变频恒压供水控制系统设计完整
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、引言变频恒压供水控制系统是一种能够自动调节水泵电机的转速，保持管网内水压恒定的系统。
该系统通过变频器控制水泵电机的转速，根据实时水压信号对水泵进行调节，从而实现供水系统的恒压供水。
本文将从系统设计原理、硬件选型、控制策略等方面对变频恒压供水控制系统进行设计。
2. 控制原理变频恒压供水控制系统采用闭环控制原理，主要分为压力调节环和流量调节环两部分。
压力调节环根据实时水压信号，控制变频器调节水泵电机的转速，以维持管网内的水压恒定。
流量调节环主要通过监测流量传感器的输出信号，控制变频器调节水泵电机的转速，以满足用户的实际用水量需求。
三、硬件选型1. 水泵电机选择适当功率的三相异步电动机，能够满足供水系统的实际需求，保证系统的正常运行。
2. 变频器选用带有PID调节功能的变频器，能够根据实时水压信号对电机转速进行精确调节，确保系统供水的恒压运行。
3. 压力传感器选择高灵敏度的压力传感器，能够实时监测管网内的水压信号，为系统提供准确的控制信号。
5. 控制面板控制面板应具有良好的人机界面，能够显示系统的运行状态、参数，方便用户对系统进行监测和操作。
6. 其他配件根据实际需求，可能需要选购接线端子、线缆、散热器等辅助设备。
四、控制策略1. 系统启动当系统启动时，变频恒压供水控制系统应自动进行初始化，自检各传感器和执行机构，确保系统能够正常运行。
3. 流量调节系统同时监测流量传感器的输人信号，根据用户的实际用水量，控制变频器调节水泵电机的转速，以满足流量调节环的要求。
4. 故障处理系统应具备故障自诊断功能，当系统发生故障时，能够自动报警或进入相应的故障处理程序，保证对用户的供水不受影响。
五、系统调试1. 对水泵电机、变频器等设备进行正确的接线和安装。
2. 对传感器进行校准，确保其输出信号的准确性。
3. 对控制系统进行相关参数的设定和调试。
4. 对整个系统进行联合调试，验证系统的正常运行。
变频恒压供水系统设计
摘要：针对药品研发中试企业用水量具有间断性的特征，设计了一种变频恒压供水系统。
该系统利用PLC的逻辑控制与自诊断分析功能，实现了全自动恒压供水，水泵电机根据测量压力均可变频和工频供电，相互备用。
实际运行表明，该系统运行稳定性强，控制灵活，安全可靠。
关键词：节能；变频调速；PID应用宏；PLC控制；逻辑控制引言药品研发中试企业用水量具有间断性特征，有生产需求时用水量大，在药品研发小试阶段用水量较小，因此，离心水泵必须通过调整转速来满足水压稳定性的需求。
变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体，可实现对供水系统的集中管理与监控，并具有良好的节能效果。
1水泵变频调速节能原理水泵调速的H-Q曲线如图1所示，水泵运行工况点D是泵的特性曲线与管路阻力曲线的交点。
当用阀门控制流量时，若要减小流量，则需关小阀门开度，使阀门摩擦阻力变大，阻力曲线从R1移到R2，扬程则从H0上升到H1，流量从QN减小到Q1，运行工况点从D点移到A点。
调速控制时，阻力曲线不变，泵的特性取决于转速，如果将转速由nN变为n1，运行工况点从D点移到C点，扬程从H0降到H3，流量从QN减小到Q1，则泵在A点、C点工况运行时的轴功率分别为：式中：PA、PC为泵在工况点A、C的轴功率（kW）；Q1为工况点流量（m3/s）；H1、H3为工况点扬程（m）；ρ为输出介质单位体积质量（kg/m3）；η为工况点的泵效率（%）。
将PA与PC相减得出使用调速控制时节省的功率：Q、H、P、n之间的关系为：水泵采用调速控制方式时，若所需流量为额定流量的80%，则轴功率仅为额定轴功率的51.2%，节能效果相当显著。
变频恒压供水系统的优点是节约电能，节能量通常在10%～40%，流量越小，节能效果越明显。
2控制系统组成本系统供水泵采用两用一备方式，泵功率15 kW，Q=162 m3/s，H=42 m，泵前装有9.5 m×3 m×2.5 m的生产水箱，企业用水量经常出现间断性、阶梯性特征，且市政供水压力偏高，为保证生产用水的安全性，避免系统管网压力过高，本设计采用变频器一拖三运行方式，每台泵电机均可工作在变频/工频模式下，在主回路控制中，每台电机分别通过接触器与工频电源和变频器输出电源连接，工频回路装有过热继电器，工频和变频控制回路在硬件和软件方面互锁，当任意一台电机出现故障，PLC系统经过逻辑分析自动投入备用供电回路，确保管网供水压力稳定，安全供水。
变频恒压供水控制系统设计
变频恒压供水控制系统设计【摘要】本文介绍了变频恒压供水控制系统设计的相关内容。
在系统设计要求中，需要考虑稳定供水压力和节约能源的需求。
系统组成包括变频驱动器、传感器、控制器等部件。
系统控制原理是利用变频器对水泵速度进行调节来维持恒定的供水压力。
在系统设计方案中，需要考虑水泵的选型和安装位置等因素。
通过系统性能分析可以评估系统的稳定性和效率。
通过本文的研究，可以为变频恒压供水控制系统的设计和应用提供参考。
