变频恒压供水系统().docVIP

摘 要 随着社会经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，建筑物高度的增加，人口的增多以及人们生活水平的不断提高，对城市供水的水量、质量、稳定性提出了越来越高的要求。传统的生活及生产供水的方法是通过建造水塔维持水压。但是，建造水塔需要花费财力，水塔还会造成水的二次污染。那么，可不可以不借助水塔来实现恒压供水呢？当然可以，但是要解决水压随用水量的大小变化的问题，通常的办法是:用水量大时，增加水泵数量或提高水泵的转动速度以保持管网中的水压不变，用水量小时又需做出相反的调节。这就是恒压供水的基本思路。交流变频器的诞生和PLC的运用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。 目录 1、绪 论 1 1.1恒压供水方案提出 1 1.2变频恒压供水系统的国内研究现状 4 1.3多泵恒压供水系统中的关键问题和本文的主要研究内容 5 2 变频恒压供水系统基本控制策略 8 2.1系统介绍 8 2.2变频分析 9 3 变频恒压供水系统的原理及其分析 17 3.1系统的工作原理 17 3.2系统的理论分析 20 4 变频恒压供水系统的设计 22 4.1系统控制功能及特点 22 4.2 硬件设计 22 4.3电气控制系统原理图设计 26 4.4 软件设计 26 5、系统调试运行 26 5.1系统总装通调 26 5.2上位机组态系统 26 参考文献 26 致谢 26 附录 26 1 外文文献 26 2电控系统控制电路和流程图 26 3 程序代码（梯形图） 26 1、绪 论 变频调速技术是一种新型的、成熟的交流电机无级调速驱动技术，它以其独特优良的控制性被广泛应用在速度控制领域。特别是在供水行业中，由于生产安全和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格要求，变频调速技术也得到了更加深入的应用。我水压力控制在，采用变频调速控制是保证压力恒定有效的方法。据对供水量的了解，发现全天各时段用水量变化较大，如果不对供水量进行调节，管网压力的波动也会很大，容易出现管网失压或爆管事故。采用变频恒压供水控制后，当用水量较小时，这时相应管道和泵出口压力均较大，变频恒压控制方式将会降低泵的频率，减小泵出水量，从而降低管网压力；反之亦然。这样，用水量变化较大也不会造成管网压力有较大的波动。变频调速实现恒压供水不仅保证厂内自用高压水够且稳定，而且保证了供水的安全可靠性。[1]。 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多泵恒压供水系统中的关键问题和本文的主要研究内容 1.3.1关键问题 交流异步电动机直接起动所产生的电流冲击和转矩冲击会给供电系统和拖动系统带来不利影响，故对于容量较大的异步电动机一般都要采用软起动方案。用变频器带动电机从零速开始起动，逐渐升压升速，直至达到其额定转速或所需的转速，此时变频器同时承担了软启动的任务。变频软起动的优点是由于采用电压/频率按比例控制方法，所以不会产生过电流，并可提供等于额定转矩的起动力矩，故特别适合于需重载或满载起动的大功率水泵电机。 多泵恒压供水系统为了提高变频器的使用效率，减少设备的投入费用，常采用一台变频器拖动多台电机变频运行的方案。当变频器带动电机达到额定转速后，就要将电动机切换到工频电网直接供电运行，变频器可以再去起动其他的电动机。这样就不可避免地要进行电网和变频器之间的相互切换操作。 变频器的输出切换问题，目前尚未得到足够的重视，因而在认识上还存在着一些误区:一种看法是将变频器当作一般的交流电源，或者象软起动器一样，因而可以将电动机在变频器与供电电网之间任意切换;另一种看法则认为由于变频器自身的设计原理，是不允许变频器在运行中进行切换的。这两种看法都不免有失偏颇，所以有关变频器在拖动系统应用的文章中，碰到变频器的切换问题时，要么有意回避，不作具体描述;要么一语带过，用简单的一句“切换到电网运行”了之。即使有此情况也只是停留在小功率电机上，大功率电机变频转工频并不成功。因此，如何在不停电的情况下，采用鉴频鉴相技术对变频器的输出电压进行跟踪，当变频器输出电压的频率、幅值和相位均保持与电网电压一致时，实现变频器与电网之间的同步平稳切换，是多泵恒压供水系统中的关键问题，也是本文的一个创新之处。 1.3.2本文的主要研究内容 经过系统的调研和分析，并结合供水厂的生产实际，本次研究的主要内容和目标是基于PLC的单台变频器拖动多台电机变频运行的恒压供水自适应平衡控制系统的研制，该系统利用变频器实现水泵电机的软起动和调速，摒弃了原有的自耦降压起动装置，同时把阀门控制和水泵电机控制都纳入自动控制系统。整