维修电工技师论文:典型的变频恒压供水自动控制系统分析
变频恒压供水系统设计(论文)
1.2水泵供水系统具有管网特性:
通道管网的流量与所消耗的能量之间的关系,如图1所示,它同时表明水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差,液体在管道中流动的阻力。水泵运行工作点位置与水泵负载有关,在水泵负载经常变化的情况下,水泵不能总处在高效区域里工作。为使水泵适应外界负载变化的要求。我们可采用变速调节,即在管网特性曲线基本不变时,采用改变水泵转速来改变泵的Q—H特性曲线。从而改变它的工作点,达到既改变流量又能保证水泵恒定和输入功率减少的目的。
一、题目:变频恒压供水系统设计
二、摘要:
随着社会经济的发展,绿色、节能、环保已成为社会建设的主题。对于一个城市的建设,供水系统的建设是其中重要的一部分。供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到居民的生活质量。近年来,随着自动化技术、控制技术的发展,以及这些技术在供水系统的应用,高性能、高节能的变频恒压控制的供水系统已成为现在城市供水管理的必然趋势。经过一学期对《交流电机变频调速》的学习,以及以前对PLC控制器的了解。本次课程设计采用OMRON C系列小型PLC控制器结合富士FRENIC 5000G11S系列变频器控制两台水泵,实现变频恒压供水系统的设计,并结合一些辅助控制器件实现对系统的保护,使得系统控制可靠,操作方便。
0504
VVVF故障信号
0007
泵机组过载报警指示灯(HL6)
0505
VVVF故障报警指示灯(HL7)
0506
系统故障报警警铃
0507
图5变频恒压供水系统控制电路设计
2.4软件设计
要通过PLC控制器实现水泵的切换与系统的故障检测,本系统设计为:系统启动后,泵1首先进入变频运行,当出现压力上限时,变频泵切换为工频,启动另一台泵变频运行,当出现压力下限时,工频泵切除,仅又变频泵工作,系统程序设计流程图如图6。
变频器PLC恒压供水的论文
内容摘要 随着社会主义市场经济的发展,人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高,能源紧缺,居住环境越来越集中,使得城市供水系统的负荷变化很大,造成用户管网压力不稳定。
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的趋势。
以前供水方法存在耗能严重、污染水质,设备使用寿命不长等弊端。
变频调速恒压供水系统具有运行稳定可靠,占地面积小,节电节水,自动化程度高,操作控制方便等特点,这对于企业节能降耗、提高经济效益和保障设备安全、稳定运行具有现实意义。
控制的变本设计是针对居民生活用水/消防用水而设计的。
采用PLC频调速供水系统,由PLC进行逻辑控制,由变频器进行压力调节。
在经过控制变频与工频切换,实现闭环自动调节恒压供水。
运算, 通过PLCPID根据以上控制要求,进行系统总体控制方案设计。
首先,硬件设备系列PLC选型,绘制硬件接线图。
其次,进表,S7-200选型,建立I/O行软件设计,设计梯形图控制程序,编写下位机程序,并利用仿真软件工控组态软件,设计了上对下位机进行了仿真调试。
再次,学习了MCGS位机监控界面。
最后,到实验室进行了上位机和下位机的联机调试,修恒压供水系统的程序设计。
改并完善了整个PLC运行结果表明, 该系统具有压力稳定,结构简单,工作可靠等优点。
控制; 恒压供水;MCGS; 变频调速; PID关键词: PLCAbstractWith the rapid development of socialistic marketing economy, there is a growing demand f or better quality of water supply and higher reliability of supply system. So it is an inevitable tendency t o design and create an energy-saving constant-pressure water supply system of excellent performance with the help of advanced techniques of automation, monitor-control system and communication.The general methods to solve the problem are the utilizations of constant-speed pump, high cistern or pressure a ir tank etc.The constant pressure water supply system with frequency-speed control has the features of high stability,less floor space,electricity and water-saving,high automationand easy operation, which provides a practical platform to reduce enterprises consumption o f energy,and which also provides a significant method to increase t he economic b enefit and a way to ensure t he safe operation a nd stability of the equipments.In this paper, the control principle of VVVF providing-water system is introduced, PLC is used to carry on logic control and invertered to modulate pressure. Through PID control principle. We realize Closed-Loop control in VVVF Providing-water System.According to above control requirements, the whole system control scheme design. First, the hardware equipment selection, establish the I/O table, series s7-200 PLC selection, rendering the wiring diagram hardware. Second, the software design, design ladder diagram control procedures, writeAbstractWith the rapid development of socialistic marketing economy, there is a growing demand f or better quality of water supply and higher reliability of supply system. So it is an inevitable tendency t o design and create an energy-saving constant-pressure water supply system of excellent performance with the help of advanced techniques of automation, monitor-control system and communication.The general methods to solve the problem are the utilizations of constant-speed pump, high cistern or pressure a ir tank etc.The constant pressure water supply system with frequency-speed control has the features of high stability,less floor space,electricity and water-saving,high automationand easy operation, which provides a practical platform to reduce enterprises consumption o f energy,and which