恒压供水变频调速系统设计
高层住宅变频调速恒压供水系统设计
高层住宅变频调速恒压供水系统设计随着城市化进程的不断加速，高层住宅的数量也不断增加。
在高层住宅中，稳定可靠的供水系统对于居民的日常生活至关重要。
传统的供水系统往往难以满足高层住宅对水压和水量的需求，因此，设计一套高效的变频调速恒压供水系统显得尤为重要。
本文将重点阐述高层住宅变频调速恒压供水系统的设计原则和具体方案。
一、设计原则1.1 提供稳定的水压在高层住宅中，为了满足居民的生活用水需求，供水系统必须能够提供均衡稳定的水压。
通过采用变频调速恒压供水系统，可以根据居民用水量的变化实时调节水泵的运行速度，以保证供水系统能够稳定地提供恒定的水压。
1.2 节约能源传统的供水系统通常采用恒速运行的水泵，这样会导致水泵在低负载时能耗较高。
而变频调速恒压供水系统则可以根据实际需求智能地调节水泵的转速，使水泵的运行始终处于高效工作状态，从而有效降低能耗，实现节能目的。
1.3 保证可靠性高层住宅供水系统的可靠性对于居民的生活质量至关重要。
在设计变频调速恒压供水系统时，应该选择质量可靠的水泵和控制设备，并设置备用设备以应对突发情况。
二、具体方案2.1 变频调速器的选型变频调速器是实现高层住宅变频调速恒压供水系统的核心设备。
在选型时应注意以下几点：首先，应选择具有较高工作效率和稳定性能的变频调速器。
其次，应根据实际需求选择变频调速器的额定功率和转速范围。
另外，还应注意变频调速器的运行噪音和对供水系统的电磁干扰问题。
2.2 水泵的选型水泵是供水系统的核心组成部分。
在选型时应注意以下几点：首先，应选择质量可靠、效率较高的水泵，以保证长期稳定运行。
其次，应根据高层住宅的水压和水量需求选择合适的水泵型号和数量。
另外，还应考虑水泵的噪音和振动情况，避免对住户生活造成不便。
2.3 控制策略的设计控制策略的设计决定了供水系统的运行效果和稳定性。
在设计过程中应注意以下几点：首先，应充分调研高层住宅的居民用水特点和峰谷用水变化情况，以便合理地设计供水系统的供水策略。
恒压供水变频调速系统设计
三峡电力职业学院毕业设计（论文）题目恒压供水变频调速系统设计学生姓名隗国靖学号0530********专业机电一体化班级×××××××指导教师王晓敏评阅教师完成日期年月日目录目录 (1)摘要 (2)1前言 (3)1.1供水系统发展过程及现状 (3)1.2供水系统的概述 (3)1.2.1．变频恒压供水系统主要特点： (3)1.2.2.传统定压方式的弊病 (4)1.2.3．恒压供水设备的主要应用场合： (4)1.2.4．恒压供水技术实现： (4)2 系统总体设计方案 (5)2.1系统设计方案 (5)2.1.1 系统控制要求 (5)2.1.2 控制方案 (5)2.1.3运行特征 (6)2.1.4 系统方案 (6)2.2可编程控制器(PLC)的特点及选型 (8)2.2.1 PLC特点及应用 (8)2.2.2可编程控制器的选型 (9)2.2.3．PLC CPM2A模拟量输入/输出单元 (12)2.3变频器选型及特点 (14)2.3.1 ABB产品信息： (15)2.3.2 变频节能理论： (20)2.3.3．变频恒压供水系统及控制参数选择： (21)2.3.4．变频恒压供水系统的优点及体现 (22)2.4 远传压力表 (17)2.4.1 主要技术指标 (18)2.4.2结构原理 (18)2.5 系统控制流程设计 (18)2.5.1系统组成及作用 (18)2.5.2 系统运行过程 (19)3 软件设计 (22)3.1 系统中检测及控制开关I/O分配 (22)3.2 I/O地址及标志位分配表 (24)3.3 流程图 (26)3.4 程序设计： (27)4.节能实例计算 (41)5.结论 (43)致谢 (44)参考文献 (45)恒压供水变频调速系统设计—馨岛国际名宛供水系统设计学生：隗国靖指导教师：王晓敏（三峡电力职业学院学院）摘要：随着人民生活水平的日趋提高，新技术和先进设备的应用，使给供水设计得到了发展的机遇。
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。
毕业设计(论文)变频恒压供水控制系统设计
摘要基于变频器的智能恒压供水系统以西门子S7-200系列PLC作为控制器，采用其扩展模拟输入输出模块EM235，利用其内部的PID控制指令，配合MM420型号的变频器和电机，同时用KBY压力变送器来检测管网压力。
构成闭环调速系统。
变频调速技术是一种新型的、成熟的交流电机无级调速驱动技术，变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使管网水压连续变化。
压力变送器的作用是检测管网水压。
智能PID调节器实现管网水压的PID调节。
PLC控制单元则是泵组管理的执行设备，同时还是变频器的驱动控制，根据用水量的实际变化，自动调整输出模拟量，进而控制变频器。
变频恒压供水控制系统通过测到的管网压力，经PLC内置PID 调节器运算后,通过EM235模拟输出端传送到变频器，调节输出频率，实现管网的恒压供水。
关键词：恒压供水、可编程控制器、无级调速、PID控制、闭环调速系统、山东科技大学专科毕业论文目录目录1 绪论 (1)1.1 恒压供水系统的发展历程 (1)1.2 恒压供水系统研究的目的和意义 (2)1.3 恒压供水系统的应用 (3)2 基于变频器的智能恒压供水系统的设计方案 (4)2.2 恒压供水系统设计总体方案设计 (4)2.3 变频恒压供水原理 (6)3 基于变频器的智能恒压供水系统的硬件设计 (7)3.1 系统中硬件电路构成 (7)3.2 PLC型号选择和系统硬件配置 (20)3.3 外部硬件电路设计 (22)4 基于变频器的智能恒压供水系统的软件设计 (24)4.1 系统流程图 (24)4.2软件设计 (25)结术语 (31)致谢词 (32)参考文献 (33)1 绪论变频恒压供水系统成为现在建筑中普遍采用的一种水处理系统。
