【毕业设计】恒压供水系统设计.doc文档56页高清免费浏览

利用控制技术和变频调速技术开发的全自动恒供水系统，管道内水压恒定，既可以满足供水要求，避免出现供水事故，还可节约电能。

课题研究的目的和意义众所周知，水是人类生活生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水高层建筑供水工业生产循环供水等方面技术直比较落后，自动化程度低，而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。

小区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小区住户的正内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文常工作和生活，也直接体现了小区物业管理水平的高低。

传统的小区供水方式有恒速泵加压供水水塔高位水箱供水气压罐供水液力藕合器和电池滑差离合器调速的供水方式单片机变频调速供水系统等方式，其优缺点如下恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。

水塔高位水箱供水具有控制方式简单运行经济合理短时间维修或停电可不停水等优点，但存在基建投资大，占地面积大，维护不方便，水泵电机为硬起动，启动电流大等缺点，频繁起动易损坏联轴器，目前主要应用于高层建筑。

气压罐供水具有体积小技术简单不受高度限制等特点，但此方式调节量小水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵在低效段工作，而出水压力无谓的增高，也使浪费加大，从而限制了其发展。

液力涡合器和电池滑差离合器调速的供水方式易漏油，发热需冷却，效率低，改造麻烦，只能是对驱动，需经常检修优点是价格低廉，结构简单明了，维修方便。

单片机变频调速供水系统也能做到变频调速，自动化程度要优于上面种供水方式，但是系统开发周期比较长，对操作员的素质要求比较高，可靠性比较低，维修不方便，且不适用于恶劣的工业环境。

综上所述，传统的供水方式普遍存在不同程度的浪费水力电力资源效率变频调速恒压供水技术其节能安全供水高品质等优点，在供水行业得到了广泛应用。

恒压供水调速系统实现水泵电动机无级调速，依据用水量的变化实际上为供水管网的压力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，是当今先进合理的节能型供水系统。

在实际应用中如何充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频器调速恒压供水设备，降低成本保证产品质量等具有重要的现实意义。

国内外在变频恒压供水系统研究现状及分析变频恒压供水系统的国内外研究现状变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。

早期，变频器的功能内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文主要是应用在频率控制升降速控制正反转控制起制动控制及各种保护功能上。

用在变频恒压供水系统中，变频器仅作为执行机构，为了满足需求不同时的供水量，保证管网压力恒定，需在变频器外部提供压力控制器和压力变送器，对压力进行闭环控制。

随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后，国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频器，像日本公司，就推出了恒压供水基板，备有变频泵固定方式，变频泵循环方式两种模式。

它将调节器和可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上，通过设置指令代码实现和等电控系统的功能，只要搭载配套的恒压供水单元，便可直接控制多个内置的电磁接触器工作，可构成最多台电机泵的供水系统。

此类设备简化了电路结构，降低了设备成本，但其输出接口的扩展功能缺乏灵活性，系统的动态性能和稳定性能不高，与其它的监控系统和组态软件难以实现数据通信，并且限制了带负载的容量，在实际的应用中受到限制。

目前国内有很多公司在做变频恒压供水的工程，多数采用国外的变频器控制水泵的转速，水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，有的采用可编程控制器及相应的软件予以实现，有的采用单片机及相应的软件予以实现。

但在系统的动态性能稳定性能抗扰性能等多方面的综合技术指标方面，还未能达到所有用户的要求。

艾默生电气公司和成都希望集团森兰变频器也推出了恒压供水专用变频器，无需外接和调节器，可完成最多台水泵的循环切换定时起停和定时循环。

该变频器将压力闭环调节与循环逻辑控制功能集成在变频器内部实现，但其输出接口限制了带负载容量，同时操作不方便且不具有数据通信功能，因此只适用于小容量，控制要求不高的供水场所。

可以看出，目前在国内外变频调速恒压供水控制系统的研究设计中，对于能适应不同的用水场合，结合现代控制技术网络和通讯技术的大功率变频恒压供水系统的水压闭环控制及监控研究的不够。

