毕业设计（论文）-多泵自动循环切换恒压供水变频调速系统

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1、上海第二工业大学成人与继续教育学院专科毕业设计（论文）多泵自动循环切换恒压供水变频调速系统摘要：随着社会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人们对供水的质量和安全可靠性的要求不断提高。而用户用水的多少是经常变动的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，本系统采用变频调速方式自动调节水泵电机转速或加、减泵。改变以往“先启后停”方式，自动完成泵组软启动及无冲击切换，使水压平稳过渡。变频器故障时系统仍可运行，保

2、证不间断供水。系统断电恢复后可自启动。采用硬件/软件备用及钟控功能，使各泵进行轮休，延长了设备的机械使用寿命。关键词:水泵；节能；变频器；PLC；压力传感器引言一般规定城市管网的水压只保证6层以下楼房的用水，其余上部各层均须提升水压才能满足用水要求。传统的方法是水塔、高位水箱或气压罐式增压设备，其设备一次投资费用高，并且必须由水泵高于实际用水高度的压力来提升水量，其结果往往增大了水泵的轴功率和能量损耗，在使用这些传统的供水方式，还容易造成水的二次污染。根据工业生产、生活、农业节水灌溉工程等用水的要求，应用供水专用变频器，可快速装配成恒压供水系统。它集变频调速技术、PLC

3、技术等为一体，可组成完整的闭环自动控制系统。一．工艺简介：（一）传统的供水方式：1．水箱/水塔供水——重力供水。这种方式供水压力比例恒定，且有储水，但它是由位置高度形成的压力来供水的，为此需建造水塔或将水箱置于建筑物屋顶上，由此对屋顶形成很大的负重，同时增加了结构面积和投资周期，也不美观。2．气压供水。这种供水方式不在屋顶设置水箱或水塔，而是在地下室或空旷处加压将水送到管网中。优点是灵活性大，建设快，少受污染，不碍美观，且可通24上海第二工业大学成人与继续教育学院专科毕业设计（论文）过改变压力来满足不断增长的供水需求。缺点是需建压力罐，其体积和投资大，还需设置空气压缩机

4、充气，消耗电能大，运行费用高。（一）恒压供水变频调速系统：此系统由电机泵组加变频调速系统组成，其控制框图如下图所示。由变频器向电机供电，由电机拖动水泵，通过压力传感器把在出口水压检测点测得的压力（反映用水量大小）反馈信号与压力给定信号经比较送入调节器，再将调节器的输出信号作为变频器的频率给定信号，由此来根据用水需求量自动调节供水量的大小。水塔管道电机泵组交流接触器PLC压力传感器变频器图1－1恒压供水变频调速系统的主要优点是：1．占地面积小，投入成本并不高，而运行效率很高。2．配置灵活，功能齐全，安全可靠，自动化程度高。3．运行合理。由于一天内平均转速下降，轴上的平均扭

5、矩和磨损减小，因此水泵的寿命大大提高。4．变频调速能对水泵实现软起动和软停车，由此可消除水锤效应，减少对管网的冲击。5．操作简便，省时省力。二．系统介绍变频恒压供水系统原理，它主要是由PLC、变频器、压力传感器、动力控制线路以及3台水泵等组成。用户通过控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关来了解和控制系统的运行。24上海第二工业大学成人与继续教育学院专科毕业设计（论文）本系统采用三台同容量的水泵供水，为了减少投入，仅用一台变频器。具体的控制要求是：1．用水量少时开泵台数少，用水量多时开泵台数多。2．用水量少时由变频器驱动一套电机泵组，且根据用水量自动调节泵速，另两套电机泵

6、组停车。3．当此泵速达到最高仍不能满足用水需求时，则起动第二套电机泵组并由变频器供电，而第一套自动切换由工频电网直接供电。4．两套电机泵组供水时，若第二套泵速最低时仍大于用水需求，则自动切除第一套泵组；若第二套泵速最高时仍小于用水需求，则自动起动第三套电机泵组并由变频器供电，而第二套自动切换由工频电网直接供电，第一套仍由工频电网直接供电。5．三套电机泵组供水时，若第三套泵速最低时仍大于用水需求，则自动切除第一套泵组，第二套仍由工频电网直接供电。6．这两套电机泵组供水时，若第三套泵速最高时仍小于用水需求，则自动起动第一套电机泵组并由变频器供电，而第三套自动切换由工频电网直

7、接供电，第二套仍由工频电网直接供电（三套供水时用水量减小就自动切除第二套）；若第三套泵速最低时仍大于用水需求，则自动切除第二套泵组，仅剩第一套由变频器供电。之后如此周而复始，由于在三台泵之间实现自动循环切换，因此各台泵的平均使用寿命得到提高。根据题意得各水泵的状态转移,图2-124上海第二工业大学成人与继续教育学院专科毕业设计（论文）1#工2#工3#变1#变1#工2#变高频上限输出高频上限输出低频下限输出低频下限输出1#变2#工3#工2#工3#变2#变高频上限输出高频下限输出低频上限输出低频上限输出1#工2#变3#工1#变3#工3#变高频