_变频变流量系统的节能分析与控制

变频变流量系统的节能分析与控制

吴德胜? 杨昌智

（湖南大学土木工程学院，410082）

【摘要】本文论述了空调冷冻水系统的变频节能原理，从管路和水泵两方面分析得出实际工程中变频系统

不节能的原因在于采用定压差控制，通过一个简化的空调冷冻水系统，对比计算了在定压差控制和变压差控制下变频水泵的节能效果，得出变压差控制可以最大实现变频的节能效果。

【关键词】变频；节能；定压差；变压差；最小压差控制

Energy Saving Analysis and Control of Frequency Conversion Variable Water Flow System

Wu Desheng Yang Changzhi

（School of Civil Engineering Hunan University 410082）

【Abstract 】 Discusses the energy saving principle of frequency conversion chilled water system, analyzes from both the pipe lines and pumps to find that the energy saving failure reason in actual engineering is the constant pressure difference control method. Through a simplified chilled water system, compares the pump energy saving under constant pressure difference control method and variable pressure difference control method. It could be concluded that under variable pressure difference control method, the frequency conversion system can reach the maximum energy saving efficiency.

【Key words 】 Frequency conversion ；energy saving ；constant pressure difference ；variable pressure difference control method ； minimum pressure difference control

吴德胜，男，1982年4月出生，在读硕士研究生，湖南大学土木工程学院

1 概述

随着能源价格的不断上涨和能源需求的迅速

增加，节能在我国已经被作为一项政策提出。目前我国供暖空调的能源总量已超过一次能耗总量的20%，因而节约空调能耗，提高空调系统的能源使用效率就显得越来越重要。

空调系统的一个显著特点就是部分负荷的情况占绝大多数。一栋典型的公共建筑其全年的冷负荷分布频数如图1所示[1]，由图可知，负荷低于70%的时间在全年中超过90%，因而在部分负荷的情况下保持空调系统的制冷效率，对节约空调能耗就有非常重要的意义。

51015

100负荷率(%)

时间频数(%)

图1 部分负荷率的时间频数

2 水泵的变频节能

空调系统部分负荷下的节能主要通过提高低负荷条件下制冷机的COP 值和降低部分负荷下水泵和风机的电耗。前者主要依靠制冷机厂家的技术革新，而后者主要在工程中采用合适的技术形式。空调负荷下降时输送冷量的冷冻水流量的需求也下降，因而可通过减少冷冻水的输送量来降低水泵的能耗，目前备受推崇并且使用越来越广泛的就是变频调速变流量技术。由于电机的转速

60(1)/n f s P =?，式中，f 为电流频率，s 为转

差率，P 为电极对数，理论上利用变频技术可以实现电机的无级调速，从而实现水泵流量的无级调

节。根据流体力学的相似原理[2]，

在相似工况下有： 11

Q n Q n = (1) 2016.07.19

111000H n Q H n Q ????

==????????

(2) 3

111000N n Q N n Q ????

==????????

(3) 式中Q 为水泵流量，H 为水泵压头，N 为水泵轴功率，n 为水泵转数，下标0表示在额定工况下的值，下标1表示在转数1n 下的值。

从关系式中可以看出，水泵的轴功率与流量三次方成正比，因而流量减小时，轴功率将迅速下降，下表列出了当流量变化时，水泵轴功率的变化情况。

表1 部分流量下水泵的轴功率

流量（q 1/q 0）%

100 90 80 70 60

50功率（N 1/N 0）％ 100 72.9

51.2 34.3 21.6

12.5

可见在变频变流量的情况下，水泵的功耗急剧下降，节能非常明显。但是在许多实际的变频变流量空调系统中，尤其在改造的系统中，变频节能的效果并不明显，甚至根本不节能，原因何在呢？下面分别从管路系统和水泵两方面来分析[3]。

3 影响变频节能的因素

3.1 管路系统变化的影响

图2为一冷冻水系统的水泵和管路在设计工况下的特征曲线图，o 点为水泵设计工作点，此时水泵转速为0n ，流量为0Q 。当流量下降至1Q 时，理论上水泵转速应该降至1n ，但实际系统中负荷下降时许多操作者会通过关小阀门来减小流量，此时管路特征曲线会变陡，实际系统中水泵只能降速至

2n ，此时水泵工作点为2点，而21n n >，水泵节

能下降。所以，在设置了变频调节的系统，不应该先通过调节阀门来调节流量，而应尽量先利用变频装置的变流量能力。

图2 实际系统中水奈的转速与工作点

实际的变频系统中一般采用定压差控制方式，水泵的功率只与流量的一次方成正比，节能的效果大打折扣[3]。

3.2 水泵并联的影响

图3 变频泵与定速泵并联的水泵特征曲线

实际的系统中一般是多台水泵并联，为了节约成本，许多工程采取只使其中一台水泵变频，即“一变多定”的形式。空调水系统中使用的离心水泵特征曲线一般都比较平坦[4]，多台水泵并联后特征曲线更加平坦（如图3）。此时并联的定速泵再与变频泵并联时，就不得不考虑水泵的扬程。图中两台定速泵在设计工况下的扬程为0H ，并且在运行过程中不变，则与之并联的变频水泵要能真正发挥作用，其扬程不能低于0H [5]。这样水泵的变频范围

就受到了很大的限制，只能很小程度地变频[6]，就变频器本身来说，在低负荷下效率也将下降，不宜无限制扩大变频范围[7]。另外变频水泵的扬程只能保持在0H ，由前面的分析可知，此时水泵的功率只与流量成正比关系，所以水泵变频的作用有限，节能效果不明显。

4 定压差与变压差控制的节能比较

通过上面的分析可以发现，变频变流量节能效果不明显主要原因是变频后水泵的扬程不能改变，特别是在定压差系统中，为了保证供回水干管的压差，水泵必须提供相应的扬程。而定压差的目的只是为了保证各个末端有充足的压头来保证流量，而如果能够保证每个末端的流量，压差是可以改变的，即可以采用变压差控制。下面以一个简化的水系统来对比这两种控制方法下变频变流量系统的节能效果（见图4）。

系统作如下假设：

（1）水泵能自由变频；

（2）制冷机房的管路阻力数在变流量过程中不变；

（3）水泵和制冷机对流量没有限制。

图

4 简化的空调水系统

图中在设计工况下：

80CABD

kPa ?

，50

DFH

CEG

kPa ?

