变频流量自动控制系统

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基于PLC的流量控制系统

1.1.1目录一.设计任务 (1)二.前言 (1)三.系统控制方案设计 (1)四.系统硬件设计 (3)4.1设备的选型 (3)4.1.1控制器的选型 (3)4.1.2变频器的选型 (3)4.1.3流量传感器变送器的选型 (4)4.1.4执行器的选型 (4)4.2硬件电路 (5)五.软件设计 (5)5.1控制规律的选择 (5)5.2MATLAB 仿真 (6)5.2.1传递函数的确定 (6)5.2.2采用数字PID控制的系统框图 (6)5.2.3参数整定 (6)5.3程序编写 (7)5.3.1PLC寄存器分配 (7)5.3.2程序流程图 (8)5.3.3源程序 (8)六.结束语 (8)七.参考文献 (8)设计题目：智能化流量控制系统设计一.设计任务1、系统构成:系统主要由流量传感器，PLC控制系统、对象、执行器（查找资料自己选择）等组成.传感器、对象、控制器、执行器可查找资料自行选择，控制器选择PLC 为控制器.PLC类型自选。

2、写出流量测量与控制过程，绘制流量控制系统组成框图。

3、系统硬件电路设计自选。

4、编制流量测量控制程序：软件采用模块化程序结构设计,由流量采集程序、流量校准程序、流量控制程序等部分组成二.前言本课程设计来源于工业工程中对于流量的监测和控制过程，其目的是利用PLC来实现过程自动控制。

目前,PLC使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制，应用领域极为广泛，涉及到所有与自动检测、自动化控制有关的工业及民用领域。

PLC通过模拟量I/O模块和A/D、D/A模块实现模拟量与数字量之间的转换，并对模拟量进行闭环控制。

三.系统控制方案设计图1 控制系统的工艺流程图如图1所示为该控制系统的工艺流程图,该控制系统主要是控制流过管道水的流量，由于系统对控制要求不高，故系统采用单回路控制，被控对象为水的流量，控制量为水泵电机的转速,控制器选用PLC和变频器,传感变送器选用电磁流量传感变送器，执行器选用水泵。

变频恒压供水系统自动控制技术的实践探索

变频恒压供水系统自动控制技术的实践探索摘要：变频恒压供水系统即通过变频装置控制水泵转速保持供水压力的恒定，用水多时供水多，用水少时供水也少，维持供水和用水之间平衡，从而提高了供水的质量。

随着我国现代化工业发展以及大量用户用水的需求，该系统将有更广阔的市场前景。

作为供水工程的相关人员，在利用变频恒压供水系统时，除了具备专业的技术水平以外，还要积极掌握系统中的结构性能，改善系统中所存在的不足，为我国的供水工程发展做出一定的贡献。

关键词：变频恒压；供水系统；自动控制技术；实践1我国自来水厂变频恒压供水自动化控制系统现状1.1由于受到地理分布、经济和专业技术水平影响我国自来水厂自动化发展水平参差不齐，很多发达地区城市大型供水水厂自动化程度水平比较高，一些镇乡级小型水厂自动化水平不是很高，甚至没有配置自动化运行系统。

为了实现自来水厂自动化水平均衡发展，需要运用自动化系统、制水工艺和变配电系统等进行优化配置自来水厂设施建设，不断更新传统自来水厂发展理念，最大效率的发挥自来水厂自动化控制水平。

1.2技术设备国内很多水厂自动化控制方法设施都是新建工程，大型水厂建设一般都引进全套技术设备，水厂制水工艺水平比较很高，但设备系统的投入资金比较大；中型水厂自动化水平和工程水平不是很高，最关键技术设备仍然是需要外国进口产品，维护成本较高，因此，在设备选型和工程服务中采用国内和国外技术相互结合方法，这可以极大降低水厂自动控制系统投资，实现工程本土化转换便利，保障长远稳定使用要求。

1.3自动化控制系统我国自来水厂发展自动化控制系统经历有三个阶段，第一阶段分散控制阶段，分别运用自动化控制，独立系统设置水厂控制管理；第二阶段就是水厂综合自动化控制阶段，在这个阶段对于水厂进行综合系统管理，在整个系统工作中要做好水厂综合整理，具有一定可靠性，目前我国大部分水厂都是综合控制阶段；第三阶段就是供水系统综合自动化阶段，要求每个水厂区域供水企业要能够共享各种信息资源，实现对于每个城市供水系统自我控制管理。

变频恒压供水PLC控制系统的设计

变频恒压供水PLC控制系统的设计摘要：目前，我国的供水方式正朝着高效节能、自动化的方向发展，采用现代科学技术和变频技术，实现恒压供水自动化系统。

基于此，本文就对变频恒压供水PLC控制系统的设计进行了一定的分析，希望可以为有关人员提供一定的借鉴。

关键词：PLC；恒压供水；控制系统；设计我国目前的供水设备还处在智能化水平较低、自动化程度较低的状况。

PLC 具有较高的可靠性，较好的性价比，价格低廉，适应性广，便于扩充的优点。

将PLC技术和变频技术相结合，并将其用于恒压供水是当前系统设计的必然趋势。

恒压供水系统的首要目标是保证管网内的水压不变。

由于水泵电动机的转速随着流量的变化而经常发生变化，为了保证管网水压的稳定，需要采用变频调速装置为水泵电机供电。

1变频恒压供水详细情况小区内的生活用水因季节、昼夜差异较大，因用水与供水的不均衡主要体现在水压上，也就是用水量多、供水不足、水压低、水量少。

目前，国内的城市给水、工业生产的循环水等技术还处于起步阶段。

随着电力电子及计算机控制技术的发展，以PLC为主要控制器，变频调速装置为执行器，实现了恒压、节水、节能的供水，以满足生活用水和工业用水的需求[1]。

新的变频恒压供水系统在设备投入、运行经济性、稳定性、可靠性、自动化等方面均有明显的优越性，并且节能效果明显。

恒压供水系统的上述优点吸引了国内各大供水企业的关注，并不断投入研发、生产该高科技产品。

随着城市建设、智能楼宇的发展、供水网络的调度以及总体规划的需要，传统的单泵、恒压系统逐步被多泵控制取代。

尽管单泵产品系统结构简单、可靠，但是单泵电机的深度调节会导致水泵和电机的效率低下，而多泵产品的投资更少，运行效率更高。

2 PLC变频恒压供水控制系统设计理论2.1PLC变频供水系统的基本特性在实际使用中，一般使用离心泵，以离心速度驱动水流，使水进入给水管道。

根据具体的离心式水泵的给水转动曲线显示资料，可以得出，在实际的给水工作中，扬程与其流量成反比例。

变频调速技术在水泵控制系统中的应用

变频调速技术在水泵控制系统中的应用摘要水泵调频是利用调节电机输入电源频率的原理进行调节水泵流量的自动化控制技术，较先前的阀门调节而言，具有节约能源、工作效率高、噪音污染小等特点。