【关键词】变频恒压、供水控制系统、设计要求、系统组成、系统控制原理、系统设计方案、系统性能分析、结论。
1. 引言1.1 引言变频恒压供水控制系统设计是现代城市供水系统中的重要组成部分，它能够有效地调节水压，确保供水稳定性和节能高效性。
随着城市化进程的加快，供水需求不断增加，传统的供水系统已经不能满足需求，因此采用变频恒压供水控制系统已经成为一个必然趋势。
本文将首先介绍系统设计的基本要求，包括稳定的供水压力、节能高效、易维护等方面。
然后将详细介绍系统的组成，包括变频器、水泵、传感器等核心部件。
接着将介绍系统的控制原理，包括PID控制、频率调节等技术原理。
将提出系统的设计方案，包括硬件设计、软件设计以及系统整体架构。
对系统的性能进行分析，包括稳定性、节能性、可靠性等方面，以验证系统设计的合理性。
通过本文的介绍，读者可以了解变频恒压供水控制系统设计的基本原理与方法，为现代供水系统的优化设计提供参考。
2. 正文2.1 系统设计要求1. 稳定性要求：变频恒压供水控制系统需要保持稳定的工作状态，确保水压在设定范围内波动较小，以满足用户对水压稳定性的需求。
2. 响应速度要求：系统需要具有较快的响应速度，能够及时调整水泵的转速以保持设定的恒压供水状态，提高用户体验。
3. 节能性要求：设计要充分考虑系统的能耗情况，尽量减少无效能耗，优化控制算法以实现节能运行，降低运行成本。
4. 可靠性要求：系统设计应考虑到设备的可靠性，确保系统能够长时间稳定运行，减少维护和修复成本，提高系统的可用性和可靠性。
变频恒压供水系统方案设计
OCCUPATION 2012 12132研究R ESEARCH 变频恒压供水系统方案设计赵 毅摘 要：变频恒压供水系统由ＰＬＣ、传感器、变频器及水泵机组组成闭环控制系统，经变频器内置ＰＩＤ进行运算，通过ＰＬＣ控制变频与工频切换，实现闭环自动调节变频恒压供水，代替了传统的水塔供水控制方案。
关键词：恒压供水 变频调速 变频器 ＰＬＣ一、系统总体方案的设计1.供水控制系统的结构供水控制系统的设计主要包括两方面：一方面是机械结构的设计；另一方面是PLC和变频器电气控制方面的设计。
（1）主要组成部分。
①压力传感器：作为系统的控制输入量，能否准确采集该信号决定控制系统的精度及可靠性。
②控制器：是整个控制系统的核心，通过对外界输入状态进行检测，输出控制量；对外界输入的数据进行运算处理后，输出相应的控制量。
例如单片机、可编程逻辑控制器、计算机等。
本系统采用西门子的SIMATIC S7-200系列。
CPU226具有24个输入点和16个输出点，共40个I/O点。
③变频器：作为核心控制器的后续控制单元，对终端设备进行控制，最终达到控制要求。
本系统主要采用全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专用MM430型变频器。
功率范围7.5kW至250kW。
具有高度可靠性和灵活性。
④水泵：供水系统的执行机构，通过变频器控制电动机的转速，最后达到控制水泵流量大小的要求。
（2）电气控制系统。
电气控制系统主要包括操作面板、电气控制柜等单元。
在该系统中需要检测较多的数字输入量，并且还要检测模拟量的输入，然后根据设定的程序进行数据处理，供水系统的监控主要包括水泵的自动启停控制、供水压力的测量与调节、系统水处理设备运转的监视及控制、故障及异常状况的报警等。
电气控制系统安装在电气控制柜中，包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。
2.恒压供水系统的工作原理变频恒压供水系统以供水出口管网水压为控制目标，在控制上实现出口总管网的实际供水压力跟随设定的供水压力。
变频恒压供水控制系统设计
课程设计课题名称变频恒压供水控制系统设计学院(部)专业班级学生姓名学号指导教师(签字)一、设计概述变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。
本课程设计为实现恒压供水功能而按照设计任务书要求完成设计任务。
最终实现控制系统的自动稳定运行。
根据设计要求本系统采用西门子PLC300控制系统对变频器进行调速控制和系统输入输出信号的采集以及系统报警功能的实现。
本系统内的电机调速由变频器来实现，通过PLC控制变频器和现场压力仪表检测的反馈信号来实现对电机的自动恒压控制功能。
二、设计任务例如一楼宇供水系统，正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。
采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。
当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。
本恒压供水系统，要求以1.0Mpa的恒定压力对用户进行供水。
水泵有2台，由一台变频器驱动。
PLC按照压力变送器（PIT）的信号，调节变频器的输出，使水泵的转速变化，从而保证供水压力的恒定。
两台水泵互为备份，可任意选择一台水泵处于变频模式或工频模式。