随着社会和变频调速技术发展和人们节水节能意识的不断增强，变频恒压供水系统的节能特性使得其越来越广泛用于工厂、住宅、高层建筑的生活及消防供水系统。
恒压供水是指用户端在任何时候，不管用水量的大小，总能保持网管中水压的基本恒定。
恒压供水变频调速原理
恒压供水变频调速原理一、引言恒压供水变频调速是一种新型的水泵控制技术，它可以根据水流量的变化自动调整电机转速，使得水压保持恒定。
该技术具有节能、稳定、可靠等优点，在市场上得到了广泛应用。
二、恒压供水变频调速原理1. 变频器控制恒压供水变频调速的核心是变频器，它通过改变电机的输入电源频率和电压来实现控制。
当需求水量增加时，变频器会自动提高电机转速以增加流量，从而保证水压不变；当需求水量减少时，变频器会降低电机转速以减少流量，从而避免过度耗能。
2. PID控制算法为了更精确地控制水泵运行状态，恒压供水系统通常采用PID控制算法。
PID是三个参数的缩写：比例（P）、积分（I）和微分（D）。
P参数表示在当前误差下所需输出信号与误差之间的比例关系；I参数表示在一段时间内累计误差并将其与输出信号相加；D参数表示根据当前误差和先前误差之间的差异来调整输出信号。
PID控制算法可以根据实际情况动态调整这些参数，以实现最佳的水泵控制效果。
3. 传感器检测恒压供水系统还需要一些传感器来监测水流量、水压和电机转速等参数。
这些传感器将采集到的数据反馈给变频器和控制器，以便它们能够做出相应的调整。
例如，当水流量超过设定值时，变频器会自动提高电机转速以增加流量；当水压低于设定值时，变频器会自动降低电机转速以减少流量。
三、恒压供水变频调速系统组成1. 变频器变频器是恒压供水系统的核心部件，它可以将输入电源频率和电压调节到所需的输出频率和电压。
通常情况下，变频器还具有过载保护、短路保护、欠压保护等功能。
2. 控制器控制器是恒压供水系统中另一个重要的部件，它可以根据传感器反馈的数据来控制变频器和其他设备的运行状态。
通常情况下，控制器还具有故障诊断、报警提示等功能。
3. 传感器传感器是恒压供水系统中采集数据的主要部件，它可以检测水流量、水压、电机转速等参数。
通常情况下，传感器还具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等特点。
4. 电机电机是恒压供水系统中的动力源，它通过变频器控制来实现转速调节。
【精品】毕业设计-某小区高楼变频恒压供水系统设计
某小区高楼变频恒压供水控制系统设计摘要随着我国社会经济的发展，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一个重要方面，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。
随着人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，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。
本文首先根据管网和水泵的运行特性曲线，阐明了供水系统的变频调速节能原理；具体分析了变频恒水压供水的原理及系统的组成结构，通过研究和比较，得出结论:变频调速是当今国际上一项效益最高、性能最好、应用最广、最有发展前途的电机调速技术。
因此本文以采用变频器和PLC 组合构成系统的方式，以某居民小区水泵电动机控制系统为对象，逐步阐明如何实现水压恒定供水。
进行了控制系统的主电路设计，控制电路设计。
对输入输出点进行了统计，共有13个输入输出点，根据PLC的选型原则，设备选用了在生产中应用最为广泛的西门子公司生产的S7-200系列(CPU222)的PLC和MM430泵类专用的变频器，利用变频器的本身自有的软启动功能实现水泵电机的启动。
在控制过程中，电控系统由S7-200完成，PID控制由变频器的内置PID控制方式完成，根据控制系统软硬件设计和控制要求，结合变频器的功能参数表预置了相关的参数。
在介绍了PLC的编程方法的基础上，选用了适合初学者的逻辑代数编程，写出了恒压变频供水的逻辑代数，并设计了梯形图，利用PLCSIM仿真软件进行了仿真，仿真的结果表明了设计程序的正确性。
利用了WinCC组态软件设计了高楼变频恒压供水控制系统的界面，界面可动态反映水泵变频供水的工作状态。
最后对恒压供水进行了经济效益分析，分析的结果表明具有明显的节能效益。
关键词：恒压供水，变频调速，PLC，设计，仿真ABSTRACTAs China's social and economic development, urban construction and development very quickly, but also the construction of infrastructure facilities has put forward higher requirements. City water supply system construction is one of the important aspects of the water supply reliability and stability, the economy of a direct impact on the user's normal work and