基于PLC变频恒压供水系统设计.doc

目录课题概述变频恒压供水概论变频恒压供水的应用变频恒压供水的现状及发展变频恒压供水系统的基本构成和工作原理变频恒压供水系统的构成变频恒压供水系统的工作原理变频恒压供水系统各元件的选择PLC的选择及作用PLC的概述PLC的应用及选型基于PLC的变频恒压供水系统设计系统要求控制系统的I/O及地址分配系统外围接线图电气控制系统原理PLC程序设计结束语及感想致谢参考文献第一章课题概述变频恒压供水概论对于大多数采用供水企业来说传统供水机泵存在日常运行费用太高供水成本居高不下单位供水的能耗偏大的问题寻求供水与能耗之间的最佳性价比是困扰企业的一个长期问题。目前各供水厂的供水机泵设计按最大扬程与最大流量这一最不利条件设计水泵大多数时间在设计效率以下运行。导致电动机与水泵之间常常出现大马拉小车问题。因此如何解决供水与能耗之间的不平衡寻求提高供水效率的整体解决方案是各供水企业关心的焦点问题之一。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。变频恒压供水系统能适用于生活用水场合的供水要求该系统具有以下特点：(1)供水系统的控制对象是用户管网的水压它是一个过程控制量同其他一些过程控制量(如:温度、流量、浓度等)一样对控制作用的响应具有滞后性。同时用于水泵转速控制的变频器也存在一定的滞后效应。(2)用户管网中因为有管阻、水锤等因素的影响同时又由于水泵自身的一些固有特性使水泵转速的变化与管网压力的变化成正比因此变频调速恒压供水系统是一个线性系统。(3)变频调速恒压供水系统要具有广泛的通用性面向各种各样的供水系统而不同的供水系统管网结构、用水量和扬程等方面存在着较大的差异因此其控制对象的模型具有很强的多变性。(4)在变频调速恒压供水系统中由于有定量泵（即为每转的理论排量不变的泵）的加入控制而定量泵的控制是时时发生的同时定量泵的运行状态直接影响供水系统的模型参数使其不确定性地发生变化因此可以认为变频调速恒压供水系统的控制对象是时时变化的。(5)当出现意外的情况(如突然停水、断电、泵、变频器或软启动器故障等)时系统能根据泵及变频器或软启动器的状态电网状况及水源水位管网压力等工况点自动进行切换保证管网内压力恒定。在故障发生时执行专门的故障程序保证在紧急情况下的仍能进行供水。(7)用变频器进行调速用水泵调节和固定的组合进行恒压供水节能效果显著对水泵进行软启动启动电流可从零到电机额定电流减少了启动电流对电网的冲击同时减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击延长了设备的使用变频恒压供水的应用众所周知水是生产生活中不可缺少的重要组成部分而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。系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频器像日本Samco公司就推出了恒压供水基板备有“变频泵固定方式”、“变频泵循环方式”两种模式它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上通过设置指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能只要搭载配套的恒压供水单元便可直接控制多个内置的电磁接触器工作可构成最多7台电机(泵)的供水系统。这类设备虽微化了电路结构降低了设备成本但其输出接口的扩展功能缺乏灵活性系统的动态性能和稳定性不高与别的监控系统(如BA系统)和组态软件难以实现数据通信并且限制了带负载的容量因此在实际使用时其范围将会受到限制[3]。它的节能系统特点有如下五点：1、变频器界面为LED显示设定参数丰富;键盘布局简洁、易于操作;2、变频器有过流、过压、过热、缺相等多种电子保护装置并具有故障报警输出功能可有效保护供水系统的正常运作;3、专用数字PID调节器为LED双屏显示参数设定方便易于监控;4、加装变频节能器后水泵电机具有软启动及变频调速功能可有效降低系统的机械磨损同时减轻管路负担;5、有“手动”“自动”两种工作模式在变频器出现故障的情况下仍可按原有工作方式继续运行。第三节变频恒压供水的现状及发展目前国内有不少公司在做变频恒压供水的工程大多采用国外的变频器控制水泵的转速水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制有的采用可编程控制器(PLC)及相应的软件予以实现；有的采用单片机及相应的软