因此，有待于进步研究改善变频恒压供水系统的性能，使其能被更好的应用于生活生产实践。

可编程序控制器技术国内外发展现状世界上公认的第台是年美国数字设备公司研得良好的控制性能。

如果能将它们的作用作适当的配合，可以使调节器快速平稳准确的运行，从而获得满意的控制效果。

般来说，系统是使用它们的组合，如控制算法，控制算法和控制算法。

恒压供水调节过程分析恒压供水的目的就使要保证供水能力适应用水需求变化。

当供水能力和用水需求之间不能平衡时，必然引起压力的变化。

因此，可根据压力的变化，来实现对供水流量的调节，维持供水能力和用水需求之间的平衡。

在供水系统中，变频器控制器压力变送器水泵等构成了个闭环控制系统，可以对供水能力实现有效的自动调节，从而实现恒压供水。

其实现方法是，首先根据用户对水压的要求，给控制器预置个目标压力值，管道中的实际水压，经压力变送器转换成的模拟电流信号反馈给内置的控制器，控制器根据目标压力值和实际压力值的偏差，给出调节量，自动调节变频器输出频率，调节电机转速，使供水量适应用水量的变化，取得动态平衡，维持水压不变。

其具体调节过程如下稳态运行当供水能力等于用水需求，目标压力信号和压力反馈信号相当，偏差，输出的控制增量，变频器输出频率不变，水泵转速不变，处于稳态运行。

用水量增加时当用水量增加时，用水需求大于供水能力，水压下降，压力反馈信号减小，偏差，变频器输出频率上升，水泵转速升高，增加供水能力，最后达到个新的平衡状态，使压力回复，维持供需平衡。

当用水量减小时当用水量减小时，用水需求小于供水能力，水压上升，压力反馈信号增大，偏差，输出的控制增量，变频器输出频率下降，水泵转速降低，减弱供水能力，最后达到个新的平衡状态，使压力回复，维持供需平衡。

控制器的应用通过控制对象的传感器等检测控制量反馈量，将其与目标值温度流量压力等设定值进行比较。

若有偏差，则通过此功能的控制动作使偏差为零。

也就是使反馈量与目标值相致的种通用控制方式。

它比较适用于流量控制压力控制温度控制等过程量的控制。

在恒压供水中常见的控制器的控制形式主要有两种硬件型，即通用控制器，在使用时只需要进行线路的连接和参数及目标值的设定。

内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文软件型，使用离散形式的控制算法在可编程序控制器或单片机上做控制器。

本设计中选用连续控制器，压力设定值与反馈值进行运算，将出口压力控制到设定值附近。

本章小结基于设计目标，首先设计出系统主电路，由台变频器拖动台水泵电机变频运行，同时设计出系统电气控制回路，系统分为手动控制和自动控制。

自动控制时先将远传压力表采样管网压力信号送到的模拟量输入端，经的内部处理后将运算结果传送给变频器，由变频器调整电机转速，改变水泵性能曲线来实现水泵的流量调节，保证管网压力恒定其次，做出相关内容的程序设计。

内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文第五章总结全文总结本文针对我国中小城市水厂供水的特点，设计开发了套基于的变频调速恒压供水自动控制系统。

系统包括可编程控制器变频器水泵电机组压力传感器以及接触器控制柜等。

采用台变频器拖动台电动机的起动运行与调速。

压力传感器采样管网输出点的压力信号，压力传感器输出的是的电信号，将这个输出与的模拟量输入端相连，同时变频器输出电机频率信号，这两个信号反馈给的模块，根据这两个信号经运算，发出指令，对水泵电机的投入停止，工频和变频之间的切换进行控制。

采用模块化的编程方式进行了程序的设计编写调试，使系统的动态调节性能程序控制算法都基本达到系统工艺的要求。

研究展望本次设计内容主要包括恒压供水系统原理恒压供水系统的电气实现系统的硬件选型系统的硬件电路设计和软件编程等。

由西门子系列变频器和压力传感器等组成的恒压供水系统，充分发挥了内置的运算模块，自动调节变频器输出频率投入使用泵数，达到恒压供水的目的通过泵号管理程序，实现泵号自动切换，使每台水泵工作状况基本相同，提高设备利用率并减少维修费用同时通过变频器自带保护功能可轻松实现系统故障诊断。

实际运行情况证明了本系统具有可靠性高自动化程度高便于维护和高节能性等特点，具有很大的应用价值。

随着各方面技术的发展以及网络技术被广泛的应用，与此同时能量却日益紧缺，在这种情况下，变频恒压供水系统的使用肯定会越来越普及，当然对恒压供水控制技术将提出更高的要求。

如对系统采用基于的无线方式进行数据的传输通过网络对系统进行远程诊断和维护等。

另外本文的设计控制方法完全可以用于恒风压控制，进而实现风机的变频节能，因为风机和水泵的能耗大约占整个电能能耗的三分之左右。

所内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文以变频恒压供水技术在逐走向成熟的过程中，仍然有必要对其进行更深入的研究。