变频恒压供水系统设计

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变频恒压供水系统设计(论文)

变频恒压供水系统设计(论文)
通过整流桥将工频交流电压变为直流电压,再由逆变桥变换为频率可调的交流,作为交流异步电动机的驱动电源,使电动机获得无级调速所需的电压、电流和频率。
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。

变频恒压供水控制系统设计

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。

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

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。

基于PLC变频恒压供水控制系统设计

基于PLC变频恒压供水控制系统设计

基于PLC变频恒压供水控制系统设计PLC变频恒压供水控制系统的设计供水系统是一种常见的工业和建筑领域常用的系统。

PLC变频恒压供水控制系统是一种可以控制和调节水泵的电气控制系统,以实现恒压供水的目的。

下面将介绍一个基于PLC变频恒压供水控制系统的设计。

设计目标:1.实现恒定的供水压力,不受进水压力和水流量的波动影响。

2.实现多台水泵的协调运行,实现水泵的均衡负荷运行,延长水泵寿命。

3.实现故障自动检测和报警,提高供水系统的可靠性。

系统组成:1.传感器:使用压力传感器和流量传感器来感知进水压力和供水流量。

2.PLC:使用可编程逻辑控制器(PLC)来实现逻辑控制和运算。

3.变频器:使用变频器来控制水泵的转速,从而实现恒扬程供水控制。

4.水泵:使用多台水泵来实现供水。

系统工作原理:1.系统启动:当水泵系统运行时,PLC会控制最初的启动过程,按照设定的启动顺序依次启动水泵,避免同时启动造成的电网冲击。

2.进水压力检测:系统通过压力传感器检测进水压力,当进水压力小于设定的最小进水压力时,PLC会自动启动水泵,以提供足够的进水压力。

3.恒压供水控制:PLC通过控制变频器,改变水泵的转速来实现供水流量和压力的稳定。

当供水压力低于设定的最小供水压力时,PLC会增加水泵的转速以提供足够的供水压力;当供水压力高于设定的最大供水压力时,PLC会降低水泵的转速以避免过高的压力。

4.水泵协调运行:通过PLC控制,多台水泵可以根据供水流量需求实现均衡负载运行,避免其中一台水泵长时间运行。

系统优势:1.系统能够自动检测供水压力,保持恒定的供水压力,避免由于进水压力和水流量的波动而导致的供水压力变化。

2.系统能够实现多台水泵的协调运行,避免单一水泵长时间运行而导致的设备损坏。

3.系统具有快速故障检测和报警功能,及时发现水泵等设备的故障,减少停机时间。

总结:基于PLC变频恒压供水控制系统的设计可以实现恒定的供水压力,提高供水系统的稳定性和可靠性。

变频恒压供水系统毕业设计

变频恒压供水系统毕业设计

毕业设计摘要随着中国经济的快速发展,城市化步伐加快。

现在很多人已经住进小区,所以小区必须提供给人们很好的供水质量,但也不能浪费有限的水资源。

每个小区都建有自己的供水系统。

小区供水系统的稳定性,可靠性,经济性直接影响到供水质量,传统的供水方式普遍存在占地面积大、可靠性差、难以维护等缺点,所以现在基本已经被淘汰了。

本文主要设计一套小区变频恒压供水系统,该系统由PLC,变频器,水泵机组,压力传感器,液位传感器,上位机,通信模块等设备组成。

该系统具有生活管网和消防管网。

该系统可以手动运行,也可以自动运行,同时还设计了人机界面,通过远程通信可以远程控制系统的运行。

系统针对传统供水方式的缺点有了大大的改善,不仅提高了供水质量,同时也节约了水资源,投入资金较少,维护方便。

变频恒压供水系统与传统供水系统相比,节能效果非常显著。

为了实现系统的恒压,本设计通过压力传感器检测压力,然后反馈给变频器的PID模块,这样就构成一个闭环控制系统。

再通过变频器控制电机的转速,这就是变频调速。

论文同时也讨论了消防供水的问题,在消防管网中配备了两台高功率的电机。

最后,还通过组态软件编译了人机界面,使系统更加完善。

同时通过通信模块与上位机相连接,构成一个远程监控系统,通过上位机就可以实现远程监控系统的运行情况,还可以改变系统的运行参数。

对于保护环节,系统设计了水位报警,变频器故障报警,软启动器保护等。

关键词:变频器;PLC;恒压供水;变频调速;监控系统ABSTRACTAlong with the rapid development of Chinese economy, the urbanization step is quickly. Now many people have moved to communities, so the Community has to provide good water supply quality to people, but can not waste water resources. Community built their own water systems. Community water supply system must supplies water the stability, credibility of system, the economy directly influences to supply water quality .The traditional means of water supply cover big area, and low efficiency,hard maintenance etc. So it’s already been eliminated now.This text mainly designs a cell constant pressure water supply system, which by the PLC, transducer, water pump, pressure sensors, liquid level sensors, host