控制系统原理如图1所示：图1 恒压供水变频控制系统原理图三、系统设备选型1主要电气元件参数指标水泵：35KW，三相异步电动机恒压设定点：1.0Mpa压力变送器：0-1.6Mpa，两线制，4-20mA电流输出变频器：VVVF变频器（1）水泵根据设计要求水泵正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。
参考相关资料选择型号为IS50-32-125(扬程50m，流量50 m3/小时)的水泵即可满足要求。
(2)远传压力表由于远传压力表具有价格低、有数据读取表盘等优点，结合具体实际设计，故在此处选择其作为反馈信号。
四、系统控制要求1、设两台水泵。
一台工作，一台备用。
正常工作时，始终有一台水泵供水。
当工作泵出现故障时，备用泵自投。
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。
课题五变频器恒压供水控制系统设计
课题五变频器恒压供水限制系统设计一、项目描述传统的生活及生产供水的方法是通过建立水塔维持水压。
但是，建立水塔须要花费财力，水塔还会造成水的二次污染。
那么，可不行以不借助水塔来实现恒压供水呢？当然可以，但是要解决水压随用水量的大小改变的问题，通常的方法是:用水量大时，增加水泵数量或提高水泵的转动速度以保持管网中的水压不变，用水量小时又需做出相反的调整。
这就是恒压供水的基本思路。
沟通变频器的诞生和PLC的运用为水泵转速的平滑性连续调整供应了便利。
恒压供水限制系统的基本限制策略采纳电动机调速装置和可编程限制器(PLC)构成限制系统，进行优化限制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环限制，在管网流量改变时达到稳定供水压力和节约电能的目的。
系统的限制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值和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，发出限制指令，限制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。
恒压供水就是利用变频器的PID或PI功能实现的工业过程的闭环限制。
即将压力限制点测的压力信号(4－20ｍＡ)干脆输入到变频器中，由变频器将其和用户设定的压力值进行比较，并通过变频器内置PID运算将结果转换为频率调整信号调整水泵电机的电源频率，从而实现限制水泵转速。
供水系统选用原则水泵扬程应大于实际供水高度，水泵流量总和应大于实际最大供水量。
二、项目要求1.水泵功率：7.5kw.2.恒定压力：3.5mpa三、现恒压供水的方案设计供水系统采纳一台三菱（FX2N系列）PLC限制一台三菱(FR-E500)变频器，并通过接触器切换实现一台变频器限制三台水泵的运转，为保证系统的牢靠性，本系统采纳转换开关来实现工频/变频之间的转换，在变频操作方式下，沟通接触器之间采纳互锁限制方式，同理，在工频操作方式下，沟通接触器之间也采纳互锁限制方式。
变频器采纳一电位器设定压力（也可采纳面板内部设定压力），采纳一个压力传感器（反馈为4~20mA）检测管网中压力，压力传感器将信号送入变频器PID回路，PID回路处理之后，送出一个水量增加或削减信号，限制马达转速。
变频恒压供水控制系统设计
一．摘要变频调速是一种新兴的技术，将变频调速技术用于供水控制系统中,具有高效节能、水压恒定等优点。
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。
本次课程设计采用CPM1A PLC控制器结合富士变频器控制两台水泵的各种转换，实现变频恒压供水系统的功能，并且实现故障转换与报警等保护功能，使得系统控制可靠，操作方便。
二．设计要求一楼宇供水系统，正常供水量为30m3/小时，最大供水量40m3/小时，扬程24米。
采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。
当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。
要求设计实现：⑴设二台水泵。
一台工作，一台备用。
正常工作时，始终由一台水泵供水。
当工作泵出现故障时，备用泵自投。
⑵二台泵可以互换。
⑶给定压力可调。
压力控制点设在水泵出口处。
⑷具有自动、手动工作方式，各种保护、报警装置。
采用OMRON CPM1APLC、富士变频器完成设计。
三．方案的论证分析传统的小区供水方式有：⑴恒速泵加压供水方式该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，目前较少采用。
⑵气压罐供水方式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，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、引言随着社会的不断发展和技术的不断创新，供水系统的控制方式也在不断更新和改进。
