变频恒压供水系统 (1)

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1、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。而且供水的控制多依赖值班人员的手工操作，这种方法控制过程繁琐，而且手动控制无法对供水管网的

2、压力和水位变化及时做出适当的反应准确性差。为了保证供水，机组通常处于超压状态运行，不但效率低、耗电量大，而且城市管网长期处于超压运行状态，报损也十分严重，更无法实现节能。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。本论文结合我国中小城市供水厂的现状，设计了一套基于PLC的变频调速恒压自动控制供水系统。变频调速恒压供水自动控制系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机以及控制柜等构成。系统采用一台变频器拖动4台电动机的启动、运行与调速，其中两台大机（220Kw）和两台小机（160Kw）分别采

3、用循环使用的方式运行。通过工控机和PLC连接，开发出了用于工控机的数据采集和通信、设备状态控制和数据管理的监测程序，实现了监测控制。本文的变频恒压供水系统已在国内许多实际的供水控制系统中得到应用，并取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。关键词:变频调速双恒压供水PLC短信模块目录1、绪论11.1恒压供水方案提出11.2变频恒压供水系统的国内研究现状41.3多泵恒压供水系统中的关键问题和本文的主要研究内容52变频恒压供水系统基本控制策略82.1系统介绍82.2变频分析93变频恒压供水系统的原理及其分析173.1系统的工作原理173.2系统的理论分析20

4、4变频恒压供水系统的设计224.1系统控制功能及特点224.2硬件设计224.3电气控制系统原理图设计264.4软件设计265、系统调试运行265.1系统总装通调265.2上位机组态系统26参考文献26致谢26附录261外文文献262电控系统控制电路和流程图263程序代码（梯形图）261、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。我们把水压力控制在一定量，采用变频调速控

5、制是保证压力恒定有效的方法。据对供水区供水量的了解，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足够且稳定，而且保证了供水的安全可靠性。1.1恒压供水方案提出众所周知，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

6、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，同时有可能使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。1.1.1一台恒速泵供水系统57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

7、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。1.1.2恒速泵加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，水泵处于高效区。这种方式显然比前一种节电，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

8、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