本文在此对变频调速技术在水泵控制中的原理和其应用效益进行了分析和论述。

关键词水泵调频；变频调速技术；水泵控制中图分类号tm921 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）52-0175-01随着社会的进步，工业技术得到了快速的发展，在大多数的工业生产、居民生活过程中，水泵得到了广泛的普及和应用。

在日常的工业生产或者是生活中，水资源的用量一般会根据实际工业、生活应用环境而定，而传统的水泵对水资源的控制基本上都是横流量控制，显然对于大多水企业或者是社区来说都存在着经济、水资源浪费现象。

随着高频电力电子技术的发展，使得电动机及其拖动负载的转速能够根据实际和工作需求的变化而变化，从而有效的降低了能源耗损，目前电频调速技术已经在工业水泵控制中得到了广泛的推广与应用。

1 变频调速原理我们通常使用的水泵电机为三相异步电机，其转速公式为： n = (1-s) ，式中n 为三相电机的转速，f 为电机电源频率，p 为电机磁极对数， s 为转差率。

通过上面的公式可以知道磁极对数、转差率、电源频率这三大因素都能影响到三相电机的转速。

通过实践工作表明，如果通过改变电机磁极对数进行调速，调速范围不太大，不能够有效的进行无极调速；如果采用电机转差率进行调速，可以有效的提高调速范围，但是在低速情况下，转差率比较大，电机的效率比较低；如果采用调节电源频率进行调速，无路是高频到低频，还是从低频到高频都能够保持有限的转差率，电机效率比较高，而且随着电机电源频率的变，化，其调速范围比较广，而且精度比较高。

在实际工作中，我们也采用交流调频技术来调节电机转动速度。

电机变频调速可以分为两种情况，一种是交流转直流，最后直流转交流进行调速，另外一种就是交流直接转交流调速，实际工作中应用比较广泛的是前者。

煤矿井下变频恒压供水自动控制的设计应用

煤矿井下变频恒压供水自动控制的设计应用1. 引言1.1 煤矿井下变频恒压供水自动控制的重要性煤矿井下的变频恒压供水自动控制系统在煤矿生产中起着至关重要的作用。

随着煤矿深度的增加和开采过程的复杂化，矿井地下水位的变化、供水管道的长度和高度差异等因素都会对供水系统的稳定性和实效性提出更高的要求。

而传统的供水系统往往存在压力波动大、能耗高、维护成本高等问题，难以满足煤矿井下供水的实际需求。

引入变频恒压供水自动控制技术对煤矿井下供水系统进行升级，具有重要的现实意义。

这种技术可以通过根据实时水压情况智能调节泵的转速，保持供水系统的稳定压力，提高供水效率，降低能耗和维护成本，延长设备寿命，提升系统的安全性和可靠性。

煤矿井下变频恒压供水自动控制技术的引入，能够有效提高煤矿生产的供水效率和质量，降低生产成本，提升矿井生产的整体效益，是煤矿现代化生产中必不可少的关键技术之一。

2. 正文2.1 变频恒压供水系统的设计原理变频恒压供水系统是一种通过调节变频器的转速，控制水泵的运行状态，从而实现水压的稳定输出的系统。

其设计原理主要包括以下几个方面：1. 检测系统：变频恒压供水系统首先需要通过传感器检测水压和流量的实时数据，将这些数据反馈给控制系统。

2. 控制系统：控制系统根据检测到的实时数据，通过PID算法对变频器进行调节，控制水泵的转速，保持输出水压在设定的恒定值。

3. 变频器：变频器是整个系统中的关键组件，它能够根据控制系统的指令，调节电动机的转速，从而实现对水泵的精确控制。

4. 联动系统：在实际运行中，变频恒压供水系统通常会与其他系统进行联动，比如机械设备的启停、水泵的联合运行等，确保整个供水系统的正常运行。

通过以上设计原理，变频恒压供水系统能够实现对井下供水系统的高效稳定控制，提高系统的运行效率，延长设备的使用寿命，保障煤矿井下供水系统的安全可靠运行。

2.2 煤矿井下变频恒压供水自动控制的技术方案煤矿井下变频恒压供水自动控制系统是为了解决井下供水系统波动大、水压不稳定等问题而设计的一种高效、智能的供水控制系统。

《变频供水系统》课件

常见故障及排除方法
故障现象：水泵不启动排除方法：检查电源和控制系统是否正常排除方法：检查电源和控制系统是否正常
故障现象：水泵运行不稳定排除方法：检查水泵和管道是否堵塞，调整水泵参数
排除方法：检查水泵和管道是否堵塞，调整水泵参数
故障现象：水压不稳定排除方法：检查水泵和管道是否泄漏，调整水泵参数
《变频供水系统》 PPT课件
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目录
01 添加目录项标题 03 变频器原理及应用 05 变频供水系统调试与
维护
07 总结与展望
02 变频供水系统概述 04 变频供水系统设计 06 案例分析与实践应用
排除方法：检查水泵和管道是否泄漏，调整水泵参数
故障现象：控制系统故障排除方法：检查控制系统是否正常，必要时更换控制系统
排除方法：检查控制系统是否正常，必要时更换控制系统
维护保养建议
定期检查变频器、水泵、阀门等设备的运行情况
定期更换过滤器、润滑油等易损件
定期进行系统清洗，保持水质清洁
Part One
单击添加章节标题
Part Two
变频供水系统概述
定义与工作原理
变频供水系统：通过变频器控制水泵转速，实现供水压力的稳定和节能
工作原理：根据用水量变化，自动调节水泵转速，保持供水压力恒定
变频器：通过改变频率和电压，控制水泵转速
节能效果：减少水泵运行能耗，降低运行成本
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智能化：变频供水系统将更加智能化，实现远程监控、自动调节等功能