life. As people on the water quality and water supply systems in the continuous improvement of reliability requirements, the use of advanced automation technology, control technology and communication technology, design a high-performance, high-energy, water supply plants to adapt to the complex environment of constant pressure water supply Systems become an inevitable trendIn this paper, pipe network and pumps under the operation of the curve, clarify the water supply system for energy-saving Frequency Control Principle; specific analysis of the frequency of the principle of constant pressure water supply system and the composition of the structure, through research and comparison, concluded: Frequency Control is the highest international one-effectiveness, performance, the best and most widely, the most The future development of the Motor technology. Therefore this paper to adopt the PLC and inverter combination of a systematic approach to a small residential area pump motor control system for the target, and gradually clarified how to achieve a constant supply pressure.A control system for the main circuit design, control circuit design. The input and output points to the statistics, a total of 13 input and output, the PLC in accordance with the principle of selection, equipment selection in the production of the most widely produced by Siemens S7-200 series (CPU222) of the PLC and pumps for MM430 The converter, using its own frequency converter itself to achieve the soft-start the pump motor launch. In the control process, the electronic control system completed by the S7-200, PID control by the converter built-in PID control manner, in accordance with control system software and hardware design and control requirements, combining the functions of converter table preset parameters of the relevant parameters . After the introduction of the PLC programming methods, based on the choice of the logic of algebra for beginners programming, the constant pressure to write the logic of algebra frequency of water supply and design of the ladder, use of simulation software PLCSIM the simulation, simulation The results show thatthe correctness of the design process. WinCC use of the configuration software designed high frequency constant pressure water supply control system interface, dynamic interface may reflect the work of pumping frequency of water supply