变频恒压供水系统课程设计说明
课程设计：变频恒压供水控制系统设计
《交流调速》课程设计任务书课题名称变频恒压供水控制系统设计学院(部) 电子与控制工程学院专业电气工程及其自动化班级学生姓名 _学号1 月 1 日至 1 月 6 日共 1 周指导教师(签字)2012年 12 月 18 日目录课程设计任务书——————————————————— 3 摘要—————————————————————— 5 系统概述—————————————————————— 6主电路——————————————————————— 6水泵————————————————————————7变频器———————————————————————8计算————————————————————————8相关继电保护装置——————————————————9操作使用说明————————————————————10设备清单和明细表——————————————————11结束语———————————————————————12参考文献——————————————————————13课程设计任务书一、设计内容（论文阐述的问题）变频调速是一种新兴的技术，将变频调速技术用于供水控制系统中,具有高效节能、水压恒定等优点。
本课程设计是电气工程及其自动化专业《交流调速》课程的实践性环节，其主要目的是培养学生初步掌握交流变频调速系统的设计方法及理论知识的应用能力。
本课程设计的基本任务是提高学生在调速系统设计方面的实践技能，培养学生综合运用知识，分析和解决实际问题的能力。
通过控制系统的设计，初步掌握交流变频调速控制系统设计的方法。
二、设计原始资料（实验、研究方案）一楼宇供水系统，正常供水量为20m3/小时，最大供水量30m3/小时，扬程25米。
采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。
当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。
设计要求：1．设二台水泵。
一台工作，一台备用。
变频恒压供水系统设计
摘要：针对药品研发中试企业用水量具有间断性的特征，设计了一种变频恒压供水系统。
该系统利用PLC的逻辑控制与自诊断分析功能，实现了全自动恒压供水，水泵电机根据测量压力均可变频和工频供电，相互备用。
实际运行表明，该系统运行稳定性强，控制灵活，安全可靠。
关键词：节能；变频调速；PID应用宏；PLC控制；逻辑控制引言药品研发中试企业用水量具有间断性特征，有生产需求时用水量大，在药品研发小试阶段用水量较小，因此，离心水泵必须通过调整转速来满足水压稳定性的需求。
变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体，可实现对供水系统的集中管理与监控，并具有良好的节能效果。
1水泵变频调速节能原理水泵调速的H-Q曲线如图1所示，水泵运行工况点D是泵的特性曲线与管路阻力曲线的交点。
当用阀门控制流量时，若要减小流量，则需关小阀门开度，使阀门摩擦阻力变大，阻力曲线从R1移到R2，扬程则从H0上升到H1，流量从QN减小到Q1，运行工况点从D点移到A点。
调速控制时，阻力曲线不变，泵的特性取决于转速，如果将转速由nN变为n1，运行工况点从D点移到C点，扬程从H0降到H3，流量从QN减小到Q1，则泵在A点、C点工况运行时的轴功率分别为：式中：PA、PC为泵在工况点A、C的轴功率（kW）；Q1为工况点流量（m3/s）；H1、H3为工况点扬程（m）；ρ为输出介质单位体积质量（kg/m3）；η为工况点的泵效率（%）。
将PA与PC相减得出使用调速控制时节省的功率：Q、H、P、n之间的关系为：水泵采用调速控制方式时，若所需流量为额定流量的80%，则轴功率仅为额定轴功率的51.2%，节能效果相当显著。
变频恒压供水系统的优点是节约电能，节能量通常在10%～40%，流量越小，节能效果越明显。
2控制系统组成本系统供水泵采用两用一备方式，泵功率15 kW，Q=162 m3/s，H=42 m，泵前装有9.5 m×3 m×2.5 m的生产水箱，企业用水量经常出现间断性、阶梯性特征，且市政供水压力偏高，为保证生产用水的安全性，避免系统管网压力过高，本设计采用变频器一拖三运行方式，每台泵电机均可工作在变频/工频模式下，在主回路控制中，每台电机分别通过接触器与工频电源和变频器输出电源连接，工频回路装有过热继电器，工频和变频控制回路在硬件和软件方面互锁，当任意一台电机出现故障，PLC系统经过逻辑分析自动投入备用供电回路，确保管网供水压力稳定，安全供水。
变频恒压供水控制系统设计
变频恒压供水控制系统设计【摘要】本文介绍了变频恒压供水控制系统设计的相关内容。
在系统设计要求中，需要考虑稳定供水压力和节约能源的需求。
系统组成包括变频驱动器、传感器、控制器等部件。
系统控制原理是利用变频器对水泵速度进行调节来维持恒定的供水压力。
在系统设计方案中，需要考虑水泵的选型和安装位置等因素。
通过系统性能分析可以评估系统的稳定性和效率。
通过本文的研究，可以为变频恒压供水控制系统的设计和应用提供参考。
【关键词】变频恒压、供水控制系统、设计要求、系统组成、系统控制原理、系统设计方案、系统性能分析、结论。
1. 引言1.1 引言变频恒压供水控制系统设计是现代城市供水系统中的重要组成部分，它能够有效地调节水压，确保供水稳定性和节能高效性。
随着城市化进程的加快，供水需求不断增加，传统的供水系统已经不能满足需求，因此采用变频恒压供水控制系统已经成为一个必然趋势。
本文将首先介绍系统设计的基本要求，包括稳定的供水压力、节能高效、易维护等方面。
然后将详细介绍系统的组成，包括变频器、水泵、传感器等核心部件。
接着将介绍系统的控制原理，包括PID控制、频率调节等技术原理。
将提出系统的设计方案，包括硬件设计、软件设计以及系统整体架构。
对系统的性能进行分析，包括稳定性、节能性、可靠性等方面，以验证系统设计的合理性。
通过本文的介绍，读者可以了解变频恒压供水控制系统设计的基本原理与方法，为现代供水系统的优化设计提供参考。
2. 正文2.1 系统设计要求1. 稳定性要求：变频恒压供水控制系统需要保持稳定的工作状态，确保水压在设定范围内波动较小，以满足用户对水压稳定性的需求。
2. 响应速度要求：系统需要具有较快的响应速度，能够及时调整水泵的转速以保持设定的恒压供水状态，提高用户体验。
3. 节能性要求：设计要充分考虑系统的能耗情况，尽量减少无效能耗，优化控制算法以实现节能运行，降低运行成本。
4. 可靠性要求：系统设计应考虑到设备的可靠性，确保系统能够长时间稳定运行，减少维护和修复成本，提高系统的可用性和可靠性。
变频恒压供水系统方案设计
OCCUPATION 2012 12132研究R ESEARCH 变频恒压供水系统方案设计赵 毅摘 要：变频恒压供水系统由ＰＬＣ、传感器、变频器及水泵机组组成闭环控制系统，经变频器内置ＰＩＤ进行运算，通过ＰＬＣ控制变频与工频切换，实现闭环自动调节变频恒压供水，代替了传统的水塔供水控制方案。
关键词：恒压供水 变频调速 变频器 ＰＬＣ一、系统总体方案的设计1.供水控制系统的结构供水控制系统的设计主要包括两方面：一方面是机械结构的设计；另一方面是PLC和变频器电气控制方面的设计。
（1）主要组成部分。
①压力传感器：作为系统的控制输入量，能否准确采集该信号决定控制系统的精度及可靠性。
②控制器：是整个控制系统的核心，通过对外界输入状态进行检测，输出控制量；对外界输入的数据进行运算处理后，输出相应的控制量。
例如单片机、可编程逻辑控制器、计算机等。