传统的供水系统控制方式存在着一些问题，如压力不稳定、能耗高、运行维护成本高等，因此采用变频恒压供水控制系统已成为一种趋势。
本文将对变频恒压供水控制系统的设计进行介绍。
二、变频恒压供水控制系统的原理1. 变频技术变频技术是指通过改变电机的输入频率来控制电机的转速，从而达到控制流量的目的。
在供水系统中，采用变频技术可以实现根据实际需要自动调节水泵的转速，以满足供水系统的变化需求，降低能耗和运行成本。
2. 恒压技术恒压技术是指在供水系统中通过控制泵的运行以保持系统压力稳定，不受水流量等因素影响。
采用恒压技术可以有效避免供水压力不稳定的问题，提高供水系统的稳定性和可靠性。
三、变频恒压供水控制系统设计要点1. 系统布局设计首先需要对供水系统的布局进行合理设计，包括水泵、水箱、管道以及控制设备等的布置位置，以确保系统的正常运行和维护。
2. 变频器选择在变频恒压供水控制系统中，变频器是核心设备之一，需要选择合适的变频器来控制水泵的转速。
在选择变频器时需要考虑供水系统的实际需求、电机的功率和运行环境等因素，以确保系统的稳定运行。
3. 控制系统设计控制系统是整个变频恒压供水控制系统的核心，需要根据实际需求设计合理的控制逻辑和参数设置，以保证系统的稳定性和可靠性。
还需要考虑控制系统的扩展性和智能化，以满足供水系统未来的发展需求。
4. 传感器选择传感器是用于实时监测系统压力和流量情况的设备，需要选择可靠的传感器来确保系统的准确监测和控制。
5. 配电系统设计在变频恒压供水控制系统中，还需要考虑配电系统的设计，确保系统的电源供应稳定可靠。
6. 系统安全保护设计为了保障供水系统的正常运行，需要对系统进行合理的安全保护设计，包括过流、过压、短路等多种保护机制的设置，以减少系统的损坏和安全事故的发生。
四、实现效果采用变频恒压供水控制系统可以实现供水系统的自动化、稳定性和节能性的提高，并且减少了运行维护成本。
变频恒压供水控制系统设计
变频恒压供水控制系统设计一、引言随着人们生活水平的不断提高，对供水的需求也不断增加，对于城市供水来说，水压的稳定和供水的连续性是至关重要的。
传统的供水方式通常是由一定数量的水箱来供给水源，但由于水箱的容积有限，无法满足用户多样化的使用需求，比如高层建筑、商业中心等场所的需求，而深不见底的水源湖、河等的水位的高低也会对供水产生影响，因此，人们对于水泵系统的要求越来越高，希望它能够让水流稳定、连续。
变频恒压供水系统采用了变频器控制水泵电机，使得水泵的输出功率和泵的转速都可以进行变化，从而实现在不同的出水流量要求下，自动调节水泵负载使其相应的运行，同时，可以根据不同的市场需求设计不同用户组合。
可以适用于高层建筑、消防系统、工业原料供水及空调水源等场所的配套，提高了市场竞争力。
因此，在实际工程中变频恒压供水系统成为了越来越普及的供水方式。
二、设计方案1、整体结构设计变频恒压供水系统可以分为上水道、水泵房、水泵和管道四部分。
其中，上水道的水源主要是根据工程的实际情况设计，可以是水库、水井、地下水等。
水泵房通常位于地下，设置在相对容易排除污物的地方，结构通常为钢筋混凝土或砖混结构。
水泵系统主要是由水泵、变频器、配电柜和压力容器组成。
在水泵房内，水泵首要负责将上水道中的水输送到指定地点。
配电柜一般安装在水泵房或离水泵房不远处，负责对水泵、变频器进行远程操作和监测，压力容器则起到了缓冲压力的作用，使得出水能够稳定维持在设定的压力区间内。
管道系统负责将水输送到用户的所在地，包括地下主干管、分支管和用户侧管道等。
2、水泵选择根据工程的不同需求和水质情况进行选择，在水泵房内安装不同形式和不同类型的水泵，以满足不同场合的需求。
比如，对于家庭或小型商业场所，可以安装离心泵，而对于大型工业原料供水或消防设施，则可以采用多级离心泵和耐腐蚀泵来保证整个供水系统的稳定和连续性。
3、变频器的选取变频器是变频恒压供水系统最核心的元件之一。
变频恒压供水系统设计
33 层大楼变频恒压供水系统1 系统简介.................................................... 1.2 变频恒压供水系统构成及工作原理2.1 系统的构成1. .3.2.1.1执行机构 ............................................3..2.1.2信号检测 ............................................ 4..2.1.3控制系统 ............................................ 4..2.1.4通讯接口 ............................................ 5..2.1.5报警装置 ............................................ 6.. 2.2 工作原理................................................ 6.2.3 变频恒压供水系统中加减水泵的条件分析.................... 