恒压变频自动供水系统原理

恒压变频自动供水系统原理
恒压变频自动供水系统是一种新型的水泵控制系统，它利用变频器控制水泵频率，根据水泵流量及设定的压力值来控制水泵速度，从而实现恒压供水。

系统由水泵、变频器、压力传感器和控制模块等部分组成。

1. 水泵：水泵将水从低压区抽取到高压区，使得水在供应管道中产生压力，以满足系统输出要求。

2. 变频器：变频器可以改变电机的转速，从而改变水泵的转速，以达到恒压供水的目的。

3. 压力传感器：压力传感器用于实时检测管道中的压力，并将其转换为电信号，用于控制变频器。

4. 控制模块：控制模块用于接收压力传感器的信号，根据设定的压力值，来控制变频器，从而改变水泵的转速，实现恒压供水。

自动变频水泵工作原理

自动变频水泵工作原理
自动变频水泵是一种根据需求自动调整电机转速的水泵。

其工作原理基于变频器控制电机转速的原理。

变频器是一种电子器件，它能够将电源频率转换为可调的输出频率，从而控制电机的转速。

自动变频水泵内置了变频器和传感器，通过监测水压、水流量等参数，采集到的信号会传输给变频器，变频器根据这些信号调整电机的输出频率，实现自动控制水泵的转速。

具体工作流程如下：
1. 检测水压或水流量：自动变频水泵会通过压力传感器或流量传感器等装置，实时监测水压或水流量的变化。

2. 传感器信号传输：传感器采集到的信号会传输给内置的变频器。

3. 变频器处理信号：变频器会根据传感器传来的信号，计算出需要调整的电机输出频率。

4. 调整电机转速：变频器会发出相应的信号给电机，控制其转速。

5. 水泵工作：调整好电机转速后，水泵开始工作，提供所需的水压或水流量。

通过这样的工作原理，自动变频水泵可以根据实际需求自动调整电机的转速，提供所需的水压或水流量，节能效果显著。

同时，自动变频水泵还具有运行平稳、噪音低、寿命长等优点，广泛应用于工业、农业、民用等领域。

(完整word版)plc变频器控制恒压供水系统

城市恒压供水系统一、前言1、供水系统概述城市规模的不断扩大，高层建筑的不断增长，对于高层的用户来说，在白天或者用水高峰时供水系统的电动机负荷最大，常常需要满负荷或超负荷运行，而在晚上或休闲是,所需水量减少很多，但是电动机依然处于满负荷运行状态,这样既浪费了大量的资源，对电动机的损耗也较大。

所以需要根据不同的需求条件来调节电动机的转速以实现恒压供水。

在供水系统中，当用水量需要变化时，传统的调节方法是通过人工改变阀门的开度来调整, 但是此类方法无法对供水管道内的压力和水位变化做出及时、恰当的反应，往往会造成用水高峰期时供水压力不足，用水低峰期时供水压力过高，不仅十分浪费能源而且存在事故隐患（例如压力过高容易造成爆管事故）。

因此无法满足城市供水系统的要求。

采用变频调速的供水系统可以有效解决以上的问题。

根据用水量的大小，控制水泵的转速，即用水量增大时，调高变频，使水泵转速升高，增加供水量。

当用水量超过一台水泵的供水量时启动新的水泵以增加供水量，当用水量减少时，使水泵转速降低或减少投入运行的水泵数量，减少供水量。

2、供水系统功能城市供水系统的主要功能是在用水量不断变化的情况下，维持管内的压力在一定范围内,既能满足用水的需求,又能最大程度节约能源,延长设备寿命。

变频供水的控制器经历了从继电器- 接触器，到单片机，再到PLC。

而变频器也从多端速度控制、模拟量输入控制发展到专用变频器，为实现城市供水系统简单、高效、低能耗的功能，并且实现自动化的控制过程，采用PLC作为核心控制器是个较好的方案。

（完整word版）plc变频器控制恒压供水系统PLC具有体积小、设计周期短、数据处理和通信方便、易于维护和操作、明显降低成本等优点，可满足城市供水系统的控制要求.除此以外，PLC作为城市供水控制系统使设计过程变得更加简单，可实现的功能变得更多。

由于PLC的CPU强大的网络通信能力，是城市供水系统的数据传输与通信变得可能,并且也可以实现其远程监控.利用「1。

变制冷剂流量多联分体式空调系统

前言：变制冷剂流量空调系统通过控制系统适时地调节空调系统的容量，其工作原理是由控制系统采集室内舒适性参数、室外环境参数和表征制冷系统运行状况的参数，根据系统运行优化准则和人体舒适性准则，通过变频等手段调节压缩机输气量，并控制空调系统的风扇、电子膨胀阀等可控部件，保证室内环境的舒适性，使空调系统稳定工作在最佳工作状态。

一、系统特点1．变制冷剂流量空调系统依据室内负荷，在不同转速下连续运行，减少了因压缩机频繁启停而造成的能量损失。

在制冷／制热工况下，能效比COP随频率的降低而升高，由于压缩机长时间工作在低频区域，故系统的季节能效比SEER相对于传统空调系统有很大提高。

采用压缩机低频启动，降低了启动电流，电气设备有较大节能，能避免对其他用电设备和电网的冲击。

2．变制冷剂流量空调系统利用压缩机高频运行的方式系统调节容量，能有效调节室温与设定温度的差异，使室温波动变小，可改善室内的舒适程度。

室内机风扇电机普遍采用直流无刷电机驱动，速度切换平滑，降低了室内机的噪声，极少出现传统空调系统在启停压缩机时所产生的振动噪声。

由于变制冷剂流量空调系统比冷水机组的蒸发温度高3°C左右，COP值约提高10。

变制冷剂流量空调系统结构紧凑，体积小，管径细，不需要设置水系统和水质管理设备，不需要专门的设备间和管道层，可降低建筑物造价，提高建筑面积的利用率。

室内机的多元化可实现各个房间或区域的独立控制。

热回收变制冷剂流量空调系统能在冬季和过渡季节向需要同时供冷和供热的建筑物提供冷、热源，将制冷系统的冷凝负荷和蒸发负荷同时利用，提高能源利用效率。

因此，变制冷剂流量空调系统将是今后中小型楼宇空调系统的发展主流之一。

二、系统组成1．室内机室内机是变制冷剂流量空调系统的末端装置部分，带蒸发器和循环风机的机组与常见的分体空调的室内机原理上是相同的。

为了满足各种建筑的要求可做成多种形式，如立式明装、立式暗装卧式明装、卧式暗装、吸顶式、壁挂式、吊顶嵌入式等。

冷冻水一次泵变频调速系统控制要求

01/引言空调水的变一次流量控制系统（VPF：Variable-Primary-Flow，也称为：冷冻水一次泵变频调速控制系统）配置变频调速冷冻水泵，可以对冷冻水流量进行调节。