=，70HMG HNG P P kPa ?=?=，流量020/Q L s =，10/HMG HNG Q Q L s ==水泵的工作扬程

0250CABD DFH CEG GH H P P P P kPa

=?+?+?+?=，有效功率000 4.9N gQ H KW ρ==。考虑两支路流量变化相同和各自分别变化两种情况。 4.1 末端流量相同变化

当负荷减小流量下降时，考虑两个末端流量变化相同，同时变化到70%，若采用定压差控制，则

DFEC 的压降不变，CABD 的压降

20'('/)39.2CABD CABD P P Q Q kPa ?=?=

1''209.2CABD DFH CEG GH H P P P P kPa =?+?+?+?=11''' 2.87N gQ H KW ρ==，水泵节能41.4%

若采用变压差控制，由于末端负荷的变化比例相同，可以只调节水泵的转速降低流量至'Q ，管路不用改变，就可使末端的流量改变至要求的水平。此时

22200''('/)122.5H sQ H Q Q kPa === 22''' 1.68N gQ H KW ρ==，水泵节能65.7%

此时变频变流量的水泵功率达到理论上的与流量三次方成正比的理论水平，节能最大。

计算流量连续变化的情况下，定压差控制和变压差控制方式下水泵的功率作曲线如图5。从图上可以看出，变压差控制的节能效果远远优于定压差控制。

图 5 末端水流量连续相同变化时两种控制方法的水泵功率曲线

图6 末端水流量分别连续变化时两种控制方法

的水泵功率

4.2 支路流量分别变化

考虑更一般的情况，末端水量变化不相同，M 的水量变为70%，而N 的水量变化为50%。采用定压差控制时

20''(''/)28.8CABD CABD P P Q Q kPa ?=?=

1''''198.8CABD DFH CEG GH H P P P P kPa =?+?+?+?=11'''''' 2.34N gQ H KW ρ==，水泵节能52.2%

若采用变压差控制，则首先要满足流量较大的

HMG 支路所需要的压头

2''(''/)34.3HMG HMG HMG HMG P P Q Q kPa ?=?=20''(''/)28.8CABD CABD P P Q Q kPa ?=?= 20''''(''/)18DFH CEG DFH P P P Q Q kPa ?=?=?= 2''''''''''99.1CABD DFH CEG GH H P P P P kPa =?+?+?+?=22'''''' 1.17N gQ H KW ρ==，水泵节能76.1%

计算两末端流量均连续变化时，定压差和变压差控制方式下水泵的功率如图6所示。

从以上计算可以看出，不管末端流量如何变化，变压差控制节能效果都要优于定压差控制。 4.3 最小压差控制

实际工程中的末端数目和种类都要远远多于

简化的情况，并且支路间相互耦合，各末端的流量变化也总是交替往复，因而不可能根据具体的计算来得出每种情况下各支路阀门的阀位和水泵应提供的扬程。实际可操作的方法是最小压差控制法[8]

，具体做法是：当流量变化时，按一定规律减小供回水干管的压差，同时检查各阀门的开度，当一定比例的阀门处于全开状态时，就认为此时的压差为最小压差。虽然这样不能达到理论上的最节能控制，但是它尽可能减小了阀门关小带来的节流损失，并且在实际操作上也是可行的。

5 结论

5.1在相似工况下，水泵的有效功率与流量的三次方成正比，通过变频调速变流量有很大的节能余地。 5.2实际工程中应用变频变流量技术节能效果不明显主要是因为：1.采用定压差控制；2.变频泵与定速泵并联。这两点使变频水泵的扬程在变频时不能相应降低，极大地降低了变频的节能效果。

5.3 定压差并不是必须的，采用变压差控制，水泵变频变流量能获得明显的节能效果，在某些情况下能达到水泵功率与流量三次方成正比的理论节能效果。

5.4 实际工程由于末端复杂多样，流量变化无规律，可采用具有可操作性的最小压差控制法。

参考文献

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助论证. 暖通空调，2005，35（3）：83～85

[2] 周谟仁.流体力学泵与风机.第三版.北京：中国建筑工

业出版社，1994，316-318

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析.REFRIGERATION.2005，24（4）：80～83 [4] 袁建中.中央空调系统节能措施浅析.有色冶金设计与

研究.2002，23（2）：35～36

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空调.2001，31（6）：51～54

[6] 李苏泷，朱孟标，张国强.中央空调水系统改造中的几

个问题.自动化博览.2003

[7] 黄文厚，李娥飞，潘云钢.一次泵系统冷水机组变流量

控制方案.暖通空调，2004，34（4）：65～69 [8] 曹琦，傅明星，谢明华.空调供水系统变频控制的节能.

自动化博览

换热站节能变频调控系统控制方案

换热站节能变频节能系统控制方案一、热交换站的二次供暖循环水概况热交换站的二次供暖循环水运行系统都是通过电机带动定量循环泵来提供循环水的动力。通常设计人员在电机选型时，由于电机按一定模数分级，往往选择功率比水泵输入功率大的电机，功率留有一定余量。我们知道热交换站内二次供暖系统根据流量情况可分为定流量系统和变流量系统，无论那种系统，电机都是直接接市电一直以工频运行，电机都要全速运转，无法随着供暖负荷的变化而变化，循环泵输出流量是恒定的，当根据天气温度或供暖负荷变化需要对循环水流量进行控制和调节时，通常的控制手段是开大阀门或关小阀门来人为调节，这样在阀门上产生了附加损失，使得能量因为阀门的节流损失消耗掉了，浪费了大量能源。又由于温度是个滞后参数，调节周期长，用阀门调节控制精度受到限制。泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行，存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点，时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象，不但浪费能源而且加快了设备损耗。循环水泵采用变频控制能较好地解决这个问题。在满足供热的条件下，调节电机转速，保证一定的系统压差，可获得可观的节电效果。二、变频调速节能原理通过流体力学的基本定律可知：循环泵属平方转矩负载，其n(转速)、Q(流量)、H(压力)以及P(轴功率)具有如下关系：Q∝n ，H∝n2，P∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。可以看出改变电机转速可以调节循环泵的流量的方法，要比采用阀门调节更为节能经济，设备运行工况也将得到明显改善。电机的转速与工作电源输入频率成正比，即：n =60 f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）,由于s、p对某一电机是固定值，因此通过改变电动机工作电源频率能达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术，集电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。对循环水系统进行变频的改造正是基于以上原理。改造后的系统，将室外温度、系统供回水压差及回水温度作为输入参数，加上PLC控制器处理下达变频调速指令，通过变频器适时适量地控制循环泵电机的转速来调节循环泵的输出流