7..3基于PLC的变频恒压供水系统设计与实现....................... 9…3.1控制要求.............................................. 9 .....3.2变频器的选择与接线.................................... 1..0 3.3 压力传感器的接线图1..2 3.4原其它元器件的选择.................................... 1..3.. 3.5PLC 控制I/O 口配置.................................... 1..5.. 3.6电气控制系统原理及线图................................ 1..7.3.6.1主电路图 .......................................... 1..7..3.6.2控制电路接线图..................................... 1..8.. 3.7基于PLC的变频恒压供水系统程序流程 .................... 19.3.8 控制方式.............................................. 2..1..3.8.1 手动运行........................................... 2..13.8.2 自动运行........................................... 2..2 3.9 主要程序说明............................................ 2..3 3.9.1 总程序的顺序功能图................................. 2..3 3.9.2 自动运行顺序功能图................................. 2..3 3.9.3手动模式顺序功能图.................................. 2..5 3.9.4 程序说明........................................... 2..61 系统简介这是一套基于PLC变频恒压供水系统的可行性方案，选择了相应的器件，使系统通过安装在管网上的压力传感器，把水压转换成4~20mA 的模拟信号，通过变频器来控制改变水泵转速。
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、引言随着城市化进程的加快，对供水系统的要求也越来越高。
传统的供水系统存在着水压不稳定、供水量无法满足需求等问题，因此需要通过引入先进的技术来改善供水系统的稳定性和效率。
本文将介绍一种基于变频恒压控制技术的供水系统设计方案，旨在提高供水系统的性能和可靠性。
二、系统设计原理1. 变频恒压控制技术变频恒压控制技术是一种通过调节水泵的转速来实现恒定水压的方法。
通过控制水泵的电机转速，可以实现根据用户需求动态调节水压，从而保持供水系统的稳定运行。
这种技术能够有效降低能耗，并能够满足不同时段和不同区域的供水需求。
2. 系统组成该供水系统由水泵、变频器、压力传感器、控制器等部件组成。
变频器用于控制水泵电机的转速，压力传感器用于实时监测供水系统的压力情况，控制器则根据传感器反馈的数据来控制变频器的工作状态。
整个系统通过这些部件的协同作用，实现了对供水系统的精准控制。
三、系统设计方案1. 总体设计方案在该设计方案中，水泵的转速由变频器控制，变频器接收传感器反馈的压力数据，通过对水泵电机的调节来维持恒定的水压。
控制器负责整个系统的管理和监控，可以实现远程监控和故障诊断。
整个系统采用闭环控制，能够快速响应供水系统压力的变化。
2. 系统工作流程1.控制器启动后，开始监测压力传感器的数据；2.传感器将实时采集到的压力数据发送给控制器；3.控制器根据传感器数据调整变频器的工作状态，控制水泵的转速；4.水泵根据变频器的指令作出调整，维持恒定的水压；5.控制器持续监测传感器数据，对水泵的运行状态进行调整，以维持恒压供水。
四、系统优势1.节能环保：采用变频控制技术，能够根据需求灵活调整供水量，减少能耗；2.稳定可靠：通过闭环控制，系统能够快速响应压力变化，确保供水系统稳定运行；3.智能管理：控制器具备远程监控和故障诊断功能，方便管理人员对系统进行监控和维护。
五、系统应用该设计方案适用于居民区、商业区等供水系统，能够满足不同场景对水压稳定性和供水量的需求。
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。
变频恒压供水控制系统设计
变频恒压供水控制系统设计一、引言在城市的供水系统中，常常会遇到供水压力不稳定的情况，特别是在高层建筑中，由于楼层的高度差异，给供水系统的设计和运行带来了很大的挑战。
为了解决这个问题，需借助变频技术和恒压控制系统的结合，通过控制泵的转速来保持供水系统的稳定压力。