虽然在负荷侧都是变水量控制，但变频调速的一次侧控制和传统固定转速的一次泵系统不同，它比传统方式控制要求高得多。

本文结合某大型建筑的变一次流量控制工程方案，对这种解决方案进行讨论。

这里所讨论的某大型建筑冷冻水系统共有3台等容量离心式冷冻机组，单台容量500冷吨。

变一次流量的空调冷冻水系统的控制方案和冷冻机组设备的选型、布局密切相关，为了实现预定的控制目标，对于相关设备的技术要素应提出一定的要求，总而言之就是对系统设计方案作优化。

这是建筑设计和楼宇自控系统设计者应该承担的责任。

02/冷冻机组监控方案按照该建筑空调冷冻水系统的设备配置，其监测、控制系统可以分为几个方面，下面分别描述如下：1 对所有设备工况的监测和控制1）冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机的一般监控内容监测运行状态、故障状态和手/自动状；累计运行时间，统计运行次数；BAS能够对这些设备进行启停控制。

2）冷冻水泵的变频调速控制监测供、回水总管之间某最不利负荷处的压力差值；以上述压力差值作为过程变量对冷冻水泵进行变频调速控制。

3）冷却塔风机的控制监测冷却塔供、回水总管温度；以冷却塔供水温度设定值为目标，对冷却塔风机进行变频调速控制。

4）电动蝶阀监控内容相应的连锁开关控制。

5）控制系统还应该监测冷冻水供、回水总管温度；冷冻水供水总管流量；6）对冷冻机组设置数据通讯接口通过该接口在BAS和冷冻机组之间传送(或接收)下列冷冻机的工艺参数：主机运行状态主机故障报警状态(能够以编码方式代表多种故障信息)主机负荷水平绝对值或百分率，或者主机电流或电流百分率当前供水温度设定值蒸发器进水和出水温度实测值冷凝器进水和出水温度实测值蒸发器(冷冻)水流量实测值蒸发器冷媒管路压力测量值冷凝器(冷却)水流量实测值本次运行时间和累计运行时间累计启动次数润滑油温度和供给水平接收BAS给出的冷冻水供水温度再设定值接受BAS发出的启停控制命令经过通讯使控制系统获得相应的关键工况参数，是优选的方案。

变频水泵工作原理

变频水泵工作原理
变频水泵工作原理是一种通过变频器调节电机转速来控制水泵流量的智能化系统。

它利用变频器将电源频率和电压进行调节，从而改变电机的转速，进而调节水泵的流量。

具体来说，变频器通过改变电源频率和电压，调节电机的电流和电压，从而改变电机的转速。

当需要调节水泵的流量时，变频器可以根据需要改变电机的转速，以达到流量调节的目的。

在工作过程中，变频器根据进水压力和液位信号来调节水泵的转速。

当进水压力较高或液位较低时，变频器会降低电机的转速，从而减小水泵的流量；当进水压力较低或液位较高时，变频器会增加电机的转速，从而增加水泵的流量。

变频水泵的工作原理基于变频器的调节能力，可以实时监测水压和水位，并根据实际需要进行流量调节。

相比传统的水泵系统，变频水泵可以根据实际需求智能调节水流，提高水泵的效率和节能性，同时达到更好的流量控制效果。

总之，变频水泵工作原理是通过变频器调节电机转速来控制水泵流量，实现智能化的流量调节。

它通过实时监测水压和水位，根据需要调节水泵的转速，以达到节能、高效的流量控制效果。

变频器在自动控制系统中的应用

浅谈变频器在自动控制系统中的应用摘要：随着社会生产自动化的不断发展与进步，很多生产领域在自动控制系统中都会用到变频器来调节设备的电力使用状况，以实现节能高效的目的。

现本文就通过阐述变频器的相关概念以及其在自动控制系统中的工作原理开始，以锅炉自动控制系统为例，探讨变频器在自动控制系统中的应用。

关键词：变频器自动控制系统控制方案应用特点所谓变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能使变频器实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。

而自动控制系统是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。

1、变频器的相关概念以及工作原理变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。

变频器靠内部igbt的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。

随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

其工作原理简要地说，就是变频器把交流电通过整流装置变成直流电，然后通过晶闸管控制电路改变其导通角，把直流电再逆变成所需控制频率的交流电，完成变频调节驱动电机进行调速。

2、变频器在自动控制系统中的应用由于变频器在很多自动控制系统中都有着广泛的应用，不同的设备在采用变频器进行电力控制时，其工作方式会有一定的差异，但整体来讲，变频器的应用原理以及应用效果都基本相同。

为此，本文以变频器在锅炉自动控制系统中的应用例，来详细分析变频器的应用必要性及应用方案。

2.1应用变频器的必要性锅炉自动控制系统主要是应用在冬季供暖时的集中供热系统中，目的是为了提高燃料利用率、降低供暖成本，提高热能利用率。

集中空调冷水系统中的变频调速及自动控制分析

集中空调冷水系统中的变频调速及自动控制分析摘要:随着人们生活水平的提高,空调在人们的生活中都随处可见了。

但是由于现在能源的缺乏,因此大多数空调都采用变频调速以及自动控制系统以节能。

本文主要针对集中空调冷水系统中的变频调速的节能原理和自动控制的工作原理进行分析,从而了解集中空调的节能原理以及其达到的效果。

关键词:集中空调冷水系统变频调速自动控制节能随着现代科技以及人们生活水平的提高,人们对能源的需求日益加剧。

而且由于现在能源的缺乏,节能成为了现代一个非常重要的问题,因此在空调的设计中采用变频调速以及自动控制系统达到节能的效果。

而现在不仅人们的日常生活需要空调,一些生产商品的厂家因为要保证产品的质量而需要空调。

在常规的空调系统中都采用开环式的手动调节控制冷水泵的运行,而采用变频调节及自动控制后可以使空调冷水系统中的冷水流量随末端冷负荷的增加或减少而变化,从而达到节能和安全运行的目的。