also provides a significant method to increase t he economic b enefit and a way to ensure t he safe operation a nd stability of the equipments.In this paper, the control principle of VVVF providing-water system is introduced, PLC is used to carry on logic control and invertered to modulate pressure. Through PID control principle. We realize Closed-Loop control in VVVF Providing-water System.According to above control requirements, the whole system control scheme design. First, the hardware equipment selection, establish the I/O table, series s7-200 PLC selection, rendering the wiring diagram hardware. Second, the software design, design ladder diagram control procedures, write目 录 第一章 绪论 ............................. 变频恒压供水系统产生的背景和意义 ...............1.1 1.2 变频恒压供水系统的国内外研究现状 ............... 第二章 系统的控制要求 ...................... 变频恒压供水系统的控制要求 ...................2.1 变频恒压供水系统的组成及原理图 ................2.2 2.3 变频恒压供水系统控制流程 .................... 水泵切换条件分析 .......................2.4 第三章 控制系统硬件设计 ...................... 系统主要设备的选型 ......................3.1 及其扩展模块的选型 ....................3.1.1 PLC 3.1.2 变频器的选型 .......................水泵机组的选型 ......................3.1.3 压力变送器的选型 .....................3.1.4 3.1.5 液位变送器选型 ......................点及地址分配 ....................3.2 控制系统的I/O 硬件接线图 ...........................3.3 系统主电路设计分析 .....................3.3.1 3.3.2 系统控制电路设计分析 .....................外围接线图设计分析 ....................3.3.3 PLC 第四章 控制系统软件设计 ...................... 4.1 编程软件介绍 .........................控制器参数整定 ........................4.2 PID控制及其控制算法 ....................4.2.1 PID 变频恒压供水系统的近似数学模型 ..............4.2.2 参数的设置 ........................4.2.3 PID 系统软件设计分析 .......................4.3 控制系统下位机程序设计 .....................4.4 主程序设计 ........................4.4.1 4.4.2 初始化子程序设计 .....................控制中断子程序 .....................4.4.3 PI第五章 监控系统的设计 ...................... 组态软件的介绍 .......................5.1 MCGS 组态界面的建立 .......................5.2 MCGS 画面设计 .........................5.2.1 设备连接 .........................5.2.2 5.3 上下位机联机调试 .......................结束语 ...............................参考文献 ..............................致谢 ..............................控制器参数整定 ........................4.2 PID控制及其控制算法 ....................4.2.1 PID 变频恒压供水系统的近似数学模型 ..............4.2.2 参数的设置 ........................4.2.3 PID 系统软件设计分析 .......................4.3 控制系统下位机程序设计 .....................4.4 主程序设计 ........................4.4.1 4.4.2 初始化子程序设计 .....................控制中断子程序 .....................4.4.3 PI第五章 监控系统的设计 ...................... 组态软件的介绍 .......................5.1 MCGS 组态界面的建立 .......................5.2 MCGS 画面设计 .........................5.2.1 设备连接 .........................5.2.2 5.3 上下位机联机调试 .......................结束语 ...............................参考文献 ..............................致谢 ..............................控制器参数整定 ........................4.2 PID控制及其控制算法 ....................4.2.1 PID 变频恒压供水系统的近似数学模型 ..............4.2.2 参数的设置 ........................4.2.3 PID 系统软件设计分析 .......................4.3 控制系统下位机程序设计 .....................4.4 主程序设计 ........................4.4.1 4.4.2 初始化子程序设计 .....................控制中断子程序 .....................4.4.3 PI第五章 监控系统的设计 ...................... 组态软件的介绍 .......................5.1 MCGS 组态界面的建立 .......................5.2 MCGS 画面设计 .........................5.2.1 设备连接 .........................5.2.2 5.3 上下位机联机调试 .......................结束语 ...............................参考文献 ..............................致谢 ..............................控制器参数整定 ........................4.2 PID控制及其控制算法 ....................4.2.1 PID 变频恒压供水系统的近似数学模型 ..............4.2.2 参数的设置 ........................4.2.3 PID 系统软件设计分析 .......................4.3 控制系统下位机程序设计 .....................4.4 主程序设计 ........................4.4.1 4.4.2 初始化子程序设计 .....................控制中断子程序 .....................4.4.3 PI第五章 监控系统的设计 ...................... 组态软件的介绍 .......................5.1 MCGS 组态界面的建立 .......................5.2 MCGS 画面设计 .........................5.2.1 设备连接 .........................5.2.2 5.3 上下位机联机调试 .......................结束语 ...............................参考文献 ..............................致谢 ..............................第二章 系统的控制要求 本论文介绍一个三泵生活/消防双恒压无塔供水系统。
