【毕业论文】基于plc的恒压供水系统的设计与开发doc文档（50页）

反之，若变频器工作频率已下降至下限值般设定为而压力仍高命。

使用高位水箱供水，在系统流量较大时，管网压力会有较大变化，造成部分用户资用压头不够，出现诸如流量不足冷热不均等情况。

在供水泵选型上，设计人员为了提高系统安全系数，电机选型都较大在用水负荷较小或低区采用减压阀节流孔板等来调节剩余水头时，大量能量消耗在阀上，都造成电能浪费。

恒压供水设备主要应用场合高层建筑，城乡居民小区，企事业等生活用水。

各类工业需要恒压控制用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等。

中央空调系统。

自来水厂增压系统。

农田灌溉，污水处理，人造喷泉。

各种流体恒压控制系统。

恒压供水技术实现通过安装在管网上压力传感器，把水压转换成模拟信号，通过变频器内置控制器，来改变电动水泵转速。

当用户用水量增大，管网压力低于设定压力时，变频调速输出频率将增大，水泵转速提高，供水量加大，当达到设定压力时，电动水泵转速不再变化，使管网压力恒定在设定压力上反之亦然。

目前交流电机变频调速技术是项业已广泛应用节能技术。

由于电子技术飞速发展，变频器性能有了极大提高，它可以实现控制设备软启软停，不仅可以降低设备故障率，还可以大幅减少电耗，确保系统安全稳定长周期运行。

长期以来区域供水系统都是由市政管网经过二次加压和水塔或天面水池来满足用户对供水压力要求。

在小区供水系统中加压泵通常是用最不利用水点水压要求来确定相应扬程设计，然后泵组根据流量变化情况来选配，并确定水泵运行方式。

由于小区用水有着季节和时段明显变化，日常供水运行控制就常采用水泵运行方式调整加上出口阀开度调节供水水量水压，大量能量因消耗在出口阀而浪费，而且存在着水池二次污染问题。

变频调速技术在给水泵站上应用，成功地解决了能耗和污染两大难题。

系统总体设计方案系统设计方案系统控制要求恒压供水控制系统基本控制要求是采用电动机调速装置与可编程控制器构成控制系统，进行优化控制泵组调速运行，并自动调整泵组运行台数，完成供水压力闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能目。

系统控制目标是泵站总管出水压力，系统设定给水压力值与反馈总管压力实际值进行比较，其差值输入运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机投运台数和运行变量泵电动机转速，从而达到给水总管压力稳定在设定压力值上。

控制方案在住宅小区水厂管网系统中，由于管网是封闭，泵站供水流量是由用户用水量决定，泵站供水压力以满足管网中压力最不利点压力损失和流量之间存在着如下关系式中为系数设为压力最不利点所需最低压力，则泵站出口总管压力应按下式关系供水，则可满足用户用水要求压力值，又有最佳节能效果。

因此供水系统设定压力应该根据流量变化而不断修正设定值，这种恒压供水技术称为变量恒压供水，即供水系统最不利点供水压力为恒值而泵站出口总管压力连续可调。

典型自动恒压供水系统结构框图如图所示系统具有控制水泵出口总管压力恒定变流量供水功能，系统通过安装在出水总管上压力传感器，实时将压力流量非电量信号转换为电信号，输入至可编程控制器输入模块，信号经运算处理后与设定信号进行比较运算，得出最佳运行工况参数，由系统输出模块输出逻辑控制指令和变频器频率设定值，控制泵站投运水泵台数及变量泵运行工况，并实现对每台水泵调节控制。

运行特征以台水泵恒压供水系统为例，系统在自动运行方式下，可编程控制器控制变频器软启动泵，此时泵进入变频运行状态，其转速逐渐升高，当供水量时为台水泵全部工频运行时最大流量，可编程控制器根据供水量变化自动调节泵运行转速，以保证所需供水压力。

当用水量在之间时，泵已不能满足用户所需用水量，这时可编程控制器发出指令将泵转为工频运行，并软启动泵，使泵进入变频运行工况，泵运行转速由用户用水量决定，以保证供水系统最不利点所需供水压力。

当外需供水量为时，可编程控制器发出指令再将泵置于工频运行状态，同时软启动泵进入变频运行工况，此时泵运行转速由用户用水量确定，以保证供水系统最不利点供水压力恒定。

系统方案目前，住宅小区变频恒压供水系统设计方案主要采用台变频器控制台水泵即拖单泵控制系统和台变频器控制多台水泵即拖多泵控制系统。

随着经济发展，现在也有采用二拖三二拖四三拖五发展趋势。

拖方案虽然节能效果略差，但独有投资节省，运行效率高优势具有变频供水系统启动平稳，对电网冲击小，降低水泵平均转速，消除水锤效应，延长水泵阀门管道寿命，节约能源等优点，因此目前仍被普遍采用。

拖多泵系统般控制要求多泵循环运行程序控制以拖三为例先由变频器启动水泵运行，若工作频率已达到变频器上限值而压力仍低于规定值时，将水泵切换成工频运行，此时变频器输出频率迅速下降为，然后启动水泵，供水系统处于工变动行状态若变频器再次达到上限值而压力仍低于规定值时，将水泵也切换成工频运行，再由变频器去启动水泵，供水系统处于工变运行状态。

