畢業(yè)論文----恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告</b></p><p>　　一、課題設(shè)計(jì)（論文）目的及意義</p><p>　　1．通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)恒壓供水方面及相關(guān)專業(yè)課程方面的知識(shí)更加鞏固了，同時(shí)也對(duì)供水系統(tǒng)有了一個(gè)系統(tǒng)的掌握和認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了我的獨(dú)立思考，

2、獨(dú)立解決問(wèn)題，獨(dú)立分析問(wèn)題的能力。</p><p>　　2．同時(shí)也養(yǎng)成了工作認(rèn)真，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)。提高了自身素質(zhì)，使自己在以后的工作中更加的嚴(yán)格嚴(yán)格要求自己。形成一絲不茍的工作精神。</p><p>　　3.熟練地掌握了對(duì)課題知識(shí)查詢的能力，以及供水系統(tǒng)方面的知識(shí)在生活中的實(shí)際應(yīng)用。使理論知識(shí)與實(shí)際生活相接軌。讓自己更加對(duì)恒壓供水有一個(gè)全方位的認(rèn)知認(rèn)識(shí)及更深入方面知識(shí)的探究。</p>

3、;<p>　　二、課題設(shè)計(jì)（論文）提綱</p><p>　　1.恒壓供水產(chǎn)生的背景及意義，以及它所面臨的現(xiàn)狀。</p><p>　　2.變頻恒壓供水的理論分析</p><p><b>　　1）水泵的工作原理</b></p><p>　　2）供水壓力和變頻輸出頻率的關(guān)系</p><p>

4、;　　3.變頻恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成及控制原理</p><p>　　1）通用變頻器+PLC（包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制人機(jī)界面+傳感器） </p><p>　　2）變頻恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)</p><p>　　3）變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案</p><p>　　4）變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓恒定控制</p><p>　

5、　5）變頻供水水泵加減的控制</p><p>　　4.變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1）理論可行性</b></p><p><b>　　2）技術(shù)可行性</b></p><p><b>　　3) 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>&l

6、t;b>　　4）軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　三、課題設(shè)計(jì)（論文）思路、方法及進(jìn)度安排</p><p><b>　　思路方法：</b></p><p>　　1）在圖書(shū)館閱讀有關(guān)恒壓供水方面的書(shū)籍，以及搜集此方面的知識(shí)。</p><p>　　2）利用網(wǎng)絡(luò)了解恒壓供水在變頻器方面的應(yīng)用</p&

7、gt;<p>　　3）與指導(dǎo)老師及同學(xué)及共同進(jìn)行交流和探討，從老師那多了解一些恒壓供水方面的資料，使自己對(duì)此課題有更深一步的了解。有利于自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)能更加的完善。</p><p><b>　　進(jìn)度安排：</b></p><p>　　第一周：弄清該設(shè)計(jì)的工作原理，選題方案，對(duì)比各種方案，選擇合適的方案。</p><p>　　第二、

8、三周：在網(wǎng)上和書(shū)上搜集各種資料。</p><p>　　第四周：寫(xiě)出論文的整體提綱。</p><p>　　第五周：寫(xiě)畢業(yè)論文。</p><p><b>　　第六周：畢業(yè)答辯</b></p><p>　　四、課題設(shè)計(jì)（論文）參考文獻(xiàn)：</p><p>　?。?］王兆義．可編程控制器原理及應(yīng)用［M］．北

9、京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993．［2］李世基．微機(jī)與可編程控制器［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001．［3］西門(mén)子SIMATIC S7-200可編程控制器操作與編程指南［S］．重慶鋼鐵設(shè)計(jì)研究所，1998．［4］SIMATICS7－200編程手冊(cè)［S］．常州機(jī)床電器廠，1997． </p><p>　　[5] 謝仕宏. 恒壓供水軟啟動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)給排水，2004.</p>&