基于AT89C52单片机的流量控制系统课程设计报告(仿真和实物实现)

《过程控制仪表》课程设计报告设计题目指导老师设计者专业班级设计日期

目录第一章流量控制系统（实验部分） (1) 2.1 控制系统工艺流程 (1) 2.2 控制系统的控制要求 (5) 2.3 系统的实验调试 (7) 第二章流量控制系统工艺流程及控制要求 (9) 2.1 控制系统工艺流程 (9) 2.2 设计内容及要求 (10) 第三章总体设计方案 (11) 3.1 设计思想 (12) 3.2 总体设计流程图 (13) 第四章硬件设计 (14) 4.1 硬件设计概要 (14) 4.2 硬件选型 (15) 4.3 硬件电路设计系统原理图及其说明 (16) 第五章软件设计 (17) 5.1 软件设计流程图及其说明 (17) 5.2 源程序及其说明 (18) 第六章系统调试及使用说明 (20) 第七章收获、体会 (21) 参考文献 (22)

设计电磁流量计为流量传感器,单片机为核心流量控制系统。本系统采用C51系列的89S52单片机为核心,通过设置89S52单片机的定时器产生脉宽可调的PWM波【2】,对阀门电机的输入电压进行调制,实现阀门开度的变化,进而实现了对液体流量的控制。单片机通过电磁流量计采集实际流量信号,根据该信号对其内部采用数字PID算法对PWM变量的值进行修改,从而达到对流量的闭环精确控 1、设计电磁流量计为流量传感器，单片机为核心流量控制系统。系统主要由水泵、水泵电机、流量传感器、电动阀门、阀门电机、单片机控制系统等组成。 2、写出流量控制过程，绘制控制系统组成框图 3、利用单片机对流量进行控制（1）系统硬件电路设计单片机采用89S52；设计键盘及显示电路，电机控制电路（可控硅，光电耦合器）。（2）编制流量控制程序

过程控制系统习题答案

什么是过程控制系统？其基本分类方法有哪几种？过程控制系统通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术中最重要的组成部分之一。基本分类方法有：按照设定值的形式不同【定值，随动，程序】；按照系统的结构特点【反馈，前馈，前馈-反馈复合】。热电偶测量的基本定律是什么？常用的冷端补偿方式有哪些均质材料定律：由一种均匀介质或半导体介质组成的闭合回路中，不论截面和长度如何以及沿长度方向上的温度分布如何，都不能产生热电动势，因此热电偶必须采用两种不同的导体或半导体组成，其截面和长度大小不影响电动势大小，但须材质均匀；中间导体定律：在热电偶回路接入中间导体后，只要中间导体两端温度相同，则对热电偶的热电动势没有影响；中间温度定律：一支热电偶在两接点温度为t 、t0 时的热电势，等于两支同温度特性热电偶在接点温度为t 、ta和ta、t0时的热电势之代数和。只要给出冷端为0℃时的热电势关系，便可求出冷端任意温度时的热电势,即由于冷端温度受周围环境温度的影响，难以自行保持为某一定值，因此，为减小测量误差，需对热电偶冷端采取补偿措施，使其温度恒定。冷端温度补偿方法有冷端恒温法、冷端补偿器法、冷端温度校正法和补偿导线法。为什么热电阻常用三线制接法？试画出其接线原理图并加以说明。电阻测温信号通过电桥转换成电压时，热电阻的接线如用两线接法，接线电阻随温度变化会给电桥输出带来较大误差，必须用三线接法，以抵消接线电阻随温度变化对电桥的影响。对于DDZ－Ⅲ型热电偶温度变送器，试回答：变送器具有哪些主要功能？变送器的任务就是将各种不同的检测信号转换成标准信号输出。什么是变送器零点、零点迁移调整和量程调整？热电偶温度变送器的输入电路主要是在热电偶回路中串接一个电桥电路。电桥的功能是实现热电偶的冷端补偿和测量零点的调整。

流量控制系统设计

目录第一章过程控制仪表课程设计的目的意义 (2) 1.1 设计目的?2 1.2课程在教学计划中的地位和作用?2 第二章流量控制系统（实验部分）?３ 2.１控制系统工艺流程.........................................３ 2.2 控制系统的控制要求?４２．3 系统的实验调试 (5) 第三章流量控制系统工艺流程及控制要求......................... ６３．1 控制系统工艺流程.............................................. ６ 3.２设计内容及要求?7 第四章总体设计方案?8 4.1 设计思想 (8) 4．2 总体设计流程图........................................... ８第五章硬件设计..................................................... ９5．1 硬件设计概要?9 5.2 硬件选型 ......................................................... ９５.3 硬件电路设计系统原理图及其说明 (13) 第六章软件设计..................................................... 1４６．1 软件设计流程图及其说明 (14) ６．2 源程序及其说明............................................... 1６第七章系统调试及使用说明?１７第八章收获、体会?２0 参考文献 (21)

变频器节能计算

变频不是到处可以省电，有不少场合用变频并不一定能省电。作为电子电路，变频器本身也要耗电（约额定功率的3-5%）。一台1.5匹的空调自身耗电算下来也有20-30W,相当于一盏长明灯. 变频器在工频下运行，具有节电功能，是事实。但是他的前提条件是：第一,大功率并且为风机/泵类负载；第二，装置本身具有节电功能（软件支持）；第三，长期连续运行。这是体现节电效果的三个条件。除此之外，无所谓节不节电，没有什么意义。变频节能什么是变频器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。 PWM和PAM的不同点是什么 PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。 PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。电压型与电流型有什么不同变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。为什么变频器的电压与电流成比例的改变异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。

流量控制的变频PID控制设计方案

流量控制的变频PID控制设计比较温度、压力、流量和液位这4种最常见的过程变量，流量或许是其中最容易控制的过程变量。由于连续过程中物料的流动贯穿于整个生产过程，泵的主要作用是输送液体，风机的主要作用是输送气体，所以流量回路是最多的。在流体力学上，泵与风机在许多方面的特性及数学、物理描述是一样或类似的。如出口侧压力P与流量Q的压力-流量特性（即P-Q特性曲线）是一致的。流体流过热交换器、管道、阀门、过滤器时会产生压力的损耗，人们通常将由此产生的压力损耗之和与流量的关系曲线叫流体机械阻抗曲线。因此，当压力-流量的P-Q特性曲线与阻抗曲线产生交点时，就基本确定了流体的流量。通常对流量回路的控制手段是改变压力-流量的P-Q特性曲线或者改变流体机械的阻抗曲线。流量控制具有以下特点：风机、泵类负载一般情况下其转矩都与转速平方成正比，所以也把它们称为具有平方转矩特性的负载。流量控制中，对于启动、停止、加减速控制的定量化分析是非常重要的。因为在这些过程中，电机与机械都处在一个非稳定的运行过程，这一过程将直接影响流量控制的好坏。在暂态过程中，风机的惯量一般是传动电机的10?50倍，而泵的惯量则只有传动电机的20%-80%同时, 启动、停