本系统采用西门子的SIMATIC S7-200系列。
CPU226具有24个输入点和16个输出点，共40个I/O点。
③变频器：作为核心控制器的后续控制单元，对终端设备进行控制，最终达到控制要求。
本系统主要采用全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专用MM430型变频器。
功率范围7.5kW至250kW。
具有高度可靠性和灵活性。
④水泵：供水系统的执行机构，通过变频器控制电动机的转速，最后达到控制水泵流量大小的要求。
（2）电气控制系统。
电气控制系统主要包括操作面板、电气控制柜等单元。
在该系统中需要检测较多的数字输入量，并且还要检测模拟量的输入，然后根据设定的程序进行数据处理，供水系统的监控主要包括水泵的自动启停控制、供水压力的测量与调节、系统水处理设备运转的监视及控制、故障及异常状况的报警等。
电气控制系统安装在电气控制柜中，包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。
2.恒压供水系统的工作原理变频恒压供水系统以供水出口管网水压为控制目标，在控制上实现出口总管网的实际供水压力跟随设定的供水压力。
变频恒压供水控制系统设计
课程设计课题名称变频恒压供水控制系统设计学院(部)专业班级学生姓名学号指导教师(签字)一、设计概述变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。
本课程设计为实现恒压供水功能而按照设计任务书要求完成设计任务。
最终实现控制系统的自动稳定运行。
根据设计要求本系统采用西门子PLC300控制系统对变频器进行调速控制和系统输入输出信号的采集以及系统报警功能的实现。
本系统内的电机调速由变频器来实现，通过PLC控制变频器和现场压力仪表检测的反馈信号来实现对电机的自动恒压控制功能。
二、设计任务例如一楼宇供水系统，正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。
采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。
当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。
本恒压供水系统，要求以1.0Mpa的恒定压力对用户进行供水。
水泵有2台，由一台变频器驱动。
PLC按照压力变送器（PIT）的信号，调节变频器的输出，使水泵的转速变化，从而保证供水压力的恒定。
两台水泵互为备份，可任意选择一台水泵处于变频模式或工频模式。
控制系统原理如图1所示：图1 恒压供水变频控制系统原理图三、系统设备选型1主要电气元件参数指标水泵：35KW，三相异步电动机恒压设定点：1.0Mpa压力变送器：0-1.6Mpa，两线制，4-20mA电流输出变频器：VVVF变频器（1）水泵根据设计要求水泵正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。
参考相关资料选择型号为IS50-32-125(扬程50m，流量50 m3/小时)的水泵即可满足要求。
(2)远传压力表由于远传压力表具有价格低、有数据读取表盘等优点，结合具体实际设计，故在此处选择其作为反馈信号。
四、系统控制要求1、设两台水泵。
一台工作，一台备用。
正常工作时，始终有一台水泵供水。
当工作泵出现故障时，备用泵自投。
变频恒压供水控制系统方案设计书
《交流调速》课程设计任务书变频恒压供水控制系统设计课题名称) 电子与控制工程学院学院(部电气工程及其自动化业专32040802 级班_学生姓名号学周 1 月31 日共26 12 月日至12) (签字指导教师日月年2011 12 9摘要随着我国社会经济的不断发展，住房制度改革的不断深入，人民生活水平的不断提高，城区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一个重要方面，供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到小区住户的正常生活与工作，也直接体现了小区物业水平的高低。
传统的恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水灯供水方式普遍不通话程度的存在效率低、可靠性差、自动化不高等缺点，难以满足当前经济生活的需要。
论文分析了采用变频调速方式实现恒压供水的工作机理，通过对PID模块的参数预置，利用远传压力表的水压反馈量，构成闭环调节系统，利用变频器与水泵的配合作用实现恒压供水且有效节能。
论文论述了多种供水方案的合理性，同时也指出各种方案存在的问题，通过对比比较控制变频恒压供水。
——给出了比较适合该系统的方案PLC PLC 变频调速关键字：恒压供水一、设计内容变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。
本课程设计是电气工程及其自动化专业《交流调速》课程的实践性环节，其主要目的是培养学生初步掌握交流调速系统的设计方法及理论知识的应用能力。
本课程设计的基本任务是提高学生在调速系统设计方面的实践技能，培养学生综合运用知识，分析和解决实际问题的能力。
通过控制系统的设计，初步掌握交流变频调速控制系统设计的方法。
二、设计资料．一楼宇供水系统，正常供水45m3/小时，最大供水量60m3/小时，扬程24m。
采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。
当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。
变频器恒压供水课程设计
变频器恒压供水课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解变频器的基本工作原理，掌握恒压供水系统中变频器的应用。
2. 使学生掌握恒压供水系统的组成、运行原理及其控制策略。
3. 帮助学生了解电气自动化技术在供水系统中的应用，提高对现代自动化技术的认识。
技能目标：1. 培养学生运用变频器进行恒压供水系统设计和调试的能力。
2. 培养学生分析实际工程问题，提出解决方案并实施的能力。
3. 提高学生团队协作、沟通交流及动手操作的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电气自动化技术的兴趣，培养其探索精神。
2. 培养学生关注环境保护，认识到节能降耗的重要性。
3. 培养学生具备良好的职业道德，尊重劳动，热爱劳动。
课程性质分析：本课程属于电气自动化专业课程，以实践操作为主，理论联系实际。
针对学生特点，注重培养学生的学习兴趣和动手能力。
学生特点分析：学生具备一定的电气基础知识和实践技能，对新技术具有好奇心，但可能缺乏系统设计和调试经验。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 结合实际工程案例，培养学生分析和解决问题的能力。
3. 强化团队合作，提高学生的沟通能力和职业素养。
二、教学内容1. 理论知识：- 变频器工作原理及其选型- 恒压供水系统组成及运行原理- 变频调速技术在恒压供水中的应用- 电气自动化控制策略2. 实践操作：- 变频器的安装与调试- 恒压供水系统的设计与实现- 系统调试与故障排查- 节能分析及优化3. 教学大纲：- 第一周：变频器工作原理、选型及应用- 第二周：恒压供水系统组成、运行原理及控制策略- 第三周：变频器安装与调试方法- 第四周：恒压供水系统设计、实现及调试- 第五周：系统故障排查、节能分析及优化教学内容安排与进度：- 前两周：理论教学，结合教材相关章节，讲解基础知识。