下面我们就对水泵的变频调速以及自动控制的原理进行阐述与分析。

1 集中空调中变频调速的节能原理空调在日常生活以及工业生产中的使用越来越广泛,它不仅能让人们的生活更加的舒适,还能达到厂家在生产时所需要条件,比如温度、湿度、洁净度等。

然而,环境空气的温度、湿度是随季节的变化而变化的,而且在使用空调时送风的房间也不一样。

因此,很多国家都采用变频器对风机和水泵类机械进行转速的控制来调节风量、流量,从而节约能源,提高经济效应。

普通热泵型空调是采用蒸汽压缩式制冷的方法进行制冷,并且在送风口安装了风扇,使得空调有冷风送出。

而要进行制热的时候就是让制冷剂逆流,使得送风口送出热风。

然而传统的空调并不能满足节约能源,提高效益的目的。

因此,在空调中使用了变频器,由变频器对风机和水泵等机械进行控制,从而达到节约能源、提高效益的目的。

下面我们就对其工作原理进行简要的分析。

集中空调是将室外的空气吸进空调机内,然后对吸进的新鲜空气进行冷却或是加热后送到室内。

基于变频控制的实体模型流量控制

ＤＯＩ：１０．１６１９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６４０Ｘ．２０１８．０１．００４陈红，吴严君，晏成明，等．基于变频控制的实体模型流量控制［Ｊ］．水利水运工程学报，２０１８（１）：２３－２６．（ＣＨＥＮＨｏｎｇ，ＷＵＹａｎｊｕｎ，ＹＡＮＣｈｅｎｇｍｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｔｅｒ［Ｊ］．Ｈｙｄｒｏ⁃ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１８（１）：２３－２６．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））㊀第１期２０１８年２月水利水运工程学报ＨＹＤＲＯ⁃ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＮｏ．１Ｆｅｂ．２０１８㊀㊀收稿日期：２０１７－０３－１６㊀㊀基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１３０９０８３）；重大科学仪器设备开发专项（２０１１ＹＱ０７００５５）；广东水利科技创新项目（２０１６－０３）㊀㊀作者简介：陈㊀红（１９８１），男，重庆人，高级实验师，博士，主要从事流体测试技术㊁图像处理技术等研究㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：４９６４４３６８７＠ｑｑ．ｃｏｍ基于变频控制的实体模型流量控制陈㊀红１，吴严君１，晏成明２，唐立模１（１．河海大学水利水电学院，江苏南京㊀２１００９８；２．广东水利电力职业技术学院水利工程系，广东广州㊀５１０６３５）摘要：设计了变频流量控制系统，改进了变频器控制方法，采用标准电压输出模块和电压检测模块组合成变频器反馈控制系统，实时调整变频器端子电压调节水泵流量输出㊂变频器和水泵输出流量成线性关系，通过试验测试了３台泵不同组合条件下频率流量关系，单台泵频率流量线性关系相关系数达到０９９，而多台泵频率流量关系不同于单台泵对应关系，且相关系数有所减小㊂因此，多泵变频控制系统应采用组合率定法标定不同泵组合时频率流量关系㊂以甬江模型为例，组合率定法流量控制偏差小于０５％㊂关㊀键㊀词：流量控制；变频控制；频率流量关系中图分类号：ＴＶ８３㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号：１００９－６４０Ｘ（２０１８）０１－００２３－０４流量控制是实体模型试验顺利开展的必要条件，而流量自动化控制是确保非恒定流过程准确模拟的关键［１］㊂目前流量控制方法主要有电动调节阀和变频水泵流量控制，蔡守允等［２－６］通过实时监测流量，反馈调节电动阀门开度实现流量控制㊂因阀门开度与输出流量缺乏数学解析关系，需通过流量计进行反馈控制阀门，系统结构更加复杂㊂变频流量控制通过调节水泵运行频率，按需出流㊂陈红［１］基于变频控制开发了非恒定流控制系统，胡向阳等［７］分析了调节阀模式和变频调节模式２种流量控制方式的能耗情况，结果表明，变频控制模式平均节能效率高达６９％以上㊂变频控制系统结构更简单㊁能效比更高，广泛应用于实体模型非恒定流试验㊂然而，目前变频流量控制中上位机多直接采用通讯协议控制变频器㊂吴新生等［８－１２］基于变频器通讯协议编制计算机程序，实现对频率的调节，该方法系统结构及程序编制均比较简单㊂受不同变频器通讯协议限制，基于特定变频器开发的上位机系统难以扩展到其他变频器，通用性能差㊂近年来，变频控制系统还应用于潮汐模型试验，吴新生等［８］应用变频控制开发了潮汐模型生潮系统，黄静等［９－１０］通过多台变频器实现了涌潮模拟㊂潮汐模拟试验中水泵数量多，虽然单台水泵运行频率与输出流量存在线性关系，但该关系受水泵数量㊁淹没深度㊁工作电压等多因素影响，潮汐模拟试验中多台水泵频率流量关系更加复杂㊂为提高系统通用性和控制精度，本文采用标准化电压输出模块㊁检测模块构建频率控制系统，通过试验建立了多泵组合条件下频率流量线性关系，实现了组合泵非恒定流实时控制㊂１㊀变频控制系统设计变频控制系统包括控制器㊁变频器㊁水泵以及信号传输装置，其控制流程为：将目标流量转换为目标频. All Rights Reserved.水利水运工程学报２０１８年２月率，控制器再将目标频率调制成相应信号输送至变频器，变频器识别信号控制水泵运行，水泵输出相应流量㊂变频器控制方式主要有手动㊁通讯协议和模拟量端口等方式，手动方式难以实现自动化；通讯协议方式需根据变频器类型编制上位机系统，通用性能差㊂模拟量端口控制不受变频器类型影响，将模拟量信号加载至相应端子，调节模拟量幅值即可实现频率调节，通用性更优㊂模拟量端口控制主要有电压和电流两种形式，电压信号易于监测，信号处理更方便㊂因此，选取电压信号调节变频器输出频率㊂以三频变频器为例，将电压正㊁负信号分别连接到５＃和２＃端子㊂通过更改变频器配置参数，建立电压信号与频率的对应关系㊂配置参数Ｐｒ．１２５表示输入５Ｖ电压时，变频器对应工作频率（一般设置为５０Ｈｚ）㊂校正参数Ｃ２有利于降低低电压检测误差，Ｃ２参数通过修改配置参数Ｐｒ．９０２实现，将Ｐｒ．９０２设置为２０，则变频器端子输入电压与频率对应关系为：Ｖ＝（３／５０）Ｐ＋２０，其中，Ｖ为电压（Ｖ）；Ｐ为变频器工作频率（Ｈｚ）㊂上位机通过ＲＳ４８５与标准电压输出模块连接，目标频率转换为对应电压，标准电压输出模块生成相应模拟量信号，加载至变频器５＃和２＃端子㊂上位机发出启动信号，则电机即可按照对应频率运行㊂㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀表１㊀试验工况Ｔａｂ１㊀Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ试验组次１＃水泵２＃水泵３＃水泵１工作关闭关闭２关闭工作关闭３关闭关闭工作４工作工作关闭５工作关闭工作６关闭工作工作７工作工作工作２㊀多泵频率流量率定电机工作频率与水泵流量成线性关系，控制频率实现流量调节㊂多泵运行时，频率流量关系与水泵单独运行时关系不同㊂为获取水泵数量对该关系的影响，选用相同功率的３台潜水泵，工作电压３８０Ｖ，采用稳压器和大容量水库确保工作电压和淹没深度保持基本不变，通过超声波流量计监测不同水泵组合输出流量㊂试验工况如表１所示，各工况控制变频器输出频率依次为２５，３０，３５，４５和５０Ｈｚ㊂单台水泵运行频率与流量关系见图２，１＃，２＃，３＃泵频率与流量具有良好线性关系，相关系数均大于０９９㊂图２㊀１＃３＃泵运行时频率流量关系Ｆｉｇ２Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｆｌｏｗｏｆ１＃３＃ｐｕｍｐｓ图３㊀泵组合运行时频率流量关系Ｆｉｇ３Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｆｌｏｗｏｆｐｕｍｐｓｃｏｍｂｉｎｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎ２台泵组合运行时（如图３（ａ）和（ｂ）），频率流量关系不等于对应水泵独立工作时流量频率关系的线性叠加，且线性相关系数有所降低，小于０９９㊂３台泵同时工作时频率流量关系如图３（ｃ）㊂４２. All Rights Reserved.