止、加减速中，加减速时间也是一个重要指标。对于流量控制的变频器必须考虑到以下几个方面。 (1)瞬停的处理环节如果出现电源侧的瞬时停电并瞬间又恢复供电，使变频器保护跳闸，电机负载进入惯性运转阶段，如果上电再启动时，因风机类负载会仍处于转动状态，为此必须设置变频器为转速跟踪启动功能，以先辨识电机的运转方向后再启动。同时，对于有些负载，还可以设置瞬停不停功能，以保证生产的连续性。 (2)无流量保护对有实际扬程的供水系统，当电动机的转速下降时，泵的出口压比实际扬程低，就进入无流量状态(无供水状态)，水泵在此状态下工作，温度会持续上升导致泵体损坏。因此，要选择无流量状态的检测和保护环节，并设置变频器最低运行频率。 (3)启动连锁环节

基于组态软件的流量比值过程控制系统设计

《过程控制工程》课程设计报告书课题名称基于组态软件的流量比值过程控制系统设计姓名学号专业指导教师机电与控制工程学院年月日

摘要随着科学技术的快速发展，人们对过程控制提出了更高的要求，在许多生产过程中，要求两种或两种以上的物料流量成一定的比例关系混合进行反应，对物料比例的要求甚为严格，如果不能满足要求，或是比例失和调，将会导致产品的质量达不到要求，以致造成损失，严重时会导致事故的发生.研究比值控制系统很有必要，提高比值控制系统的精度及水平具有深远的意义。根据系统的工艺要求及实际需要，提出了流量比值控制的设计方案，因为组态王开发监控系统软件具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点，本设计着重说明了组态王在设计开发流量比值控制系统中的应用。单闭环比值控制系统是在开环比值控制系统上增加对副物料的闭环控制回路，用以实现主、副物料的比值保持不变该控制系统能保证主、副物料的流量比值不变，同时，系统结构简单，因此在工业生产过程自动化中应用较广。此文主要讲的是强碱氢氧化钠的单闭环流量控制法。实际运行结果表明，系统不仅能按比值关系进行控制，而且具有较强的抗干扰能力。该设计可以用于化工厂，制药等场所。

关键字：单闭环比值控制系统设计主副物料工业生产过程任务书 1. 根据双容液位单回路过程控制系统的具体对象和控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。 2. 根据双容液位单回路过程控制系统A/D、D/A和开关I/O的需要，正确选用过程模块。 3. 根据与计算机串行通讯的需要，正确选用RS485/RS232转换与通讯模块。 4. 运用组态软件，正确设计双容液位单回路过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制程序。 5. 提交包括上述内容的课程设计报告。

进行闭环控制的变频节能系统的研究与设计

进行闭环控制的变频节能系统的研究与设计引言触摸屏是一种新型可编程控制终端，是新一代高科技人机界面产品，适用于现场控制，可靠性高，编程简单，使用维护方便。在工艺参数较多又需要人机交互时使用触摸屏，可使整个生产的自动化控制的功能得到大大的加强。 PLC有着运算速度高、指令丰富、功能强大、可靠性高、使用方便、编程灵活、抗干扰能力强等特点。近几年，随着科学技术的不断进步，各行业对其生产设备和系统的自动化程度要求越来越高，采用现代自动化控制技术对减轻劳动强度、优化生产工艺、提高劳动生产率和降低生产成本起着很重要的作用。触摸屏结合PLC在闭环控制的变频节能系统中的应用是一种自动控制的趋势。触摸屏和PLC在闭环控制的变频节能系统中的使用，可以让操作者在触摸屏中直接设定目标值（压力及温度等），通过PLC与实际值（传感器的测量值）进行比较运算，直接向变频节能系统发出运算指令（模拟信号），调节变频器的输出频率。并可实时监控到被控系统实际值的大小及变频器内的多个参数，实现报警、记录等功能。一般PLC结合触摸屏的闭环调节的变频节能系统如下图所示。 1、闭环控制的变频节能系统用途各种场合的变频节能系统的拖动方式及控制方式各有不同，具体应用时应根据实际情况选择设计。下面列举一些：中央空调节能：冷冻泵、冷却泵、主机、却塔风机、风机盘管等。恒压供水：水厂一、二级泵，供水管网增压泵、大厦供水水泵等锅炉：引风机、送风机、给水泵等，变频节能系统的控制调节预处理信号由锅炉自动控制系统、DCS或多冲量控制系统给出。汽轮机：循环泵、凝结泵等，其控制调节预处理信号由汽轮机自动控制系统及DCS给出。纯水处理系统：软化水泵、增压泵等。洁净室：增压风机、FFU群控等等。

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

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I 本科生课程设计（论文）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。该方案以PLC控制为基础，由上位机、PL C、电动调节阀组成。它不仅适用于流量控制，在改变动作设备后同样适用于对温度、液位、速度、高度等模拟量的控制。论文采用文字叙述与图表相结合的方式，逐步做出解释，从而得出具体结论。更清晰的展示了设计的全过程与每个细节之间的处理方式。关键词：PLC；自动控制；流量控制 II 本科生课程设计（论文）

目录第1章绪论 (1) 第2章课程设计的方案 (2) 2.1概述 (2) 2.2系统组成总体结构 (2) 2.2.1 控制方案比较和确定 (2) 2.2.2 流量控制系统的组成及原理图 (3) 2.2.3 水流量系统控制流程 (4) 第3章硬件设计 (5) 3.1PLCS7-200介绍 (5) 3.2主机CPU224 (6) 3.3变频器的选择 (8) 3.4水泵电机的选择 (9) 3.5流量变送器的选择 (10) 第4章软件设计 (11) 4.1PLC程序设计 (11) 4.2系统流程图 (11) 4.3程序 (13) 第5章课程设计总结 (16) 参考文献 (17) III 本科生课程设计（论文）第1章绪论 PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，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