10、lt;p>　　[6] 張建奇.數(shù)字PID變頻調(diào)速在PLC恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息，2002</p><p>　　[7] 陳建洪.PID控制程序在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].龍巖師專學(xué)報(bào)，2004</p><p>　　[8] 屈有安.變頻器PID恒壓供水系統(tǒng)[J].江蘇電器，2002.</p><p>　　[9] 嚴(yán)盈富.恒壓供水系統(tǒng)的控

11、制與仿真[J].南昌航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要9</b></p><p><b>　　1 緒論10</b></p><p><b>　　1.1引言10</b></

12、p><p>　　2 變頻恒壓供水的理論分析12</p><p>　　2.1水泵的工作原理12</p><p>　　2.2供水壓力和變頻器輸出頻率的關(guān)系13</p><p>　　3 變頻恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成及控制原理17</p><p>　　3.1 通用變頻器+PLC17</p><p>　　

13、3.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)18</p><p>　　3.3變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案21</p><p>　　3.4變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓恒定控制22</p><p>　　3.5變頻供水水泵加減的控制23</p><p>　　4 變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)27</p><p>　　4.1理論可行性27<

14、/p><p>　　4.2技術(shù)可行性27</p><p>　　4.3硬件設(shè)計(jì)28</p><p>　　4.4軟件設(shè)計(jì)30</p><p>　　本 章 小 節(jié)32</p><p><b>　　致 謝33</b></p><p><b>　　摘要</b&g

15、t;</p><p>　　隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，住房制度改革的不斷深入，人們生活水平的不斷提高，城市建設(shè)發(fā)展十分迅速，同時(shí)也對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。城市供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個(gè)重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性直接影響到用戶的正常工作和生活，也直接體現(xiàn)了供水管理水平的高低。傳統(tǒng)供水廠，特別是中小供水廠所普遍采用的恒速泵加壓供水方式存在效率較低、可靠性不高、自動(dòng)化程度低等缺點(diǎn)，難以滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)生活的

16、需要。隨著人們對(duì)供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性要求的不斷提高，需要利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，要求設(shè)計(jì)出高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)供水廠復(fù)雜環(huán)境的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢(shì)。</p><p>　　本文首先根據(jù)管網(wǎng)和水泵的運(yùn)行特性曲線，闡明了供水系統(tǒng)的變頻調(diào)速節(jié)能原理;從具體分析了變頻恒水壓供水的原理及系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，提出不同的控制方案，通過(guò)研究和比較，得出結(jié)論:變頻調(diào)速是一種優(yōu)于調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、

17、機(jī)械調(diào)速等的調(diào)速方式，是當(dāng)今國(guó)際上一項(xiàng)效益最高、性能最好、應(yīng)用最廣、最有發(fā)展前途的電機(jī)調(diào)速技術(shù).它集微機(jī)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)和電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)交流電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，具有高效率、寬范圍和高精度等特點(diǎn)的結(jié)論。因此本文以采用變頻器和PLC 組合構(gòu)成系統(tǒng)的方式，以德州第一水廠160kw和75kw水泵電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)為對(duì)象，逐步闡明如何實(shí)現(xiàn)水壓恒定供水和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?</p><p>　　最后，從分析該廠恒壓變

18、頻供水的可行性，改造的理論、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性等方面進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)分析:其次，分別從確定變頻器的參數(shù)，設(shè)計(jì)變頻主電路、變頻電機(jī)的運(yùn)行模式、控制模式及流程。在此基礎(chǔ)上，對(duì)中小供水廠變頻電機(jī)的選型、安裝、調(diào)試和運(yùn)行各步驟加以詳細(xì)地闡述。然后歸納和分析了安裝運(yùn)行中的問(wèn)題和注意事項(xiàng)。通過(guò)變頻恒壓供水系統(tǒng)的試運(yùn)行，對(duì)該系統(tǒng)在實(shí)際供水中所取得的節(jié)約電耗、恒定壓力、保護(hù)管網(wǎng)等實(shí)際效果進(jìn)行了總結(jié)，指出變頻技術(shù)在中小供水廠供水領(lǐng)域所取得的成果及應(yīng)用中的局限性

