恒压供水自动控制系统的研究

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恒压供水自动控制系统设计方案

恒压供水自动控制系统设计方案控制策略：1.PID控制策略：根据水压的反馈信号与设定值之间的误差，计算出控制阀门的开度，以调节出水流量，使水压保持在设定值范围内。

2.水泵组合运行策略：根据需求的水流量大小，自动选择合适的水泵数量和运行状态（单泵或多泵并联），以满足供水系统对水压的要求。

3.系统监测与故障诊断策略：通过监测系统中的传感器，实时监测供水系统的压力、流量、温度等参数，并能够自动诊断故障，提供警报和故障排除建议。

硬件选择：1.压力传感器：选用高精度、稳定性好的压力传感器，能够实时准确地测量供水系统中的水压，并将信号传送给控制器。

2.控制阀门：选择高灵敏度、响应速度快的电动或气动控制阀门，能够根据控制信号快速调节水量，实现恒压供水。

3.变频器：选择适合的变频器可以根据供水需求调节水泵的运行频率，提高系统的能效，减少能耗。

4.控制器：选用可编程控制器（PLC）或微处理器控制器（MCU），具有强大的计算和控制能力，能够实时处理信号，控制整个供水系统的运行。

系统布局：1.水源与水池：根据供水需求选择水源和水池的容量，保证水能够持续供应。

2.水泵配置：根据供水系统的水压需求，选择合适的水泵类型和数量，自动控制其启停和运行状态，以稳定供水压力。

3.阀门安装：在输送管道上设置自动控制阀门，根据系统控制信号调节阀门的开度，以控制出水量，保持恒定的水压。

4.传感器安装：将压力传感器、流量计等安装在适当的位置，能够准确地测量和传递相关参数，为系统控制提供实时反馈信号。

5.控制器布置：控制器应该安装在恒温恒湿的环境中，与其他元件紧密配合，并与操作界面（如触摸屏）相连，便于操作和监控系统运行。

以上是对恒压供水自动控制系统设计方案的一个基本描述。

具体的实施方案需要根据实际情况进行具体分析和设计，以确保系统运行的稳定性、可靠性和效果。

恒压供水PID自控系统设计

Ｋｐ。
选择要恰当。先系统要保证稳定，有一个稳定值；次要首 △ｕ其求精度高，ｆ近Ｕ，差 △Ｕ；后是快速性问题，有扰Ｕ逼ｇ误小最当动时，快逼近Ｕ，定性、度、速性是过程控制系统的Ｕ艮ｇ稳精快主要指标。ＰＤ算的结果Ｕ去控制变频器的频率／压，ｋ为控Ｉ运ｋ电Ｕ称制量。变频器输出的频率／电压正是ＰＩＤ算的结果，为执、、运称行量。Ｐ１比例运算— — Ｐ算（图２．运如）就是对误差 △Ｕ进行放大（缩／ △ Ｕ小）称为比例运算。，／△ Ｕ２积分运算 — — Ｉ算（图３．运如）就是对误差 △Ｕ行积分运算，进
＋
Ｐ．３ “ Ｉ积分时间 ” ｒ０ＰＤ１Ｐ．３ “ 限 ” ｒ１上１Ｐ．３下限 ” ｒ１２“ Ｐ．３ “Ｕ作时的ＰＤ目标设定值 ” ｒ３Ｐ操１ＩＰ．３ “ Ｉ微分时间 ” ｒ４ＰＤ１Ｐ． “ 一５／一ｌＶ选择 ” ｒ３ＯＶ００７Ｐ．９操作方式选择 ” ｒ “ ７Ｐ．８ — Ｐ．６输入端子分配）ｒＯｒ８（１１Ｐ．１Ｐ．４输出端子分配）ｒ９一ｒ９（１１由电压输入信号或Ｐ．３的设定值作为设定点和４ｒ３１ —
验和现场调试来确定。关键词：压供水ＰＤ自控系统恒Ｉ

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计【摘要】本文旨在研究基于PLC的恒压供水系统的设计。

文章首先介绍了PLC技术在工业控制领域的应用，然后详细阐述了恒压供水系统的原理与特点。

接着分析了基于PLC的恒压供水系统的组成部分和工作原理，并提出了设计方案。

结论部分总结了基于PLC的恒压供水系统的设计优势，并探讨了未来的发展方向。

通过本文的研究，可以为恒压供水系统的设计和应用提供理论支持，提高系统的稳定性和自动化程度，为供水系统的运行效率和节能减排提供技术支持。

基于PLC的恒压供水系统在未来的发展中具有广阔的应用前景，对实现智能化和节能环保等目标具有重要意义。

【关键词】PLC技术，恒压供水系统，设计，工作原理，优势，未来发展，工业控制，组成部分，设计方案1. 引言1.1 研究背景在过去的工业自动化中，恒压供水系统一直扮演着重要的角色。