- 第三周：实践操作，指导学生进行变频器的安装与调试。
- 第四周：综合实践，引导学生完成恒压供水系统的设计与实现。
变频恒压供水控制系统设计
变频恒压供水控制系统设计一、引言随着社会的不断发展和技术的不断创新，供水系统的控制方式也在不断更新和改进。
传统的供水系统控制方式存在着一些问题，如压力不稳定、能耗高、运行维护成本高等，因此采用变频恒压供水控制系统已成为一种趋势。
本文将对变频恒压供水控制系统的设计进行介绍。
二、变频恒压供水控制系统的原理1. 变频技术变频技术是指通过改变电机的输入频率来控制电机的转速，从而达到控制流量的目的。
在供水系统中，采用变频技术可以实现根据实际需要自动调节水泵的转速，以满足供水系统的变化需求，降低能耗和运行成本。
2. 恒压技术恒压技术是指在供水系统中通过控制泵的运行以保持系统压力稳定，不受水流量等因素影响。
采用恒压技术可以有效避免供水压力不稳定的问题，提高供水系统的稳定性和可靠性。
三、变频恒压供水控制系统设计要点1. 系统布局设计首先需要对供水系统的布局进行合理设计，包括水泵、水箱、管道以及控制设备等的布置位置，以确保系统的正常运行和维护。
2. 变频器选择在变频恒压供水控制系统中，变频器是核心设备之一，需要选择合适的变频器来控制水泵的转速。
在选择变频器时需要考虑供水系统的实际需求、电机的功率和运行环境等因素，以确保系统的稳定运行。
3. 控制系统设计控制系统是整个变频恒压供水控制系统的核心，需要根据实际需求设计合理的控制逻辑和参数设置，以保证系统的稳定性和可靠性。
还需要考虑控制系统的扩展性和智能化，以满足供水系统未来的发展需求。
4. 传感器选择传感器是用于实时监测系统压力和流量情况的设备，需要选择可靠的传感器来确保系统的准确监测和控制。
5. 配电系统设计在变频恒压供水控制系统中，还需要考虑配电系统的设计，确保系统的电源供应稳定可靠。
6. 系统安全保护设计为了保障供水系统的正常运行，需要对系统进行合理的安全保护设计，包括过流、过压、短路等多种保护机制的设置，以减少系统的损坏和安全事故的发生。
四、实现效果采用变频恒压供水控制系统可以实现供水系统的自动化、稳定性和节能性的提高，并且减少了运行维护成本。
变频恒压供水控制系统设计
变频恒压供水控制系统设计一、系统设计概述变频恒压供水控制系统是一种用于城市供水系统和建筑物水供系统的先进控制系统。
通过使用变频控制器和压力传感器，系统能够监测并调节系统的运行，实现水压恒定，避免因为供水系统压力不足或者过高而导致的浪费和损坏。
本文将阐述变频恒压供水控制系统的设计原理和技术要点。
二、变频恒压供水控制系统的工作原理1. 压力传感器检测变频恒压供水控制系统首先通过安装在管道上的压力传感器实时检测供水管道内的水压情况。
压力传感器将检测到的水压情况反馈给控制系统。
2. 控制器调节控制系统根据压力传感器反馈的水压情况，利用变频器调节水泵的转速，以使得供水管道内的压力始终维持在设定的恒定值之上。
当管道内的水压低于设定值时，控制系统将增加水泵的转速以增加供水量；当管道内的水压超过设定值时，控制系统将降低水泵的转速以减少供水量。
3. 故障自诊断系统还具有故障自诊断功能，当传感器或控制器出现故障时，系统能够自动诊断并给出报警信号，指示维修人员前往修复。
1. 变频器的选型变频器是变频恒压供水控制系统中的关键组件，它能够根据控制系统的指令调节水泵的转速。
在选型时，需要考虑控制系统对变频器的精度和稳定性的要求，以及水泵的功率和额定转速。
一般情况下，应选择具有较高性能和较高精度的变频器，以保证控制系统的准确性和稳定性。
压力传感器是变频恒压供水控制系统中用于检测管道内水压情况的装置，因此其精度和可靠性对系统的性能至关重要。
在选型时，需要考虑管道内水压的测量范围和精度要求，以及传感器的耐压能力和抗干扰能力。
3. 控制系统的程序设计控制系统的程序设计需要考虑到系统运行的稳定性和响应速度。
程序设计应充分考虑水泵和变频器的控制逻辑，并充分考虑各种工况下的供水量和供水压力的变化趋势，以实现系统的准确控制和稳定运行。
4. 系统的安全保护设计变频恒压供水控制系统需要具备完善的安全保护功能，以防止水泵和管道的损坏。
安全保护设计应考虑到水泵的过流、过载和短路等故障情况，并配备相应的保护装置，及时停止水泵的运行以避免对设备和管道的损坏。
恒压供水系统课程设计
恒压供水系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握恒压供水系统的基本组成和工作原理；2. 学生能够运用流体力学和电路基础知识，分析恒压供水系统中的压力、流量与功率之间的关系；3. 学生能够运用数学方法，对恒压供水系统进行简单的设计计算。
技能目标：1. 学生能够运用CAD软件绘制简单的恒压供水系统示意图；2. 学生能够通过实验操作，验证恒压供水系统的工作原理；3. 学生能够运用相关仪器和设备，进行恒压供水系统的调试与优化。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到恒压供水系统在生活中的应用价值，增强对工程技术的兴趣；2. 学生能够通过团队协作，培养沟通与协作能力，增强集体荣誉感；3. 学生能够在课程学习过程中，培养严谨的科学态度和问题解决能力。
课程性质：本课程为工程技术类课程，结合流体力学、电路基础等知识，以实际工程应用为背景，培养学生解决实际问题的能力。
学生特点：学生为八年级或九年级学生，具有一定的物理、数学基础，对实际工程技术有一定的好奇心。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动参与，鼓励学生提问和发表见解，提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 恒压供水系统的基本组成：- 水泵、水管、阀门、压力传感器、控制器等部件的作用及相互关系；- 教材章节：第三章第二节。
2. 恒压供水系统工作原理：- 流体力学基础知识在恒压供水系统中的应用；- 电路基础知识在恒压供水系统控制电路中的应用；- 教材章节：第三章第三节。
3. 恒压供水系统设计计算：- 系统压力、流量与功率的计算方法；- 教材章节：第三章第四节。
4. 实践操作：- CAD软件绘制恒压供水系统示意图；- 恒压供水系统的组装与调试；- 教材章节：第三章实验。
5. 教学进度安排：- 理论教学：6课时；- 实践操作：4课时；- 课时分配：第三章第二节（2课时）、第三章第三节（2课时）、第三章第四节（2课时）、实验（2课时）。
恒压供水系统变频器课程设计
恒压供水系统变频器课程设计变频器课程设计交流调速系统与变频器应用恒压供水系统课程名称: 《交流调速系统与变频器应用》课题名称: 恒压供水系统系部名称: 专业班级:姓名:学号:年月日第1 页共 13页变频器课程设计设计任务书设计目的: 自动恒压供水在日常生活中应用较多，用变频器可以比较容易的实现恒压供水。
本设计的目的在于设计一种用变频器实现的高楼无塔恒压系统。
技术指标:1、三台水泵电机功率分别为2.2KW、3KW、5.5KW。
2、采用PLC控制，用水高峰时压力稳定在0.3MPa3、系统具有休眠功能4、采用闭环控制，确保压力波动小、达到设定压力时间短5、有输入电源缺相、过压、过流、过载等安全保护功能6、该系统具备防误操作等功能第2 页共 13页变频器课程设计一、恒压供水系统的介绍一个三台泵生活/消防双恒压供水系统主要是由PLC、变频器、压力传感器、水泵断路器、接触器、中间继电器以及水泵等组成。