反之，若变频器工作频率已下降至下限值般设定为而压力仍高。

变频运行泵流量为，此时水泵扬程为η水轴，二台泵轴功率为。

当设置二台变频器时，则二台泵同时进行变频运行。

每台变频运行泵流量为，此时水泵扬程为η水轴，二台泵轴功率为。

其节能。

综合看二台变频装置确实节能，从表可以看到，当系统所需流量在额定流量范围内运行，那么选择台变频装置为经济合理若系统运行流量变化很大，但在小流量下运行时间很短，那么也没有必要为此设置二台变频装置若系统所需流量在额定流量以下长期运行，那么应考虑增加机组台数与增加变频装置数量综合经济比较后确定更为合理方案。

小结恒压供水主体方案确定是个非常复杂问题，即要了解用户用水量分配情况，还要了解工艺特性管道特性等综合因素，只有充分了解了系统运行方式，才能确定出合理方案。

结论近年来国内高层建筑不断兴建，它特点是高度高层数多体量大。

面积可达几万平方米到几十万平方米。

这些建筑都是个个庞然大物，高高耸立在地面上，这是它外观，而随之带来内部建筑设备也是大量。

为了提高设备利用率，合理地使用能源，加强对建筑设备状态监视等，自然地就提出了自动化控制系统。

在短短几年内，调速恒压供水系统经历了个逐步完善发展过程，早期单泵调速恒压系统逐渐为多泵系统所代替。

自动化恒压供水系统飞跃发展给我国小区供水带来了很大便利。

它充分利用了变频软启动和技术相结合实现拖多泵供水系统。

编程在工业领域更适用，它通过梯形图编程它更容易被人们理解。

调节器以及简易可编程控制器功能都综合进变频器内，形成了带有各种应用宏新型变频器。

由于运算在变频器内部，这就省去了对可编程控制器存贮容内部，这就省去了对可编程控制器存贮容量要求和对算法编程，而且参数在线调试非常容易，这不仅降低了生产成本，而且大大提高了生产效率。

自从通用变频器问世以来，变频调速技术在各个领域得到了广泛应用。

变频调速恒压供水设备以其节能安全高品质供水质量等优点，使我国供水行业技术装备水平从年代初开始经历了次飞跃。

恒压供水调速系统这些优越性，引起国内几乎所有供水设备厂家高度重视，并不断投入开发生产这高新技术产品。

目前正向着高可靠性全数字化微机控制，多品种系列化方向发展。

追求高度智能化，系列标准化是未来供水设备适应城镇建设成片开发楼宇网络供水调度和整体规划要求必然趋势。

致谢本设计选题研究及论文撰写工作是在导师和老师直接关怀和悉心指导下进行，在设计过程中许老师态度认真工作负责，对我设计提出了许多宝贵意见，能够及时解决我们设计中遇到难题，对我们设计提供了很大帮助同时老师严谨学风渊博知识丰富实践经验和敏锐思维将使我受益终身，在此，谨向老师致以崇高敬意和衷心感谢，在毕业设计论文撰写过程中，机械学院许多老师都给了我很大帮助，在此向他们表示深深谢意。

同时也感谢所有关心和帮助过我老师和同学们。

参考文献陈远龄机床电器自动控制重庆重庆大学出版社，王兆义可编程控制器实用技术机械工业出版社王仁祥通用变频器选型与维修技术北京中国电力出版社，江秀汉，汤楠可编程序控制器原理与应用技术西安西安电子科技大学出版社，蒋白懿，李亚峰给水排水管道设计计算与安装北京化学工业出版社，晁阳，胡军，熊伟可编程控制器原理应用与实例解析北京清华大学出版社，陈浩案例解说触摸屏及变频器综合应用北京中国电力出版社，愈林西门子应用教程北京机械工业出版社，蔡行建，黄文钰，李娟深入浅出西门子北京北京航空航天大学出版社，王曙光，魏秋月，张高记应用基础与实例北京人民邮电出版社，张敏和变频器在小水电站技术供水中应用小科学，李建勋，欧容华高压变频器在热电厂锅炉恒压供水上应用变频世界，李圣良九江学院供水系统变频恒压控制技术实现研究，吕国芳，刘希涛，基于控制算法在恒压供水系统中应用自动化仪表，李娇基于输送带配料模糊控制仿真研究煤矿机械，吴宏鑫控制应用与理论依据控制工程期刊年第期命。

使用高位水箱供水，在系统流量较大时，管网压力会有较大变化，造成部分用户资用压头不够，出现诸如流量不足冷热不均等情况。

在供水泵选型上，设计人员为了提高系统安全系数，电机选型都较大在用水负荷较小或低区采用减压阀节流孔板等来调节剩余水头时，大量能量消耗在阀上，都造成电能浪费。

恒压供水设备主要应用场合高层建筑，城乡居民小区，企事业等生活用水。

各类工业需要恒压控制用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等。

中央空调系统。

自来水厂增压系统。

农田灌溉，污水处理，人造喷泉。

各种流体恒压控