变频器节能效率计算

概述在许多情况下, 使用变频器的目的是调速, 尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说, 设计选型往往以最大工况来选。与实际的工况存在较大的可调整空间。在运行中根据实际运行需要，按照流量、杨程等调节电动机的转速，从而改变电动机的输出转矩和输出功率，以代替传统上利用挡板和阀门进行的流量和扬程的控制, 节能效果非常明显。同时分析变频器在选型、应用中的注意事项。 1变频调速原理三相异步电动机转速公式为: 式中：n-电动机转速，r/min； f-电源频率，Hz； p-电动机对数 s-转差率, 从上式可见交流电动机的调速可以概括为改变极对数，控制电源频率以及通过改变参数如定子电压、转子电压等使电机转差率发生变化等几种方式。变频器效率维持在94%~96%，变频调速是一种高效率、高效能的调速方式，使异步电动机在整个工作范围内保持正常的小转差率下运转，实现无极平滑调速。 1.1变频工作原理异步电动机的额定频率称为基频，即电网的频率，在我国为50Hz。电机定子绕组内部感应电动势为式中-定子绕组感应电动势，V； -气隙磁通，Wb； -定子每相绕组匝数； -基波绕组系数。

在变频调速时，如果只降低定子频率，而定子每相电压保持不变，则必然会造成增大。由于电机制造时，为提高效率减少损耗，通常在，时，电动机主磁路接近饱和，增大势必使主磁路过饱和，将导致励磁电流急剧增大，铁损增加，功率因素降低。若在降低频率的同时降低电压使保持不变则可保持不变从而避免了主磁路过饱和现象的发生。这种方式称为恒磁通控制方式。此时电动机转矩为 π 式中-电动机转矩，N.m； —电源极对数； —磁极对数； —转差率； —转子电阻； —转子电抗；由于转差率较小，则有其中由此可知：若频率保持不变则；若转矩不变则；电动机临界转差率其中电动机最大转矩=常数最大转速降=常数由此可知：保持常数，最大转矩和最大转矩处的转速降落均等于常数，与频率无关。因此不同频率的各条机械特性曲线是平行的，硬度相同。

基于单片机的河道自动化闸门流量控制系统

河道自动化闸门流量控制系统摘要电子系统、通信系统和信息技术的现代发展帮助了运河自动化系统的设计。渠道灌溉大量使用了灌溉用水。以微控制器为基础的系统是非常灵活的，而这个系统可以比PLC更轻松地连接到不同的模块。系统采用基于智能微控制器的远程终端（RTU），可以通信不同的传感器、通信调制解调器、存储器、模数转换器和不同的模块。在本文中，我们提出了一个基于单片机的流量控制系统的设计闸门在运河自动化。流量控制系统由子系统组成：RTU、太阳能发电系统、液位测量系统、流量测量系统、闸门执行系统、通信系统。本文着重研究分流流量控制活动、分支和直接管出口。远程终端单元监控上游水位，下游水位，下游流量，电力状态，闸门开度，闸门的健康和安全。所有系统组件设计用于太阳能和电池备份。传统的操作系统有些缺点和不准确。本文建议的系统有助于提高灌溉作业效率，电力使用，测量的准确性，水的分布和反应的不平衡，并控制在闸门位置的流量连续。该系统也有助于减少水的浪费和劳动依赖。关键词河道自动化；渠流控制系统；渠门控制系统一、引言渠道灌溉被广泛用于灌溉水源。因此，灌溉渠水管理是全面灌溉发展的关键因素。传统的方法是使用水的用户（农民）以旋转的形式提供水的需求。传统的系统有着许多弱点，包括预测和实际流量。而一旦有错误可能会引入流量测量和水库的水含量，这也没有考虑到人类和自然干预的不平衡，在传统的系统中。由于这一点，用户在最后忍受缺水的问题。为了提供有效的输送和避免不平衡，渠道自动化在灌溉中起着至关重要的作用。很多研究人员在研究流量控制的时候。Mahesh Nandania已经解决了闸门运行中出现的一些实际问题。系统控制运河闸门运用PLC（可编程逻辑控制器）和VFD（变频驱动）系统和监控与数据采集与监控（SCADA）系统。mandavia在印度提到操作系统，送水的做法，需要的操作管理系统，现代化的管自动化系统现状。马加德等人，提到该系统是在尼罗河的大运河在艾伦布拉德利使用PLC。它包括远程监控和控制在所有地点从中央控制[ 3 ]。而Bautista 等人，提到了盐河项目的运河自动化系统是基于需求和服务。在这个系统中的主要策略是保持水位接近目标水平。大部分的门可以手动操作，但其中一些是自动化的。有效地处理前馈和反馈控制逻辑组合。丁等人，采用PID（比例积分微分）控制器与模糊控制相结合的渠道自动化。自动管手术通过Deshmukh等人的编程实现了，利用了使用高诺斯PLC。Manuel Rijo 已经开发了两个地方的PI（比例积分）自动控制模式，即上游和下游利用PLC 。Donia提出了计算机辅助控制系统新的排水可以成功地监测和控制流。从文献可以看出该研究没有集中在一些重要的方面：（1）基于单片机的RTU（远程终端单元）系统可以使用便宜的新界面，开发也比PLC更灵活，（2）万一发生破坏，会影响系统的安全性，（3）对系统的不确定性的反应，（3）闸门的操作，如自动/手动和远程/本地详细模式，（4）在电源效率不可用的情况下，有效的使用备用电池电源管理技术，（5）每个RTU时间同步在浇口位置来帮助监控和数据采集系统（SCADA）的及时分析系统，（6）适用于区域的地形和明智的可用的通信技术（7）适用于渠道结构的流量测量技术。本文提出了基于微控制器的远程流量控制系统的太阳能电池供电的12V直流电池备份。系统监视和控制水位流量，还监测电源状态，上游水平，下游水平和系统状态。在任何不确定的情况下会启动推送通信。所需的流量指令由远程SCADA自动或由操作员使用SACDA。它还显示，存储和通信所有必需的参数，如闸门水平，流量和闸门门打开和报警。第二节介绍了传统的系统和缺点。第三节介绍了建议的运河自动化系统。门流控制设计和RTU的智

过程控制―上水箱液位与进水流量串级控制系统.

