变频供水毕业设计(正文).doc

1、绪论 目前，我们国家在水位控制中有很大一部分水泵电机是不变速拖动系统，不变速电机的电能大多消耗在适应供水量的变化而频繁的开停水泵中。这样不但使电机工作在低效区、减短电机的使用寿命，维护、维修工作量较大。 随着高位生活用水和工业用水逐渐增多，传统的控制方法已经落后。原先用人工进行水位控制，由于无法每时每刻对水位进行准确的定位监测，很难准确控制水泵的起停使用浮标或机械等水位控制装置使供水状况有了一些改变，但由于机械装置的故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦变频技术以其在节能与恒压方面的优越性能可以解决水压控制系统存在的以上问题。考虑选用单片机或PLC与变频器结合为核心构成的系统都能达到较好的控制效果。但在软件设计上，PLC比单片机的编程更简洁、直观从硬件接口考虑，单片机电路稍微复杂一些从经济方面考虑，由于PLC工艺的日渐成熟，小型PLC的成本与单片机相差无几由于要根据现场情况调整系统参数，PLC的软件中时间参数的调整更简单，这样更有利于售后服务人员掌握。控制效果好，软件设计简单，硬件接口简易可行、可靠性高，则整个系统的性价比非常高。本次设计将电力和机械相辅相成的结合起来，并以此为目标进行系统的学习研究和思考锻炼自己的综合能力及加、卸载供控制方式存在的电能浪费2.1 能耗分析交流异步电动机的转速公式为　　　　　　　　　　　n=60f（1s）/p （式2-1） 　　　　　　　　　　　其中 n—电机转速　　　f—运行电频率　　　　　　　　　　　p—电机极对数　　　　 s—转差率加、卸载控制方式使得在Pmin～Pmax之间来回变化。Pmin是最低压力值，即能够保证用户正常工作的最低压力。一般情况下，PPmin之间关系可以用下式来表示Pmax＝（1＋δ）Pminδ是一个百分数，其数值大致在15%～30%之间。? 在加、卸载供控制方式下的，所浪费的能量主要在2个部分1）加载时的电能消耗在压力达到最小值后，原控制方式决定其压力会继续上升直到最大压力值。在加压过程中一定要外界，从而导致电能损失。另一方面，高于压力最大值的在进入元件前，其压力需要经过减压阀减压这一过程同样是一个耗能过程。2）卸载时电能的消耗当压力达到压力最大值时，通过如下方法来降压卸载关闭进阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。据测算卸载时的能耗约占满载运行时的10%～25%。换言之，该20%的时间处于空载状态，在作无用功。很明显在加卸载供控制方式下，电机存在很大的节能空间。2.2 电机控制系统原理的不足之处1）靠机械方式调节，使供量无法连续调节，当用量不断变化时，供压力不可避免地产生较大幅度的波动。要求。再加上频繁调节，会加速的磨损，增加维修量和维修成本?2）频繁调节启动冲击电流和启动给带来机械冲击耐用性得不到保障。3、恒压供控制方案的设计针对原有供控制方式存在的诸多问题，可应用变频调速技术进行恒压供控制。我们把管网压力作为控制对象，压力器将的压力转变为电信号送给PID调节器，与压力设定值P0作比较，并根据差值的大小按定的PID控制模式进行运算，产生控制信号送变频调速通过变频器控制电机的工作频率与转速，从而使实际压力P始终接近设定压力P另外，采用该方案后，电机从静止到旋转工作可由变频器来启动，实现了软启动，避免了启动冲击电流和启动给带来的机械冲击。变频器恒压供水变频恒压供水系统原理如图1所示，它主要是由PLC、变频器、PID调节器、TC时间控制器、压力传感器、液位传感器、动力控制线路台水泵等组成。用户通过控制柜面板上的指示灯按钮转换开关来了解和控制系统的运行。通过安装在出水管网上的压力传感器，把出口压力信号变成420mA的标准信号送入PID调节器与给定压力参数进行比较，得出一调节参数，送给变频器由变频器控制水泵的转速，调节系统供水量，使供水系统管网中的压力保持在给定压力上当用水量超过一台泵的供水量时，通过PLC控制器泵。根据用水量的大小由PLC控制泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水同时系统配备的时间控制器和PID控制器，使其具有定时换泵运行功能（由时间控制器实现）和双工作压力设定功能（PID控制器和时间控制器实现）。充分保证了水泵的及时维修和系统的正常供水。正常情况（无泵检修）时，各泵的运行顺序为1#，2#，3。供水系统原理 图 3-2水位传感器 3.2 工作原理2.1 运行方式系统有手动和自动两种运行方式：手动运行按下按钮启动或停止水泵，可根据需要分别控制1##泵的启停。该方式主要供检修及变频器故障时用。自动运行合上自动开关，1#泵电机通电，变频器输出0Hz上升，同时PID调节器接收到自压力传感器的标准信号，经运算与给定压力参数进行比较，将调节参数送给变频器，如压力不够，则频率上升到50Hz而此时水压