变频器恒压供水系统(多泵)课程毕业设计（论文）.doc

成 绩 评 定 表 学生姓名 班级学号 专 业 自动化 课程设计题目 变频器恒压 供水系统(多泵) 评 语 组长签字： 成绩 日期 20 年 月 日 课程设计任务书 学 院 信息科学与工程学院 专 业 自动化 学生姓名 班级学号 课程设计题目 变频器恒压供水系统(多泵) 实践教学要求与任务: 工作计划与进度安排: 指导教师： 201 年 月 日 专业负责人： 201 年 月 日 学院教学副院长： 201 年 月 日 目 录 1 变频器恒压供水系统简介 1 1.1变频恒压供水系统理论分析 1 1.1.1变频恒压供水系统节能原理 1 1.1.2 变频恒压控制理论模型 3 1.2恒压供水控制系统构成 3 1.3 变频器恒压供水产生的背景和意义 5 2 变频恒压供水系统设计 6 2.1 设计任务及要求 6 2.2 系统主电路设计 6 2.3 系统工作过程 7 3 器件的选型及介绍 9 3.1 变频器简介 9 3.1.1 变频器的基本结构与分类 9 3.1.2 变频器的控制方式 9 3.2 变频器选型 10 3.2.1 变频器的控制方式 10 3.2.2 变频器容量的选择 11 3.2.3 变频器主电路外围设备选择 12 3.3 可编程控制器(PLC) 15 3.3.1 PLC的定义及特点 15 3.3.2 PLC的工作原理 16 3.3.3 PLC及压力传感器的选择 16 4 PLC编程及变频器参数设置 17 4.1 PLC的I/O接线图 17 4.2 PLC程序 17 4.3 变频器参数的设置 21 4.3.1 参数复位 21 4.3.2 电机参数设置 21 5 监控系统的设计 22 5.1 组态软件简介 22 5.2 监控系统的设计 22 5.2.1 组态王的通信参数设置 22 5.2.2 新建工程与组态变量 23 5.2.3 组态画面 24 5.2.4 监控系统界面 25 6总 结 26 参考文献 27 1 变频器恒压供水系统简介 1.1变频恒压供水系统理论分析 1.1.1变频恒压供水系统节能原理 供水系统的基本特性和工作点扬程特性是以供水系统管路中的阀门开度不 变为前提，表明水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线f(Q)，如图1-1 所示。 图1-1供水系统的基本特征 图1-2 管网及水泵的运行特性曲线 由图可以看出，流量Q越大，扬程H越小。由于在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量的大小主要取决于用户的用水情况，因此，扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q(u)间的关系。而管阻特性是以水泵的转速不变为前提，表明阀门在某一开度下，扬程H与流量Q之间的关系H J (Qu )。管阻特性反映了水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图可知，在同一阀门开度下，扬程H越大，流量Q也越大。由于阀门开度的改变，实际上是改变了在某一扬程下，供水系统向用户的供水能力。因此，管阻特性所反映的是扬程与供水流量Qc之间的关系H f (Qc )。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的工作点，如图中A点。在这一点，用户的用水流量Qu和供水系统的供水流量Qc处于平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。图1-1供水系统的基本特征。 变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。通 常由异步电动机驱动水泵旋转来供水，并且把电机和水泵做成一体，通过变频器 调节异步电机的转速，从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。因此，供水 系统变频的实质是异步电动机的变频调速。异步电动机的变频调速是通过改变定 子供电频率来改变同步转速而实现调速的。 在供水系统中，通常以流量为控制目的，常用的控制方法为阀门控制法和转速控制法。阀门控制法是通过调节阀门开度来调节流量，水泵电机转速保持不变。其实质是通过改变水路中的阻力大小来改变流量，因此，管阻将随阀门开度的改变而改变，但扬程特性不变。由于实际用水中，需水量是变化的，若阀门开度在一段时间内保持不变，必然要造成超压或欠压现象的出现。转速控制法是通过改变水泵电机的转速来调节流量，而阀门开度保持不变，是通过改变水的动能改变流量。因此，扬程特性将随水泵转速的改变而改变，但管阻特性不变。变频调速供水方式属于转速控制。其工作原理是根据用户用水量的变化自动地调整水泵电机的转速，使管网压力始终保持恒定，当用水量增大时电机加速，用水量减小时电机减速。 由流体力学可知，水泵给管网供水时，水泵的输出功率P与管网的水压H及出水流量Q的乘积成正比；水泵的