用户通过控制柜上的指示操作面板上的指示灯、TD-200显示屏及按钮、转换开关来了解和控制系统的运行。
市网自来水用高低水位控制器EQ来控制注水阀，它们自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，则自动往水箱内注水。
水池的高/低水位信号也接送给PLC，作为低水位报警用。
通过安装在出水管网上的远传压力传感器将压力信号转化为4-20mA的标准信号送入PLC，经PID运算与给定压力参数进行比较，得出调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵转速，调节系统供水量，使系统的供水管网压力保持在给定压力上;当用水量超过一台泵的供水量时，通过PLC控制增加泵。
根据用户用水量的大小来控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水。
当供水负载变化时，输入电机的电压和频率也随之变化，这样就构成了以压力设定值为基准的闭环控制系统。
为了保证供水的连续性，水位上下限传感器高低距离不是很大。
生活用水和消防用水共三台泵，平时由两台生活泵负责生活用水，当消防系统启动时，生活用水水泵立即停止运行，消防泵立即投入运行，并按设定压力对消防水泵进行变频调速。
变频恒压供水系统设计本科课程设计
本论文分析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，本论文采用变频器和PLC实现恒压供水和数据传输，然后用数字PID对系统中的恒压控制进行设计。
最后对系统的软硬件设计进行了详细的介绍。
本论文设计与实现通过MCGS 进行数据传输的远程网络巡回监控系统。
具体讲述了系统的总体设计与软件的实现，并对系统采取的可靠性措施进行了说明。
本论文的变频恒压供水系统已在国内许多实际的供水控制系统中得到应用，并取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。
经实践证明该系统具有高度的可靠性和实时性，极大地提高了供水的质量，并且节省了人力，具有明显的经济效益和社会效益。
关键字：单片机变频恒压供水自动控制AbstractAnd reasonable development, economical utilization and the effective protection of water resources is an arduous task. According to the school time focusing on water, water consumption the characteristic of the large change, analyzes out of school water supply system in high energy consumption, low reliability, network management system to be perfect, the water resources waste serious problem. This paper puts forward the tap water constant pressure water supply system and water pump combination way, match with single-chip microcomputer, frequency converter, compensator, pressure sensor, and so on the different sensor, according to the pipeline pressure, with the frequency converter control pump speed, make the pipe network pressure is always keep in appropriate range, so as to solve the floor is too high pressure shortage and small flow of the problem of the great energy consumption.Because the pump power and power consumption of the motor speed is directly proportional to the three times, so the pump running speed can achieve very good energy saving effect, the average power consumption than usually water supply system can save nearly forty percent. Combining use of programmable controller, which can realize primary pump variable frequency, negative pump soft start, has the short circuit protection, over current protection function, work reliable and stable, so that the service life of pump greatly extended.Keywords: Single frequency constant pressure water supply automatic control目录第1章绪论 ............................................................................................................................ - 1 -1.1 关于研究课题的目的与意义 ......................................................................................... - 1 -1.2 变频恒压供水系统的特点 ............................................................................................. - 1 -1.3 变频恒压供水系统技术的实现与发展情况 ................................................................. - 2 -1.4 变频恒压供水系统的适用范围 ..................................................................................... - 3 -1.5 本章小结 ......................................................................................................................... - 3 -第2章方案论证 ...................................................................................................................... - 4 -2.1 方案一 ............................................................................................................................. - 4 -2.2 方案二 ............................................................................................................................. - 5 -2.3 方案三 .............................................................................................................................. - 6 -2.4 方案确定 ......................................................................................................................... - 7 -2.5 本章小结 .......................................................................................................................... - 7 -第3章恒压变频供水系统的硬件设计 .................................................................................. - 8 -3.1 硬件总体设计 ................................................................................................................. - 8 -3.2 AT89S52的硬件设计 ...................................................................................................... - 8 -3.2.1 AT89S52最小系统硬件设计 ................................................................................... - 8 -3.2.2 AT24C04外部存储扩展......................................................................................... - 10 -3.3 555定时器复位电路 .................................................................................................... - 10 -3.4 A/D与D/A转换电路.................................................................................................... - 11 -3.4.1 A/D转换电路......................................................................................................... - 11 -3.4.2 D/A转换电路......................................................................................................... - 14 -3.5 光电隔离继电器驱动电路 ........................................................................................... - 15 -3.6 变频器的选择 ............................................................................................................... - 16 -3.7 压力传感器的选择 ....................................................................................................... - 17 -3.8 显示器与键盘电路设计 ............................................................................................... - 18 -3.8.1 显示器接口电路设计 ............................................................................................ - 18 -3.8.1 键盘电路设计 ........................................................................................................ - 18 -3.9 报警及电源电路 ........................................................................................................... - 19 -3.10 本章小结 ..................................................................................................................... - 20 -第4章变频恒压供水系统的软件设计 ................................................................................ - 21 -4.1 单片机变频恒压供水系统主流程图 ........................................................................... - 21 -4.2 A/D子程序.................................................................................................................... - 22 -4.4 中断服务程序 ............................................................................................................... - 22 -4.3 继电器控制子程序 ....................................................................................................... - 23 -4.4 本章小结 ........................................................................................................................ - 24 -总结 ........................................................................................................................................ - 25 -致谢 ........................................................................................................................................ - 26 -参考文献 .................................................................................................................................. - 27 -附录1：变频恒压供水控制系统原理图 ............................................................................... - 29 -附录2：变频恒压供水控制系统程序 ................................................................................... - 30 -第1章绪论1.1 关于研究课题的目的与意义供水系统是人民生活中的重要一环，随着人民的生活水平提高，人民对供水系统的要求也日益提高。
变频恒压供水控制系统设计
变频恒压供水控制系统设计一、引言在城市的供水系统中，常常会遇到供水压力不稳定的情况，特别是在高层建筑中，由于楼层的高度差异，给供水系统的设计和运行带来了很大的挑战。
为了解决这个问题，需借助变频技术和恒压控制系统的结合，通过控制泵的转速来保持供水系统的稳定压力。
本文将从变频恒压供水控制系统的原理、设计和实施等方面展开介绍。
二、变频恒压供水控制系统原理1. 变频技术变频技术是利用变频器控制电机的转速，从而实现对供水系统流量的调节和控制。
变频器是一种电子设备，能够通过改变电源频率来控制电机的转速，从而调节泵的流量输出。
通过控制变频器的输出频率、电压和电流，可以实现对泵的精确控制，达到节能和稳定供水压力的目的。
2. 恒压控制系统恒压控制系统是利用传感器监测供水管网的压力变化，通过控制电机的转速来实时调节泵的流量，从而保持管网中的压力稳定。
当供水管网的压力低于设定值时，控制系统会提高泵的转速，增加供水流量；而当压力高于设定值时，系统则会降低泵的转速，减少供水流量。
通过这种方式，可以有效地保持供水系统的稳定压力，提高系统的可靠性和节能性。
变频恒压供水控制系统是将变频技术和恒压控制系统相结合，通过控制变频器和恒压控制系统来实现对供水系统的全面控制。
系统首先通过传感器实时监测管网的压力情况，将监测到的数据传输给恒压控制系统；恒压控制系统根据设定的压力值，通过控制变频器来调节泵的转速，使得供水系统的压力始终保持在设定的范围内。
当管网中的压力发生变化时，控制系统会及时调整泵的运行状态，保证供水系统的稳定性和可靠性。
1. 系统结构设计变频恒压供水控制系统的设计包括主要的硬件结构和软件控制部分。
硬件方面需要包括变频器、传感器、控制器和电机等设备，这些设备需要能够实现对供水系统的全面监测和控制。
软件控制部分需要编写相应的程序，能够实现对传感器数据的采集和分析，以及对控制系统的调节和优化。
2. 设备选型和布置在设计变频恒压供水控制系统时，需要选择合适的设备和材料，以满足供水系统的实际需求。
变频器恒压供水系统(多泵)课程设计报告书
成绩评定表课程设计任务书摘要本次设计采用“一台变频器控制多台水泵”的多泵控制系统。
在这里利用PLC设计一套变频调速恒压供水系统，该系统可根据管网瞬间压力变化自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入及退出，使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值，并满足用户的流量需求，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。
可实现恒压变量、双恒压变量等控制方式，多种启停控制方式，该系统可以通过人意修改参数指令（如压力设定值、控制顺序、控制电机数量、压力上下限、PID值、加减速时间等）；具有完善的电气安全保护措施，对过流、过压、欠压、过载、断水等故障均能自行诊断并报警。
为保证小区的供水正常，利用PLC控制的变频调速恒压供水系统，按照用户的需求按需调节水泵流量，根据夜间用水少可以只开一个小流量泵，并满足用户的流量需求，使真个系统始终保持高效节能的最佳状态。
关键词：恒压供水；变频器；可编程控制器目录1 变频器恒压供水系统简介 (1)1.1 变频恒压供水系统理论分析 (1)1.1.1 变频恒压供水系统节能原理 (1)1.1.2 变频恒压控制理论模型 (3)1.2 恒压供水控制系统构成 (3)1.3 变频器恒压供水产生的背景和意义 (5)2 变频恒压供水系统设计 (6)2.1 设计任务及要求 (6)2.2 系统主电路设计 (6)2.3 系统工作过程 (7)3 器件的选型及介绍 (9)3.1 变频器简介 (9)3.1.1 变频器的基本结构与分类 (9)3.1.2 变频器的控制方式 (9)3.2 变频器选型 (10)3.2.1 变频器的控制方式 (10)3.2.2 变频器容量的选择 (11)3.2.3 变频器主电路外围设备选择 (12)3.3 可编程控制器(PLC) (14)3.3.1 PLC的定义及特点 (14)3.3.2 PLC的工作原理 (16)3.3.3 PLC及压力传感器的选择 (16)4 PLC编程及变频器参数设置 (17)4.1 PLC的I/O接线图 (17)4.2 PLC程序 (17)4.3 变频器参数的设置 (21)4.3.1 参数复位 (21)4.3.2 电机参数设置 (21)4.4 控制系统接线实物图 (22)5 监控系统的设计 (23)5.1 组态软件简介 (23)5.2 监控系统的设计 (23)5.2.1 组态王的通信参数设置 (23)5.2.2 新建工程与组态变量 (24)5.2.3 组态画面 (25)5.2.4 监控系统界面 (26)6总结 (27)参考文献 (28)1 变频器恒压供水系统简介1.1变频恒压供水系统理论分析1.1.1变频恒压供水系统节能原理供水系统的基本特性和工作点扬程特性是以供水系统管路中的阀门开度不变为前提，表明水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线f(Q)，如图1-1所示。