目录 1 过程控制系统简介 (2) 1.1 系统组成 (2) 1.2 电源控制台 (3) 1.3 总线控制柜 (3) 2 实验原理 (4) 2.1 单容水箱设备工作原理 (4) 2.2 双容水箱设备工作原理 (7) 2.3 系统工作原理 (9) 2.4 控制系统流程图 (9) 3实验结果分析 (11) 3.1 实验过程 (11) 3.2实验分析 (12) 3.2.1单容水箱实验结果分析 . (12) 3.2.2双容水箱实验结果分析 . (14) 3.2.3单容双容水箱比较 . (16) 3.3实验结论 (17) 总结 . (18) 参考文献 (19)

1 过程控制系统简介 1.1 系统组成本实验装置由被控对象和上位控制系统两部分组成。系统动力支路分两路：一路由三相（380V 交流）磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、PA 电磁流量计及手动调节阀组成；另一路由变频器、三相磁力驱动泵（220V 变频）、涡轮流量计及手动调节阀组成。 1、被控对象水箱：包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱。储水箱内部有两个椭圆形塑料过滤网罩，防止两套动力支路进水时有杂物进入泵中。管道：整个系统管道采用敷塑不锈钢管组成，所有的水阀采用优质球阀，彻底避免了管道系统生锈的可能性。 2、检测装置压力传感器、变送器：采用SIEMENS 带PROFIBUS-PA 通讯协议的压力传感器和工业用的扩散硅压力变送器，扩散硅压力变送器含不锈钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。流量传感器、转换器：流量传感器分别用来对调节阀支路、变频支路及盘管出口支路的流量进行测量。本装置采用两套流量传感器、变送器分别对变频支路及盘管出口支路的流量进行测量，调节阀支路的流量检测采用SIEMENS 带PROFIBUS-PA 通讯接口的检测和变送一体的电磁式流量计。 3、执行机构调节阀：采用SIEMENS 带PROFIBUS-PA 通讯协议的电动调节阀，用来进行控制回路流量的调节。它具有精度高、体积小、重量轻、推动力大、耗气量少、可靠性高、操作方便等优点。

变频器节能计算方法

变频调速节能量的计算方法一、概述据统计，全世界的用电量中约有60%是通过电动机来消耗的。由于考虑起动、过载、安全系统等原因，高效的电动机经常在低效状态下运行，采用变频器对交流异步电动机进行调速控制，可使电动机重新回到高效的运行状态，这样可节省大量的电能。生产机械中电动机的负载种类千差万别，为便于分析研究，将负载分为平方转矩、恒转矩和恒功率等几类机械特性，本文仅对平方转矩、恒转矩负载的节能进行估算。所谓估算，即在变频器投运前，对使用了变频器后的节能效果进行的计算预测。变频器一旦投运后，用电工仪表测量系统的节能量更为准确。现假定，电动机系统在使用变频器调速前后的功率因数基本相同，且变频器的效率为95%在设计过程中过多考虑建设前，后长期工艺要求的差异，使裕量过大。如火电设计规程SDJ-79规定，燃煤锅炉的鼓风机，引风机的风量裕度分别为5%和5~10%风压裕度为10°%^ 10%~15%设计过程中很难计算管网的阻力，并考虑长期运行过程中可能发生的各种问题，通常总把系统的最大风量和风压裕量作为选型的依据，但风机的系列是有限的，往往选不到合适的风机型号就往上靠，大20%~30的比较常见。生产中实际操作时，对于离心风机、泵类负载常用阀门、挡板进行节流调节，则增加了管路系统的阻尼，造成电能的浪费；对于恒转矩负载常用电磁调速器、液力耦合器进行调节，这两种调速方式效率较低，而且，转速越低，效率也越低。由于电机的电流的大小随负载的轻重而改变，也即电机消耗的功率也是随负载的大小而改变，因此要想精确地计算系统的节能是困难的，在一定程度上影响了变频调速节能的实施。本文介绍用以下的公式来进行节能的估算。二、节能的估算 1、风机、泵类平方转矩负载的变频调速节能风机、泵类通用设备的用电占电动机用电的50%左右,那就意味着占全国用电量的30%采用电动机变频调速来调节流量，比用挡板、阀门之类来调节，可节电20%~50%如果平均按30%+算，节省的电量为全国总用电量的9%这将产生巨大的社会效益和经济效益。生产中，对风机、水泵常用阀门、挡板进行节流调节，增加了管路的阻尼，电机仍旧以额定速度运行，这时能量消耗较大。如果用变频器对风机、泵类设备进行调速控制，不需要再用阀门、挡板进行节流调节，将阀门、挡板开到最大，管路阻尼最小，能耗也大为减少。节能量可用GB12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式，即：能量可用GB12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式，即：

变频流量自动控制系统

本科生课程设计题目：变频流量自动控制系统的设计课程：电力拖动自动控制系统专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：完成日期：

扬州大学能源与动力工程学院电力拖动自动控制系统设计任务书 1．题目变频流量自动控制系统的设计 2．原始资料汽提塔废水处理流量自动控制系统用涡街流量计、PLC 与变频器构成反馈的闭环流量控制系统。用调节5.5KW 化工泵转速，保证废水流量稳定、满足汽提塔的工艺要求、并可根据现场处理情况自动切换流量（两挡），满足工业现场废水处理要求。两台变频器、两台化工泵一用一备（互为备用）保证系统运行可靠。涡积流量计1#水泵 PLC Pc 工控机 1#变频器2#变频器阀门止回阀污水罐汽提塔热交换器压力表隔离开关 SF 1断路器 SF 2断路器 KM1KM2 M2 M1 2#水泵处理后废水蒸汽电动调节器电磁阀隔离变压器 SF3断路器回收废气安全阀液位传感器图1 汽提塔流量控制系统的工作原理 (1)由流量传感器测量污水管的进水口流量，流量变化信号变换成标准4～20mA 电流信号(便于远距离传送信号)、液位传感器将缓冲罐液位开关信号传送PLC 实时控制。 (2)把信号传到有相关软件的PLC 、根据汽提塔工艺要求、现场污水排放量进行智能型PI 调节控制。