本文将从变频恒压供水控制系统的原理、设计和实施等方面展开介绍。
二、变频恒压供水控制系统原理1. 变频技术变频技术是利用变频器控制电机的转速，从而实现对供水系统流量的调节和控制。
变频器是一种电子设备，能够通过改变电源频率来控制电机的转速，从而调节泵的流量输出。
通过控制变频器的输出频率、电压和电流，可以实现对泵的精确控制，达到节能和稳定供水压力的目的。
2. 恒压控制系统恒压控制系统是利用传感器监测供水管网的压力变化，通过控制电机的转速来实时调节泵的流量，从而保持管网中的压力稳定。
当供水管网的压力低于设定值时，控制系统会提高泵的转速，增加供水流量；而当压力高于设定值时，系统则会降低泵的转速，减少供水流量。
通过这种方式，可以有效地保持供水系统的稳定压力，提高系统的可靠性和节能性。
变频恒压供水控制系统是将变频技术和恒压控制系统相结合，通过控制变频器和恒压控制系统来实现对供水系统的全面控制。
系统首先通过传感器实时监测管网的压力情况，将监测到的数据传输给恒压控制系统；恒压控制系统根据设定的压力值，通过控制变频器来调节泵的转速，使得供水系统的压力始终保持在设定的范围内。
当管网中的压力发生变化时，控制系统会及时调整泵的运行状态，保证供水系统的稳定性和可靠性。
1. 系统结构设计变频恒压供水控制系统的设计包括主要的硬件结构和软件控制部分。
硬件方面需要包括变频器、传感器、控制器和电机等设备，这些设备需要能够实现对供水系统的全面监测和控制。
软件控制部分需要编写相应的程序，能够实现对传感器数据的采集和分析，以及对控制系统的调节和优化。
2. 设备选型和布置在设计变频恒压供水控制系统时，需要选择合适的设备和材料，以满足供水系统的实际需求。
变频恒压供水控制系统设计
变频恒压供水控制系统设计1. 引言1.1 研究背景随着城市化进程的加快和人们生活水平的提高，对供水系统的要求也越来越高。
传统的供水系统在水压和流量的控制上存在着许多问题，比如水压不稳定、浪费能源、运行费用高等。
为了解决这些问题，人们开始研究和应用变频恒压供水控制系统。
变频恒压供水控制系统利用变频器调节水泵的转速，实现水压的恒定输出，从而提高供水系统的效率和稳定性。
在国内外，关于变频恒压供水控制系统的研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些问题有待解决。
本文将从设计原理、系统结构、控制策略等方面展开研究，旨在提高变频恒压供水控制系统的性能和可靠性，为城市供水系统的发展做出贡献。
通过本文的研究，可以为供水系统的节能降耗、提高水质水压等方面提供技术支持和参考，推动供水系统的升级和改造。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨变频恒压供水控制系统设计在供水系统中的应用并进行深入分析。
通过对供水系统的介绍和相关理论原理的阐述，旨在研究如何利用变频技术和恒压控制原理来提高供水系统的运行效率和稳定性，从而满足用户对水压的要求，减少能源消耗和降低系统的维护成本。
通过对控制系统结构设计和控制策略设计的讨论，旨在为实际工程中的供水系统提供可行的技术方案。
通过系统性能分析，可以评估设计的有效性和可靠性，为实际工程应用提供参考依据。
本研究旨在提升供水系统的运行效率和质量，为实际工程应用提供技术支持和指导。
1.3 意义在现代社会中，水资源是人类生存和发展的重要基础。
供水系统作为水资源利用的重要方式之一，对于城市和农村的生活、工业生产以及灌溉等方面起着至关重要的作用。
在供水系统中，恒压供水控制系统被广泛应用，其通过控制水泵的运行来保持供水管网中的压力恒定，从而确保用户获得稳定的水压。
本研究的意义在于提高供水系统的运行效率和节能性，从而为社会公共服务水平的提高和水资源的合理利用做出积极贡献。
实现变频恒压供水系统在实际应用中的更广泛推广，为建设节能型社会和实现可持续发展目标提供技术支持和保障。
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、设计背景随着人们生活水平的提高，对于供水系统的要求也越来越高。
传统的供水系统采用的是常压供水，这种系统固然简单，但存在一些问题，例如在高层建筑中，底层的水压会比较大，而顶层的水压则会较小；在用水量变化较大的情况下，水压也难以保持稳定。
这些问题都会影响供水的使用效果。
为了解决上述问题，发展出了变频恒压供水控制系统。
变频恒压供水控制系统能够根据实际需求，动态调整水泵的运行频率，从而保持系统的稳定运行以及恒定水压，提高供水的质量。
二、设计内容1.系统框架变频恒压供水控制系统由变频器、压力传感器、运行电机以及控制器等组成。
2.系统原理系统的原理是在每个时刻根据实际的水压信号，通过变频器改变电机的转速，从而使得水泵输出的水量与用水量保持一致，从而保证系统的稳定运行和恒定水压。
3.系统功能a. 变频器：通过变频器对电机的转速进行控制，使得水泵的输出水量可以随着用水量的变化而变化。
b. 压力传感器：用于监测系统的压力情况，将压力信号传递给控制器。