浅析变频恒压供水控制系统的实际应用
浅析变频恒压供水控制系统的实际应用随着科学技术的大力发展,信息产业技术、电子工程技术、交流变频调速技术、通讯技术等也迅猛发展。
传统的供水设备存在能耗大、可靠性低、供水压力不稳等问题,已经不能满足用户的压力需求。
因此,变频恒压供水系统以其节能、安全、稳定等特点正逐步地取代传统的供水方式。
本文对PLC变频恒压供水技术应用进行了详细分析,以和大家交流。
标签变频恒压供水;PLC;PID;控制前言:隨着我国经济的发展,节能环保理念深入人心,随着城市化的不断推进,我国供水系统覆盖面越来越广,采用传统的供水系统浪费的能源也越来越多。
因此,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、适应不同领域的恒压供水系统已成为必然趋势。
变频恒压供水系统采用变频器和PLC 实现恒压供水和数据传输,然后用PID对系统中的恒压控制器进行设计,该变频恒压供水方式可运用于各种供水控制系统中,具有稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。
1、变频恒压供水系统的原理PLC与变频器控制泵组调速运行,并自动调整泵组的运行台数,完成供水压力的闭环控制,在管网压力变化时保证末端用户的用水需求并达到节能的目的。
变频恒压供水系统框图如图1所示。
当用户用水量增大时,导致管网的压力减小,压力传感器将电压信号反馈给PLC。
PLC内置的PID控制器计算后调节变频器的频率,频率增大,水泵的旋转速度加快,从而达到一个新的平衡状态;当用户用水量减小时,同理也可以达到平衡状态。
该系统包含PLC主机、模拟量输入输出扩展模块、变频器、压力变送器、水泵等,其中PLC具有功能完善、编程简单、抗干扰能力强、体积小、能耗低、性能价格比高等优点。
2、变频恒压供水系统的组成在此变频调速恒压供水系统中,主要由PLC、变频调速器、软启动器(定速机泵采用的)、压力变送器、水位传感器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环控制系统。
此外还包括空气开关、断路器、接触器和中间继电器等系统保护电器,实现对变频器、电机和PLC的有效保护,以及对电机的切换控制。
变频恒压供水系统论文 变频恒压供水论文 恒压供水系统论文
基于PLC的变频恒压供水系统的设计【摘要】在我国,可编程控制器(PLC)已经广泛地运用在所有的工业部门,是应用最广的计算机控制装置,是自动控制系统中的关键设备,随着其性能价格比的不断提高,应用范围不断扩大。
本文是一个采用PLC与变频器构成恒压变频供水系统的设计,设计内容流畅、所设计的电路单元较为合理。
关键词:PLC 变频器恒压供水【前言】长期以来传统的区域、楼宇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的要求。
在这种供水系统中加压泵通常是用最不利用水点的水压要求来确定相应的扬程设计,然后泵组根据流量变化情况来选配,并确定水泵的运行方式。
由于小区用水有着季节和时段的明显变化,日常供水运行控制就常采用水泵的运行方式调整加上出口阀开度调节供水的水量水压,大量能量消耗在出口阀而浪费,而且存在着水池“二次污染”的问题。
本文介绍一种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,变频调速技术在给水泵站的应用,成功地解决了能耗和污染的两大难题。
在实际运行中小区变频恒压供水技术比传统的加压供水系统还有水压稳定、维护运行成本低等明显优势。
1.可编程控制器(PLC)的概述可编程控制器(Programmable Logic Controller)简称为PLC,它的应用面广、功能强大、使用方便,已成为当代工业自动化的主要控制设备之一,在工业生产的所有领域得到了广泛的应用,在其他领域(例如民用和家庭自动化)的应用也得到了迅速的发展。
国际电工委员会(IEC)在1985年的PLC标准草案第3稿中,对PLC 作了以下定义:“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
恒压变频供水系统毕业论文
目录绪论 (1)1.恒压变频供简介 (2)1.1恒压变频供水产生背景及国内现状 (2)1.2传统供水系统及特点 (2)1.3恒压变频供水系统的优点 (3)2.恒压变频供水系统的相关原理 (4)2.1恒压变频供水系统的理论框图 (4)2.2供水系统的基本特性 (5)2.3变频调速原理 (6)2.4 PID控制原理 (7)3.元件选择及功能单元设计 (9)3.1变频器选择及系统总体介绍 (9)3.2系统主体电路 (10)3.3系统控制电路 (13)3.4系统反馈电路 (16)3.5 系统总体电路图和使用说明 (16)4.系统软件设计 (18)结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)绪论随着社会经济的迅速发展,水对人民生活与工业生产的影响日益加强,人民对供水的质量和供水系统可靠性的要求不断提高。
把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域,成为对供水系统的新要求。
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。
采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性,方便地实现供水系统的集中管理与监控;同时系统具有良好的节能性,这在能量日益紧缺的今天尤为重要,所以研究设计该系统,对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。
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的应用。
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。
在实际应用中发挥了很大的作用。
以往的变频调速恒压供水设备。
大都采用带有模拟量输入/模拟量输出的可编程控制器或PID调节器,PID算法编程难度大,设备成本高,调试困难。
随着电力电子技术的飞速发展,变频器的功能越来越强。
可以充分利用变频器内置的各种功能,合理地设计变频调速恒压供水设备。
变频调速恒压供水设备一般具有设备投资少,系统运行稳定可靠,占地面积小,节电节水,自动化程度高,操作控制方便等特点。
因此,变频调速恒压供水设备在住宅小区及高层建筑生活消防供水系统中起着非常重要的作用。
电工技师论文题目—(5)
电工技师论文命题题目—(5)SF6断路器维修及故障处理PLC在恒压供水系统中的应用高压断路器状态检修实施问题探讨高压真空断路器缺相故障分析研究变频器电磁干扰的抑制措施变频器常见故障及处理变频器应用中的干扰问题及其对策浅谈ABB