computer, communication modules and other equipment composition. The system has to live tube net and fire net. The system can control by hand, it also can control automatically. It still designed a man-machine interface at the same time.Passing the long range correspondence can with the movement that the long range control the system. The system has solved the problem existing in the traditional way of water supply, such as economize water resources, it are little to throw in funds, maintenance convenience.The system compare with the traditional way of water supply, it has energy conservation effect extraordinary prominence. For carrying out system of constant pressure, this design spreads the feeling machine examination pressure through a pressure, Then the feedback give the PID mold piece of inverter. Therefore this made one cyclic control system. And then variable-frequency controls the electric machine, so this is a variable velocity variable frequency. The problem that the thesis also discussed that the fire fight supplies water at the same time took care of to provide with the electrical engineering of two set high powers in the net in the fire fight.Finally, it also edited and translated a man-machine interface through a set of software. The system is more perfect. At the same time we Build up a conjunction between the PLC and the computer. For the protection link, the system designed water level to report to the police, the inverter breakdown reports to the police, the soft starter protects etc.Key words:V ariable-frequency; PLC; Constant pressure water-supply; V ariable V elocity variable frequency; monitor and control-system目录摘要 (2)第一章绪论 (6)1.1变频恒压供水产生的背景和意义 (6)1.2变频恒压供水系统的国内研究现状 (6)1.2.1各类供水系统的比较 (6)1.2.2国内恒压供水系统研究状况 (7)1.3几种供水系统的比较 (7)1.4本课题的主要研究内容 (8)第二章变频恒压供水系统的理论以及方案确定 (10)2.1 供水系统的基本模型和主要参数 (10)2.2供水系统的特性曲线和工作点 (11)2.3供水系统中恒压实现方式 (13)2.4异步电动机调速方法 (14)2.5 变频调速恒压供水系统能耗分析 (15)2.6供水系统安全性讨论 (16)2.7变频恒压控制的理论模型 (18)2.8变频恒压供水系统的近似数学模型 (18)2.9变频恒压供水系统中加减水泵的条件分析 (19)第三章变频恒压供水系统的硬件设计 (21)3.1 变频恒压供水系统总体控制方案的确定 (21)3.2变频恒压供水系统总体结构图 (23)3.3变频恒压供水系统主要器件的选型以及参数整定 (25)3.3.1系统配置设备的参数计算 (25)3.3.2变频器的选型 (25)3.3.3 PLC及其扩展模块的选型 (30)3.3.4水泵机组的选型 (32)3.3.4压力传感器的选型 (33)3.3.5软启动器或自耦变压器 (33)3.4系统电路设计 (34)3.4.1系统管网设计 (34)3.4.2压力传感器的接线图 (34)3.4.3变频器和PLC控制电路设计 (35)3.4.4系统控制电路的设计 (38)3.5系统的I/O地址分配 (38)第四章变频恒压供水系统的软件设计 (40)4.1变频恒压供水系统的工作原理 (40)4.2系统的主程序流程图 (41)4.3 PID调节器控制以及参数整定 (43)4.3.1 PID调节器控制 (43)4.3.2变频器PID参数调整流程图 (45)4.3.3变频器PID参数设置及参数调整 (46)第五章系统远程监控系统的设计 (48)5.1 监控系统硬件构成 (48)5.2 三菱FX系列PLC通信协议 (50)5.3 PLC通信程序设计 (51)5.4计算机通信程序设计 (52)5.5上位机监控软件设计 (53)第六章总结 (55)参考文献 (56)附录1:梯形图 (57)第一章绪论1.1变频恒压供水产生的背景和意义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。