这种系统可以确保水压稳定，减少管道损坏，提高供水效率，同时也可以减少设备维护成本。

在传统的恒压供水系统中，常常存在着水压波动大、响应速度慢、能耗高等问题。

研究基于PLC的恒压供水系统的设计方案，不仅可以提高系统的稳定性和性能，还可以降低运行成本，促进水资源的合理利用。

通过本研究，我们希望能够充分发挥PLC技术在工业控制中的优势，为恒压供水系统的设计与应用提供更可靠、更高效的解决方案。

1.2 研究目的研究目的主要是为了探究基于PLC的恒压供水系统在工业领域中的应用潜力和优势。

通过本文的研究，我们将深入分析恒压供水系统的原理与特点，探讨基于PLC的恒压供水系统的组成部分和工作原理，并提出相关的设计方案。

我们的目的是为了进一步推动恒压供水系统的技术发展，提高供水系统的稳定性和效率，同时也为工业控制领域提供更加智能化和高效化的解决方案。

通过本次研究，我们希望能够为相关领域的工程师和研究人员提供更多的参考和启发，促进基于PLC的恒压供水系统在工业控制中的广泛应用，为工业生产和城市供水系统的发展做出更大的贡献。

恒压供水变频PID控制

参数自整定效果评估
通过对比手动整定和自整定后的系统性能，评估参数自整定技术的效果。
05
实际应用案例分析
某高层建筑恒压供水系统改造案例
01
02
03
原系统问题
高层建筑原供水系统存在水压不稳定、能耗高等问题。
改造方案
采用恒压供水变频PID控制技术，根据实际需求调节水泵转速，保持恒定的出水压力。
执行机构
接收控制器的控制信号，驱动水泵的电机实现调速运行，从而调节供水管道的压力。常见的执行机构有变频器、软启动器等。
03
变频PID控制器设计
控制器结构选择
基于PLC的PID控制器
01
利用可编程逻辑控制器（PLC）实现PID控制算法，具有灵活性
和可扩展性。
基于单片机的PID控制器
02
以单片机为核心，通过编程实现PID控制功能，成本较低，适用
衰减曲线法
在闭环控制系统中，将比例度从大到小逐渐改变，直到系统出现4:1或10:1的衰减曲线，记录此时的比例度和振荡周期，根据经验公式计算出PID参数。
抗干扰措施及稳定性分析
硬件滤波
软件滤波
在输入端采用硬件滤波器对信号进行预处理，消除高频噪声干扰。
通过编程实现数字滤波算法，如滑动平均滤波、中位值滤波等，进一步提高信号质量。
恒压供水变频PID控制
汇报人：XX
contents
目录
• 引言 • 恒压供水系统组成及工作原理 • 变频PID控制器设计 • 系统性能评价与优化 • 实际应用案例分析 • 总结与展望
01
引言
背景与意义
供水系统是城市基础设施的重要组成部分，恒压供水对于保障居民生活和工业生产具有重要意义。

小区恒压供水控制系统的研究

３控制系统方案设计
如图２示，频调速恒压供水系统由执行机构、所变
造成城镇公用管网水压浮动较大，每天不同时段用水
对供水的水位要求变化较大，靠人工手动调节很难仅及时调节水压等。成用水高峰期水位达不到要求，造供水压力不足，用水低峰期供水水位超标，力过高，压不
摘要：绍采用变频器和ＰＣ实现恒压供水的原理及介Ｌ
；
２恒压供水系统
如图１所示，本系统变频恒压供水系统技术方案，
此系统由单台变频控制４ｋ台３Ｗ水泵，自动无人值守全
ｉ
系统组成，系统的总体设计和软件实现，系统
具有很好的实用价值。关键词：恒压供水系统变频器ＰＣＩＬＰＤ调节器
图２恒压供水控制系统组成框图
对水泵的调速，现恒压供水。实当供水负载变化时，输入电机的电压及频率随之变化，样就构成了以设定这
压力为基准的闭环控制系统。
电７泵机ｋ
化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。
１引言
随着工业生产迅速发展和人民生活水平的提高，集中用水量在急剧增加，城镇供水系统出现了用水高
峰期和低峰期。用水量高峰期时供水量普遍不足，在
控制变频器输出频率，其出水口压力保持恒定，使从
而实现恒压供水。

基于组态、变频器和PLC控制的恒压供水系统的开题报告

基于组态、变频器和PLC控制的恒压供水系统的开题报告一、研究背景及研究目的恒压供水系统在现代化城市建设中得到广泛应用，其基本原理是通过控制供水管网中的压力，保证用户在不同时间、不同流量下得到稳定的水压，进而满足各种用水需求。