ACC800变频器易发故障及处理方法三相异步电动机常见故障及处理办法三相异步电动机烧坏原因浅释三相异步电动机定子绕组故障的检查及排除三相异步电动机出现异常声音的原因及处理方法三相异步电动机缺相运行电流的探讨三相交流异步电动机的运行与维护断路器合闸接触器线圈烧毁原因及对策6kV真空接触器拒跳的原因和解决措施110kV电容式电压互感器故障原因检查分析矿用可控硅充电装置的维修自制实用的可控硅充电机KGT可控硅调速在矿用蓄电池机车上的应用可控硅整流装置中的限流保护与过流保护矿用可控硅充电机的技术改造矿用隔爆型可控硅充电机的故障与检修自制实用的可控硅充电机可控硅三相变流器智能监测的研究电力系统主变压器有载调压改造的探讨低压电力系统谐波的产生、危害及其防护电力系统二次设备状态检修探讨电力系统的污闪问题及防护电力系统在线偶然事故排序的一种新方法10KV电力电缆中间接头爆炸事故分析及防范措施电力系统电压失稳及其预防对策电力变压器铁心接地故障的诊断与处理电力电缆故障原因分析及探测方法探讨电力变压器过热故障及其综合诊断塑料外壳式断路器的原理及在配电设计中的应用架空绝缘导线在10KV配电网络改造中的应用配电网单相接地故障选线方案对低压配电系统重复接地问题的探讨增大配电线路输送容量的探讨配电变压器常见故障分析配电网络的降损途径企业配电系统的跳闸原因及防范措施高速公路供配电系统浅析与故障排除降低10KV配电网线损措施的探讨新装配电变压器常见问题及处理措施配电变压器雷害事故分析与防雷保护措施探讨典型倒闸操作的技术要点及其注意事项倒闸操作的几个关键问题几种倒闸操作方法的优化分析居民小区配电室的倒闸操作管理电气倒闸误操作的原因分析及防范对策试论电气设备倒闸操作与继电保护和安全自动装置的关系一起倒闸操作中母线电压异常现象浅析通用型电气倒闸操作票系统的研制典型倒闸操作的危险点及其防范措施变电倒闸操作标准化程度及要求电气倒闸操作及误操作分析电气高压倒闸操作的危害识别和风险控制变电站倒闸操作的关键点和关键过程变电站倒闸操作危险点防范措施500KV变电站3/2接线方式及倒闸操作顺序的探讨实施变电站倒闸操作标准化存在的问题及对策影响变电站电气设备倒闸操作的综合因素分析电气设各的倒闸操作原则元认知理论在倒闸操作模拟培训中的应用电气倒闸误操作造成的全厂停运事故解析10KV开闭所现场倒闸误操作危险点分析和对策电气倒闸误操作造成事故解析变电站倒闸操作安全措施控制表的应用220KV变电站倒闸操作中二次切换应注意的问题线路倒闸操作时的检查项目防止倒闸操作中发生铁磁谐振谈电气设备的倒闸操作配电线路故障的快速切除与隔离降低配电线路中线损的方法与措施配电线路常见故障及预防措施配电线路故障原因及其控制措施浅析10KV配电网架空绝缘配电线路的防雷措施10KV架空配电线路常见事故分析及防范措施配电线路单相接地故障分析数控车床特殊故障维修两例浅谈发供电设备的状态检修基于单片机的网络化路灯控制系统设计LONWORKS~控制网络技术智能路灯解决方案基于单片机控制的智能化路灯节能装置的设计基于电力线载波与GPRS通讯的公共路灯控制系统路灯自动控制与节电PL2101在路灯控制系统中的应用路灯系统节能控制实例煤气鼓风机采用高压变频技术的研究变频调速技术在D1-61离心式鼓风机控制系统的应用高压变频调速系统在煤气鼓风机中的应用变频及PID控制技术在煤气鼓风机系统中的应用罗茨鼓风机变频调速控制系统维修工程解析与实践分析判断综采电机和电缆漏电故障浅谈综采工作面电缆故障的防护措施对综采工作面长距离供电方式的探讨提高综采工作面供电网给功率因数的途径井下综采工作面电牵引采煤机故障诊断10KV高压开关柜防跳回路应用问题分析与防止基于动稳定校验的低压开关柜母线的设计中置式开天柜适应运行操作要求的几点改进真空断路器触头弹跳性能分析10KV真空断路器的使用和维护真空断路器操作过电压分析与限制措施对SN10-10系列少油断路器检修有关问题的探讨110KV少油断路器直流泄漏电流试验分析和对策CTL-88B雷达中频电源维修中频逆变电源的故障分析及检修变电站电气总平面布置设计思路探讨应用PLC实现电梯的并联运行PLC变频恒压供水系统的电气设计变频调速技术及PLC控制在小型恒压供水系统中的应用PLC在供水控制系统中的应用高压变频器的常见故障处理通用变频器的保护功能及故障处理三相异步电动机过热故障的原因及一般处理方法三相异步电动机断相保护选择探讨浅析三相异步电动机缺相运行的危害及保护方案交流接触器故障分析和处理交流接触器运行噪声的消除方法电流互感器二次侧端子过热烧伤的处理电流互感器的误差及其对继电保护的影响220KV电容式电压互感器的隐患事故分析电容式电压互感器误差特性分析漏电保护器频繁跳闸原因探讨住宅配电设计中漏电保护器的设计漏电保护器过电压值的整定提高发电机变压器保护动作可靠性的探讨变压器辅件易发故障及改进措施封闭开关柜中熔断器过热烧坏分析电梯电气故障的检修电梯变频器安装中应注意的事项厂用电系统真空断路器拒分故障的分析变频器的保养和维护交流接触器常见故障的维修浅谈交流接触器的节能与长寿命变压器铁芯多点接地故障综述PLC在恒压供水系统中的应用变频器的常见故障及维修对策对110KV少油断路器绝缘电阻下降的探讨交流接触器断电释放可靠性问题的分析220KV电容式电压互感器的隐患事故分析电压互感器二次电压不平衡的原因电力变压器的短路故障与改进措施主变压器差动保护动作的事故分析浅谈10KV配电变压器的选择及安装高压开关柜二次回路常见问题分析抽展式开关柜存在的问题及改进意见谈高压开关柜的安全净距问题PLC在电梯自动控制上的应用电梯PLC控制策略及其程序设计浅谈PLC在电梯改造中的应用PLC定时器在双速电梯端站保护中的应用用PLC改造继电控制系统的梯形图设计与实现PLC在供水控制系统中的应用基于PLC的恒压供水系统研究PLC变频恒压供水系统的电气设计油断路器合不上闸的原因35KV断路器手车柜绝缘异常技术分析断路器非正常自动合闸的原因分析及改进变频器常见故障的分析与处理变频器的控制电路、注意事项及几种常见故障分析H桥级联型多电平高压变频器的断路故障分析三相异步电动机过热故障简析及修复三相异步电动机起动失败的原因分析与对策三相异步电动机故障原因分析三相异步电动机的检修与维护三相异步电动机缺相运行的危害、原因与对策交流接触器的常见故障与维修交流接触器线圈烧毁原因变电站电压互感器烧毁事故分析10KV电磁式电压互感器爆炸的原因和解决方案油浸式电流互感器缺陷分析与状态诊断。
变频恒压供水毕业设计(论文)
山东淄博职业学院毕业设计论文纸装订线变频恒压供水毕业设计(论文)摘要随着社会市场经济的不断发展,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的趋势。
首先,介绍了当前国内外恒压供水系统的发展情况,并提出不同的控制方案,通过研究和比较,详细说明了恒压供水系统的工作原理。
本文采用变频器和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。
其次,详细陈述了基于PLC变频恒压供水系统工程的方案设计,包括系统的硬件和软件设计,并对系统采取了可靠性措施进行了说明。
最后,结合MCGS组态软件对所设计的电路和程序进行了仿真、调试。
结果表明,所设计的硬件电路及程序运行可靠,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,能够满足用户恒压供水的要求。
关键词:变频器,恒压供水,PLC,MCGS,压力传感器AbstractWith the rapid development of socialistic marketing economy,there is a growing demand for better quality of water supply and higher reliability of supply system. In addition ,considering the current common energy crisis, achieving the scheme of automatingthe water supply system. So it is an inevitable tendency to design and create an energy-savingconstant-pressure water supply system of excellent performance with the help of advancedtechniques of automation,monitor-control system; and communication. Meanwhile, the System can also adapt to various water Supply regions.Firstly, this paper introduces the current situation of constant pressure water supply system, and puts forward the development situation of different control scheme, through research and comparison, detailed descriptions of constant pressure water supply system principle of work. This paper adopts inverter and PLC constant pressure water supply and data transmission, then use digital PID on system of constant pressure control design.Secondly, a detailed statement based on PLC frequency constant pressure water supply system