基于PLC的楼宇恒压供水系统设计.doc

变频器恒压供水系统设计 摘 要 随着社会经济的迅速发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高，再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然趋势。 本设计是针对居民生活用水/消防用水而设计的。由变频器、PLC组成控制系统，调节水泵的输出流量。电动机泵组由三台水泵并联而成，由变频器或工频电网供电，根据供水系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换及速度，使系统运行在最合理的状态，保证按需供水。 本文介绍了采用PLC控制的变频调速供水系统，由PLC进行逻辑控制，由变频器进行压力调节。通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节恒压供水。运行结果表明，该系统具有压力稳定，结构简单，工作可靠等优点。 关键词: 恒压供水，PLC(可编程序控制器)，变频器，变频调速。 目 录 1绪论 1 1.1 变频器恒压供水产生的背景和意义 1 1.2变频恒压供水系统理论分析 1 1.2.1变频恒压供水系统节能原理 1 1.2.2 变频恒压控制理论模型 2 1.3恒压供水控制系统构成 3 2 变频恒压供水系统设计 4 2.1 设计任务及要求 4 2.2 系统主电路设计 5 2.3 系统工作过程 6 3 器件的选型及介绍 7 3.1 变频器简介 7 3.1.1 变频器的基本结构与分类 7 3.1.2 变频器的控制方式 7 3.2 变频器选型 8 3.2.1 变频器的控制方式 8 3.2.2 变频器容量的选择 9 3.2.3 变频器主电路外围设备选择 11 3.3 可编程控制器(PLC) 13 3.3.2 PLC的工作原理 14 3.3.3 PLC及压力传感器的选择 14 4 PLC编程及变频器参数设置 15 4.1 PLC的I/O接线图 15 4.2 PLC程序 15 5.系统安装 19 5.1 PLC安装位置确定 19 5.2 变频器的安装 19 5.2.1 变频器的安装环境 19 5.2.2 安装方式 19 5.3 变频器和电机的距离确定电缆和布线方法 20 5.4 系统安装图 20 6.设计预期与结果分析 21 6.1设计预期 21 6.2结果分析 21 参考文献 22 致谢 23 附录 24 1绪论 1.1 变频器恒压供水产生的背景和意义 1.1.1供水方案的确定 众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能己成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，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，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，此时将会造成能量的浪费，同时有可能导致水管爆破和用水设备的损坏。在恒压供水技术出现以前，出现过许多供水方式。以下就逐一分析。（选择较多，挑几个就行不必全部摘取） (1) 一台恒速泵直接供水系统 这种供水方式，水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，有的甚至连蓄水池也没有，直接从城市公用水网中抽水，严重影响城市公用管网压力的稳定。这种供水方式，水泵整日不停运转，有的可能在夜间用水低谷时段停止运行。这种系统形式简单、造价最低，但耗电、耗水严重，水压不稳，供水质量极差。 (2) 恒速泵+水塔的供水方式 这种方式是水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔的合理高度是要求水塔最低水位略高于供水系统所需要压力。水塔注满后水泵停止，水塔水位低于某一位置时再启动水泵。水泵处于断续工作状态中。这种供水方式，水泵工作在额定流量额定扬程的条件下，水泵处于高效能区。这种方式显然比前种节电，其节电率与水塔容量、水泵额定流量、用水不均匀系数、水泵的开、停时间比、开/停频率等有关。供水压力比较稳定。但这种供水方式基建设备投资最大，占地面积也最大;水压不可调，不能兼顾近期与远期的需要；而且系统水压不能随系统所需流量和系统所需要压力下降而下降，故还存在一些能量损失和二次污染问题。而且在使用过程中，如果该系统水塔的水位监控装置损坏的话，水泵不能进行自动的开、停，这样水泵的开、停，将完全由人操作，这时将会出现能量的严重浪费和供水质量的严重下降。 (3)射流泵十水箱的供水方式 这种方式是利用射流泵本身的独特结构进行工作，利用压差和来水管粗，出水管细的变径工艺来实现供水，但是由于其技术和工艺的不完善，加之该方式会出现有压无量(流量)的现象，无法满足高层供水的需要。 (4) 恒速泵十高位水箱的供水方式 这种方式原理与水塔是相同的，只是水箱设在建筑物的顶层。高层建筑还可分层设立水箱。占地面积与设备投资都有所减少，但这对建筑物的造价与设计都有影响，