在恒压供水系统中，组态、变频器和PLC控制是核心技术，通过这些技术的实现，可实现对供水系统的自动化控制，提高供水系统的稳定性、可靠性和经济性。

因此，对基于组态、变频器和PLC控制的恒压供水系统研究具有重要意义。

本研究的目的是：通过研究恒压供水系统的组态、变频器和PLC控制技术，建立一套完整的恒压供水系统控制方案，并通过实验验证其稳定性、可靠性和经济性。

二、研究内容1. 恒压供水系统的组态设计。

设计恒压供水系统的结构图、接线图和元器件选型，建立系统模型，确定系统的工作参数。

2. 恒压供水系统的变频器控制。

通过变频器实现水泵的调速控制，控制水泵的运行状态，实现恒压供水系统的自动化控制。

3. 恒压供水系统的PLC控制。

通过PLC实现恒压供水系统的自动控制，包括水泵的开关控制、变频器的频率控制、压力传感器的反馈控制等。

4. 恒压供水系统的实验验证。

通过实验验证恒压供水系统的稳定性、可靠性和经济性，分析系统的性能指标和优缺点，并提出改进措施。

三、研究方法1. 文献资料调研法。

收集和归纳相关的文献资料，了解恒压供水系统的组态、变频器和PLC控制技术。

2. 系统仿真法。

利用仿真软件建立恒压供水系统的模型，并验证其控制算法和控制效果。

3. 实验研究法。

利用实验平台搭建恒压供水系统，进行实验研究，验证系统的工作性能。

四、研究意义1. 提高供水系统的稳定性和可靠性。

通过恒压供水系统的自动控制，可以有效解决供水管网中出现的压力波动问题，提高供水系统的稳定性和可靠性。

2. 提高供水系统的经济性。

通过恒压供水系统的调节功能，可以减少水泵的能耗，降低供水系统的运行成本，提高经济效益。

3. 推广恒压供水技术。

恒压供水自动控制系统的研究

频率接近工频而管网压力仍达不到压力设定值时，ＰＩｃ将当前工作的变频泵由变频切换到工频下工作，并关断变频器，再将变频器切换到另一台泵，由变频器软启动该泵，实现一台工频一台变频双泵供水。随着用水量的减小，变频器输出频率下降，当降至频率下限而压力仍能达到压力设定值时，ＩＰｃ将工频工作
恒压供水自动控制系统的研究
口
天
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长治０６０）４２４
（安环能股份公司，ＰＣ控制的变频恒压供水系统，整个供水系统的运行采用闭环变频恒压供水控制。该Ｌ系统具有简单实用、成本低廉、可靠性好、便于维护等特点，可用于工业运行。关键词：恒压供水；ＰＣ；控制系统Ｌ
ＣＰ２Ｕ２４
一
ｌ转速调节Ｉ模拟信号＼、．／
ｌ
ＰＬＣ
供水系统由主供水回路、储水池、水泵组成，采用ＰＩＣ实现对控制系统的调节。本控制系统是一个２台泵运行的恒压供水系统。考虑到实际应用中的性价比，这２台泵既可作变频泵，又可作定速泵。可编程控制器选择Ｓ —２０系列Ｐ变频器选择Ｉ７０ＩＣ，Ｇ—ｉＧ５系列，实现电动机的调速运行。控制系统主要由ＰＩＣ、变频器、继电器、压力传感器、Ｅ３模拟量输入输出模块等组成，系统原Ｍ２５其
中图分类号：Ｔ２３Ｐ７

变频调速恒压供水的自动控制系统

的价格能够降到最小，们无须为并不需要的功能进行付款，能，我性价
格比较好。考虑到加压站变频调速恒压供水控制系统的Ｉ点较少，／Ｏ自动控
引言在工业领域．创新的自动控制技术是取得成功的先导，因为越来越复杂的自动控制系统对生产效率和产品质量的提高起着巨大的作用。众所周知．流电机拖动的泵、机类负载，用电量约占整个工交风其业用电量的５％．采用交流变频调速技术进行改造，节电２％一０若可Ｏ７％．能效果十分可观。其中对自来水给水配水泵压力控制的电气０节改造就是一个很明显的例子。相比传统的恒速泵供水系统、高位水池供水系统、压罐供水系统，气变频调速恒压供水系统具有供水质量高，灵活性强，电量小，机起制动平稳，水锤效应，耗电无占地面积小，材原料消耗小等优点．几年来已被全国众多的水利公司所采用。但这一近系统存在着自动控制系统组件复杂，成本高的问题。我们利用西门子ＥＯ变频调速器、钟一勒智能继电器ＥＳ及欧姆龙ＰＤ表提Ｃ金默ＡＹＩ
流。
ＥＯ变频器的优点Ｃ节能
供创新的配套解决方案，高了系统的集成化，强了电气运行的安提增

恒压供水论文

摘要建设节约型社会，合理开发、节约利用和有效保护水资源是一项艰巨任务。

根据生活小区用水时间集中，用水量变化较大的特点，分析了小区原供水系统存在成本高，可靠性低，水资源浪费，管网系统待完善的问题。

提出以利用自来水水压供水与水泵提水相结合的方式，并配以变频器、PLC、压力传感器、液位传感器等不同功能的传感器，根据管网的压力，通过变频器控制水泵的转速，使水管中的压力始终保持在合适的范围。

从而可以解决因楼层太高导致压力不足及小流量时能耗大的问题。

另外水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系，所以水泵调速运行的节能效果非常明显，平均耗电量较通常供水方式节省近四成。