engineering design, including the system hardware and software design of the system adopted reliability measures are presented.Finally, combined the MCGS software to design the circuit and procedures are simulated, debugging.Results show that the design of hardware circuit and program reliable operation, has greatly improved the quality of water supply, and save the human, has the obvious economic benefits and social benefits, and can satisfy the requirements of users constant pressure water supply.Key Words:VF speed; constant pressure water supply;PLC;MCGS;Pressure sensor目录1 绪论 (1)1.1城市供水系统的要求 (1)1.2变频调速系统的发展趋势 (1)1.3变频恒压供水产生的背景和意义 (1)1.4国内外研究概况 (2)1.5本课题的主要设计研究对象 (3)2 恒压供水系统 (4)2.1变频恒压供水系统 (4)2.2变频恒压供水控制方式的选择 (5)2.3变频恒压供水系统及工作原理 (5)2.3.1 系统的构成 (5)2.3.2 工作原理 (6)2.4主电路接线图 (6)3 硬件的设计方案 (8)3.1可编程控制器 (8)3.1.1简介PLC (8)3.1.2 PLC的特点 (8)3.1.3 PLC的国内外状况 (9)3.1.4 PLC的构成 (9)3.1.5 PLC的工作过程图 (9)3.1.6 PLC的选型 (10)3.1.7 PLC的接线 (10)3.2变频器 (11)3.2.1 变频器的构成 (11)3.2.2 变频器的特点 (12)3.2.3 变频器的选型 (12)3.2.4 变频器的接线 (13)3.3PID调节器 (13)3.4压力传感器的接线 (14)3.5原件表 (14)4 软件的设计方案 (16)4.1PLC控制 (16)4.1.1 手动运行和自动运行 (17)4.2编程及介绍 (18)4.2.1 总程序的顺序功能图 (18)4.2.2 自动运行顺序功能图 (18)4.2.3 手动模式顺序功能图 (19)5 MCGS组态软件的仿真与调试 (20)5.1MCGS组态软件 (20)5.1.1 MCGS组态软件的整体结构 (20)5.1.2 MCGS工程的五大部分 (21)5.2建立界面 (21)5.2.1 建立窗口 (21)5.2.2 定义数据对象 (22)5.2.3 编辑画面 (23)5.2.4 对象元件的选择 (24)5.2.5调试步骤 (25)5.2.6系统总体调试 (25)5.3本章小结 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)1 绪论1.1城市供水系统的要求众所周知,水是生产生活中不可缺少的重要组成部分,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一直比较落后,自动化程度低。
供水系统自动控制问题对策论文
试论供水系统自动控制问题与对策【摘要】本文介绍了变频器在自动控制恒压供水系统上的应用。
简述了变频器恒压供水系统的优点,系统组成和控制方法等。
重点介绍了变频器pid调节功能的参数设定方法。
通过论述和比较,表明此恒压供水系统相对于传统方式具有很大的经济性和稳定性。
【关键词】变频器;自动控制;恒压供水;问题与对策作为供水工程中的通用机械,消耗着大量的能源,电耗往往占制水成本的60%以上,在我国,每年水泵的电能消耗占电能总消耗的21%。
为了节约降耗,必须采取调节措施使泵站适应负荷变化的运行。
本文介绍一种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。
在实际工况中,用水量是时刻变化的,为了适应水量的变化,以往多采用调节泵出口阀门定时去控制泵出口压力在某一规定值上,这必然造成用水时有超压或欠压现象。
水泵机组应用变频调速技术,即通过改变电动机定子电源频率来改变电动机转速,可以相应地改变水泵转速及工况,使其流量与扬程适应管网用水量的变化,保持管网最不利点压力恒定,达到了节能效果。
根据这一原理,在应用中选择供水管网最不利点允许的最低压力为控制参数,通过压力传感器以获得压力信号,组成闭环压力自控调速系统,以使水泵的转速保持与调速装置所设定的控制压力相匹配,使调速技术和自控技术相结合,达到最佳的节能效果。
此外,最不利点的控制压力还保证了用户水压的稳定,无论管路特性曲线等因素发生什么变化,最不利点的水压是恒定的。
保证了用水压力的可靠。
1.变频恒压供水特点(1)恒压供水能自动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,与传统供水比较,不会造成管网破裂及水龙头共振现象。
(2)动平滑,减少电机水泵的冲击,延长了电机及水泵的使用寿命,避免了传统供水中的水锤现象。
电子论文-变频器在恒压供水系统中的应用
变频器在恒压供水系统中的应用曹彬湖南铁合金有限责任公司机电分公司摘要:本文介绍了一起变频器在工业水厂的应用,提出了变频器在改善水泵启、停性能,节约电能等方面确实有一定的长处,并谈到了安装方面的注意事项。
关键词:恒压供水、变频器、节电率1、引言湖南铁合金新水厂供应集团公司总负荷约10万KW的12台铁合金矿热电炉的循环冷却用水,泵房内装有5台水泵,其中4台泵(2~4#)的电机功率为185KW,另一台(1#)为75KW。
原启动方式为定子串电阻降压启动。
正常情况下开启两台大泵和一台小泵,但在实际运行过程中出现了以下问题:1.1由于电炉负荷变化大,易引起电压波动,曾造成交流接触器失压而使水泵停机。
1.2出口水压波动大,对管网造成冲击,常使管道多处漏水;同时,电炉的水压时高时低,冷却效果不理想。
1.3设备的维护量较大。
基于以上原因,和为了达到节能的目的,我们进行了变频器的改造项目。
2系统原理分析2.1我们采用的是恒压供水系统,原理图如下:通过使用变频器内部的PID调节器,将压力变送器的信号作为反馈信号,检测管网中的实际压力,变频器根据压力反馈信号调节水泵转速,从而达到管网压力恒定。
2.2该项目的原理框图如下:图一设备原理框图原有的工频起动装置仍旧保留,只是在此基础上增加两台变频器柜。
通过变频器和刀闸分别控制两组水泵电机(2#、3#水泵和4#、5#水泵)作工频或变频运行,1#泵则可灵活地进行手动调节。
一号机组和二号机组可互为备用,也可两台机组同时作变频运行。
这样使运行方式相当灵活,又方便了设备的检修。
2.3变频器采用成都希望森兰变频器,专为风机、水泵设计,型号SB12S200。
具有如下特点:2.3.1设计上运用独有的树状散热器、开关电源等多项专利技术,使机器性能更加优越;2.3.2电路及工艺上采用多种防护技术和新元器件,显著提高整机抗干扰能力;2.3.3精心设计的多路可编程功能输出端子和继电器输出端子;2.3.4面板增加电位器,实现输出频率的微调,更加方便用户使用;2.3.5独特的散热设计,不仅显著提高了散热效果,而且便于散热器和风机的清洗、更换。
变频恒压供水系统完整毕业论文设计
**学院毕业设计〔论文〕题目变频恒压供水控制系统设计姓名学号院〔系〕专业指导教师职称评阅教师职称年月日学生毕业设计〔论文〕原创性声明本人以信誉声明:所呈交的毕业设计〔论文〕是在导师的指导下进展的设计〔研究〕工作与取得的成果,论文〔设计〕中引用他〔她〕人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出,论文中的结论和结果为本人独立完成,不包含他人成果与为获得某某科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。
与我一同工作的同志对本设计〔研究〕所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
毕业设计〔论文〕作者〔签字〕:签字日期年月日贴校徽处**学院本科生毕业设计〔论文〕变频恒压供水系统设计学生某某:指导教师专业:院〔系〕:年月日摘要本论文结合我国中小城市供水厂的现状,设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水自动控制系统。
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、传感器、以与控制柜等构成。
