楼宇自动化恒压供水控制系统毕业设计

楼宇自动化恒压供水控制系统

毕业设计

目录

摘要 (4)

一、恒压供水系统概述 (5)

1.1恒压供水的控制目的 (5)

1.2系统介绍 (6)

二、楼宇自动化恒压供水控制系统方案 (8)

2.1恒压供水系统的基本构成 (8)

2.2控制分析 (11)

2.3控制系统保证 (12)

2.4系统功能 (13)

2.5其他 (14)

三、变频调速恒压供水系统设计标准 (14)

四、设计实例 (18)

4.1:控制对象: (18)

4.2:设备选用: (18)

4.3 控制原理: (20)

4.4、电气元件表 (21)

4.5:系统线路： (22)

4.6、变频控制柜技术参数及性能特点： (26)

4.7 变频器的主要调试参数： (27)

4.8．优势和效益 (29)

五结束语 (32)

六、毕业设计心得 (33)

参考文献 (34)

摘要

随着我国改革开放的不断深入,我国的经济、文化、教育等各方

面都在日新月异地向前发展。科学技术更是突飞猛进。在高压供水技术上，从80年代以来，我国变频调速恒压供水设备开发成功后，经过多年的应用，技术上已经成熟，目前在消防用水、生活用水、工业用水、园林景观用水等，以及各行生产企业运用相当广泛！

70、80年代建设的水塔-水泵联合供水或气压罐供水方式，在节能、环保和维护方面存在一些比较突出的问题，尤其是生活用水二次污染的控制难度很大。进入90年代电力电子器件向着大容量、高频率、响应快、低损耗的方向发展。作为应用现代电力电子器件与微计算机技术有机结合的交流变频调速装置，随着产品的开发创新和推广应用，使得交流异步电动机调速领域发生一场巨大的技术革命。目前自动恒压供水系统应用的电动机调速装置均采用交流变频技术，而系统的控制装置采用PLC

控制器，因PLC不仅可实现泵组、阀门的逻辑控制，并可完成系统的数字PID调节功能，可对系统中的各种运行参数、控制点的实时监控，并完成系统运行工况的CRT画面显示、故障报警及打印报表等功能。自动恒压供水系统具有标准的通讯接口，可与城市供水系统的上位机联网，实现城区供水系统的优化控制，为城市供水系统提供了现代化的调度、管理、监控及经济

运行的手段。改造原有供水设备，充分发挥其社会效益的同时，最大限度的提高供水设备的经济效益。不但管理单位或部门比较重视，作为现代化企业更应该为此努力！

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程序控制器

楼宇自动化恒压供水控制系统

一、恒压供水系统概述

变频恒压供水设备是一套智能调节水泵水流量的自动给水系统，可实现无级调速，根据用水负荷的不同，来改变电动机的转速，能把设计上的富余和用量上的峰谷差异全部不剩的节约下来，可以取代阀门、挡板，不仅可以满足生产过程的需要，改进技术条件，改善技术性能，提高产品质量和工作效率，减少或去掉机械变速装置，明显地节约能源，该系统能够完全取代传统的水塔、高位水箱，节省占地面积，节省原材料，减少系统投资；不仅降低了建筑成本，且消除了水质的二次污染，便于实施技术改造和扩建的一种提高供水品质的理想产品。

1.1恒压供水的控制目的

对供水系统的控制归根结底是为了满足用户对流量的需求。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，但扬程难以进行具体测量和控制。考虑到在动态情况下管道中水压的大小（用压力p表示）与供水能力（用流量Qg表示）和用水需求（用水量Qu表示）之间的平衡有关。

当供水能力Qg大于用水需求Qu，则压力上升（p↑）；

当供水能力Qg小于用水需求Qu，则压力上升（p↓）；

当供水能力Qg等于用水需求Qu，则压力不变为P（p为常数）；

可见供水能力与用水之间的矛盾具体反映在流体压力的变化上。因此，压力就成为流量大小的参变量。就是说保持供水系统中某处压力的恒定，也就保证了该处的供水能力和用水流量处于平衡，恰到好处的满足了用户所需要的用水流量，这就是恒压供水所需要达到的目的。

1.2系统介绍

1.2.1恒压供水控制系统的实现

采用变频器与可编程控制器(PLC)构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设

定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入变频器运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。恒压供水就是利用变频器的PID或PI功能实现的工业过程的闭环控制。即将压力控制点测的压力信号(4－20ｍＡ)直接输入到变频器中，由变频器将其与用户设定的压力值进行比较，并通过变频器置PID运算将结果转换为频率调节信号调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速。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。

1.2.2变频节能理论

交流电机变频调速原理：

交流电机转速特性：n=60f(1-s)/p，其中n 为电机转速，f 为交流电频率，s 为转差率，p为极对数。

电机选定之后s 、p则为定值，电机转速n和交流电频率f 成正比，使用变频器来改变交流电频率，即可实现对电机变频无级调速。

在各类工业需要恒压控制的用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等中。

流量与转速成正比：Ｑ∝Ｎ

转矩与转速的平方成正比：Ｔ∝Ｎ２

功率与转速的三次方成正比：Ｐ∝Ｎ３

而且变频调速自身的能量损耗极低，在各种转速下变频器输入功率几乎等于电机轴功率，由此可知在使用变频调速技术供水时，系统中流量变化与功率的关系：Ｐ变＝Ｎ３Ｐ额＝Ｑ３Ｐ额采用出口阀控制流量的方式，电机在工频运行时，系统中流量变化与功率的关系：Ｐ阀＝（０.４+０.６Ｑ）Ｐ额其中，Ｐ为功率Ｎ为转速Ｑ为流量

例如设定当前流量为水泵额定流量的６０％，则采用变频调速时Ｐ变＝Ｑ３Ｐ额＝０.２１６Ｐ额，而采用阀门控制时Ｐ阀＝（０.４+０.６Ｑ）Ｐ额＝０.７６Ｐ额，节电＝（Ｐ阀 -Ｐ变）／Ｐ阀 *１００％＝７１.６％。