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1、变频恒压供水控制系统毕业设计]。1.2变频调速恒压供水的基本原理[2]变频恒压供水,一般由压力变送器采样水压信号与系统设定压力值比较后产生输出信号,再经变频器控制水泵电机转速,实现恒压供水。水泵转动的越快,产生的水压越高,才能将水输送到远处或较高的楼层。恒压供水泵站中变频器常常采用模拟量控制方式,这需采用PLC的模拟量控制模块,该模块的模拟量输入端接受传感器送来的模拟信号,输出端送出经给定值与反馈值比较并经PID处理后得出的模拟量控制信号,并依此信号的变化改变变频器的输出频率。采用PLC控制,不仅可减少系统控
2、制接线,提高可靠性,用软件实现上述硬件,维修简易,充分发挥了可编程控制器配置灵活、控制可靠、编程方便和可现场调试的优点,使整个系统的稳定性有了可靠的保障。1.3变频调速使水泵电机节能的原理[3]水泵额定运行状态下的输出功率： 式中：Q为输出流量,单位为；p为泵的水压,单位为MPa；H为泵的扬程,单位为m；r为重要系数,单位为。根据泵的相似律,当驱动转速改变时,输出流量Q、泵的水压p、扬程H分别与驱动转速的一次方、二次方和三次方成正比例。图1示出水泵Q-p运行特性,其中曲线①、②分别是转速为n1、n2时
3、的特性曲线,曲线③、④是转速为n2时的等效管阻特性,曲线⑤是转速为n1时的等效管阻特性。设水泵电机由电网直接供电驱动,水泵运行于A点,此时泵功率为：N1=Q1p1,对应于图中的矩型面积Ap1OQ1,若将水量减为Q2,工作点将由A滑向B,水压增为p2,功率N2则由面积Bp2OQ235描述。若水泵改为变频调速驱动,在小水量时降为低速n2,水泵可运行于C点稳定,功率N3由面积Cp1OQ2描述,而水压则维持为p1,节约的能耗对应阴影面积Bp2p1C。图1Q-p运行特性及管阻特性以下以数值定性说明节能效果。因流量与转速
4、成正比,功率与转速立方成正比,总需求为Q,在某一工作点时,Q是一定值。当变频器运行在45Hz时,Q∝f=45Hz,节电率；当变频器运行在40Hz时,f=40Hz,节电率；当变频器运行在35Hz时,f=35Hz,节电率；以75kW为例,平均运行在45Hz,1年可节约电能75×24×365×27.1%=178047kWh。若电价为0.85元/kWh,则1年可节约电费0.85×178047=151339.95元。1.4国内外的研究现状及分析35针对目前国内民用建筑行业的发展，特别是卫星城和小区建设的发展，给各个技术
5、行业带来的许许多多的研究课题。小区供水系统的设计与研究，从工程而言是成熟的，己有规范的设计和施工标准，但从多方面的综合技术指标来说，还远远没能达到用户的要求。从目前的供水行业调查结果表明，变频调速是一项有效的节能降耗技术，其节电率很高，几年能将因设计冗余和用量变化而浪费的电能全部节省下来，又由于其具有调速精度高，功率因数高等特点，使用它可以提高出水质量，并降低物料和设备的损耗，同时也能减少机械磨损和噪声，改善车间劳动条件，满足生产工艺要求。因此利用微电脑与交流电机变频调速技术对管网供水进行自动控制，近几年在国
6、内得到了极大发展，从目前情况看，微机控制变频调速自动供水技术可分为恒水压控制与恒水流控制两种主流。前者强调对水泵出口压力进行给定跟踪控制，使出口水压基本保持恒定，而出口流量则依用户需求随时可变。这种控制方法的优点是供水品质优良，可在任何情况下同时满足全网各用户对供水流量与扬程的不同要求。不足之处是过于强调恒压指标，对低区用户扬程指标订得太高，水压过高，用户不得不用阀门限流，造成能源浪费，且由于水压过高，管网耐压水平必须提高，造成材料浪费。恒水流控制则强调对出口流量进行宏观总量控制，对水压与扬程指标则放松，其优
7、点是在满足用户对用水量的基本要求前提下，可最大限度节能。但缺点也是显然的，其一是仅控制用水总量，而无法分配水流去向，势必造成分配不均，特别在低层用水量大时，造成高层断流。而在高层用水量大时又造成低层水压过高。其二是水的流量检测难度较大，闭环控制困难。国内的许多专家，学者从70年代起，开始尝试将计算机技术应用于供水系统的模拟，优化设计及供水系统控制等方面[4]。目前国内供水系统采用的自动控制技术不少，其特点是变频技术与其它其术的结合。如最初的恒压供水系统采用继电接触器控制电路，是与开关技术结合，通过人工起动或停
8、止水泵和调节泵出口阀开度来实现恒压供水。该系统线路复杂,操作麻烦,劳动强度大，维护困难,自动化程度低，应用前景不大。后来增加了微机加PLC监控系统,提高了自动化程度。但由于驱动电机是恒速运转,水流量靠调节泵出口阀开度来实现,浪费大量能源，也没有很好的发展。2系统总体设计方案系统总体方案原理如图2所示35图2控制系统原理示意图本系统是一个以变频调速为主要控制目的的控制系统。工作时可以通过触摸屏设定PI