结合使用可编程控制器，可实现主泵变频，具有短路保护、过流保护功能，工作稳定可靠，较大的延长了电机的使用寿命。

关键词：恒压变频供水变频器 PLC 自动控制ABSTRACTBuilding the conservation-oriented society, the reasonable development, saves and the effective protecting water resources is an arduous task. According to the characteristic of the time to focus on water of the domestic and variation in water consumption ,it analyzes that there are questions that highly cost ,low reliability ,the water-resources waste, and the consummate of the pipe network system of the old water-supply system in the residential area. So we proposed that we could make use of the way of combining hydraulic pressure water supply of the running water with the water pump, and accompanied by the transducer, PLC, the pressure sensor, the fluid position sensor and so on. According to the pressure of the network management, it could maintain the pressure of the pipe in appropriate range through controlling rotational speed of the water pump through the inverter commands .Thus we may solve the problem that the insufficient pressure caused by the high floor and the high energy consumption when the current is small.Moreover the electric power consumption of the water pump and the rotational speed of the electrical machinery is proportional three cubed the relations, therefore the energy conservation effect of the water pump velocity modulation movement is obvious, the average power consumption usual water supply way saves 40%.Combined with the programmable controller, we may realize the main pump frequency conversion which has the short circuit protection, the overflow protection function stably and the work reliable, thus we extend electrical machinery's service life greatly.Key words:Constant pressure frequency conversion water supply, the transducer, PLC, automatic control目录目录 (1)第1章绪论 (3)1.1恒压供水问题的提出 (3)1.2本课题产生的背景和意义 (4)1.3变频恒压供水现况 (4)1.3.1国内外恒压供水现况 (4)1.3.2变频恒压供水系统应用范围 (5)第2章变频恒压供水系统的硬件设备 (6)2.1变频器 (6)2.1.1变频器的基本原理 (6)2.1.2变频器结构电路图 (7)2.1.3变频器的配线 (8)2.2其他低压电器的选择 (12)2.3文本显示器 (12)2.4传感器的应用 (13)第3章 PID调节在恒压供水中的应用 (14)3.1概况 (14)3.2PID调节原理 (14)3.3PID参数设置 (16)第4章恒压供水系统软件设计 (18)4.1梯形图的绘制原则 (18)4.2I/O点的统计 (18)4.3I/O点的分配 (18)4.4PLC的选型基本原则 (19)4.5组态软件 (19)第5章恒压供水系统的硬件设计 (20)5.1恒压供水系统的构成方案 (20)5.2恒压供水系统的控制方案 (22)第6章恒压供水系统的总结与展望 (24)6.1总结 (24)6.2展望 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录1 PLC程序流程图 (27)附录2 PLC程序 (30)附录3 恒压供水画面 (33)第1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。

【精品】毕业设计(论文)-恒压供水控制系统设计

毕业设计题目恒压供水控制系统设计系别专业班级姓名学号指导教师日期设计任务书设计题目：恒压供水控制系统设计设计要求：1．设计一个采用全自动变频恒压控制方式来实现恒压供水的自控系统。

2．本系统主要以PLC来控制，按照控制要求选择器件，设计其硬件主控电路。

3．根据要求选择相应的传感器、驱动电机、阀门等;4．按照设计要求设计相应算法，编制相应的PLC控制程序。

设计进度要求：第一周：确定题目,查阅资料第二周：根据设计要求分析恒压供水的工作原理第三周：对硬件进行设计第四周：对软件进行设计第五周：进行调试,找出问题第六周:改进设计中存在不足第七周：撰写设计论文第八周：整理论文，准备答辩指导教师（签名）：摘要恒压供水在城市自来水管网系统、住宅小区生活消防用水系统、楼宇中央空调冷却循环水系统等众多领域中均有应用。