㊀第１期陈㊀红，等：基于变频控制的实体模型流量控制从图３（ｃ）可见，３台泵时线性相关系数进一步降低，相关系数仅有０９６８４㊂试验表明，多台泵组合运行时，流量与频率关系应组合率定，不能运用各台水泵独立运行时的频率流量关系㊂３㊀实际应用以甬江潮汐模型为例，采用变频控制系统调节边界流量过程，边界流量数据由数学模型提供，以潮位相似为判别条件调整边界流量㊂模型包含姚江㊁奉化江和２个海域边界，各边界布置了３台水泵，按照组合率定原则，对水泵不同组合条件下的频率流量关系进行率定㊂流量控制时选取相应频率流量关系，控制效果如图４所示，流量控制偏差小于０５％㊂图５为按照１＃，２＃，３＃水泵独立工作的频率流量关系进行控制的效果图，流量控制偏差为３５％㊂图４㊀组合率定法控制效果Ｆｉｇ４Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｏｍｂｉｎｅｄｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ㊀㊀图５㊀线性叠加控制效果Ｆｉｇ５Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｆｌｉｎｅａｒｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ４㊀结㊀语流量控制是实体模型试验顺利开展的基础，水泵运行频率与输出流量存在一定线性关系，通过控制电机工作频率即可实现流量调节㊂因此，变频流量控制广泛应用于实体模型试验㊂为提高变频控制系统通用性，采用标准电压模块输出电压信号调节变频器输出频率，避免了通讯协议控制方式存在适用性差等问题㊂针对多泵运行系统，通过试验研究了不同泵组合工况条件下频率流量关系㊂试验结果表明，不同泵组合运行时的频率流量关系不同于各泵独立运行时对应关系㊂因此，多泵变频控制系统中必须率定不同水泵组合的流量频率关系㊂以甬江潮汐模型为例，组合率定法流量控制偏差小于０５％，而按照独立运行频率流量关系，流量控制偏差大于３５％㊂变频控制系统中频率流量关系受多种因素影响，受条件限制，目前仅验证了３台泵运行条件下频率流量关系，还需要进一步考虑多泵情况下频率流量关系，总结水泵数量对频率流量关系的影响㊂参㊀考㊀文㊀献：［１］陈红．大型实体模型智能化测控设计及关键技术研究［Ｄ］．南京：河海大学，２０１６．（ＣＨＥＮＨｏｎｇ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｌａｒｇｅｓｃａｌｅｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌ［Ｄ］．Ｎａｎｊｉｎｇ：ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｓｉｔｙ，２０１６．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［２］蔡守允，杨大明，朱其俊，等．水利工程模型试验计算机测量与控制系统［Ｊ］．计算机测量与控制，２００７，１５（１０）：１３２５⁃１３２６，１３６９．（ＣＡＩＳｈｏｕｙｕｎ，ＹＡＮＧＤａｍｉｎｇ，ＺＨＵＱｉｊｕｎ，ｅｔａｌ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍｏｄｅｌｔｅｓｔ［Ｊ］．ＣｏｍｐｕｔｅｒＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００７，１５（１０）：１３２５⁃１３２６，１３６９．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［３］蔡守允，雷学锋，魏延文．河工模型试验测量与控制系统［Ｊ］．水利水运科学研究，１９９９（４）：４０２⁃４０８．（ＣＡＩＳｈｏｕｙｕｎ，ＬＥＩＸｕｅｆｅｎｇ，ＷＥＩＹａｎｗｅｎ．Ｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｒｉｖｅｒｍｏｄｅｌｔｅｓｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＨｙｄａｕｌｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，１９９９（４）：４０２⁃４０８．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））５２. All Rights Reserved.水利水运工程学报２０１８年２月［４］王昕，蔡守允，张河．河工模型试验计算机测控系统［Ｊ］．水利水电技术，２００３，３４（５）：５７⁃５９．（ＷＡＮＧＸｉｎ，ＣＡＩＳｈｏｕｙｕｎ，ＺＨＡＮＧＨｅ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｏｄｅｌｔｅｓｔ［Ｊ］．ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３，３４（５）：５７⁃５９．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［５］吴俊，丁牲奇，余葵，等．基于ＵＳＢ的水工模型流量与水位控制系统研究［Ｊ］．人民长江，２０１１，４２（７）：６７⁃６９．（ＷＵＪｕｎ，ＤＩＮＧＳｈｅｎｑｉ，ＹＵＫｕｉ，ｅｔａｌ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎａｕｔｏｍａｔｉｃｓｙｓｔｅｍｆｏｒｄｉｓｃｈａｒｇｅａｎｄｌｅｖｅｌｃｏｎｔｒｏｌｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎＵＳＢｂｕｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒ，２０１１，４２（７）：６７⁃６９．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［６］贺昌海，雷川华，周小平，等．模型试验流量与水位自动控制系统研制［Ｊ］．长江科学院院报，２００７，２４（３）：７２⁃７４．（ＨＥＣｈａｎｇｈａｉ，ＬＥＩＣｈｕａｎｈｕａ，ＺＨＯＵＸｉａｏｐｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｄｉｓｃｈａｒｇｅａｎｄｗａｔｅｒ⁃ｌｅｖｅｌｉｎｍｏｄｅｌ⁃ｔｅｓｔｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，２００７，２４（３）：７２⁃７４．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［７］胡向阳，许明，张文二，等．河工模型供水系统变频节能改造能效分析［Ｊ］．长江科学院院报，２０１３，３０（１０）：１２７⁃１３０．（ＨＵＸｉａｎｇｙａｎｇ，ＸＵＭｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＷｅｎｅｒ，ｅｔａｌ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｅｎｅｒｇｙ⁃ｓａｖｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｂｙｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｆｏｒｔｈｅｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｏｆｒｉｖｅｒｍｏｄｅｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，２０１３，３０（１０）：１２７⁃１３０．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［８］吴新生，林木松，廖小永，等．深圳河口潮汐模型变频生潮与量测控制系统［Ｊ］．长江科学院院报，２０１０，２７（４）：５⁃１０．