在变频调速恒压供水系统中,单台水泵的调节是通过变频器来改变电源的频率f来改变电机的转速n,从而改变水泵性能曲线得以实现的。
分析水泵的能耗比拟图,可以看出利用变频调速实现恒压供水,当转速降低时,流量与转速成正比,功率以转速的三次方下降,与传统供水方式中用阀门节流方式相比,在一定程度上可以减少能量损耗,能够明显节能。
通过编程软件设计了一个用于供水系统压力控制的PID控制器,PID控制器内置在PLC中,该控制器对于压力给定值与测量值的偏差进展处理,实时控制变频器的输出电压和频率,进而改变水泵电动机的转速来改变水泵出水口流量,实现整个供水的压力的自动调节,使压力稳定在设定值附近。
关键词:PLC控制变频调速恒压供水水泵节能AbstractThe present paper unifies in our country the small city for the waterworks present situation, has designed a set based on the PLC frequencyconversion velocity modulation constant pressure water supplyautomatic control system.In order to pledge water supply, the unit is in the super pressure state usually moving, not only the efficiency is low and power consumption is big, but also Guan Wang in city over a long period of time is in the super pressure running state, and it is also very serious to wear and tear. This thesis bines the middle and small city water supply present situation of factory of our country, and has designed basseting on the fast constant voltage water supply automatic control system of frequency conversion accent of PLC.The fast constant voltage water supply automatic control system of frequency conversion accent forms by programmable controller and frequency converter and water pump electrical machinery group, sensor as well as control cupboard etc. This system uses frequency converter to pull to move many electromotor to start, moves and accent speed, uses respectively to circulate the method operating of use, by way of super ordinate machine.Key word: PLC control, frequency conversion velocity modulation,constant pressure water supply, water pump, energy conservation目录摘要IABSTRACTII前言11绪论2项目的意义与应用背景2课题的方案设计3本文研究的内容42恒压供水原理与工艺5系统的组成和根本工作原理5系统框图与工作模式6主要元器件选型7该系统的特点83控制系统分析与设计10低压电器设备局部10控制柜面板设计123.3PLC控制局部134软硬件的根本原理介绍144.1PLC可编程控制器(三菱FX2N-32MR)14可编程控制器的特点14可编程控制器的工作原理15变频器的原理与特性(ATV38)20变频器简介20变频与变压(VVVF)原理20变频调速的根本原理21变频调速的升速和启动21变频调速的降速和制动22变频后的电动机的机械特性22水泵类平方律负载的机械特性234.2.8 V/F控制的概念23矢量控制的概述244.2.10 ATV38的特性25压力传感器简介275系统开发295.1PLC应用的开发步骤295.2PID调节305.2.1 PID调节原理305.2.2 PID参数设置315.2.3 PID设定值的调整与控制算法31 5.3PLC程序32根本步骤33程序中使用的继电器335.3.3 PLC I/O表36程序流程365.3.5 PLC程序的运行和模拟调试42 6调试44硬件功能调试44系统总体调试44结论45致谢46参考文献47附录PLC 梯形图48前言据报道,目前国内在用的水泵和风机约5000万台,年消耗的电量可达约1000亿度。
毕业论文--恒压供水系统【范本模板】
毕业设计开题报告一、课题设计(论文)目的及意义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,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,变频控制技术的进步不仅仅是异步电动机结构简单、坚固、易于维护等优点,更主要的是采用变频调速技术的异步电动机的机械特性达到了直流电动机调压调速的特性。
由于计算机技术的介入,使得变频器具有丰富的功能和方便好用的特点,因此人们才有可能按照实际要求,自行构成一个适用和可靠的调速系统。
随着电力电子技术的飞速发展,变频器的功能也越来越强。
充分利用变频器内置的各种功能,对合理设计变频调速恒压供水设备,降低成本,保证产品质量等方面有着非常重要的意义。
二、课题设计(论文)提纲1、恒压供水系统技术指标分析2、硬件电路设计3、软件设计4、总体调试三、课题设计(论文)思路、方法及进度安排设计思路:详细分析设计要点及参数确定,系统的工艺要求,对主要元器件选型.根据工艺要求进行硬件设计和软件设计进度安排1-2周,根据任务书搜集资料,方案论证,写开题报告,制定元器件购买计划及预算;3-4周,电路设计,电路组装、调试、成型5-6周,整理论文材料,毕业答辩。
四、课题设计(论文)参考文献;[1]袁任光.可编程控制器选用手册,北京:机械工业出版社,2002。
[2] 陈宇。
可编程控制器基础及编程技巧,广州:华南理工大学出版社,1999.[3] 马云峰、徐群岭.PLC的PID功能在恒压供水系统中的应用,潍坊:潍坊高等专科学校。
[4] FX—20MX可编程控制器操作手册及编程手册[5] YASKAWA CIMRG7变频器用户手册、产品目录、编程手册[6]滑海穗、郎宏仁。
可编程控制全自动恒压供水系统,哈尔滨:哈尔滨市自来水公司.[7] 陈少波.带PID功能的变频器在恒压供水系统中的应用,广东:广东汕头大学机电系.[8]韩焱青.PLC控制变频调速恒压供水系统,武汉化工学院学报 2000年04期恒压供水系统的设计内容摘要: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PLC 控制的恒压供水系统。
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。
变频调速恒压供水系统节能分析
变频调速恒压供水系统节能分析摘要:文章介绍了变频恒压供水自动控制装置基本构成及工作原理,分析了变频调速的基本原理,水泵变频调速的节能运行原理,水泵工艺特点对调速范围的影响,定速泵对调速范围的影响,通过对改造前后的运行比较,阐述了节能效果、提高了企业一定的经济效益。
关键词:变频调速;恒压供水;节能引言随着社会进步与发展,高层建筑的供水问题日益突出,人们对供水质量的稳定性提出更高要求。
于是新的供水方式和控制系统应运而生,这就是基于PLC 控制的变频恒压调速供水系统。
变频调速是一项有效的节能降耗技术,它是通过改变电机频率和改变电压来达到电机调速目的,比以往靠调节水阀门来控制水流量的方法节能降耗得多,并且可以显著提高供水系统的稳定性和可靠性,减少用水高峰期供水压力不足,低峰期供水能源浪费。
这对节约能源和提高供水企业的经济效益均具有及其重要的意义。
一、变频恒压供水自动控制装置1、基本构成恒压供水系统由变频自动控制装置与水泵组合而成(如图)。
该装置由变频器(内含PID调节器)、可编程控制器(PLC)、压力传感器及相关电气控制部件构成,是一种具有变频调速和全自动闭环控制功能的机电一体化智能设备(见图),它可同时对两台三相380V,50Hz的水泵电机进行自动控制。