变频恒压供水系统设计

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。

《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》范文

《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》范文

《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》篇一一、引言随着现代工业和城市化的快速发展,供水系统的稳定性和效率成为了关键性的问题。

恒压供水系统作为解决这一问题的有效手段,已经得到了广泛的应用。

其中,基于PLC(可编程逻辑控制器)的恒压变频供水系统以其高效、稳定、智能的特点,在供水领域得到了极大的关注。

本文将详细介绍基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现。

二、系统设计1. 系统架构设计本系统主要由三部分组成:PLC控制器、变频器和供水泵站。

其中,PLC控制器负责接收压力传感器传来的信号,通过运算处理后,控制变频器调节供水泵的转速,从而达到恒压供水的目的。

2. PLC控制器设计PLC控制器是本系统的核心部分,它需要接收压力传感器的实时数据,对数据进行处理和计算,然后发出控制指令。

此外,还需要具有与其他设备通信的能力。

在设计过程中,应充分考虑PLC的稳定性、可扩展性、抗干扰能力等因素。

3. 变频器与供水泵站设计变频器是连接PLC控制器和供水泵站的桥梁,它接收PLC 的控制指令,调节供水泵的转速。

供水泵站则负责实际的供水任务。

在设计过程中,应考虑泵站的布局、管道的设计、泵的选型等因素,以确保整个系统的稳定性和效率。

三、系统实现1. 硬件实现硬件部分主要包括PLC控制器、变频器、压力传感器、供水泵站等设备的选型和安装。

在选型过程中,应充分考虑设备的性能、价格、维护等因素。

安装过程中,应遵循相关的安全规范,确保系统的稳定性和安全性。

2. 软件实现软件部分主要包括PLC程序的编写和调试。

在编写过程中,应充分考虑系统的控制逻辑、数据处理、通信协议等因素。

在调试过程中,应对系统进行反复测试和优化,确保系统的稳定性和准确性。

四、系统测试与运行1. 系统测试在系统安装完成后,应进行系统测试。

测试过程中,应检查各部分的连接是否正常,系统运行是否稳定,数据是否准确等。

如果发现问题,应及时进行排查和修复。

2. 系统运行经过测试后,系统可以正式投入运行。

变频恒压供水控制系统设计

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

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。

基于PLC的变频恒压供水系统的设计

基于PLC的变频恒压供水系统的设计

基于PLC的变频恒压供水系统的设计一、本文概述随着工业技术的不断发展和城市化进程的加速,供水系统的稳定性和效率成为现代社会不可或缺的一部分。

传统的供水系统往往存在压力不稳定、能耗高等问题,难以满足现代社会的需求。

因此,基于PLC (可编程逻辑控制器)的变频恒压供水系统应运而生,成为解决这些问题的有效手段。

本文旨在探讨基于PLC的变频恒压供水系统的设计原理、系统构成、控制策略以及实际应用,以期为提高供水系统的稳定性和效率提供理论和技术支持。

本文将介绍基于PLC的变频恒压供水系统的基本设计原理,包括PLC 的工作原理、变频器的控制原理以及恒压供水的实现原理。

文章将详细阐述该系统的构成部分,包括硬件组成和软件设计,以便读者能够全面了解系统的整体架构。

在此基础上,本文将深入探讨系统的控制策略,包括PLC的编程实现、变频器的调速控制以及恒压供水的控制算法等,以展示系统如何实现精准的压力控制和节能运行。

