毕业设计（论文）-基于PLC居民社区恒压供水变频控制系统设计精选.doc

1 前 言1.1 研究此课题的目的和意义就当今城市供水普遍现状来说，城市管网水压仅仅能满足6层以下楼房住户的用水，超过6层以上必须“升高”水压来维持住户的用水质量。早些年的供水靠的是水泵来升高水压，势必导致泵所提升的水压高出我们实际用水的压力值，导致水资源的浪费，而且控制精度我们很难掌握，也造成了能量的大量损耗和机械损耗。不但需要人力管理，还必须定期检查供水装置，既费时又费力，给工作人员也带来了许多困扰。为了解决这个问题，变频技术应时而生。变频技术就是通过技术手段来改变用电设备的供电频率，从而达到控制设备输出功率的目的。当前电力电子技术在迅速发展，变频器的功能也得到了不断的开发和完善。变频器体积小，操作稳定可靠，并且有强大的保护功能，可以在许多行业中使用，特别是现在供水行业中备受青睐。由于供水行业中对运营的安全性和供水时的压力大小规范比较苛刻，所以变频调速技术才能够得以更深入全面的应用到供水的各个环节。变频调速恒压供水设备是一个高效率的节能供水系统，有着操作简便，节约电能，安全可靠的良好特性，所以我国自上世界90年代就开始将变频调速恒压供水设备大量引进和投产，中国的供水行业发生了大变革，不但节省了大量的人力管理和维修费用，还起到了绿色节能的良好效应。恒压供水系统可以让电机在转速的调节范围内的任意一点都可以平滑稳定的运行，我们称之为无级调速，并且它还可以根据居民用水情况对其实行操作系数的自动调节，满足各楼层居民的日常用水，改变了以往高层水压上不来的情况。早期的水塔和高位水箱的供水方法已经被市场所淘汰，有设备体积大，资金投入高，自动控制程度低，电能损耗严重，并且运行十分不稳定等许多弊端。而新的供水方式则完全可以弥补传统供水的各个缺点，自恒压供水调速系统开广以来，国内外的工业厂家都时刻关注着新式供水系统的发展变化，并加以投产和研究。新式供水未来的发展前景也极其可观，高度的智能化控制，简便的操作方式，数字微机控制，该系列的供水设备，是城市投产只能居民楼，供水调度和发展的必然趋势。最早的居民社区供水中选用的是单泵调速恒压系统，但是运营了一段时间，单泵调速系统的弊端也逐日出现，电机运行效率低是其一个很大的弊端之一，相对替代它的是多泵调速恒压系统，事实证明，多泵性系统效率高，供水快，可靠性强，收成效益也更加明显，很快发展为居民社区供水行业的主导产品[3]。1.2 供水系统的概述1.2.1 变频恒压供水系统主要特点以及传统定压方式弊病变频恒压供水首先节能是最主要的特点，平均可以节电20%-40%，实现了绿色用电。体积小配置灵活，自动化程度高。自动化水平高，可以实现无人值守，节约人力物力等优点。而传统定压方式其管道易起腐蚀，系统操作频繁，多次的启停泵对电动机和开关器件大量磨损。供水和用水操作得不到良好配合，导致水泵工作效率低下。1.2.2 恒压供水设备的主要应用场合生活用水。需要恒压控制用水的工业场合，例如北方暖气供应的锅炉补水，为节约大量的工业用水的冷却水循环等。中央空调系统。自来水厂增压系统。农田灌溉，污水处理。各种流体恒压控制系。1.2.3 恒压供水技术实现将压力传感器配置在管网中，测量管网水压，转换成现场所需的模拟信号，控制系统中的PID会将其信号接收。经PID进行处理计算后输出控制信号，来对变频器的输出频率做出相应的调整。当用水的用户数量增加时，管网压力低于设定的压力，输出频率会发生相应的增加，水泵转速加快，供水也就自然而然的加大了。当管网压力到达设定压力时，电动水泵转速不发生任何改变，管网压力就会维持在设定的压力上，反过来也是如此。当今电子技术发展迅猛，变频器的功能与特性也得到了极大的提升，它能操控运行设备的软启动与软停止，很大程度降低了电耗，也极大的降低了设备出现故障的可能性，保证系统安全，稳定的工作以及有效运行。用传统的二次加压和水塔对小区居民供水方式曾持续了相当长的时间，虽然这种方式能够保障人们的用水，但是能耗损失的程度也是较大的。通过得到小区最不利水点的水压，并通过加压泵按最不利点水压要求选择合适的扬程设计方案，通过用水流量的变化，调整和配置泵组，最终选定水泵的运行方式。由于周围的天气和温度时刻发生改变，所以只能从水泵运作模式和出口阀开度进行相对应的改变，以满足水量水压的正常，能耗势必会在出口阀不断的损失，而且存在着水池“二次污染”的问题。自从变频调速技术得以在供水行业中得以应用，能耗和污染的情况得到了很大程度的改变。2 系统总体设计方案2.1 系统设计方案2.1.1 系统控制要求小区水厂的管网通常是封闭的，每天小区内的用水情况都各不相同，泵站水量提供会随着人们对用水需求的增大而升高，最不利点就是水最难到达的地方，如近几年大量出现的高层居民楼，通常6层越往上水压就越难到达，所以