c. 运行电机：电机作为泵的动力源，根据变频器的控制进行转速调整。
d. 控制器：用于控制系统的运行，通过监测压力信号来更新电机的转速，在水压达到预设值的情况下实现自动调节。
4.系统特点b.省能节水：在用水量较小的情况下，系统能够将水泵的转速降低，从而节约能源和水资源。
c.运行噪音小：水泵的输出水量能够匹配用水量，从而减小了泵的工作负荷，使得系统的运行噪音较小。
三、设计流程1.需要对实际使用情况进行分析，确定系统的工作压力需求和三相电源信息。
2.确定所要安装的变频器的功率范围，并选择合适的变频器型号。
3.根据实际的使用需求，选择合适的压力传感器。
4.选购合适的电机，并确定合适的运行速度范围。
5.通过软件对控制器进行编程，实现系统的自动调节和监测功能。
6.进行系统的安装调试，并进行相关的测试和数据采集。
7.在正式运行时，需要对系统进行定期维护，保证系统的正常运行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课程设计
课题名称变频恒压供水控制系统设计学院(部)
专业
班级
学生姓名
学号
指导教师(签字)
一、设计概述
变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。
本课程设计为实现恒压供水功能而按照设计任务书要求完成设计任务。
最终实现控制系统的自动稳定运行。
根据设计要求本系统采用西门子PLC300控制系统对变频器进行调速控制和系统输入输出信号的采集以及系统报警功能的实现。
本系统内的电机调速由变频器来实现，通过PLC控制变频器和现场压力仪表检测的反馈信号来实现对电机的自动恒压控制功能。
二、设计任务
例如一楼宇供水系统，正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。
采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。
当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。
本恒压供水系统，要求以1.0Mpa的恒定压力对用户进行供水。
水泵有2台，由一台变频器驱动。
PLC按照压力变送器（PIT）的信号，调节变频器的输出，使水泵的转速变化，从而保证供水压力的恒定。
两台水泵互为备份，可任意选择一台水泵处于变频模式或工频模式。
控制系统原理如图1所示：
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：35KW，三相异步电动机
恒压设定点：1.0Mpa
压力变送器：0-1.6Mpa，两线制，4-20mA电流输出
变频器：VVVF变频器
（1）水泵
根据设计要求水泵正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。
参考相关资料选择型号为IS50-32-125(扬程50m，流量50 m3/小时)的水泵即可满足要求。
(2)远传压力表
由于远传压力表具有价格低、有数据读取表盘等优点，结合具体
实际设计，故在此处选择其作为反馈信号。
四、系统控制要求
1、设两台水泵。
一台工作，一台备用。
正常工作时，始终有一台水泵供水。
当工作泵出现故障时，备用泵自投。
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。
4、具有自动，手动工作方式，各种保护、报警装置。
5、用PLC为主要器件完成控制系统的设计。
五、控制系统实现
1、系统工作原理
工作方式选择：分别闭合总电源开关QF1，控制电路电源开关QF2（此时控制电路电源指示灯HL9亮），变频器电源开关QF3 ，将自动档位开关SA2旋到自动档位，此时触点0001接通，进而使内部辅助触电1001导通，选择工作方式为自动方式。
水泵控制流程图如图2所示：
图2水泵控制流程图
备用泵选择：如选择1号泵为备用泵，则将其备用选择开关SA1旋到1号泵备用档位，此时触电0000被接通，内部辅助触电1002导
通，选择1号泵为备用泵。
如选择2号泵为备用泵，则将其备用选择开关SA1旋到2号泵备用档位，此时常闭触电0000被接通，内部辅助触电1003导通，选择2号泵为备用泵。
自动状态启动：按下启动按钮SB1，PLC内部触电002被接通，此时如果选择1号泵为备用泵则0502触电被接通，2号泵正常工作，1号泵为备用泵。
此时如果选择2号泵为备用泵则0500触电被接通，1号泵正常工作，2号泵为备用泵。
自动状态停止：按下自动停止按钮SB2则PLC内部触点0003被接通，此时可断开0502和0500输出继电器，可使整个系统停止运行。
同时，
手动启动1号泵：分别闭合总电源开关QF1，控制电路电源开关QF2（此时控制电路电源指示灯HL9亮），变频器电源开关QF3 ，将自动档位开关SA2旋到手动档位，此时触电0001被接通，同时常闭触电0001断开，即切除自动状态的功能。
按下SB3启动1号泵工作，触电0004被接通，输出继电器0501动作，启动1号泵工频工作。