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管网中水压的基本恒定。

在恒压供水系统中可根据压力给定的理想值信号及管网水压的反馈信号进行比较，变频器根据比较结果调节水泵的转速，达到控制管网水压的目的。

本文主要针对当前供水系统中存在的自动化程度不高、能耗严重、可靠性低的缺点加以研究，开发出一种新型的并在这三个方面都有所提高的变频式恒压供水自动控制系统。

全文共分为四章.第一章阐明了供水系统的应用背景、选题意义及主要研究内容。

第二章阐明了供水系统的变频调速节能原理。

第三章详细介绍了系统硬件的工作原理以及硬件的选择.第四章详细阐述了系统软件开发并对程序进行解释。

关键词：恒压供水,PLC，变频技术目录摘要 (II)1 变频控制系统简介 (1)1。

1变频调速供水控制系统简介 (1)1。

2变频调速在供水行业中的应用 (1)2 供水系统的变频调速节能原理 (4)2。

1 水泵调速运行的节能原理 (4)2。

2 本系统总体介绍 (5)3 系统硬件的工作原理及硬件选择 (7)3。

1 PLC的工作原理及选择 (7)3.2 变频调速系统原理及选择 (9)3。

变频恒压供水系统理论分析及方案设计

Ａｂｓｒｔｔａｃ：Ｗｉｒｐｉｅｌｐｎｆｃｎｔｏｌｍｐｏｅｉｉｇｓａｄａｄｔａｄｄｖｅｏｍｅｔｏｏｉｕｓｙｉｒｖｄｌｖｎｔｎｒ，ｍｏｅａｄｒｍａｓｔｈｎｕｒｎｍｏｅｄｅｎｄｏｑｎｉ，ｑａｉａｓａｌｙｆｗａｅｓｐｐｙｕａｔｔｙｕｌｙｎｄｔｂｉｉｏｔｒｕｌｗｅｅｔｔｒｐｕｆｒｒＭｅｎｉｅｎｒｙｅｏｃｓｒｔｏｗａｄ．ａｗｈｌ，ｅｅｇｒｓｕｒｅａｅ
最后分析了变频调速恒压供水系统的构成、工作原理和控制流程，提出不同的控制方案，变频调速
恒压供水自动控制系统由可编程控制器、变频器、水泵、电机组、压力传感器、工控机以及控制柜
等组成。
关键词：变频；恒压；调速；供水
摘
要：随着人们生活水平的不断提高，对城市供水的数量、质量、稳定性等提出了越来越高的要
求，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。分析了变频调速的工作原理，建立了恒压控制的理论模型和数学模型；然后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；
ｅｒｙ—ａｉｒｎｉｌａｉｂｅｒｅｕｅｙｐｅｄｅｌｔｏｓｃａｉｅｃｏｒｎｇｔｈｒｃｅｉｔｃｎｅｇｓｖｎｇｐｉｃｐｅｏｆｖｒａｌｆｑｎｃｓｅｒｇｕａｉｎｗａｌｒｆｄａｃｄｉｏｃａａｔｒｓｉｉｃｒｔｕｖｅｏｆｒｍｎｉｇｐｉｌｎｅｎｄｗａｅｕｐｆｒｔｙ．ｓｌｈｅｓｒｃｕｒｎｒｒｎｉｌｎｄｃｎｒｌｆｏｎｐｅｉｓａｔｒｐｍｓｌＬａｔｙｔｔｕｔｅａｄｗｏｋｐｉｃｐｅａｏｔｏｗｉｌｏｒｉｂｌｆｅｕｅｙｐｅｄｅｕｌｔｎｇｏｔｎｔｒｓｕｅｆｖａａｅｒｑｎｃｓｅｒｇａｉｃｎｓａｐｅｓｗａｅｓｐｙｙｓｅｒｔｒｕｐｌｓｔｍｗａａｌｅｓｎａｙｚｄ．Ｓｖｒｌｅｅａｄｆｅｅｔｏｒｓｈｍｅｗｅｅｒｐｏｓｄ．Ｃｏｔｎｐｅｓｒｗａｅｓｐｙｏｒｓｔｍｏｒａｅｉｒｎｃｎｔｏｌｃｅｓｒｐｏｅｎｓａｔｒｓｕｅｔｒｕｐｌｃｎｔｏｌｙｓｅｆｖａｉｂｌ

自动控制系统案例分析案例四恒压供水控制

KM1,HL1 KM2,HL2 KM3,HL3 KM4,HL4 KM5,HL5 KM6,HL6
HL7 HL8 YV2 KA V1
输出信号分配表
名称 1泵工频运行接触器及指示灯 1泵变频运行接触器及指示灯 2泵工频运行接触器及指示灯 2泵变频运行接触器及指示灯 3泵工频运行接触器及指示灯 3泵变频运行接触器及指示灯
(3) 三台泵根据恒压的需要，采取“先启先停”的原则接入和退出。
(4) 在用水量小的情况下，如果一台泵连续变频运行时间超过3h，则需切换到下一台泵，具有“倒泵功能”，避免某一台泵工作时间过长。
主电路
代码 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6
名称 1泵工频运行接触器 1泵变频运行接触器 2泵工频运行接触器 2泵变频运行接触器 3泵工频运行接触器 3泵变频运行接触器
功能压力实际值压力设定值 PID计算值
比例系数采样时间积分时间微分时间变频器运行频率下限值生活供水频率上限值消防供水频率上限值实际运行频率值变频工作泵的泵号工频运行泵的总台数倒泵时间存储器
器件地址 T33/T34/T39
T37/T38 M0.0 M0.1 M0.2 M0.3 M0.4 M0.5 M0.6 M2.0 M2.1 M2.2 M3.0 M3.1
地址 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
控制电路
主机单元 CPU224
模拟量单元 EM235
输入信号分配表
代码 SA SLL SLH UP
名称手动/自动转换开关水池水位下限信号水池水位上限信号
模拟量输入
地址 I0.4 I0.1 I0.2 AIW0(MW10)
代码
加泵流程图