（ＷＵＸｉｎｓｈｅｎｇ，ＬＩＮＭｕｓｏｎｇ，ＬＩＡＯＸｉａｏｙｏｎｇ，ｅｔａｌ．ＴｉｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｗｉｔｈｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒＳｈｅｎｚｈｅｎｅｓｔｕａｒｙｔｉｄａｌｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，２０１０，２７（４）：５⁃１０．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［９］黄静，潘存鸿，陈刚，等．涌潮的水槽模拟及验证［Ｊ］．水利水运工程学报，２０１３（２）：１⁃８．（ＨＵＡＮＧＪｉｎｇ，ＰＡＮＣｕｎｈｏｎｇ，ＣＨＥＮＧａｎｇ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｖａｌｉｄａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｉｄａｌｂｏｒｅｉｎｔｈｅｆｌｕｍｅ［Ｊ］．Ｈｙｄｒｏ⁃ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１３（２）：１⁃８．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［１０］黄静，李最森，潘存鸿，等．Ｂｏｒｅ２０１０涌潮测控系统在涌潮水槽试验中的应用［Ｊ］．水利水电科技进展，２０１２，３２（２）：２８⁃３０．（ＨＵＡＮＧＪｉｎｇ，ＬＩＺｕｉｓｅｎ，ＰＡＮＣｕｎｈｏｎｇ，ｅｔａｌ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｔｉｄａｌｂｏｒｅｉｎｔｈｅｆｌｕｍｅｗｉｔｈＢｏｒｅ２０１０ｔｉｄａｌｂｏｒｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，２０１２，３２（２）：２８⁃３０．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［１１］张清鹏，张涛，徐晓翀．变频器控制在流量调节中的应用［Ｊ］．电子测量技术，２００７，３０（６）：１８４⁃１８５，１８８．（ＺＨＡＮＧＱｉｎｇｐｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＴａｏ，ＸＵＸｉａｏｃｈｏｎｇ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｉｎｆｌｕｘｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，３０（６）：１８４⁃１８５，１８８．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［１２］孔柱新，焦明华，俞建卫，等．基于ＶＢ６．０的变频器与计算机通讯程序设计［Ｊ］．控制工程，２００６，１３（６）：５８３⁃５８５，６１２．（ＫＯＮＧＺｈｕｘｉｎ，ＪＩＡＯＭｉｎｇｈｕａ，ＹＵＪｉａｎｗｅｉ，ｅｔａｌ．ＤｅｓｉｇｎｏｆｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｉｎｖｅｒｔｅｒａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｒｂａｓｅｏｎＶＢ６．０［Ｊ］．ＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＣｈｉｎａ，２００６，１３（６）：５８３⁃５８５，６１２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））ＤｉｓｃｈａｒｇｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｔｅｒＣＨＥＮＨｏｎｇ１，ＷＵＹａｎｊｕｎ１，ＹＡＮＣｈｅｎｇｍｉｎｇ２，ＴＡＮＧＬｉｍｏ１（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ㊀２１００９８，Ｃｈｉｎａ；２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ㊀５１０６３５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｖｏｌｔａｇｅｏｕｔｐｕｔｍｏｄｅａｎｄｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｉｎｔｏｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｒｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｒｔｅｒｍｉｎａｌｖｏｌｔａｇｅｉｓａｄｊｕｓｔｅｄｉｎｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｆｏｒａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｐｕｍｐｆｌｏｗｏｕｔｐｕｔ．Ｔｈｅｒｅｉｓｔｈｅｌｉｎｅａｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｒａｎｄｔｈｅｏｕｔｐｕｔｆｌｏｗｏｆｔｈｅｐｕｍｐ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｆｌｏｗｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｐｕｍｐｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓａｒｅｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎａｐｕｍｐｗｏｒｋｓ，ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｆｌｏｗｌｉｎｅａｒｉｔｙｒｅａｃｈ０９９；ｈｏｗｅｖｅｒ，ｗｈｅｎｓｅｖｅｒａｌｐｕｍｐｓｗｏｒｋ，ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｆｌｏｗｒｅｌａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｓａｎｄｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｓｒｅｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｆｏｒｔｈｅｍｕｌｔｉ⁃ｐｕｍｐｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｕｓｅｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｔｏｃａｌｉｂｒａｔｅｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｆｌｏｗｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｕｍｐｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ，ａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｂｙｔｈｅＹｏｎｇｊｉａｎｇｍｏｄｅｌｈａｖｅｓｈｏｗｅｄｔｈｅｒａｔｅｏｆｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ０５％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｔｒｏｌ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｆｌｏｗｒｅｌａｔｉｏｎ６２. All Rights Reserved.。