本文还将通过实际案例分析,展示基于PLC的变频恒压供水系统在实际应用中的表现,包括系统的稳定性、节能效果以及运行效率等方面的评估。

文章将总结该系统的设计经验和教训,并提出改进和优化的建议,以期为推动供水系统的技术进步和可持续发展做出贡献。

本文旨在全面介绍基于PLC的变频恒压供水系统的设计原理、系统构成、控制策略以及实际应用,以期为供水系统的稳定性和效率提升提供理论和技术支持。

二、PLC与变频技术基础PLC,即可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),是一种专为工业环境设计的数字运算操作电子系统。

它采用可编程的存储器,用于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,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。

随着微电子技术的发展,PLC的性能得到了不断提升,其应用领域也越来越广泛。

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》范文

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》范文

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》篇一一、引言随着工业自动化水平的不断提高,PLC(可编程逻辑控制器)在供水系统中的应用越来越广泛。

恒压变频供水系统作为一种高效、节能的供水方式,其设计及实现成为现代供水工程的重要课题。

本文将详细介绍PLC在恒压变频供水系统设计中的应用,包括系统构成、工作原理、设计方法及实施效果等方面。

二、系统构成恒压变频供水系统主要由水源、水泵、压力传感器、PLC控制器、变频器等部分组成。

其中,水源提供系统所需的水资源,水泵负责将水输送到指定地点,压力传感器实时监测水管中的水压,PLC控制器则负责整个系统的控制与调节,变频器则用于调节水泵电机的转速,实现恒压供水。

三、工作原理恒压变频供水系统的工作原理是通过PLC控制器实时采集压力传感器的数据,根据设定的压力值与实际压力值的差异,通过变频器调节水泵电机的转速,从而保持水管中的水压恒定。

当实际水压低于设定值时,PLC控制器会增加水泵电机的转速,提高水压;反之,则会降低水泵电机的转速,降低水压。

此外,系统还具有过载、过流、过压等保护功能,确保系统的安全稳定运行。

四、设计方法1. 确定系统参数:根据实际需求,确定供水系统的流量、扬程、工作压力等参数。

2. 选择设备:根据系统参数,选择合适的水泵、压力传感器、PLC控制器及变频器等设备。

3. 设计电路:设计PLC控制电路及变频器驱动电路,确保电路的稳定性和可靠性。

4. 编程控制:使用编程软件对PLC进行编程,实现恒压控制、故障诊断及保护等功能。

5. 安装调试:将设备安装到现场,进行系统调试,确保系统正常运行。

五、实施效果PLC实现恒压变频供水系统的设计具有以下优点:1. 节能:通过实时调节水泵电机的转速,实现恒压供水,避免了能源的浪费。

2. 稳定:系统具有较高的稳定性,能够根据实际需求自动调节水压,保证供水的稳定性和连续性。

3. 智能:通过PLC控制器实现智能化控制,具有故障诊断及保护等功能,提高了系统的安全性。

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》范文

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》范文

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》篇一一、引言随着工业自动化和智能化水平的不断提高,PLC(可编程逻辑控制器)在工业控制领域的应用越来越广泛。