变频恒压供水控制系统应用分析

变频恒压供水控制系统应用分析任伟刘旭民(平顶山工业职业技术学院，河南平顶山467001)[}l奄要]随着能源日益紧缺，外巨压供水控制技术将提出更高的要求。

因为风机和水泵的能耗大约占整个电能能耗的三分之一左右。

所以变频恒压供水技术在逐步走向成熟的过程中，仍然有必要对其进行更深入的研究。

[关键词]变频调速；恒压供水；P LC随着能源日益紧缺，对恒压供水控制技术将提出更高的要求。

因为风机和水泵的能耗大约占整个电能能耗的三分之一左右。

所以变频恒压供水技术在逐步走向成熟的过程中，仍然有必要对其进行更深入的研究。

1管网设定水压的计算给水压力的计算，供水系统的用水规模即是用户的用水量，决定了用户正常用水的给定压力。

H=h升SQ2《1)式中：p一管网的实际流量r m湖i上述计算方法只能是粗略计算，给水压力的设定在计算的基础上进行工程调试，根据实际调试值得到设定值。

2水泵变频调速节能原理在供水系统中，以转速控制法达到控制流量的目的。

第：生告：自：盟：r昀，㈤Np nⅣ、n7、，l7”’异步电机的转速为：商嘶(1-s)牵0)从上式可知，当极对数P不变时，电机转子转速n与定子电源频率f成正比，因此连续调节异步电机供电电源的频率，就可以连续平滑地调节电机的同步转速，从而调节其转子的转速。

变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。

通常由鼠笼式异步电动机驱动水泵旋转来供水，并且把电机和水泵做成—体，通过变频器调节异步电机的转速，从而改变水泵的出水流量而实珊恒压供水的。

3变频恒压供水系统的构成由于本文的供水系统要适用生活水、工业用水以及消防等多种场合的供水，我们用3台7．5kw水泵(三台主泵)组成供水系统，其原理框图如图1所示：工■毫一图I变频f刚1i供水自动控制系统组成脖理框图从上面的原理框图，我们可以看出变频恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、通讯接口以及报警装置等部分组成。

泵的工作方式：1)变频循环式：变频器拖动某一台水泵作为调速泵，当这台水泵运行在50H z时，其供水量仍不能达到用水要求，需要增加水泵机组时，系统先将变频器从该水泵电机中脱出，将该泵切换为工频的同时用变频去拖动另～台水泵电机。

变频调速恒压供水系统的分析与研究

（）１变频调速在供水行业中的应用在大规模工业生产供水系统中．变频调速恒压供水有其自身特点：１供水量在短时间内变化大：）２对供水压力要求严格，）供水的压力随供水流量的变化而变化：３供水系统的水流量受到水消耗量的控制）以变频器为主体的恒压供水系统不仅能最大程度地满足工业生产的需要，高整个系统的效率，长系统寿命，提延节约能源，而且能够构成复杂的功能强大的供水系统（）２变频调速技术的特点及应用变频调速将工频交流电经二极管整流成直流．由ＩＴＧＲ模再ＧＢ／Ｔ块逆变成频率可调的交流电源．以此拖动电机在变速状态下运行．并自动适应变负荷的条件。它改变了传统电机启动后只能以额定功率、额定转速运行．实现节能变频调速因具有机械特性好、效率高，调速范围宽、精度高．以可连续平稳调速，自动化水平高等优点而倍受青睐
１变频调速的节能、速原理调
（）１变频调速恒压供水系统概述变频调速恒压供水器由电动机、泵组和变频调速系统、压力仪表、管路系统等组成。电动机泵组多由同型号的水泵２４台并联而成。由变频器和工频电网供电，根据供水系统运行状况自动调节和切换变频调速恒压供水器的优点有：１对电网冲击小．）具有多种保护功能：２发生故障时，）自动转换至工频，确保供水不间断：３实现恒压自动控制，）无需频繁操作。降低劳动强度：４）水泵转速由外供水量决定，系统运行可节约电能：
（）３变频调速的节能、速原理调水泵机组通过改变电源频率来改变电机转速．进而改变水泵转速及工况．使其流量与扬程适应管网用水量变化．保持管网最不利点压力恒定．到节能达如图１ｎ，为水泵特性曲线，Ａ为管路特性曲线．ｎＨ为管网末端服务压力，为泵出１压力。当用水量达到最大Ｑ时，Ｈ’ ：３一水泵全速运转，出口阀门全开，满负荷运行，特性曲线ｎ和管路特性曲线交于水泵ｏｂ点，出口压力为Ｈ’末端服务压力恰为Ｈ。在用水量Ｑ泵，。减少至Ｑ的过程中，，采用不同控制方案，泵能耗不同。１全速运转，）靠关小阀门控制：路阻力特性曲线Ａ变陡，管水泵工况点由ｂ点上移至ｃ点．管路所需扬程由ｂ点滑至ｄ点．ｃ点和ｄ点扬程之差为能量浪费：２变速运转，）靠泵出口压力恒定控制：当用水量Ｑ下降时，一水泵降低转速。泵出口力恒定，压工况点始终在Ｈ’ 上平移。水量到达Ｑ时，水泵特性曲线为ｎ，网特性曲线上移至Ａ管交点ｅ为此时工况点。管网不利点水压升高到Ｈ＞０。Ｈ，为能量浪费；ｈ３变速运转，）靠管网取不利点压力恒定控制：当用水量Ｑ下降一到Ｑ时，水泵降低转速，水泵特性曲线为ｎ．．工况点为ｄ，点恰好在管网特性曲线Ａ上，０工况点沿滑动。管网服务压力Ｈ恒定，０其扬程与系统阻力相适应，有能量浪费：没以上分析表明．取管网不利点压力为控制参数．通过压力传感器以获得压力信号．组成闭环压力自调速系统．控以使水泵转速保持与调速装置控制压力相匹配．可达到最佳节能效果。此外．不利点压力还保证了用户水压稳定．无论管路特性怎样变化。不利点水压恒定。由水泵相似原理：ｌ＝２Ｈ１（ｎ）Ｐ／￣（ｌＱ／ｎｎ，ｎ２ｌｎ／Ｑ２Ｈ２Ｐｎ式中，Ｈ、、Ｑ、Ｐｎ分别为泵流量、压力、的功率和转速。轴由流体力学知，管网压力Ｐ流量Ｑ和功率Ｎ的关系为ＮＰ又、＝Ｑ，功率与水泵电机转速成三次方正比关系．基于转速控制比基于流量控制可以大幅度降低轴功率