手动停止1号泵：按下SB4，触电0005闭合，切断输出继电器0501，1号泵停止工作。
同时常闭触电0501断开，2号泵无法启动。
手动启动2号泵：按下SB5启动2号泵工作，触电0006被接通，输出继电器0503动作，启动1号泵工频工作。
手动停止2号泵：按下SB6，触电0007闭合，切断输出继电器0503，2号泵停止工作。
同时常闭触电0503断开，1号泵无法启动。
故障排除：1号泵热继电器出现故障时，输入端子FR1动作，
接通触点0009，使输出继电器0506接通，点亮HL8。
2号泵热继电器出现故障时，输入端子FR2动作，接通触点0010，使输出继电器0505接通，点亮HL7。
当变频器出现故障时，输入端子BP动作，接通触点0008，使输出继电器0507接通，点亮HL6。
2、信号检测
在系统控制过程中，需要检测的信号包括水压信号、报警信号:（1）水压信号:它反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。
此信号是模拟信号，读入变频器时，需进行转换。
(2)报警信号:它反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有异常，该信号为开关量信号。
3、PID自动调节原理框图如图3所示
图3 PID自动调节原理框图
为了使输出压力恒定，过压力检测仪表做为检测元件实现压力检测，根据检测仪表的反馈信号由PLC处理并调节变频器输出从而控制电机，使输出压力恒定在1.0Mpa的恒定值下。
4、PID控制器参数选择
根据设计要求结合PID的经验数据，可得其数据：采样周期T=3
秒，比例系数KP=140,积分时间Ti=24秒。
因为供水系统没有较大的惯性环节所以不需要设置微分参数。
5、变频器参数设定
6、部分器件选择
7、PLC外部接线图的设计
PLC根据表1的I/O分配关系和C20P的端子排列位置进行相应的接线，PLC系统外部接线图在中，图中各接触器采用220V电源，信号指示及报警指示灯与接触器共用220V电源。
（PLC外部接线图的设计
如附图1所示）
I/O分配表表1
8、梯形图指令
9、PLC编程梯形图10、主电路的设计
主电路线路如附1所示，图中的M1、M2、为带动水泵的电动机，由于电动机的功率较小，所以三台电动机都采用直接启动方式，各台电动机分别使用两个接触器控制，KM1和KM3分别控制电动机M1和M2的变频运行。
KM2和KM4分别控制点动机的工频运行。
各电动机分别由FR1、FR2、提供过载保护。
（主电路的设计如附图1所示）六、操作使用说明书
自动启动：分别闭合总电源开关QF1，控制电路电源开关QF2（此时控制电路电源指示灯HL9亮），变频器电源开关QF3 ，将自动档位开关SA2旋到自动档位，如选择1号泵为备用泵，则将其备用选择开关SA1旋到1号泵备用档位。
如选择2号泵为备用泵，则将其备用选择开关SA1旋到2号泵备用档位。
自动启动：按下启动按钮SB1，则系统可自动工作。
自动停止：按下自动停止按钮SB2则可使整个系统停止运行，变频器自动关闭。
如长时间不用最好切断电源QF1、QF2、QF3。
手动启动1号泵：分别闭合总电源开关QF1，1号泵电源开关QF4，控制电路电源开关QF2（此时控制电路电源指示灯HL9亮），
将自动档位开关SA2旋到手动档位。
按下SB3启动1号泵工作，按下SB5启动2号泵工作。
手动停车：按下SB4停止1号泵工作，断开电源开关QF4。
按下SB6停止2号泵工作，断开电源开关QF5。
故障排除:根据指示灯可判断其故障具体位置。
当HL8点亮时，说明一号泵热继电器出现故障。
当HL7点亮时，说明二号泵热继电器出现故障。
当HL6点亮时，说明变频器出现故障。
七、设计体会
交流电机变频调速及其应用我们电气工程及其自动化专业学生必修的一门课程，也是比较重要的专业基础课之一，更是我们将来工作的基础，因此我们没有理由不把它学好。
平时在课堂上不乏有些厌倦老师一个人在那里讲个不停，直到这次课程的设计才感觉到交流电机变频调速及其应用这门课程的趣味性。
然而更让我受益匪浅的是通过对各部分电路的设计，不仅让我复习了以前学过的旧的知识，更让我对某部分电路有了更深一步的理解，因为没有透彻的理解是设计不出来的。
对于总的电路图的拼接也是对我平时学习的分散的知识和章节的一个综合考验，对知识的统一性和连贯性的一个升华。
现在我只是简单的设计出了自己的电路，至于设计的怎么样，我想只能是将就，因为还没有投入使用，还没有调试，更没有运行。
所以我想其中应该是问题百出，有些可能是自己的粗心大意，有些则可能是自己对电力的常规性设计还缺乏种种经验，总之，还请老师能够进一步细心的教导并支出不足之处，学生非常愿意聆听。
并愿老师能在今后的学习中及时纠正学生的错误之处，学生毕竟还是喜欢这门课程的。
八、主要参考资料
1、《交流调速系统》周绍英储方杰机工
2、《建筑电气控制技术》王剑建工
3、《过程控制》金以慧清华
4、富士变频器使用手册
5、电气图用图形符号（国际）
6、《给水排水工程仪表与控制》崔福义建工
7、《水暖空调电气控制技术》孙光伟建工
8、有关杂志、报纸、资料。