恒压供水系统4泵.doc

课程设计报告: 变频恒压供水系统的设计 设计目的： 了解变频器恒压供水系统的工作原理。 变频恒压供水的介绍: 、控制要求： (1)系统通电，按照接收到有效的自控系统启动信号后，首先启动变频器拖动水泵M1，通过恒压控制器，根据用户管网实际压力和设定压力的误差调节变频器的输出频率，控制M1的转速，当输出压力达到设定值，其供水量与用水量相平衡时，转速才稳定到某一定值，这期间M1工作在调速运行状态。 (2)当用水量增加水压减小时，通过压力闭环和恒压控制器，增加水泵的转速到另一个新的稳定值，反之，当用水量减少水压增加时，通过压力闭环和恒压控制器，减小水泵的转速到另一个新的稳定值。 (3)当用水量继续增加，变频器的输出频率达到上限频率50Hz时，若此时用户管网的实际压力还未达到设定压力，并且满足增加水泵的条件时，在变频循环式的控制方式下，系统将电机M1切换至工频电网供电后，M1恒速运行，同时使第二台水泵M2投入变频器并变速运行，系统恢复对水压的闭环调节，直到水压达到设定值为止。如果用水量继续增加，满足增加水泵的条件，将继续发生如上转换，并有新的水泵投入并联运行。当最后一台水泵M4投入运行，变频器输出频率达到上限频率50Hz时，压力仍未达到设定值时，控制系统就会发出水压超限报警。当然，在选择水泵容量时已经考虑过此问题，不会出现四台水泵同时运行水压不够的情形。 (4)当用水量下降水压升高，变频器的输出频率降至下限频率，用户管网的基于PLC的变频恒压供水系统的设计实际水压仍高于设定压力值，并且满足减少水泵的条件时，系统将上次转换成工频运行的水泵关掉，恢复对水压的闭环调节，使压力重新达到设定值。当用水量继续下降，并且满足减少水泵的条件时，将继续发生如上转换，直到剩下一台变频泵运行为止。 (5)当系统中只有1台调速泵在工作，而调速泵的运行频率已降至下限频率时，且满足关泵条件，此时关闭调速泵。在这种情况下，若实际压力低于设定压力，则延时后开启再开启调速泵进行控制，工作过程同2、3、4步。 2、变频调速恒压供水的特点及应用范围： （1）、变频调速恒压供水控制系统的主要特点是： 1、 高效节能，可以实现节电20%～40% 2、 占地面积小，投入少，效率高； 3、 配置灵活，自动程度高，功能齐全，灵活可靠； 4、 运行合理，由于一天内的平均转速下降，轴上平均扭矩和磨损减少，减少了维修量和维修费用，水泵的使用寿命大大提高； 5、 由于能对水泵实现软启动，并可消除水锤效应； 6、 操作简便，省时省力； 7、 由于变频恒压调速直接从水源供水，减少了原有供水方式的二次污染，防止了很多传染疾病的传染源头。 （2）、传统定压方式的弊病： 1、管理不便、因与大气连通易引起的管道腐蚀。 2、由于水箱内微生物、藻类孳生，还可能对系统造成二次污染，所以每年定压水箱都需定期维护，并由卫生防疫部门检验。 3、定压水箱需占用较大空间，需要专门的地点来放置。 4、高位定压水箱系统的控制靠投入泵的台数来调节，但这种调节方式不能做到供水量和用水量的最佳匹配，水泵长期偏离高效区域工作，效率低下。 5、系统频繁的起、停泵，对水泵、电机及开关器件都会缩短使用寿命。 6、使用高位水箱供水，在系统流量较大时，管网压力会有较大的变化，造成部分用户资用压头不够，出现诸如流量不足、冷热不均等情况。 7、在供水泵的选型上，设计人员为了提高系统安全系数，电机选型都较大；在用水负荷较小或低区采用减压阀、节流孔板等来调节剩余水头时，大量的能量消耗在阀上，都造成电能的浪费。 （3）变频调速恒压供水控制系统的主要应用范围： 变频恒压供水系统在供水行业中的应用，按所使用的范围大致分为三类: 1、 小区供水(加压泵站)变频恒压供水系统 这类变频供水系统主要用于包括工厂、小区供水、高层建筑供水、乡村加压站，特点是变频控制的电机功率小，一般在135kw以下，控制系统简单。由于这一范围的用户群十分庞大，所以是目前国内研究和推广最多的方式.如希望集团(森兰变频器)推出的恒压供水专用变频器(5.5kw～2kw)。 2、 国内中小型供水厂变频恒压供水系统 这类变频供水系统主要用于中小供水厂或大中城市的辅助供水厂。这类变频器电机功率在135kw～320kw380V。受中小水厂规模和经济条件限制，目前主要采用国产通用的变频恒压供水变频器。 3、 大型供水厂的变频恒压供水系统 这类变频供水系统用于大中城市的主力供水厂，特点是功率大(一般都大于320kw)、机组多、多数采用高压变频系统。这类系统一般变频器和控制器要求较高，多数采用了国外进口变频器和控制系统。如利德福华的一些高压供水变频器。 三、主电路： PLC的选型：本实验用的是三菱FX2N 五、PLC的I/O分配: 输出接线 Y0 Y1 Y2 Y