恒压变频供水系统作为现代建筑和工业生产中的重要组成部分,其稳定性和可靠性对于保障供水系统的正常运行至关重要。

本文将详细介绍如何利用PLC实现恒压变频供水系统的设计。

二、系统设计目标本系统设计的主要目标是实现恒压供水,即通过PLC控制变频器,使水泵电机运行在最佳状态,以保持供水压力的恒定。

同时,系统应具备自动化、智能化、高效率和低能耗的特点,确保供水的稳定性和可靠性。

三、系统组成恒压变频供水系统主要由PLC控制器、变频器、水泵电机、压力传感器、水管网等部分组成。

其中,PLC控制器是系统的核心,负责接收压力传感器的信号,根据设定的压力值控制变频器,从而调节水泵电机的运行状态。

四、PLC控制策略1. 压力采集:通过压力传感器实时采集供水系统的压力信号,并将其传输给PLC控制器。

2. 压力设定:在PLC控制器中设定目标压力值,与实际采集的压力值进行比较。

3. 变频控制:根据压力差值,PLC控制器输出控制信号给变频器,调节水泵电机的运行频率,使供水压力接近目标压力值。

4. 故障诊断与保护:PLC控制器具备故障诊断与保护功能,当系统出现故障时,能及时切断电源,保护设备安全。

五、系统实现1. 硬件选型与配置:根据系统需求,选择合适的PLC控制器、变频器、水泵电机和压力传感器等设备,并进行合理的配置。

2. PLC编程:根据控制策略,编写PLC程序,实现压力的实时采集、比较、控制和故障诊断与保护等功能。

3. 系统调试:对系统进行整体调试,确保各部分设备正常运行,达到恒压供水的目标。

4. 运行维护:定期对系统进行巡检和维护,确保系统的稳定性和可靠性。

六、系统优势1. 自动化程度高:通过PLC控制,实现供水的自动化,减少人工干预,提高工作效率。

2. 节能环保:根据实际需求调节水泵电机的运行状态,降低能耗,减少对环境的影响。

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.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。

变频恒压供水系统设计

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。

《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》范文

《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》范文

《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》篇一一、引言随着现代工业和城市化进程的快速发展,供水系统的稳定性和效率问题越来越受到关注。

恒压变频供水系统作为一种先进的供水技术,通过精确控制水泵的转速和输出,实现了水压的稳定供应。

本文将详细介绍基于PLC(可编程逻辑控制器)的恒压变频供水系统的设计与实现过程。

二、系统设计1. 需求分析在系统设计阶段,首先需要对供水系统的需求进行详细分析。

包括供水范围、水压要求、水泵数量及功率等。

同时,还需考虑系统的稳定性、可维护性及节能性等因素。

2. 硬件设计硬件设计是恒压变频供水系统的基础。

主要包括PLC控制器、变频器、水泵、压力传感器等设备。

其中,PLC控制器负责整个系统的控制与协调,变频器用于调节水泵的转速,压力传感器则用于实时监测水压。

3. 软件设计软件设计是实现恒压变频供水系统的关键。

通过PLC编程,实现对水泵的转速、输出及水压的精确控制。

同时,还需设计友好的人机界面,方便操作人员对系统进行监控与操作。

三、系统实现1. PLC编程PLC编程是实现恒压变频供水系统的核心。

通过编写梯形图或指令表,实现对水泵的转速、输出及水压的精确控制。

在编程过程中,需充分考虑系统的稳定性、响应速度及节能性等因素。

2. 硬件连接与调试将PLC控制器、变频器、水泵、压力传感器等设备连接起来,进行系统调试。

确保各设备之间能够正常通信,并实现精确的控制与协调。

3. 人机界面开发开发友好的人机界面,方便操作人员对系统进行监控与操作。

人机界面应具有直观、易操作、信息丰富等特点,能够实时显示水压、水泵状态等信息。

四、系统测试与优化1. 系统测试在系统测试阶段,需要对恒压变频供水系统进行全面的测试,包括稳定性测试、响应速度测试、节能性测试等。

确保系统能够满足实际需求。

2. 参数优化根据测试结果,对系统的参数进行优化,以提高系统的性能和稳定性。

优化过程中,需充分考虑系统的实际运行情况及外界环境因素。

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》范文

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》范文

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》篇一一、引言随着城市化进程的加速,对水资源供应的稳定性和效率提出了更高的要求。