2.系统控制要求：本系统恒压变量供水系统是在2台5.5ｋＷ电机拖动的水泵机组能够满足废水总量设计要求的前提下,达到全自动闭环液位控制系统, 1) 污水流量进行智能型PI调节控制。 2)具有短路、欠压、过载、过流等诸多保护功能。 3．具体任务及技术要求 1)分析控制要求、控制原理设计控制方案；画出流量自动控制系统结构框图； 2) PLC、变频器、选择； 3) 画出该控制系统的原理图。(主电路、plc控制电路、变频器控制电路) 4)流量自动控制系统变频器的节能控制分析； 5)PID原理分析与选用；PID在PLC中实现。 4．实物内容及要求课程设计报告文本内容包括：1.封面；2.任务书；3.目录；4.正文；5.参考文献 6.附录（课程设计有关程序）。 5．完成期限任务书写于2011年2月16日，完成期限为2011年2月25日 6．指导教师王永华吴远网

过程控制之液位流量串级控制系统

过程控制之液位流量串级控制系统 1.1控制系统在实际应用中的重要意义单回路控制系统是过程控制中结构最简单的一种形式，它只用一个调节器，调节器也只有一个输入信号，从系统方框图看，只有一个闭环。在大多数情况下，这种简单系统已经能够满足工艺生产的要求。但在复杂的控制系统中，则需在单回路的基础上，采取其它措施，组成复杂控制系统，而串级控制系统就是其中一种改善和提高控制品质的极为有效的控制系统。液位和流量是工业生产过程中最常用的两个参数，对液位和流量进行控制的装置在工业生产中应用的十分普遍。液位的时间常数T 一般很大，因此有很大的容积迟延，如果用单回路控制系统来控制，可能无法达到较好的控制质量。而串级控制系统则可以起到十分明显的提高控制质量的效果，因此往往采用串级控制系统对液位进行控制。 1.2 系统结构设计过程控制系统由四大部分组成，分别为控制器、调节器、被控对象、测量变送。本次为流量回路控制，即为闭环控制系统，结构组成如下图1.1所示。图1.1液位单回路控制系统框图当系统启动后，水泵开始抽水，通过管道分别将水送到上水箱和下水箱，由HB 返回信号，是否还需要放水到下水箱。其过程控制系统图如图1.2所示。 1.3控图单容所Qi 为口流加以控扰。被调量为水箱中的水位H,它反映水的流入与流出量之间的平衡关系。现在分析水位在电磁阀开度扰动下的动态特性。显然，在任何时刻水位的变化均满足下述物料平衡方程： ()1i o dH Q Q dt F =-（1.1）

其中 i Q k μμ=（1.2） o Q = 1.3） F 为水箱的横截面积；k μ是决定于阀门特性的系数，可以假定它是常数；k 是与电磁阀开度有关的系数，在固定不变的开度下，k 可视为常数。液位对象的传递函数: ()( )i H s Q s =2.1 控制规律的比较与选择 2.1.1 常见控制规律的类型及优缺点比较 PID 控制的各种常见的控制规律如下：一、比例调节（P 调节）在P 调节中，调节器的输出信号()u t 与偏差信号()e t 成比例，即 ()()C u t K e t =（2.1）式中Kc 称为比例增益（视情况可设置为正或负）,()u t 为调节器的输出，是对调节器起始值()0u 的增量，()0u 的大小可以通过调整调节器的工作点加以改变。在过程控制中习惯用比例增益的倒数表示调节器输入与输出之间的比例关系： ()()1 u t e t δ=（2.2）其中δ称为比例带。比例调节的显著特点就是有差调节。比例调节的余差随着比例带的加大而加大。从这一方面考虑，人们希望尽量减小比例带。然而，减小比例带就等于加大调节系统的开环增益，其后果是导致系统激烈振荡甚至不稳定。稳定性是任何闭环控制系统的首要要求，比例带的设置必须保证系统具有一定的稳定裕度。此时，如果余差过大，则需通过其它的途径解决。 δ很大意味着调节阀的动作幅度很小，因此被调量的变化比较平稳,甚至可以没有超调，但余差很大，调节时间也很长。减小δ就加大了调节阀的动作幅度，引起被调量来回波动，但系统仍可能是稳定的，余差相应减小。δ具有一个临界值，此时系统处于稳定边界的情况，进一步减小δ系统就不稳定了。二、积分调节（I 调节）的特点在I 调节中，调节器的输出信号的变化速度du (t)/d t 与偏差信号e 成正比，即： ()()I du t K e t dt =（2.3）或 ()()0t I u t K e t dt =?（2.4）式中K I 称为积分速度，可视情况取正值或负值。上式表明，调节器的输出与偏差信号的积分成正比。 I 调节的特点是无差调节，与P 调节的有差调节形成鲜明对比。式（2.3）表明，只有当被调量偏差e

基于单片机的流量控制系统设计

过程控制系统课程设计设计题目：基于单片机的流量控制系统设计学生姓名：专业：测控技术与仪器班级学号：指导教师设计时间：

《过程控制系统》课程设计任务书专业测控技术与仪器班级姓名设计题目：基于单片机的流量控制系统设计一、设计实验条件过程控制系统实验室实验系统二、设计任务 1、设计电磁流量计为流量传感器，单片机为核心流量控制系统。系统主要由水泵、水泵电机、流量传感器、电动阀门、阀门电机、单片机控制系统等组成。 2、写出流量控制过程，绘制控制系统组成框图 3、利用单片机对流量进行控制（1）系统硬件电路设计单片机采用89S52；设计键盘及显示电路，电机控制电路（可控硅，光电耦合器）。（2）编制流量控制程序三、设计说明书的内容 1、设计题目与设计任务（设计任务书） 2、前言（绪论）(设计的目的、意义等) 3、主体设计部分 4、参考文献 5、结束语四、设计时间与设计时间安排 1、设计时间： 2 周 2、设计时间安排：熟悉实验设备、实验、收集资料：4天设计计算、绘制技术图纸：4天编写课程设计说明书：5天答辩：1天