2、工作原理恒压变频自动控制装置以变频方式工作时,水泵电机以软启动方式启动后开始运转,由安装在水泵出水总管上的远传压力表检测管网压力,并将压力转换成模拟电压信号送入可编程序控制器(PLC),电压信号在PLC中经模数转换,并与设定压力作比较后输出控制信号,控制变频器输出的变频电源调节水泵转速,使出水管网压力不断向设定压力趋近。
通过不断检测、比较与调整的闭环控制过程使管网压力达到恒定,使水泵转速根据水压传感器自动调节,达到节能节水的目的。
变频恒压供水系统构成图:PLC的主要控制作用:根据我公司所管辖小区环碧花园为例。
该小区采用二次供水系统,其中主要部件(PLC)控制器通过远传压力表所送来的压力信号与所设压力相比较,输出偏差信号给变频器,自动控制1号水泵变频启动,当此时实际管网压力比所设定压力低,则PLC输出信号控制水泵加速运行;如此时管网实际压力比所设定压力高,则PLC输出信号控制水泵减速运行。
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。
浅谈变频调速恒压供水系统
(水质自动监测系统)姓名院(系)专业班级学号指导教师2015年5月浅谈变频调速恒压供水系统摘要:水是生命之源,是人类赖以生存的基本保障。
但是,一直以来人们对于水资源的保护观念淡薄,特别是在供水调度阶段,缺乏精细化管理,对水资源和电能的浪费都非常严重。
随着社会发展和科学技术的不断进步,供水系统的安全可靠性和提高供水质量越来越受到人们的关注,传统的定频供水方式已经很难满足人们生产和生活的需求。
因此,供水厂亟需改变传统的落后管理方式,设计出一套能够自动根据用水需求调节供水量,保持管网供水压力恒定的自动供水系统。
从而解决人工手动控制系统对供水管网压力变化响应不及时,资源浪费严重,存在安全隐患等诸多问题,提高供水系统的自动化水平,减少设备维护和人员的投入,降低水厂的供水成本.本文阐明了变频调速恒压供水的原理,然后对整个供水系统的组成及其特点、发展现状、控制方式及工作流程进行说明。
关键词:变频调速恒压供水原理1。
变频恒压供水的研究现状直流发电机的电动机不仅维护保养费用昂贵,而且操作不便。
因此,需要性能优异的异步电动机调速驱动方式。
异步电动机的转速调节方法有很多种,但由于每种方法都存在缺陷,很难在大范围内得到应用。
70 年后,随着电力电子技术、微处理器技术、微电子技术的不断发展,诞生了晶体管变频器。
这是一种能够克服之前调速方式的诸多缺点、大幅提升调速性能的变频器,具备优越的调速性能,因此得到了广泛的应用。
至80 年代末,运用变频器驱动交流电机已经发展成为一项较为成熟的技术。
此时的交流变频器通过内部的二极管来整流电路,将工频交流转变为直流,然后由IGBT 模块将直流逆变为交流电源,用这个电源拖动电机,可以实现在负荷变化的条件下,自动调节电机的运行频率,从而达到调速效果。
从90 年代初期开始,变频调速技术已经可以实现连续的、平稳的调速,它的一系列突出的优点使得变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用.随着变频调速技术的日益成熟,为实现变频恒压供水提供了可靠的技术条件。
维修电工技师论文:典型的变频恒压供水自动控制系统分析
典型的变频恒压供水自动控制系统分析摘要随着社会的发展和时代的进步,城市高层建筑和智能小区的供水问题日益突出。
一方面要求提高供水质量,不要因为压力的波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和安全性。
针对这两方面的要求,出现了一种新的智能供水方式,这就是采用PLC和变频器控制的恒压供水系统。
本文分析的是以供水变频泵为控制对象,采用PLC和变频器两种高科技产品与继电—接触器传统控制技术相结合,设计的一套自动控制系统。
该系统对传统的水塔供水系统进行自动化改造提供了新的思路。
关键词:变频恒压供水;PLC;变频器;自动控制系统;分析传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源;效率低;可靠性差;自动化程度不高等缺点,严重影响了居民的用水和工业系统中的用水。
目前的供水方式朝向高效节能、自动可靠的方向发展,变频调速技术以其显着的节能效果和稳定可靠的控制方式,在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用,特别是在城乡工业用水的各级加压系统,居民生活用水的恒压供水系统中,变频调速水泵节能效果尤为突出,其优越性表现在:一是节能显著;二是在开、停机时能减小电流对电网的冲击以及供水水压对管网系统的冲击;三是能减小水泵、电机自身的机械冲击损耗。
基于PLC和变频技术的恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。
采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性,同时系统具有良好的节能性,这在能源日益紧缺的今天尤为重要,所以研究设计该系统,对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。
典型的变频恒压供水自动控制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。
PLC变频恒压供水论文
摘要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。
本设计是针对居民生活用水或消防用水而设计的。
由变频器及PLC组成控制系统,调节水泵的输出流量。
电动机泵组由三台水泵并联而成,由变频或工频电网供电,根据供水系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换及速度,使系统运行在最合理的状态,保证按需供水。
本文介绍了采用PLC控制的变频调速供水系统,由PLC进行逻辑控制,由变频器进行压力调节。
系统通过PLC控制变频与工频切换,实现闭环自动调节恒压供水。
运行结果表明,该系统具有压力稳定,结构简单,工作可靠等优点。
关键词:变频调速;恒压供水;PLC目录绪论 (1)第一章PLC概述 (1)1.1 PLC的组成 (1)1.2 PLC的定义及特点 (1)1.3 PLC的性能指标 (2)1.4 PLC的分类及工作原理 (2)1.5 PLC与继电器控制系统的区别 (3)第二章变频器 (4)2.1变频器的定义 (4)2.2变频器的构成 (4)2.3变频器的控制方式 (5)第三章系统硬件设计 (6)3.1 PLC选型原则 (7)3.2恒压供水系统的基本构成 (7)3.3恒压供水系统的主电路图 (9)3.4恒压供水系统的工作原理 (9)3.5恒压供水系统的I/O分配表 (10)3.6 变频器参数设定 (10)3.7恒压供水系统的综合接线图 (11)第四章系统程序设计 (11)4.1 SFC (11)4.2 梯形图 (14)第五章总结 (17)参考文献 (17)谢词 (18)绪论长期以来,PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场,为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用,它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前工业,企业对自动化的需要。
进入20世纪80年代,由于计算机技术和微电子技术的迅猛发展,极大地推动了PLC的发展,使得PLC的功能日益增强,目前,在先进国家中,PLC已成为工业控制的标准设备,应用面几乎覆盖了所有工业,企业。
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典型的变频恒压供水自动控制系统分析摘要随着社会的发展和时代的进步,城市高层建筑和智能小区的供水问题日益突出。
一方面要求提高供水质量,不要因为压力的波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和安全性。
针对这两方面的要求,出现了一种新的智能供水方式,这就是采用PLC和变频器控制的恒压供水系统。
本文分析的是以供水变频泵为控制对象,采用PLC和变频器两种高科技产品与继电—接触器传统控制技术相结合,设计的一套自动控制系统。
该系统对传统的水塔供水系统进行自动化改造提供了新的思路。
关键词:变频恒压供水;PLC;变频器;自动控制系统;分析传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源;效率低;可靠性差;自动化程度不高等缺点,严重影响了居民的用水和工业系统中的用水。