19、。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC、恒壓供水、變頻器</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1引言</b></p><p>　　水是生命之源，人類生存和發(fā)展都離不開(kāi)水。在通常的城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水中，基本上都是靠供水站的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離心水泵，產(chǎn)生壓力使管網(wǎng)中的自來(lái)

20、水流動(dòng)，把供水管網(wǎng)中的自來(lái)水送給用戶。但供水機(jī)泵供水的同時(shí)，也消耗大量的能量，如果能在提高供水機(jī)泵的效率、確保供水機(jī)泵的可靠穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，降低能耗，將具有重要經(jīng)濟(jì)意義。我國(guó)供水機(jī)泵的特點(diǎn)是數(shù)量大、范圍廣、類型多，在工程規(guī)模上也有一定水平，但在技術(shù)水平、工程標(biāo)準(zhǔn)以及經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)等方面與國(guó)外先進(jìn)水平相比，還有一定的差距。</p><p>　　對(duì)于大多數(shù)采用供水企業(yè)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)供水機(jī)泵存在日常運(yùn)行費(fèi)用太高，供水成本居高

21、不下，單位供水的能耗偏大的問(wèn)題，尋求供水與能耗之間的最佳性價(jià)比，是困擾企業(yè)的一個(gè)長(zhǎng)期問(wèn)題。目前各供水廠的供水機(jī)泵設(shè)計(jì)按最大揚(yáng)程與最大流量這一最不利條件設(shè)計(jì)，水泵大多數(shù)時(shí)間在設(shè)計(jì)效率以下運(yùn)行。導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)與水泵之間常常出現(xiàn)大馬拉小車問(wèn)題(如圖 1.1)。因此，如何解決供水與能耗之間的不平衡，尋求提高供水效率的整體解決方案，是各供水解水企業(yè)關(guān)心的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。</p><p>　　變頻調(diào)速技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可

22、靠的控制方式，在風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)等高能耗設(shè)備上廣泛應(yīng)用。利用變頻技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合，在中小型供水企業(yè)實(shí)現(xiàn)恒壓供水，不僅能達(dá)到比較明顯的節(jié)能效果，提高供水企業(yè)的效率，更能有效保證從水系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行.</p><p>　　變頻恒水壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣傳動(dòng)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。采用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，方便地實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的集中管理與監(jiān)控;同時(shí)可達(dá)到良好的節(jié)

23、能性，提高供水效率。所以研究設(shè)計(jì)基于變頻調(diào)速的恒定水壓供水系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱變頻恒壓供水，如圖1.2)，對(duì)于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平，同時(shí)降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　2 變頻恒壓供水的理論分析</p><p>　　2.1水泵的工作原理</p><p>　　供水所用水泵主要是離心泵，普通離心泵如圖2.1所示:葉輪安裝在泵殼2內(nèi)，并緊固在泵軸3

24、上，泵軸由電機(jī)直接帶動(dòng)，泵殼中央有一液體吸入口4與吸入管5連接，液體經(jīng)底閥6和吸入管進(jìn)入泵內(nèi)，泵殼上的液體排出口8與排出管9連接。</p><p>　　在泵啟動(dòng)前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體:啟動(dòng)后，葉輪由軸帶動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片間的液體也必須隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開(kāi)葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流

25、入排出管道，送至需要場(chǎng)所。液體由葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心形成了一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中?？梢?jiàn)，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，液體便會(huì)不斷地被吸入和排出。</p><p>　　2.2供水壓力和變頻器輸出頻率的關(guān)系</p><p>　　在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，供水壓力是通過(guò)對(duì)變頻器輸出頻率的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。確定供水壓力和輸出頻率的關(guān)系是設(shè)計(jì)控制環(huán)節(jié)控