status. Finally, the constant pressure of water supply for the economic benefit analysis, analysis of the results showed that a significant energy efficiency.Keywords：Constant pressure Water Supply ，Variable velocity Variable frequency，PLC，Design，Simulation目录第一章绪论 (7)1.1引言 (7)1.2本课题产生的背景和意义 (8)1.3变频恒压供水的现况 (8)1.3.1 国内外变频供水系统现状 (8)1.3.2 变频供水系统应用范围 (9)1.4本人的主要工作 (9)第二章变频恒压供水的理论分析 (11)2.1水泵的工作原理 (11)2.2供水电机的搭配 (11)2.3水泵的调节方式 (12)2.4恒压供水系统的能耗分析 (13)2.5供水系统的安全性问题 (15)2.5.1 水锤效应 (15)2.5.3 水锤效应的消除 (16)2.5.4 延长水泵寿命的其他因素 (16)第三章变频恒压供水控制系统硬件的设计 (17)3.1变频恒压供水控制系统的构成方案 (17)3.2变频恒压供水系统的控制方案 (18)3.3供水设备的选择原则 (19)3.4参数的计算与供水设备选型 (21)3.4.1 水泵的参数计算与型号的选择 (21)3.4.2 变频器的选择 (21)3.4.3 压力传感器的选择 (23)3.4.4 水位传感器的选择 (23)3.4.5 其他低压电器的选择 (23)3.5PLC的选型 (24)3.5.1 I/O点的统计 (24)3.5.2 PLC选型的基本原则 (25)3.5.3 I/O的分配 (25)3.6系统硬件线路设计 (26)3.7PID参数的预置 (27)第四章变频恒压供水控制系统软件的设计 (29)4.1常用编程方法 (29)4.1.1 经验设计法 (29)4.1.2 翻译设计法 (29)4.1.3 逻辑代数设计法 (30)4.2编程软件的简单介绍 (32)4.3恒压供水系统梯形图的设计 (33)4.4程序的仿真与调试 (37)4.4.1 仿真软件的简介 (37)4.4.2 恒压供水系统程序的仿真调试 (38)4.5恒压变频供水系统的W IN CC界面设计 (40)4.5.1 WinCC软件简介 (40)4.5.2 恒压供水系统的WinCC界面设计 (41)4.6经济效益分析 (44)第五章总结与期望 (47)5.1总结 (47)5.2展望 (47)参考文献 (48)致谢 (49)附录语句表 (50)第一章绪论1.1 引言水是生命之源，人类生存和发展都离不开水。
变频调速供水系统的设计毕业设计
目录第一部分设计任务与调研 (1)第二部分设计说明 (4)第三部分设计成果 (15)第四部分结束语 (22)第五部分致谢 (23)第六部分参考文献 (24)第一部分设计任务与调研1.毕业设计的主要任务随着社会经济的迅速发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高，再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然趋势。
变频器供水系统以管网水压（或用户用水流量）为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节（PID），使供水系统自动恒稳于设定的压力值：及用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应增大。
用水量减小时，频率降低，水泵转速减慢，供水量亦相应的减小，这样就保证了供水效率用户对水压和水量的要求，同时达到了提高供水质量和供水效率的目的，采用该设备不需要建造高位水箱，水塔，水质无二次污染，是一种较为理想的现代化建筑供水设备。
2.设计的思路、方法用变频设备来实现恒压供水，与用调节阀门来实现恒压供水相比，节能效果十分显著（可根据具体情况计算出来）。
其优点是：(1)起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；(2)由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命；(3)可以消除起动和停机时的水锤效应；一般地说，当由一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。
当一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。
但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时，可考虑适当减小变频器的容量，但应注意留有足够的容量。
虽然水泵在低速运行时，电动机的工作电流较小。
但是，当用户的用水量变化频繁时，电动机将处于频繁的升、降速状态，而升、降速的电流可略超过电动机的额定电流，导致电动机过热。
基于PLC的变频调速恒压供水系统设计与实现
基于PLC的变频调速恒压供水系统设计与实现一、本文概述随着工业自动化的发展，变频调速技术在供水系统中的应用越来越广泛。
基于PLC（可编程逻辑控制器）的变频调速恒压供水系统，以其高效、稳定、节能的特点，成为当前供水系统设计的重要趋势。
本文旨在探讨基于PLC的变频调速恒压供水系统的设计与实现方法，以期为相关领域的工程应用提供有益的参考。