变频给水设备的恒压给水控制系统课程设计
Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）课程名称：电气传动自动控制系统设计题目：变频给水设备的恒压给水控制系统院系：电气工程及其自动化班级：xxx设计者：xxx学号：xxxx指导教师：杨明、陈宏钧设计时间：2016年1月11日- 2016年1月15日哈尔滨工业大学教务处哈尔滨工业大学课程设计任务书*注：此任务书由课程设计指导教师填写1 控制系统总体设计方案该设计题目要求利用西门子S7 200 PLC、TP177B触摸屏和G120变频器，以及恒压供水模拟器，设计一个变频给水设备的恒压给水系统，并通过实验调试实现该系统的各种设计功能。
1.1变频给水系统的结构和工作原理变频给水设备由变频控制柜、稳流罐、水泵机组、仪表、阀门及管路、基座等组成，适用于一切需要增高水压，恒定流量的供水系统。
其简化结构图如图1所示：从市政管网来的低压水源，经过水泵增压后，为用户提供稳定的供水。
图1变频给水系统简化结构变频给水能自动24小时维持恒定压力，并根据压力信号自动启动备用泵，无级调整压力，供水质量好。
在工业和民用中应用十分广泛。
变频给水系统采用一个电位器设定压力（也可采用面板设定压力），采用一个压力传感器检测管网中压力，压力传感器将信号送入变频器PID 回路，PID 回路处理之后，送出一个水量增加或减少信号，控制水泵马达的转速。
为了节约成本同时提高水泵效率，系统中一般配有多台水泵。
只有一个泵由变频器供电，工作于变频调速状态，其他泵或不运行，或直接连接到电网上运行于工频状态。
当用水量较小时，只有一个泵工作于变频状态，在PID 控制下自动调节给水压力，如在一定延时时间内，压力还是不足，则对该泵进行变频/工频切换（即将该泵与变频器脱开，直接连接到电网上运行），然后利用变频器启动另一台水泵，提高供水量使实际管网压力与设定压力相一致。
随着用水量的减少，变频器自动减少输出频率或切除某一个工频运行的水泵，减少供水量，使实际管网压力仍然与设定压力相一致。
变频器恒压供水系统的整体设计说明
变频器恒压供水系统的整体设计1导言1.1城市供水系统的要求众所周知，水是生产生活中不可或缺的重要组成部分。
在节水节能已成为时代特征的现实条件下，水资源和电能短缺的我国，在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等技术上长期落后，自动化程度低。
主要是在用水高峰期，水的供应量往往低于需求量，导致水压降低，供不应求的现象。
但在用水的低峰期，水的供应量往往高于需求量，导致水压增大，供不应求的情况。
这时候就会浪费能源，同时水管爆裂，用水设备损坏。
恒压供水技术出现之前，供水方式有很多种，我们就一一分析。
●恒速泵直接供水系统在这种供水模式下，水泵从蓄水池中抽水并直接加压给用户。
有的甚至没有蓄水池，直接从城市公共水网抽水，严重影响了城市公共水网的压力稳定性。
在这种供水模式下，水泵全天运行，有些可能在晚上水崩的时候停止运行。
这种系统形式简单，成本最低，但耗电、耗水量大，水压不稳定，供水质量极差。
●恒速泵+水塔供水方式这样，水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。
水塔的合理高度要求水塔的最低水位略高于供水系统所需的压力。
水塔满泪，水泵停。
当水塔水位低于某一位置时，泵再次启动，泵处于间歇工作状态。
在这种供水方式下，水泵工作在额定流量和额定扬程条件下，水泵处于高效区。
这种方法比以前明显节电，其节电率与水塔容量、水泵额定流量、用水不均匀系数、水泵开停时间比、开停频率等有关。
供水压力相对稳定。
但这种供水方式基建设备投资最大，占地面积最大，水压可调，无法兼顾短期和长期需求。
而且系统的水压不能随着系统所需流量和压力的降低而降低，所以还存在一些能量损失和二次污染的问题。
而且在使用过程中，如果这种系统的水塔水位监测装置损坏，水泵就无法自动启动或停止，这样水泵就会完全由人来启动或停止，进而出现能源的严重浪费和供水质量的严重下降。
●喷射泵+水箱供水方式该方法利用喷射泵的独特结构工作，利用压力差和进水管、出水管的变径过程实现供水。
但由于其技术和工艺的不完善，以及这种方式存在无限压(流)的现象，无法满足高层供水的需要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
变频恒压供水系统课程设计说明学号：0121018700222课程设计题目恒压供水控制系统设计学院物流工程学院专业物流工程班级物流xz1202姓名尹国泰指导教师于蒙2015 年 6 月21 日课程设计任务书学生姓名：尹国泰专业班级：物流xz1202指导教师：于蒙工作单位：物流工程学院题目:变频恒压供水控制系统设计初始条件：1)PLC型号：西门子公司S7系列，S7-3002)编程环境：SIMATIC Manager /Step7 V5.53)根据控制要求分配PLC I/O地址，画出PLC与控制对象的接线图，设计控制流程，按照模块化的方式设计程序，既可以采用LAD编程，也可以采用STL编程，还可以采用组合方式编程。
4)编写的需要输入PLC，调试通过。
要求完成的主要任务:系统控制要求对三泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求是：1)生活供水时，系统应低恒压值运行，消防供水时系统高恒压值运行；2)三台泵根据恒压的需要，采取“先开后停”的原则接入和退出；3)在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过3小时，则要切换到下系统“倒泵功能”，避免某一台泵工作时间过长；4)三台泵在起动时要有软起动功能；5)要有完善的报警功能；6)对泵的操作要有手动控制功能，手动只在应急或检修时临时使用。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日本科生课程设计成绩评定表指导教师签字：2015年06 月16 日基于S7-300-PLC控制的恒压供水系统的设计摘要随着经济与技术的发展，对PLC的应用不断扩大到各个领域，从生产制造到日常应用，逐渐形成了一系列以PLC为核心的系统。
将PLC应用到恒压供水控制系统中，可以实现恒压供水系统的自动控制，降低整套系统的运行及维护费用，并且提高整套系统的安全性和可靠性。
PLC在恒压供水控制系统中的应用，具有巨大的经济和社会价值。
在此我们以PLC控制技术为核心，采用了德国西门子公司出产的SIMATIC S7-300系列的PLC，并在此基础上结合传感器技术，论述了恒压供水控制系统的软硬件设计方案及其控制原理，实现了恒压供水系统在生活供水时的低恒压运行和消防供水时的高恒压运行之间的自动转换，以及紧急情况或检修时的手动控制。
通过软件的仿真运行，说明了所设计的恒压供水控制系统运行可靠，能够满足实际需要。
