变频调速技术在恒压供水系统中的应用论文.doc

-12-目录第一章绪论-1-1.1变频恒压供水产生的背景和意义-1-1.2变频恒压供水系统的国内外研究现状-1-1.3课题设计内容-2-第二章变频恒压供水系统总体设计-2-2.1工作原理-2-2.2总体设计-3-第三章可编程控制器(PLC)-4-3.1PLC的定义及特点-4-3.2PLC的工作原理-5-3.3PLC及压力传感器的选择-5-第四章变频器的介绍-5-4.1变频器简介-5-4.2变频器选型-7-第五章结论-10-5.1本系统具有以下的特点:-10-5.2展望-10-后记-11-参考文献-12-变频调速技术在恒压供水系统中的应用第一章绪论1.1变频恒压供水产生的背景和意义我国长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后工业自动化程度低。主要表现在用水高峰期水的供给量常常低于需求量出现水压降低供不应求的现象;而在用水低峰期水的供给量常常高于需求量出现水压升高供过于求的情况此时会造成能量的浪费同时还有可能造成水管爆裂和用水设备的损坏。传统调节供水压力的方式多采用频繁启/停电机控制和水塔二次供水调节的方式前者产生大量能耗的而且对电网中其他负荷造成影响设备不断启停会影响设备寿命;后者则需要大量的占地与投资。且由于是二次供水不能保证供水质的安全与可靠性。而变频调速式的运行十稳定可靠没有频繁的启动现象启动方式为软启动设备运行十分平稳避免了电气、机械冲击也没有水塔供水所带来的二次污染的危险。由此可见变频调速恒压供水系统具有供水安全、节约能源、节省钢材、节省占地、节省投资、调节能力大、运行稳定可靠的优势具有广阔的应用前景和明显的经济效益与社会效益。随着自动控制和电力电子技术的飞速发展智能型控制器件和变频装置的功能也越来越强充分利用各种先进技术合理设计变频恒压供水设备对降低成本、节约能源、提高供用水质量有着非常重要的意义。1.2变频恒压供水系统的国内外研究现状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。在早期由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、起制动控制、变压变频比控制及各种保护功能。应用在变频恒压供水系统中变频器仅作为执行机构为了满足供水量大小需求不同时保证管网压力恒定需在变频器外部提供压力控制器和压力传感器对压力进行闭环控制。从查阅的资料的情况来看国外的恒压供水工程在设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况因而投资高。随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、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法国的施耐德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”两种模式基于可编程控制器的变频恒压供水系统的设计它将PID调节器和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可编程控制器和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。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及相应的软件予以实现;有的采用单片机及相应的软件予以实现。但在系统的动态性能、稳定性能、抗干扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说还远远没能达到所有用户的要求。原深圳华为(现已更名为艾默生)电气公司和成都希望集团也推出了恒压压供水专用变频器(5.5kw-22kw)无需外接可编程控制器和PID调节器可完成最多4台水泵的循环切换、定时起、停和定时循环。该变频器将压力闭环调节与循环逻辑控制功能集成在变频器内部实现但其输出接口限制了带负载容量同时操作不方便且不具有数据通信功能因此只适用于小容量控制要求不高的供水场所。可以看出目前在国内外变频调速恒压供水控制系统的研究设计中对于能适应不同的用水场合结合现代控制技术、网络和通讯技术同时兼顾系统的电磁兼容性(EMC)的变频恒压供水系统的水压闭环控制研究得不够。因此有待于进一步研究改善变频恒压供水系统的性能使其能被更好的应用于生活、生产实践。1.3课题设计内容经过系统调研和分析并结合需方的实际要求本次研究的主要内容是基于PLC、变频器件的变频恒压供水系统的