文章首先介绍了供水系统的基本构成和功能需求，包括恒压供水的重要性以及变频调速技术在供水系统中的应用优势。
随后，详细阐述了基于PLC的变频调速恒压供水系统的总体设计方案，包括硬件选型、软件编程、系统控制策略等方面。
在此基础上，文章重点探讨了系统实现过程中的关键技术问题，如PLC编程实现、变频器的选择与配置、压力传感器信号的采集与处理等。
通过本文的研究，期望能够为供水系统的设计与实现提供一种有效、可靠的解决方案，同时推动变频调速技术在供水领域的应用和发展。
二、系统需求分析和设计目标随着现代工业技术的快速发展，供水系统的稳定性和效率成为了评价一个城市或企业基础设施水平的重要指标。
传统的供水系统往往存在能耗高、调节性差、压力不稳定等问题，无法满足现代供水系统的要求。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于PLC的变频调速恒压供水系统设计方案。
稳定性需求：供水系统需要保持长时间的稳定运行，确保供水压力的稳定性，避免因压力波动对供水质量造成影响。
节能性需求：传统的供水系统往往存在能耗高的问题，新的供水系统需要采用先进的控制技术，降低能耗，提高能源利用效率。
调节性需求：供水系统需要能够根据实际需求，自动调节供水流量和压力，以满足不同时段、不同区域的供水需求。
实现供水系统的恒压供水：通过PLC控制系统，实时监测供水压力，根据压力变化自动调节变频器的输出频率，从而控制水泵的转速，实现恒压供水。
提高供水系统的稳定性：采用先进的控制算法，确保供水系统在各种工况下都能保持稳定的运行状态，避免因压力波动对供水质量造成影响。
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。
变频调速恒压供水控制系统的方案
变频调速恒压供水控制系统的方案本文根据传统供水中存在的不足和缺点，将PID控制技术应用于小区供水系统中，实现恒压供水。
本文详细阐述了该系统中变频调速的实现方法、系统的各种控制原理及工作过程。
关键字:恒压给水；变频器；PID调节1.1 变频器的控制方式变频器的发展已有数十年的历史，在变频器的发展过程中也曾经出现过多种类型的变频器，但目前成为市场主流的变频器基本上有着图2-1所示的基本结构。
图2-1变频器的基本结构变频调速的控制方式经历了V/F控制、转差频率控制、矢量控制的发展，前者属于开环控制，后两者属于闭环控制，正在发展的是直接转矩控制。
1、V/F控制异步电动机的转速与定子电源频率和极对数有关，改变f 就可以平滑的调节同步转速，但是频率f的上升或者下降可能会引起磁路饱和转矩不足的现象，所以在改变f的同时，还需要调节定子的电压，使气隙磁通保持不变，电动机的效率不下降，这就是V/F控制。
V/F控制简单，通用性优良。
2、转差频率控制由电机学的基础知识可知，异步电动机转矩M与气隙磁通Φ、转差频率f2的关系为：(2-1)只要保持气隙中磁通Φ一定，控制转差频率f2就可以控制电动机的转矩，这就是转差频率控制。
3、矢量控制矢量控制是在交流电动机上模拟直流电动机控制转矩的规律，将定子电流分解成相应于直流电动机的电枢电流的量和励磁电流的量，并分别进行任意控制。
1.2变频调速的节能、调速原理一、水泵工况点的确定以及变化水泵工作点（工况点）是指水泵在确定的管路系统中，实际运行时所具有的扬程、流量以及相应的效率、功率等参数。
如果把某一水泵的性能曲线（即H-Q曲线）和管路性能曲线画在同一坐标系中（图2-2），则这两条曲线的交点A,就是水泵的工作点。
工作点A是水泵运行的理想工作点，实际运行时水泵的工作点并非总是固定在A点。
若把水泵的效率曲线-Q也画在同一坐标系中，在图2-2中可以找出A点的扬程HA、流量QA以及效率A。
图2-2 水泵工作点的确定图2-3水泵工况点的变化从图2-2中可以看出，水泵在工作点A点提供的扬程和管路所需的水头相等，水泵抽送的流量等于管路所需的流量，从而达到能量和流量的平衡，这个平衡点是有条件的，平衡也是相对的。
【大学本科毕业设计】基于PLC的变频调速恒压供水系统-----自动化等专业3
摘要本论文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统,并利用组态软件开发良好的运行管理界面。
变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等构成。
本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。
采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先启先停”的原则。
压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。
通过工控机与PLC的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。
关键词：变频调速，恒压供水，PLC，组态软1 绪论1.1 课题的提出水和电是人类生活、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源短缺的国家，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一直比较落后，自动化程度较低，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一个重要方面，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、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦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[1]：(1) 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。