26、制策略的基礎(chǔ)，是確定控制算法的依據(jù)。</p><p>　　送水泵站所采用的水泵是離心泵，它是通過(guò)裝有葉片的葉輪高速旋轉(zhuǎn)來(lái)完成對(duì)水流的輸送，也就是通過(guò)葉輪高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)水流高速旋轉(zhuǎn)，靠水流產(chǎn)生的離心力將水流甩出去。離心泵也因此而得名。在給水排水工程中，從使用水泵的角度來(lái)看，水泵的工作必然要和管路系統(tǒng)以及許多外界條件聯(lián)系在一起.在給水排水工程中，把水泵配上管路以及一切附件后的系統(tǒng)稱為 “裝置”，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，真正

27、對(duì)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)有價(jià)值的也是這種成為系統(tǒng)的裝置，而不是單單的孤立水泵。在水泵結(jié)構(gòu)和理論中，有一些評(píng)價(jià)水泵性能的參數(shù)，供水系統(tǒng)的主要參數(shù)如下:：</p><p>　　流量(Q):單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道內(nèi)某一截面的水流量，在管道截面不變的情況下，其大小決定于水流的速度。 </p><p>　　揚(yáng)程

28、問(wèn):供水系統(tǒng)把水從一個(gè)位置上揚(yáng)到另一位置時(shí)水位的變化量，數(shù)值上等于對(duì)應(yīng)的水位差。其常用單位是m。</p><p>　　軸功率(幾):水泵軸上的輸入功率(電動(dòng)機(jī)的輸出功率)，或者說(shuō)是水泵取用的功率。 </p><p>　　

29、供水功率(幾):供水系統(tǒng)向用戶供水時(shí)所消耗的功率幾你叨，供水功率與流量和揚(yáng)程的乘積成正比:</p><p>　　式中Cp一 比例常數(shù)。</p><p>　　工作效率偽，):水泵的供水功率Pc和軸功率界之比，如式2.6所示。這里所說(shuō)的水泵工作效率，實(shí)際上包含了水泵本身的效率和供水系統(tǒng)的效率。其根據(jù)實(shí)際供水的揚(yáng)程和流量算得的功率，是供水系統(tǒng)的輸出功率。</p><p>

30、　　其中有效功率是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)水泵的液體從水泵那里得到的能量叫做有效功率。</p><p>　　轉(zhuǎn)速(n卜水泵葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。</p><p>　　根據(jù)水泵理論，如圖2.3所示.</p><p>　　由于水泵在送水過(guò)程中，清水池水位一般高于水泵的測(cè)量點(diǎn)，所以不存在進(jìn)水口抽真空，所以在進(jìn)水口的真空值為0.水泵進(jìn)水口與出水口都沿水平方向放置，位置差為0。水泵在正常工

31、作時(shí)，動(dòng)能的變化相對(duì)較小?？紤]這些具體情況，</p><p><b>　　上式可以改寫(xiě)為:</b></p><p>　　由于水泵是由一臺(tái)交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)運(yùn)行的，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與水泵的轉(zhuǎn)速相同。電機(jī)的輸出有效功率與水泵的軸功率相等。在電機(jī)理論中，感應(yīng)電機(jī)的機(jī)械功率為:</p><p>　　在變頻調(diào)速時(shí)，由于磁通中m不變，從電機(jī)公式(212)可以看出

32、，要使主磁</p><p>　　通中m保持不變，則UI/fl必須保持不變。</p><p>　　因此在變頻調(diào)速過(guò)程中.電壓應(yīng)該與頻率成正比例變化，設(shè)</p><p><b>　　代入式(2.n)得</b></p><p>　　根據(jù)能量守恒定律，有</p><p>　　水泵裝置在變頻調(diào)速的工作狀態(tài)下