目前的供水方式朝向高效节能、自动可靠的方向发展,变频调速技术以其显着的节能效果和稳定可靠的控制方式,在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用,特别是在城乡工业用水的各级加压系统,居民生活用水的恒压供水系统中,变频调速水泵节能效果尤为突出,其优越性表现在:一是节能显著;二是在开、停机时能减小电流对电网的冲击以及供水水压对管网系统的冲击;三是能减小水泵、电机自身的机械冲击损耗。
基于PLC和变频技术的恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。
采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性,同时系统具有良好的节能性,这在能源日益紧缺的今天尤为重要,所以研究设计该系统,对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。
典型的变频恒压供水自动控制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。
本系统主要由变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统。
本设计中有1个贮水池,3台水泵,采用部分流量调节方法,即3台水泵中只有1台水泵在变频器控制下作变速运行,其余水泵做恒速工频运行。
PLC根据管网压力自动控制各个水泵之间切换,并根据压力检测值和给定值之间偏差进行PID运算,输出给变频器控制其输出频率,调节流量,使供水管网压力恒定。
各水泵切换遵循先起先停、先停先起原则。
一、工艺分析及控制要求1.1 工艺分析PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统,该系统的控制流程图如图1.1所示:图1.1 变频恒压供水系统控制流程图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。
设定的供水压力可以是一个常数,也可以是一个时间分段函数,在每一个时段内是一个常数。
所以,在某个特定时段内,恒压控制的目标就是使出口总管网的实际供水压力维持在设定的供水压力上。
变频恒压供水系统的结构框图如图1.2所示:图1.2 变频恒压供水系统框图恒压供水系统通过安装在用户供水管道上的压力变送器实时地测量参考点的水压,检测管网出水压力,并将其转换为4—20mA的电信号,此检测信号是实现恒压供水的关键参数。
由于电信号为模拟量,故必须通过PLC的A/D转换模块才能读入并与设定值进行比较,将比较后的偏差值进行PID运算,再将运算后的数字信号通过D/A转换模块转换成模拟信号作为变频器的输入信号,控制变频器的输出频率,从而控制电动机的转速,进而控制水泵的供水流量,最终使用户供水管道上的压力恒定,实现变频恒压供水。
1.2 控制要求基于PLC的变频恒压供水系统设计的基本要求如下:(1) 由于白天和夜间小区用水量明显不同,本设计采用白天供水和夜间供水两种模式,两种模式下设定的给定水压值不同。
白天,小区的用水量大,系统高恒压值运行;夜间,小区用水量小,系统低恒压值运行。
(2) 在用水量小的情况下,如果一台水泵连续运行时间超过3h,则要切换下一台水泵,即系统具有“倒泵功能”,避免某一台水泵工作时间过长。
倒泵只用于系统只有一台变频泵长时间工作的情况下。
(3) 考虑节能和水泵寿命的因素,各水泵切换遵循先启先停、先停先启原则。
(4) 三台水泵在启动时要有软启动功能,对水泵的操作要有手动/自动控制功能,手动只在应急或检修时临时使用。
(5) 系统要有完善的报警功能。
二、变频恒压供水控制系统及硬件设计2.1 网络结构设计网络结构采用环型拓扑型式,总体结构采用三层网络结构模式,分别为调度指挥控制中心以太网、1 000 M工业以太网及接入系统网络。
系统由主干千兆光纤工业以太环网、调度指挥控制中心骨干路由网关、工业以太网交换机以及连接用光纤、光配等组成。
主干网络的布置以调度室和水厂的交换机为核心,其它子系统交换机为系统以后的改造、信号的上传预留接口,所有交换机形成环网,并通过光纤彼此相连,从而使得各个子系统的信号可以汇总传送到调度室交换机上。
交换机采用西门子SCALANCE X - 400 工业交换机。
工业以太网络采用西门子的最新工业以太网技术PROFINET 网络化系统,实现网络的高可靠性、丰富的网络管理功能、模块化结构和较少的协议转换功能。
2.2 PLC硬件设计PLC是整个变频恒压供水控制系统的核心,它要完成对系统中所有输入号的采集、所有输出单元的控制、恒压的实现以及对外的数据交换。
因此我们在选择PLC时,要考虑PLC的指令执行速度、指令丰富程度、内存空间、通讯接口及协议、带扩展模块的能力和编程软件的方便与否等多方面因素。
由于恒压供水自动控制系统控制设备相对较少,因此PLC选用德国SIEMENS公司的S7-200型。
PLC和上位机的通信采用PC/PPI电缆,支持点对点接口(PPI)协议,PC/PPI电缆可以方便实现PLC的通信接口RS485到PC机的通信接口RS232的转换,用户程序有三级口令保护,可以对程序实施安全保护。
根据控制系统实际所需端子数目,考虑PLC端子数目要有一定的预留量,因此选用的S7-200型PLC的主模块为CPU226,其开关量输出为16点,输出形式为AC220V继电器输出;开关量输入CPU226为24点,输入形式为+24V直流输入。
由于实际中需要模拟量输入点1个,模拟量输出点1个,所以需要扩展,扩展模块选择的是EM235,该模块有4个模拟输入(AIW),1个模拟输出(AQW)信号通道。
输入输出信号接入端口时能够自动完成A/D的转换,标准输入信号能够转换成一个字长(16bit)的数字信号;输出信号接出端口时能够自动完成D/A的转换,一个字长(16bit)的数字信号能够转换成标准输出信号。
EM235模块可以针对不同的标准输入信号,通过DIP开关进行设置。
2.3 电气原理图典型的变频恒压供水自动控制系统主电路图如图2.1所示:三台电机分别为M1、M2、M3,它们分别带动水泵1#、2#、3#。
接触器KM1、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3的工频运行;接触器KM2、KM4、KM6分别控制M1、M2、M3的变频运行;FR1、FR2、FR3分别为三台水泵电机过载保护用的热继电器;QS1、QS2、QS3、QS4分别为变频器和三台水泵电机主电路的隔离开关;FU为主电路的熔断器。
本系统采用三泵循环变频运行方式,即3台水泵中只有1台水泵在变频器控制下作变速运行,其余水泵在工频下做恒速运行,在用水量小的情况下,如果变频泵连续运行时间超过3h,则要切换下一台水泵,即系统具有“倒泵功能”,避免某一台水泵工作时间过长。
因此在同一时间内只能有一台水泵工作在变频下,但不同时间段内三台水泵都可轮流做变频泵。
图2.1 变频恒压供水自动控制系统主电路图2.4 I/O地址分配根据以上控制要求统计控制系统的输入输出信号的名称、代码及地址编号如表2.1所示:PLC及扩展模块外围接线图,如图2.2所示:图2.2 PLC及扩展模块外围接线图本变频恒压供水系统有五个输入量,其中包括4个数字量和1个模拟量。
压力变送器将测得的管网压力输入PLC的扩展模块EM235的模拟量输入端口作为模拟量输入;开关SA1用来控制白天/夜间两种模式之间的切换,它作为开关量输入I0.0;液位变送器把测得的水池水位转换成标准电信号后送入窗口比较器,在窗口比较器中设定水池水位的上下限,当超出上下限时,窗口比较其输出高电平1,送入I0.1;变频器的故障输出端与PLC 的I0.2相连,作为变频器故障报警信号;开关SB7与I0.3相连作为试灯信号,用于手动检测各指示灯是否正常工作。
本变频恒压供水系统有11个数字量输出信号和1个模拟量输出信号。
Q0.0~Q0.5分别输出三台水泵电机的工频/变频运行信号;Q1.1输出水位超限报警信号;Q1.2输出变频器故障报警信号;Q1.3输出白天模式运行信号;Q1.4输出报警电铃信号;Q1.5输出变频器复位控制信号;AQW0输出的模拟信号用于控制变频器的输出频率。
三、PLC程序参考文献[1] 李丽敏,叶洪海,张玲玉. PLC恒压供水系统的设计[J]. 自动化与仪器仪表. 2008(01)[2] 李巧红. 基于PLC的恒压供水系统研究[J]. 中国科技信息. 2008(20)[3] 李贵生. 基于PLC的恒压供水自动控制系统的设计[J]. 山西建筑. 2008(26)[4] 李燕. 基于PLC控制的变频器恒压供水系统[J]. 中国高新技术企业. 2010(04)四、附录:参考文献:[1] 李巧红:基于PLC的恒压供水系统研究. 中国科技信息. 2008(20)[2] 李贵生:基于PLC的恒压供水自动控制系统的设计. 山西建筑. 2008(26)[3] 李燕.:基于PLC控制的变频器恒压供水系统. 中国高新技术企业. 2010(04)。