(2) 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。
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。
恒压供水设计方案
恒压供水设计方案恒压供水是指在管网压力条件下，通过调整和控制供水泵的运行，使用户所用水压力保持稳定的一种供水方式。
它能够有效解决供水过程中压力不稳定的问题，给用户提供更加舒适的用水环境。
1.系统结构设计：恒压供水系统由恒压供水设备、主管道、分支管道和用户终端组成。
设备包括水泵、调速器、压力传感器、控制系统等。
主管道要选择适当的材料，保证输水流量和压力的稳定性。
分支管道要合理布局，避免压力损失和水质变化。
2.泵选型设计：根据用户的用水需求和压力要求，选择合适的水泵。
一般情况下，恒压供水系统中采用多台水泵并联运行，根据需求进行启停或变频调速控制，以保持恒定的供水压力。
水泵的选型需要考虑到用户用水周期性的变化，以及管网输水容量的要求。
3.控制系统设计：恒压供水系统中的控制系统起到起停和调速的功能，主要包括开关控制、流量调整和压力调整。
开关控制可以手动或自动实现，流量调整可以通过启停水泵或调节水泵扬程实现，压力调整可以通过调节水泵的出口压力来实现。
控制系统的设计需要考虑到用户的需求和供水的稳定性。
4.安全措施设计：恒压供水系统在设计中需要考虑到各种可能出现的故障情况，并做好相应的安全措施。
例如，设置过压保护和低压保护装置，以防止系统超压或低压情况发生。
另外，还需要设置液压保护和液位控制装置，对阀门和水泵进行监测和控制，防止设备损坏和供水中断。
5.经济性分析：恒压供水系统的设计要考虑到经济效益，综合考虑设备投资、运行成本和维护费用等因素，进行经济性分析。
通过优化设计和选择合适的设备，使系统达到性价比最优化。
综上所述，恒压供水设计方案需要综合考虑用户需求、管网设计、设备选型和控制系统等多个方面。
只有通过合理的设计和选择，才能实现恒定的供水压力，提供舒适和稳定的用水环境。
同时，还需要注重安全性和经济性的考虑，以确保系统的正常运行和经济效益的实现。
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。
恒压供水变频调速控制系统设计
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恒 压 供 水 变 频 调 速控 制 系 统 的 设计
变 频调 速选 型 变 频器 是一 种 电压 频率 变换 器
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即将 固 定 频 率 的交
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利用 速 度 不 变 的水泵 实 时 提 供输 水动 力 当达 到 用水 需 求 时 需要关 闭 水泵 当再 次用 水 时 需要再 次 开 启 水 泵 频 繁开 启 关 闭 水泵 耗 电 量较 大 影 响局 部 电 压 稳 定 故 此种 供 水 系 统应 用 较少 高 位储 水则 是 扩 大 或 延长 水泵 的 工 作时 间 利 用 恒 速水 泵 不 断 向储水 池 供水 利用 储 水池 实现 用水 备存 同时 减 小 水 泵 的 开 启 关
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恒压 供 水 变 频 调 速 控 制 系 统 设 计
白 晓君 泰安市 自来 水 有 限 公 司 山 东 泰安
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提 出 了 变 频 调 速 恒 压 供 水 控 制 方 案 分 析 了供 水 系统 的 元件 构 成 研 究 了 变频 调 速 的 控 制 原 理 选 择 了 变 频 器 和 远 传压 力 表 等 关键 部 件 设 计 了恒 压 供 水 变 频 调 速 系统 的 电路 原 理 图 实现 了 变 频 低 功 耗 安 全 供 水 关 键 词 恒压 供 水 ; 变频 器 ; 调 速 一 一 一 中 图 分 类 号 Tp 3 文 献标 识 码 A 文章 编号 1 6 7 4 6 7 0 5 ( 2 0 1 6 ) 1 7 2 0 2 0 9 0 2
变频调速恒压供水系统的硬件部分设计
第四章变频调速恒压供水系统的硬件部分设计4.1变频器的工作原理与选择变频器是采用交一直一交电源变换技术、电力电子技术、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品，它通过改变电动机工作电源频率从而达到改变电动机转速的目的。
它在变频调速恒压供水系统中起着非常重要作用，是水泵电机调速的执行者。
4.1.1变频调速基本原理变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系:n=60f(1-s)/p(4-1)式中，n表示电机转速;f表示电源频率;s表示电机转差率:p表示电机磁极对数。
通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。