关键词：PLC应用；恒压供水；S7-300；运行转换Constant Pressure Water Supply System based on S7-300-PLCAbstractsWith the development of economy and technology, the application of PLC expanding to various fields, from manufacturing to daily applications , and gradually formed a series of system which use PLC as the core . The PLC is applied to the constant pressure water supply system can achieve the automatically control of the system , reduce operating and maintenance costs of the entire system , and to improve the safety and reliability of the entire system . In the Water Supply PLC control system , with huge economic and social value. Here we PLC control technology as the core, with a production of the German company Siemens S7-300 series PLC SIMATIC, and on this basis, combined with sensor technology , discusses the hardware and software design pressure water supply control system and control theory to achieve the automatic conversion of high constant pressure water supply system is running at a low constant running water and fire water of life between , as well as manual control during emergencies or maintenance by running the simulation software , and explains the design of constant pressure water supply control system is reliable , able to meet the actual needs.Key words:PLC applications ; constant pressure water supply ; S7-300;operation conversion目录摘要....................................................................................................................................... I V Abstract .. (V)第1章绪论.......................................................... - 1 -1.1 城市楼宇恒压供水系统的要求及特点 ... - 1 -1.2 变频恒压供水产生的背景和意义 ........... - 2 -第2章变频恒压供水系统的模型设计................ - 3 -2.1 变频恒压控制理论模型........................... - 3 -2.2 变频恒压供水系统概述及方案选择 ....... - 3 -第3章变频恒压供水系统的硬件设计................ - 5 -3.1 PLC概述及选型.................................. - 5 -3.1.1 可编程控制器的定义 .................... - 5 -3.1.2 PLC的发展和应用 ..................... - 5 -3.1.3 西门子S7-300PLC简介............. - 6 -3.2 供水设备的选择....................................... - 7 -3.2.1 供水设备的选择............................ - 7 -3.3 变频器概述及选型................................... - 7 -3.3.1 变频器的基本结构...................... - 7 -3.3.2 变频器的分类................................ - 7 -3.3.3 变频器的控制方式........................ - 7 -3.3.4 变频器的选型.............................. - 8 -3.4 压力传感器概述及选型........................... - 8 -3.4.1 压力传感器的选型...................... - 8 -3.5 液位传感器概述及选型........................... - 9 -3.6 软启动器概述及选型............................. - 10 -第4章PLC软硬件配置..................................... - 11 -4.1 I/O地址表 ............................................... - 11 -4.2 PLC的硬件配置..................................... - 12 -4.3 系统硬件线路设计................................. - 14 -4.4 变频恒压供水系统控制流程................. - 18 -4.4.1 手动运行...................................... - 18 -4.4.2 低恒压值自动运行（生活供水）- 19-4.4.3 高恒压值自动运行（消防供水）- 20-4.5 PLC程序................................................. - 22 -4.5.1 手动运行梯形图.......................... - 22 -4.5.2 自动运行梯形图.......................... - 24 -4.5.3 系统异常报警指示梯形图 .......... - 32 -参考文献........................................................ - 36 -第1章绪论1.1 城市楼宇恒压供水系统的要求及特点众所周知，水是生产生活中不可或缺的重要组成部分。
在节水节能己成为时代特征的现实条件下，我们这个人均自然资源贫瘠的国家，长期以来在城市楼宇供水技术方面比较落后，自动化程度低。
其落后主要表现为主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象，而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，此时将会造成能量的浪费，同时有可能导致水管爆破和用水设备的损坏。
变频调速供水方式。
这种方式是通过安装在系统中的压力传感器将系统压力信号与设定压力值作比较，再通过控制器调节变频器的输出，无级调节水泵转速。
使系统水压无论流量如何变化始终稳定在一定的范围内。