恒压变频供水系统以其稳定、节能和可靠的特点,成为了现代供水工程中不可或缺的组成部分。

本文将重点讨论如何利用可编程逻辑控制器(PLC)实现恒压变频供水系统的设计,以确保水压的稳定与水资源的合理利用。

二、系统概述恒压变频供水系统是一种通过变频器调节水泵电机转速,以实现恒定供水压力的自动化系统。

该系统主要由PLC控制器、变频器、水泵、压力传感器等部分组成。

其中,PLC作为系统的核心控制单元,负责接收压力传感器的信号,根据设定的压力值调整变频器的输出频率,从而控制水泵的转速,实现恒压供水。

三、系统设计1. 硬件设计硬件部分主要包括PLC控制器、变频器、水泵和压力传感器。

PLC控制器选用高性能的工业级控制器,具备强大的数据处理能力和抗干扰能力。

变频器选用具有高效率、低噪音等特点的变频器,以保证水压的稳定与水资源的合理利用。

水泵的选择应考虑其流量、扬程和效率等因素,以满足实际需求。

压力传感器则负责实时监测供水压力,并将信号传输给PLC控制器。

2. 软件设计软件部分主要包括PLC控制程序的设计。

控制程序应具备以下功能:实时接收压力传感器的信号,根据设定的压力值计算变频器的输出频率;根据计算结果调整变频器的输出频率,控制水泵的转速;当系统出现故障时,能及时报警并自动切换到备用设备,保证系统的稳定运行。

在编程过程中,应遵循结构化、模块化的原则,以提高程序的可靠性和可维护性。

四、系统实现1. PLC程序设计PLC程序是实现恒压变频供水系统的关键。

在程序设计过程中,应充分考虑系统的实时性、稳定性和可靠性。

首先,应设置一个合适的压力设定值,作为系统控制的依据。

然后,通过压力传感器实时监测供水压力,将压力信号转换为电信号并传输给PLC控制器。

PLC控制器根据接收到的信号与设定值进行比较,计算出差值并转换为变频器的输出频率。

变频恒压供水控制系统设计

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。

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内容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,设计了梯形图,实现了高楼供水的恒压变频控制。

关键词:恒压供水变频调速 PLC设计目录内容摘要和关键词 (1)一绪论 (1)(一)引言 (1)(二)供水系统的现况及本人的主要工作 (1)1、国内外变频恒压供水系统的现况 (1)2、本人的主要工作 (1)二变频恒压供水的理论分析 (1)(一)水泵的工作原理 (2)(二)供水电机的搭配 (2)(三)水泵的调节方式 (3)(四)恒压供水系统的能耗分析 (3)(五)水锤效应的产生与消除 (4)1、水锤现象的产生 (4)2、水锤现象的消除 (5)(六) 延长水泵寿命的其他因素 (5)三、变频恒压供水控制系统硬件的设计 (5)(一)变频恒压供水控制系统的构成方案 (6)(二)变频恒压供水系统的控制方案 (6)(三)供水设备选择原则 (7)1、设定供水压力经验数据 (7)(四)变频器的选择 (7)(五)压力传感器的选择 (8)(六)水位传感器的选择 (8)(七)其他低压电器的选择 (8)1、断路器的选择 (8)2、接触器的选择 (9)3、PLC选型的基本原则 (9)(八)I/O的分配 (10)(九)系统硬件线路设计 (10)四、变频恒压供水控制系统软件的设计 (11)(一)恒压供水系统梯形图的设计 (11)五、总结与展望 (15)参考文献 (15)致谢 (16)变频恒压供水系统设计一、绪论(一)引言随着社会经济的迅速发展,人们对供水质量和供水系统的可靠性要求不断提高。

衡量供水质量的重要标准之一是供水压力是否恒定,因为水压恒定于某些工业或特殊用户是非常重要的,如当发生火警时,若供水压力不足或无水供应,不能迅速灭火,会造成更大的经济损失或人员伤亡.但是用户用水量是经常变动的,因此用水和供水之间的不平衡的现象时有发生,并且集中反映在供水的压力上:用水多而供水少,则供水压力低;用水少而供水多,则供水压力大。