一，流量控制系统设计意义工业生产中过程控制是流量测量与仪表应用的一大领域，流量与温度、压力和物位一起统称为过程控制中的四大参数，人们通过这些参数对生产过程进行监视与控制。对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。流量的检测和控制在化工、能源电力、冶金、石油等领域应用广泛。【1】在天然气工业蓬勃发展的现在，天然气的计量引起了人们的特别关注，因为在天然气的采集、处理、储存、运输和分配过程中，需要数以百万计的流量计，其中有些流量计涉及到的结算金额数字巨大，对测量和控制准确度和可靠性要求特别高。此外，在环境保护领域，流量测量仪表也扮演着重要角色。人们为了控制大气污染，必须对污染大气的烟气以及其他温室气体排放量进行监测；废液和污水的排放，使地表水源和地下水源受到污染，人们必须对废液和污水进行处理，对排放量进行控制。于是数以百万计的烟气排放点和污水排放口都成了流量测量对象。同时在科学试验领域，需要大量的流量控制系统进行仿真与试验。流量计在现代农业、水利建设、生物工程、管道输送、航天航空、军事领域等也都有广泛的应用。二，系统方案 1、方案整体思路液体流量控制通常采用电动调节阀实现，近年来，电动调节阀的结构和控制方式发生了很大的变化，随着计算机进入控制领域，以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，使采用全控制的开关功率元件进行脉宽调制（pulse width modulation ,简称PWM）控制方式得到了广泛的应用。这种控制方式很容易在单片机中实现，从而为电动调节阀的控制数字化提供了基础。将偏差的比例（proportion）、积分（integral）、微分（differential）通过线性组合构成数字控制量，构成数字PID控制器，它具有非常强的灵活性，可以根据试验和经验在线调整参数，因此可以得到更好的控制性能。本系统采用C51系列的89S52单片机为核心，通过设置89S52单片机的定时器产生脉宽可调的PWM波【2】，对阀门电机的输入电压进行调制，实现阀门开度的变化，进而实现了对液体流量的控制。单片机通过电磁流量计采集实际流量信号，根据该信号对其内部采用数字PID算法对PWM变量的值进行修改，从而达到对流量的闭环精确控制。 2、实现流程流量控制系统是一个过程控制系统，在设计的过程中，必须明确它的组成部分。过程控制系统的组成部分有：控制器、执行器、被控对象和测量变送单元，其框图如图1所示。直流电机PID控制阀门设定值流量输出

变频泵控制原理

变频水泵的意思：使用变频器控制普通水泵电机，或者水泵电机是变频电机。但无论是哪种电机，必须要加装变频器控制系统，才可以达到省电目的。【变频供水工作原理】根据用户要求，先设定给水压力，然后通电运行，压力传感器监测管网压力，并变为电信号反馈至变频器，经过对反馈值和设定值的分析处理，由变频器来控制水泵的运行，最终达到反馈值和设定值的一致。当用水量增加时，系统压力降低，反馈值小于设定值，变频器输出电压和频率升高，水泵转速升高，出水量增加；当用水量减小时，水泵转速降低，减少出水量，使管网压力维持设定压力值。在多台水泵并联运行时，自动完成水泵的加减，实现水泵的自动恒压供水。变频水泵是用普通电机，变频水泵不用时电机是低速运行，也可以增加气压罐，副泵，让主泵电机不转动。【节能分析】以80DL50-20X3泵为例额定参数：扬程H=60m，流量Q=50m3/h，功率N=15KW，电机转速n=1450r/min 实际需要的参数往往要小于额定参数，假如实际需要压力为H1=45米，那么实际消耗功率计算如下：实际转速：n1= √H1/H ×n=1256转/分实际电机功率：P1=（n1/n）3×P=9.7KW 如电机不采用变频控制，电机将以额定功率进行运转，其消耗功率为15KW；如电机采用变频控制时，电机功率仅为9.7KW。其节能为：(15-9.7)/15=35% 由此分析可知，水泵采用变频调速控制，节能效果越明显，而且根据实际需要任意设定供水压力。【变频水泵控制柜】 1、变频水泵控制柜的结构及原理变频水泵控制柜系统通过测到的管道压力，经变频器系统内置的PID 调节器运算，调节输出频率，然后实现管网的恒压供水。变频器的频率超限信号（一般可作为管网压力极限信号）可适时通知PLC的进行变频泵切换。为防止水锤现象的产生，泵的开关将联动其出口阀门。水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就象锤子敲打一样,所以叫水锤。水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而破坏阀门和水泵。水锤现象解决办法：①采用变频控制，适当的控制降速时间，应当是控制电机停车时间，也就是让电机软停车！②水泵出口加装缓闭止回阀变频水泵控制柜工作原理如下: 智能变频恒压供水节能控制柜,变频供水节能控制柜假设整个系统由四台水泵，一台变频器，一台PLC的和的PID（PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，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

节能控制器与变频器的优缺点比较

电动机节能控制器与变频器的比较节能控制器的工作原理：工矿企业的电动机因工作性质决定了往往是“大马拉小车”的工作状态，电动机功率因数很低，电网电能大量转化为无功电能，不仅仅浪费还增加了电动机的损耗。智能节电器是一种能够以每秒钟十万次超高速自动检测电动机负载大小，随着负载大小自动调整电动机端电压的节能设备。当电动机负载较轻时，节电器自动控制降低端电压，使输出电流减少（转速不变，转速主要由电源频率决定），有功及无功功率都变小，达到节能的目的，并且不改变电动机本身的功效。而当电动机的负载变大，节电器自动控制轻微改变或不改变端电压，电流接近或等于额定电流，从而不影响电动机做功。智能节电器能根据电动机所需要的输出功率大小进行实时检测，通过能量优化及矢量控制调整电动机的输入端电压，进而通过调压的方式来改变电动机的输出功率大小，以适应负荷的实时需求，保证所需要功率与实际做功相匹配，达到节约电能的目的，我们称之为：“随载供电”。节能控制器的优点： 1.对于负载变动较大的电动机设备节电效果显著，根据设备负载率不同，节电率可达到10%～40%。 2. 安装节电控制器之前与安装节电控制器之后电动机驱动转速不变（调压的方式，对电动机的转速影响幅度小于千分之三，基本可以忽略不计）。

3.综合保护：具有软启动、无触点电子开关、无功自动补偿、降低热损耗、软停机、断相、过流、短路、三相不平衡等综合保护功能， 4. 节能控制器自带旁路系统，遇到故障时可自动或手动旁路（工频）运行，不影响设备正常工作。 5. 节能控制器技术先进，设计合理，适用于所有变动负载的电动机，运行稳定性好，使用寿命达10年以上，维修方便，在节电类产品中价格较低，性价比高。节能控制器的缺点： 1、相对变频器占用空间较大。 2、对于恒定负载的电动机（如风机、水泵）本产品节电效果不明显。变频器的工作原理：变频器是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。电动机使用变频器的作用就是为了调速，并降低启动电流。对于恒定负载的电动机设备（如风机、水泵、空调），当不能进行频繁启动时，通过变频器的控制可以达到减低转速减少耗电量的作用。变频器按结构分：交-直-交和交-交变频器，即间接变频变频器和直接变压变频器。交-交变频器输入功率因数低，谐波含量大，频谱复杂，最高输出频率不超过电网频率的一半。