变频器就是基于上述原理采用交一直一交电源变换技术、电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。
实际上，若仅改变电源的频率则不能获得异步电动机满意的调整性能。
因此，必须在调节石的同时，对定子相电压u1也进行调节，使关与u,之间存在一定的比例关系。
故变频电源实际上是变频变压电源，而变频调速准确的称呼应是变频变压调速，其英文术语为VariableVoltageVariableFrequency,又简称为VVVF调速器.根据人与ut的关系，变频调速原则上主要有以下两种:1.恒转矩变频调速(恒磁通变频调速)由异步电动机的电势方程知:电动机定子相电压ut近似与电源五、磁通。
的乘积成正比。
故若u，一定时，则。
必将随着石的变化而变。
若石从额定值(我国通常为50HZ)往下调节时，小就增大。
而电动机在设计时，为了充分利用铁芯材料，一般都把中值选在接近磁饱与与数值附近。
因此，中的增大，就会导致磁路过饱与，励磁电流大大增加，这将使电动机带负载的能力降低，功率因数值变小，铁损增加，电动机过热，这是不允许的.反之，若石从额定值往上调节时，。
就减小，这在一定的负载下又有过电流的危险.为此通常要求磁通恒定，即f，与ul 成正比关系，即(4-2)式(4一中u2,几为电动机在非额定工况时的定子电压与电源频率。
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300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1.0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。
按照压力变送器（）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：PLC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：35，三相异步电动机恒压设定点：1.0压力变送器：0-1.6，两线制，4-20电流输出变频器：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50-32-125(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。
2、两台泵可以互换。
3、给定压力可调，压力控制点设在水泵处。
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关键词：变频调速，恒压供水，PLC，组态软件
ABSTRБайду номын сангаасCT
According to the requirement of China's urban water supply, this paper designs a set of water supply system of frequecey control of constant voltage based on PLC, and have developed good operation management interface using Supervision Control and Data Acquisition.The system is made up of PLC, transducer,units of pumps,pressure sensor and control machine and so on. This system is formed by three pump generators,and they form the circulating run mode of frequency conversion. With general frequency converter realize for three phase pump generator soft start with frequency control,operation switch adopts the principle of”start first stop first”. The detection signal of pressure sensor of hydraulic pressure,via PLC with set value by carry out PID comparison operation,so,control frequency and the export voltage of frequency converter,and then the rotational speed that changes pump generator come to change water supply quantity,eventually,it is nearby to maintain pipe net pressure to stabilize when set value. Through work control machine the connection with PLC,with group form software consummately systematic monitoring,have realized operation state development to show and data,report to the police inquiry.