保持管网的水压恒定供水,可使供水和用水之间保持平衡,不但提高了供水的产量和质量,也确保了供水生产以及电机运行的安全可靠性。

变频调速技术以其显著的节能效果和稳定可靠的控制方式,利用变频技术与自动控制技术相结合,在中小型供水企业实现恒压供水,不仅能达到比较明显的节能效果,提高供水企业的效率,更能有效保证从水系统的安全可靠运行.(二)供水系统现况及本人的主要工作1、国内外变频恒压供水系统现况变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。

目前国外的恒压供水系统变频器成熟可靠,恒压控制技术先进。

国外变频供水系统在设计时主要采用一台变频器只带一台水泵机组的方式。

这种方式运行安全可靠,变压方式更灵活。

此方式的缺点必是电机数量和变频的数量一样多,投资成本高。

2、本人的主要工作本课题主要通过研究PLC来控制变频器实现恒压供水,进行了控制系统的主电路设计、控制电路设计,系统的控制设备选用S7-200系列的PLC(CPU222),变频器选用西门子泵类专用的变频器MM430。

进行了控制程序(梯形图)的设计。

在控制过程中,电控系统由S7-200完成,PID控制由变频器完成。

最后,对变频恒压供水系统进行调试,对该系统在供水中所取得的节约电耗、恒定压力、保护管网等进行了总结,指出变频技术在供水领域所取得的成果及局限性。

二、变频恒压供水的理论分析(一)水泵的工作原理供水所用水泵主要是离心泵,普通离心泵如图1所示,叶轮安装在泵2内,并紧固在泵轴3上,泵轴由电机直接带动,泵壳中央有一液体吸入口4与吸入管5连接,液体经底阀6和吸入管进入泵内,泵壳上的液体排出口8与排出管9连接。

在泵启动前,泵壳内灌满被输送的液体:启动后,叶轮由轴带动高速转动,叶片间的液体也必须随着转动。

在离心力的作用下,液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量,以高速离开叶轮外缘进入泵壳。

在蜗壳中,液体由于流道的逐渐扩大而减速,又将部分动能转变为静压能,最后以较高的压力流入排出管道,送至需要场所。

液体由叶轮中心流向外缘时,在叶轮中心形成了一定的真空,由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力,液体便被连续压入叶轮中。

可见,只要叶轮不断地转动,液体便会不断地被吸入和排出。

图1 离心泵结构示意图(二)供水电机的搭配供水电机驱动离心泵运行,和离心泵共同组成了供水系统的整体,电机的配置主要以水泵供水负载来决定。

电动机的功率应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使电动机在额定负载下运行。

选择时应注意以下两点:(1) 如果电动机功率选得过小,就会出现“小马拉大车”现象,造成电动机长期过载,使其绝缘因发热而损坏,甚至电动机被烧毁。

(2) 如果电动机功率选得过大,就会出现“大马拉小车”现象,其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高,不但对用户和电网不利,而且还会造成电能浪费。

因此,要正确选择电动机的功率, 对恒定负载连续工作方式,如果知道负载的功率(生产机械轴上的功率)1p (kW ),可按式(2.1)计算所需电动机的功率P (kW):()112/p p ηη= (2.1)式中,1η为生产机械的效率,2η为电动机的效率,即传动效率。

按上式求出的功率,不一定与产品功率相同。

因此,所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。

(三)水泵的调节方式水泵的调速运行,是指水泵在运行中根据运行环境的需要,人为的改变运行工作状况点(简称工况点)的位置,使流量、扬程、轴功率等运行参数适应新的工作状况的需要。