恒压供水自动控制系统设计

收稿日期：2020-02-26第一作者简介：刘建生（1962—），男，毕业于重庆大学，本科，电气工程师研究方向为自动化。

DOI:10.16525/ki.14-1362/n.2020.05.27总第191期2020年第5期Total of 191No.5，2020两化融合恒压供水自动控制系统设计刘建生（太原市滨河体育中心，山西太原03006）摘要：通过基于PLC 恒压供水控制系统的设计，然后分析了PLC 的工作原理以及交流电机利用变频器的调速原理，从而完成小区恒压供水系统硬件设计和通过梯形图进行软件设计，该系统保证了居民的用水质量且高效节能。

关键词：节能；恒压；变频调速；PLC 中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：2095-0748（2020）05-0066-03现代工业经济和信息化Modern Industrial Economy and Informationization 引言在供水系统中，通常以流量为控制目的；其工作原理是根据用户需水量的变化调整水泵电机的转速，使管网压力始终保持恒定。

本设计课题任务主要是基于PLC 的恒压供水系统，该系统由两台水泵供水，水泵电机分别为M1、M2；由交流接触器KM1和KM2控制。

监测管网中水压由装在泵站出口传感器PT 完成。

采用闭环单回路反馈控制，系统不断采集管网内压力信号与给定压力设定值进行比较，经过运算后将偏差值送给PLC 进行调节，PLC 输出信号送给执行机构，执行机构接收到指令来改变自己的工作运行方式，从而使管内的压力发生变化。

如此循环直到管网压力保持在一个恒定的状态[1]。

1基本原理恒压供水控制不但可以提高供水的质量，而且可以通过变频技术降低能耗，提高设备运行的可靠性。

当用水量增大时电机加速，用水量减小时电机减速，如此循环直到管网压力保持在一个恒定的工作状态[2]。

流量特性：阀门开度和水泵转速一定，流量越大，扬程越小。

管阻特性：阀门开度和水泵转速一定，流量越大，扬程越大。

恒压供水的变频控制

恒压供水的变频控制1，恒压供水系统采用变频器对水泵进行控制的目的：减轻水泵启停及水量调节时对管网造成的冲击；保持水泵出口阀门最大，通过改变变频器的输出频率（电机速度）调节供水量，以节约原来通过改变阀门开度调剂供水量时浪费在阀门上的能源；通过变频器实现水压闭环控制，保持管网水压的恒定。

变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。

恒压供水调速系统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。

2、恒压供水原理通过管网中压力传感器将信号送入变频控制装置中，恒压控制器（由PLC 和软件组成），恒压控制器将信号送人变频控制器，当管网中压力增大时，恒压控制器输出的值增大，即变频器输入端值增大，使得速度电压下降，同时控制电机速度下降，水泵轴功率减小，水泵的流量减少，当到达所需恒定压力值时，此时系统处于动态平衡。

当管网中压力减小时，这时恒压控制器中的输出值减小，即变频器输入端值减小，从而使得变频器速度电压下降，直到动态平衡。

当夜晚不用水时，由于管网压力已达恒定，此时电机不转，水泵停止工作。

因为N=KHQ，Q=0时，N=0。

系统处于等待状态。

当白天用水量增大，或日、夜有用水量变化时，Q跟随变化，N也跟随变化，因而造成压力也跟随变化，从而达到恒压动态调节水的流量。

3、概述恒压供水控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置与可编程控制器（PLC）构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。

系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入CPU运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。

恒压供水控制系统要点

恒压供水控制系统要点第一章绪论1.1 课题的的产生及其研究意义水是万物之源，在现实生产生活中不可或缺。

在我国水资源和电能短缺的客观现状下，节水节能就成为了当前迫切需要进行推广的。

但是，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环用水等几个方面和供水技术一直比较落后且自动化程度低。

主要表现在用水高峰期水的供给量常常低于需求量，水压降低无法正常供水，但在用水低谷期水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供水供过于求的现象。

这样不仅造成水资源及电能的浪费，同时水压过高有可能导致输水管爆裂和用水设备的损坏。

在这样的历史背景下，恒压供水控制系统应运而生。

1.2 恒压供水控制系统的国内外研究概况恒压供水控制系统是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。

变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、变压变频比控制及各种保护功能。

应用在变频恒压供水控制系统中，变频器仅作为执行机构，为了满足供水量大小需求不同时，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传感器，对压力进行闭环控制。