Keywords: variable frequency speed-regulating, constant-pressure water supply ， PLC, supervision control and data acquisition
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目录 绪论 ........................................................................................................................................ 1 1.1 课题的提出 ................................................................................................................. 1 1.2 变频恒压供水系统的现状 ......................................................................................... 1 1.2.1 变频调速技术的发展与现状 .......................................................................... 1 1.2.2 变频恒压供水系统的国内外研究与现状 ...................................................... 2 1.3 PLC 概述...................................................................................................................... 3 1.3.1 可编程控制器的简介 ...................................................................................... 3 1.3.2 PLC 的发展和应用........................................................................................ 3 1.4 本课题的主要研究内容 .............................................................................................. 4 系统的设计原理及控制方案的确定 .................................................................................... 5 2.1 变频恒压供水系统的理论分析 ................................................................................. 5 2.1.1 电动机的调速原理 .......................................................................................... 5 2.1.2 变频恒压供水系统的节能原理 ...................................................................... 5 2.2 变频恒压供水系统控制方案的确定 ......................................................................... 8 2.2.1 控制方案的确定 ............................................................................................... 8 2.2.2 变频恒压供水系统的组成及流程图 .............................................................. 9 2.2.3 变频恒压供水系统控制流程 ........................................................................ 11 2.2.4 水泵切换条件分析 ........................................................................................ 12 系统的硬件设计 .................................................................................................................. 14 3.1 系统主要设备的选型 ............................................................................................... 14 3.1.1 PLC 及其扩展模块的选型............................................................................. 15 3.1.2 变频器的选型 ................................................................................................ 15 3.1.3 水泵机组的选型 ............................................................................................ 16 3.1.4 压力变送器的选型 ........................................................................................ 16 3.1.5 液位变送器选型 ............................................................................................ 17 3.2 系统主电路分析及其设计 ....................................................................................... 17 3.3 系统控制电路分析及其设计 ................................................................................... 19 3.4 PLC 的 I/O 端口分配及外围接线图 ........................................................................ 21 系统的软件设计 .................................................................................................................. 24 4.1 系统软件设计分析 ................................................................................................... 24 4.2 PLC 程序设计............................................................................................................ 25 4.2.1 控制系统主程序设计 ..................................................................................... 26 4.2.2 控制系统子程序设计 .................................................................................... 29 4.3 PID 控制器参数整定 ................................................................................................ 32 4.3.1 PID 控制及其控制算法 ................................................................................. 32 4.3.2 变频恒压供水系统的近似数学模型 ............................................................ 34 4.3.3 PID 参数整定 ................................................................................................. 34 监控系统的设计 .................................................................................................................. 37 5.1 组态软件简介 ........................................................................................................... 37 5.2 监控系统的设计 ....................................................................................................... 38 5.2.1 组态王的通信参数设置 ................................................................................ 38 5.2.2 新建工程与组态变量 .................................................................................... 39 5.2.3 组态画面 ........................................................................................................ 40