水泵的调节方式与节能的关系非常密切,过去普遍采用改变阀门或挡板开度的节流调节方式,即改变装置管网的特性曲线进行调节。

大量的统计调查表明,一些在运行中需要进行调节的水泵,其能量浪费的主要原因,往往是由于采用不合适的调节方式。

因此,研究并设计它们的调节方式,是节能最有效的途径和关键所在。

水泵的调节方式可分为恒速调节与变速调节。

详细划分如下:水泵的调节方式调压调速异步电机转子串电阻调速异步电机的变极调速异步电机的串极调速变频调速液力耦合器的变速调节油膜转差离合器的变速调节改变传动装置改变原动机的转速节流调节混流式,轴流式泵的动叶调节改变泵的运行台数调节恒速调节变速调节(四) 恒压供水系统的能耗分析在供水系统中,最根本的控制对象是流量。

因此,要讨论节能问题,必须从考察调节流量的方法入手。

常见的方法有阀门控制法和转速控制法两种。

供水系统中对水压流量的控制,传统上采用阀门调节实现。

由于水泵的轴功率与转速的立方成正比,因此水泵用变频器来调节转速能实现压力或流量的自动控制,同时可获得大量节能。

闭环恒压供水系统正越来越多地取代高位水箱、水塔等设施及阀门调节。

对供水系统进行的控制,归根结底是为了满足用户对流量的要求。

所以,流量是供水系统的基本控制对象。

而流量的大小又取决于扬程,但是扬程难以进行具体测量和控制。

考虑到动态情况下,管道中水压的大小与供水能力(由流量Q G 表示)和用水要求(由流水量Q U 表示)之间的平衡情况有关。

如:供水能力Q G >用水需求Q U ,则压力上升(P ↑); 如:供水能力Q G <用水需求Q U ,则压力上升(P ↓); 如:供水能力Q G =用水需求Q U ,则压力上升(P 不变)。

可见,供水能力与用水需求之间的矛盾具体地反映在流体压力的变化上。

从而,压力就成为了用来作为控制流量大小的参变量。

就是说,保持供水系统中某处的压力的恒定,也就保证了使该处的供水能力和用水流量处于平衡状态,恰到好处地满足了用户所需的用水流量,这就是恒压供水所要达到的目的。

(五)水锤效应的产生和消除 1、水锤效应的产生异步电动机在全电压启动时,从静止状态加速到额定转速所需要的时间只有在0.25S 。

这意味着在0.25S 的时间里,水的流量从零增到额定流量。

由于水具有动量和不可压缩性,因此,在极短时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击,并产生空化现象。

压力冲击将使管壁受力而产生噪声,犹如锤子敲击管子一样,故称为水锤效应。

水锤效应具有极大的破坏性,压强过高,将引起管道的破裂,反之,压强过低又会导致管道的瘪塌。

此外,水锤效应也可能破坏阀门和固定件。

在直接停机时,供水系统的水头将克服电动机的惯性而使系统急剧地停止。

这也同样会引起压力冲击和水锤效应。

产生水锤效应的根本原因,是在启动和制动过程中的动态转矩太大.在启动过程中,异步电动机和水泵的机械特性如图2a 所示,图中曲线1是异步电动机的机械特性,曲线2是水泵的机械特性,阴影部分是动态转矩T J (即两者之差)。

nnN N (a )全压启动 (b )变频启动图2 水泵的全压启动与变频启动在拖动系统中,决定加速过程的是动态转矩JTJ M LT T T =-由图2.a 可知,水泵在直接启动过程中,拖动系统动态转矩写的大小如阴影部分所示,是很大的。

所以,加速过程很快。

2、水锤效应的消除采用了变频调速后,可以通过对升速时间的预置来延长启动过程,使动态转矩大为减小,如图2.b 命所示。

图中,曲线簇1是异步电动机在不同频率下的机械特性,曲线2是水泵的机械特性,中间的锯齿状线是升速过程中的动态转矩(即不同频率时电动机机械特性与水泵机械特性之差)。

在停机过程中,同样可以通过对降速时间的预置来延长从而延长停机过程,使动态转矩大为减小,彻底消除了水锤效应。

(六)延长水泵寿命的其他因素水锤效应的消除,无疑可大大延长水泵及管道系统的寿命。

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