需进入增泵过程。在的逻辑控制 下将泵电机与变频器连接的电磁开关断开，泵电机切换到工频运行，同时变频 器与泵电机连接，控制泵投入调速运行。如果还没到达设定值，则继续按照以 上步骤将泵切换到工频运行，控制泵投入变频运行。 减泵工作过程假定减泵顺序依次为泵。当供水压力大于预置值时， 变频器输出频率降低，水泵速度下降，当变频器的输出频率达到下限，并稳定运 行段时间后，把变频器控制的水泵停机，如果供水压力仍大于预置值，则将下 台水泵由工频运行切换到变频器调速运行，并继续减泵工作过程。如果在晚间 用水不多时，当最后台正在运行的主泵处于低速运行时，如果供水压力仍大于 设定值，则停机并启动辅泵投入调速运行，从而达到节能效果。 变频恒压供水系统中加减水泵的条件分析 在上面的工作流程中，我们提到当台调速水泵己运行在上限频率，此时管 网的实际压力仍低于设定压力，此时需要增加恒速水泵来满足供水要求，达到恒 压的目的。当调速水泵和恒速水泵都在运行且调速水泵己运行在下限频率，此时 管网的实际压力仍高于设定压力，此时需要减少恒速水泉来减少供水流量，达到 恒压的目的。那么何时进行切换，刁能使系统提供稳定可靠的供水压力，同时使 机组不过于频繁的切换。 尽管通用变频器的频率都可以在范围内进行调节，但当它用在供水系 统中，其频率调节的范围是有限的，不可能无限地增大和减小。当正在变频状态 下运行的水泵电机要切换到工频状态下运行时，只能在时进行。由于电网的 限制以及变频器和电机工作频率的限制，成为频率调节的上限频率。当变频 器的输出频率己经到达时，即使实际供水压力仍然低于设定压力，也不能够 再增加变频器的输出频率了。要增加实际供水压力，正如前面所讲的那样，只能 够通过水泵机组切换，增加运行机组数量来实现。另外，变频器的输出频率不能 够为负值，最低只能是。其实，在实际应用中，变频器的输出频率是不可能降 低到。因为当水泵机组运行，电机带动水泵向管网供水时，由于管网中的水压 会反推水泵，给带动水泵运行的电机个反向的力矩，同时这个水压也在定程 度上阻止源水池中的水进入管网，因此，当电机运行频率下降到个值时，水泵 就己经抽不出水了，实际的供水压力也不会随着电机频率的下降而下降。这个频 率在实际应用中就是电机运行的下限频率。这个频率远大于,具体数值与水泵 特性及系统所使用的场所有关，般在左右。由于在变频运行状态下，水泵 机组中电机的运行频率由变频器的输出频率决定，这个下限频率也就成为变频器 频率调节的下限频率。 在实际应用中，应当在确实需要机组进行切换的时候才进行机组的切换。所 谓延时判别，是指系统仅满足频率和压力的判别条件是不够的，如果真的要进行 机组切换，切换所要求的频率和压力的判别条件必须成立并且能够维持段时间 比如分钟，如果在这段延时的时间内切换条件仍然成立，则进行实际的 机组切换操作如果切换条件不能够维持延时时间的要求，说明判别条件的满足只 是暂时的，如果进行机组切换将可能引起系列多余的切换操作。 主电路接线图 目录 概述 变频恒压供水产生的背景和意义 变频供水系统的发展趋势 本毕业设计主要内容 变频恒压供水系统构成及工作原理 系统的构成 执行机构 信号检测 控制系统 通讯接口 报警装置 工作原理 变频恒压供水系统中加减水泵的条件分析 主电路接线图 基于的变频恒压供水系统设计与实现 控制要求 变频器的选择与接线 压力传感器的接线图 原其它元器件的选择 控制口配置 电气控制系统原理及线图 主电路图 控制电路接线图 基于的变频恒压供水系统程序流程 控制方式 手动运行 自动运行 主要程序说明 总程序的顺序功能图 自动运行顺序功能图 手动模式顺序功能图 程序说明 结束语 参考文献 概述 随着我国社会的发展和进步，住房制度改革的不断深入，人们生活水平的不 断提高，城市建设发展十分迅速，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。城 市供水系统的建设是其中的个重要方面，供水的可靠性稳定性经济性直接 影响到用户的正常工作和生活，也直接体现了供水管理水平的高低。传统供水厂， 特别是中小供水厂所普遍采用的恒速泵加压供水方式存在效率较低可靠性不高 自动化程度低等缺点，难以满足当前经济生活的需要。随着人们对供水质量和供 水系统可靠性要求的不断提高，需要利用先进的自动化技术控制技术以及通讯 技术，要求设计出高性能高节能能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为 必然趋势。 本毕业设计阐明了供水系统的变频调速节能原理，具体分析了变频恒压供水 的原理及系统的组成结构，提出不同的控制方案，通过研究和比较，得出结论 变频调速是种优于调压调速机械调速等其他调速方式的方案，也是当今国际 上项效益最高性能最好应用最广最有发展前途的电机调速技术它集微机 控制技术电力电子技术和电机传动技术于体，实现了工业交流电动机的无级 调速，具有高效率宽范围和高精度等特点的结论。因此本文以采用变频器和 组合构成系统方式，逐步阐明如何实现水压恒定供水得实现。 最后，从分析恒压变频供水的可行性，改造的理论技术经济可行性等方 面，确定变频器的参数，设计变频主电路变频电机的运行模式控制模式及流 程。 变频恒压供水产生的背景和意义 随着变频技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，变频恒压供 水系统以其环保节能和高品质的供水质量等特点，广泛应用于多层住宅小区及 高层建筑的生活消防供水中。变频恒压供水的调速系统可以实现水泵电机无级 调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水 压恒定以满足用水要求，是当今最先进合理的节能型供水系统。 在实际应用中如何充分利用专用变频器内置的各种功能，对合理设计变频恒 压供水设备降低成本保证产品质量等有着重要意义。变频恒压供水方式与过 去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比，不论是设备的投资，运行的经济性， 还是系统的稳定性可靠性自动化程度等方面都具有无法比拟的优势，而且具 有显著的节能效果。目前变频恒压供水系统正向着高可靠性全数字化微机控制 多品种系列化的方向发展。追求高度智能化系列化标准化，是未来供水设备 适应城镇建设中成片开发智能楼宇网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。 变频恒压供水系统能适用于生活水工业用水以及消防用水等多种场合的供 水要求，该系统具有以下特点 供水系统的控制对象是用户管网的水压，它是个过程控制量，同其他 些过程控制量如温度流量浓度等样，对控制作用的响应具有滞后性。同 时用于水泵转速控制的变频器也存在定的滞后效应。 用户管网中因为有管阻水锤等因素的影响，同时又由于水泵自身的些 固有特性，使水泵转速的变化与管网压力的变化成正比，因此变频调速恒压供水 系统是个线性系统。 变频调速恒压供水系统要具有广泛的通用性，面向各种各样的供水系统， 而不同的供水系统管网结构用水量和扬程等方面存在着较大的差异，因此其控 制对象的模型具有很强的多变性。 在变频调速恒压供水系统中，由于有定量泵即为每转的理论排量不变的 泵的加入控制，而定量泵的控制是时时发生的，同时定量泵的运行状态直接影 响供水系统的模型参数，使其不确定性地发生变化，因此可以认为，变频调速恒 压供水系统的控制对象