从查阅的资料的情况来看，国外的恒压供水工程在设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式，几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况，因而投资成本高。

即1968年，丹麦的丹佛斯公司发明并首家生产变频器(丹佛斯是传动产品全球五大核心供应商之一)后，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控制功能的变频器，像瑞士的ABB集团推出了HVAC变频技术，法国的施耐德公司推出了恒压供水基板，备有“变频泵固定方式”，“变频泵循坏方式”两种模式。

目前国内有不少在做变频恒压供水工程的公司，大多采用国外品牌的变频器控制水泵的转速。

对于水管的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(PLC)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。

恒压供水开题报告

恒压供水开题报告1. 引言本文档是关于恒压供水系统开题报告的内容。

恒压供水系统是一种基于水泵控制技术的供水系统，通过不断调整水泵的运行状态，以维持供水管网中的水压恒定。

本文将介绍恒压供水系统的背景和意义，并阐述研究目标、研究内容和研究方法等。

2. 背景与意义供水系统在现代城市的生活中起到至关重要的作用。

传统的供水系统通常采用恒流供水方式，即根据用户需求设置一定的供水流量，并通过控制水泵的运行来维持流量恒定。

然而，在实际应用中，由于供水管网系统的复杂性和各种不确定因素的存在，恒流供水方式无法保证供水管网中的水压始终恒定，导致用户在不同时间段或不同楼层的用水体验存在较大的差异。

因此，实现恒压供水成为一项重要的研究课题。

恒压供水系统可以根据用户的需求动态调整水泵的运行状态，使得供水管网中的水压始终保持恒定，提高用户的用水体验，同时能够节约能源和减少资源浪费，具有重要的社会和经济意义。

3. 研究目标本研究的目标是设计和实现一种高效稳定的恒压供水系统，旨在解决传统供水系统中存在的水压不稳定问题，提高用户用水的便利性和舒适性。

具体目标包括：•分析和建立恒压供水系统的数学模型，以实现对供水管网中水压的动态控制；•设计并实现基于该数学模型的恒压供水控制算法，能够根据用户需求自动调整水泵运行状态；•建立恒压供水系统的实验平台，验证算法的有效性和实用性。

4. 研究内容本研究的主要内容包括：4.1 数学模型的建立通过对供水管网系统的水力学原理进行分析和研究，建立恒压供水系统的数学模型。

该模型将考虑供水管网的拓扑结构、管道参数、用户需求等因素，以实现对水压的恒定控制。

4.2 控制算法的设计与优化根据建立的数学模型，设计并优化恒压供水系统的控制算法。

算法的核心是根据用户的用水需求和供水管网的特性，动态调节水泵的运行状态，保持供水管网中的水压恒定，提高供水质量和用户用水体验。

4.3 实验平台的建设和验证构建恒压供水系统的实验平台，通过实验数据的采集和分析，验证所设计的恒压供水系统的性能和有效性。

基于PLC的变频恒压供水系统的研究与开发的开题报告

基于PLC的变频恒压供水系统的研究与开发的开题报告一、选题背景水是生命之源，是人类生活中必不可少的资源。

在现代城市中，供水系统的建设与发展已经成为城市建设的重要组成部分。

随着城市化进程的加快，供水系统规模不断扩大，供水要求越来越高。

传统的非变频供水系统在水压调节方面存在一定的缺陷，往往出现水压波动较大、节能效果不明显等问题。

随着电子技术的发展，基于PLC的变频恒压供水系统逐渐流行起来，该系统具有自动化程度高、稳定性好、节能效果显著等特点，因此得到了广泛应用和研究。

二、选题意义基于PLC的变频恒压供水系统具有重要的实际意义和应用价值。

首先，该系统不仅能够保证供水系统的稳定运行，避免水压波动较大的问题，而且还能够实现节能、减少环境污染等目的。

其次，该系统还能够实现智能化控制，提高了供水系统的自动化程度，大大降低了管理成本。

最后，该系统能够适应不同压力、流量的供水要求，具有广泛的应用前景。

三、研究内容和方案1.研究基于PLC的变频恒压供水系统的设计原理和工作原理。

2.分析该系统在节能、降低环境污染、提高供水质量等方面所起的作用。

3.开发基于PLC的变频恒压供水系统的控制软件和硬件。

4.进行实验室和现场测试，对系统的运行效果和控制精度进行评估。

5.总结和分析研究结果，提出改进和完善的建议。

四、研究计划和预期结果1.项目起止时间本项目研究工作计划从2021年9月开始，到2022年6月结束。

2.研究过程安排第一阶段：文献综述、理论分析和方案设计（2021年9月-2021年11月）第二阶段：系统软硬件的开发与实现（2021年12月-2022年2月）第三阶段：实验室测试和现场测试（2022年3月-2022年5月）第四阶段：总结分析和论文撰写（2022年6月）3.预期结果预计本研究将对基于PLC的变频恒压供水系统的设计、开发和管理方面作出一定的贡献。

预期结果包括：1）研究出一种基于PLC的变频恒压供水系统的设计和工作原理。