基于plc 的流量控制系统

辽宁工业大学电气控制与PLC技术课程设计（论文）题目：基于PLC的流量控制系统设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化112学号： 110302032学生姓名：王毅指导教师：（签字）起止时间：2014.6.30~2014.7.11课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学号110302032 学生姓名王毅专业班级自动化112 课程设计（论文）题目基于PLC 的流量控制系统设计课程设计（论文）任务课题完成的功能：本课程设计要求以管道流量作为被控对象，采用西门子S7-200型PLC 作为控制核心，实现流量大小的控制运行。

设计任务及要求：（1）认真查阅相关文献资料，清楚了解管道流量控制的工作过程。

（2）完成PLC 控制系统硬件设计，内容包括DI/AI/DO/AO 信号分配、PLC 硬件电气接线原理图等。

（3）完成流量传感器、变送器、I/V 变换、A/D 转换及D/A 转换和电动阀门的信号控制。

（4）完成PLC 控制系统软件设计，内容包括主程序及相关子程序的程序流程图设计和梯形图程序设计。

（5）撰写课程设计说明书（论文）：其中应包含设计方案选择与论证、总体功能框图、总体电路原理图、软件流程图及部分程序等内容。

技术参数：管道直径0.5米，要求给定流量0.1m 3/s ，变送器4-20mA ，I/V 变换0-5V 。

进度计划（1）布置任务，查阅资料，确定系统组成和功能分析（2天）（2）系统硬件电路设计（3天）（3）系统软件设计及实验研究（2天）（4）撰写、打印设计说明书（2天）（5）答辩（1天）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日摘要随着科技的飞速发展，自控系统的应用正在不断深入，同时代替传统控制检测技术日益更新。

自动控制技术可谓无所不能。

本文提出一种对液体流量进行实时精确控制的设计方案。

PLC控制的变频恒压供水系统

PLC控制的变频恒压供水系统成都市自来水总公司六厂刘敏雍晓蕾1. 概述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，它以其独特优良的控制性被广泛应用在速度控制领域。

特别是在供水行业中，由于生产安全和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格要求，变频调速技术也得到了更加深入的应用。

成都市自来水公司六厂日产水量60万吨，担负着成都市区及周边地区70%以上的供水任务。

自1996年年底六厂的三期工程投产后开始向郫县供水，使得我厂的供水方式从单一的重力流供水变为重力流和压力流结合供水的方式。

自向郫县供水以来，由于考虑到现阶段郫县的用水量较少，从节约能耗的角度出发，我厂使用一台泵同时向郫县供水和提供我厂的自用高压水。

为了满足六厂自用水压力，保证厂内各个工艺环节设备（如消毒环节中的水射器）能正常工作，我厂自用水压力须较恒定的控制在0.3 Mpa以上，采用变频调速控制是保证压力恒定较为有效的方法。

根据我们对郫县城区供水量的了解，发现郫县全天各时段用水量变化较大（见后图5），如果不对供水量进行调节，管网压力的波动也会很大，容易出现管网失压或爆管事故。

采用变频恒压供水控制后，当郫县用水量较小时，这时相应管道和泵出口压力均较大，变频恒压控制方式将会降低泵的频率，减小泵出水量，从而降低管网压力；反之亦然。

这样，小时用水量变化较大也不会造成管网压力有较大的波动。

经过长期运行实践，证明了变频调速手段实现恒压供水不仅保证厂内自用高压水压力足够且稳定，而且保证了郫县供水的安全可靠性。

2. 控制系统构成整个恒压供水系统有两组变频泵，每组均由一台变频器和一台水泵组成；系统以PLC为控制核心，由PLC采集压力信号和输出控制变频泵的运行。

控制系统构成如图1所示。

图1 控制系统构成图PLC处理器选用的是Allen-Bradley公司的PLC-5型处理器，变频泵选用的是ABB公司的SAMI STAR系列的315F 660/690型的变频器和水泵。

恒压变频供水设备流量控制方式

恒压变频供水设备流量控制方式
恒压变频供水设备突出优点是，不需建造水塔，投资小、占地少，采用水气自动调节、自动运转、并能与自来水自动并网，停电后仍可供水，调试后数年不需看管。

比建造水塔节约投资70％，比建造高位水箱节约投资60％，大大节约土建投资，广泛用于企事业单位、住宅区及农村的生产、生活、办公用水。

供水户在20--20000户。

日供水量在20—50000m3，供水高度达150米，即50层楼房。

在恒压变频供水设备的供水系统中，最基本的控制对象是流量，恒压变频供水设备的基本任务就是要满足用户对流量的需求。

目前，常见的流量控制方式有阀门控制和转速控制两种。

1、阀门控制
即通过调节阀门开度来控制流量。

此时，恒压变频供水设备供水系统的管道阻力将随阀门开度的改变而改变，而扬程特性保持不变。

2、转速控制
即通过改变水泵的转速来调节流量，而阀门的开度保持不变（一般保持最大开度）。

当水泵转速改变时，变频恒压供水设备供水系统的扬程特性随之改变，而管阻特性不变。