33、運(yùn)行時(shí)，有:</p><p>　　其中杯為電機(jī)的效率。所以，</p><p>　　從上式可以看出，當(dāng)變頻器的輸出頻率一定的情況下，當(dāng)用戶用水量增大，從而Q增大時(shí)，壓力表的讀數(shù)將會(huì)變小，即管網(wǎng)供水壓力將會(huì)降低。為了保持供水壓力，就必須增大變頻器的輸出頻率以提高水泵機(jī)組的轉(zhuǎn)速;當(dāng)用戶的用水量減小時(shí)，Q減小，在變頻器輸出頻率不變的情況下，管網(wǎng)的供水壓力將會(huì)增大，為了減小供水的壓力，就必須降低變頻

34、器的輸出頻率.由于用戶的用水量是始終在變化的，雖然在時(shí)段上具有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，但對(duì)精度要求很高的恒壓控制來(lái)講，在每個(gè)時(shí)刻它都是一個(gè)隨機(jī)變化的值。這就要求變頻器的輸出頻率也要在一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化之中，依靠對(duì)頻率的調(diào)節(jié)來(lái)動(dòng)態(tài)地控制管網(wǎng)的供水壓力，從而使管網(wǎng)中的壓力恒定。</p><p>　　3 變頻恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成及控制原理</p><p>　　從變頻恒壓供水的原理分析可知，該系統(tǒng)主要有壓力傳感

35、器、壓力變送器、變頻器、恒壓控制單元、水泵機(jī)組以及低壓電器組成.。系統(tǒng)主要的設(shè)計(jì)任務(wù)是利用恒壓控制單元使變頻器控制一臺(tái)水泵或循環(huán)控制多臺(tái)水泵，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定和水泵電機(jī)的軟啟動(dòng)以及變頻水泵與工頻水泵的切換，同時(shí)還要能對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求，結(jié)合系統(tǒng)的使用場(chǎng)所，本文選用通用變頻器+PLC控制。 </p><p>　　3.1 通用變頻器+PLC(包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制人機(jī)界面+壓力傳感器

36、)</p><p>　　這種控制方式靈活方便。具有良好的通信接口，可以方便地與其他的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;通用性強(qiáng)，由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶可靈活組成各種規(guī)模和要求不同控制系統(tǒng)。在硬件設(shè)計(jì)上，只需確定P比 的硬件配置和拍 的外部接線，當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，可以方便地通過(guò)PC機(jī)來(lái)改變存貯器中的控制程序，所以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試方便。同時(shí)由于P比 的抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高，因此系統(tǒng)的可靠性大大提高。因此該系統(tǒng)能適用于各類

37、不同要求的恒壓供水場(chǎng)合，并且與供水機(jī)組的容量大小無(wú)關(guān)。</p><p>　　3.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)</p><p>　　通過(guò)變頻恒壓供水系統(tǒng)我們可以看出變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)檢測(cè)、控制系統(tǒng)、人機(jī)界面、通訊接口以及報(bào)警裝置等部分組成。如圖3.1所示。 .</p><p><b>　　3.2.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)</b></p>

38、;<p>　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由一組水泵組成，它們用于將水供入用戶管網(wǎng)。</p><p><b>　　通常這些水泵包括:</b></p><p>　　1)調(diào)速泵:是由變頻調(diào)速器控制、可以進(jìn)行變頻調(diào)整的水泵，用以根據(jù)用水量的變化改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以維持管網(wǎng)的水壓恒定。</p><p>　　2)恒速泵:水泵運(yùn)行只在工頻狀態(tài)，速度恒定，它們用以

39、在用水量增大而調(diào)速泵的最大供水能力不足時(shí)，對(duì)供水量進(jìn)行定量的補(bǔ)充。.</p><p>　　此外，通常一些變頻系統(tǒng)還會(huì)增設(shè)附屬小泵，它只運(yùn)行于啟、停兩種工作狀態(tài)，用以在用水量很小的情況下(例如:夜間)對(duì)管網(wǎng)用水量進(jìn)行少量的補(bǔ)充.。</p><p><b>　　3.2.2信號(hào)檢測(cè)</b></p><p>　　在系統(tǒng)控制過(guò)程中，需要檢測(cè)的信號(hào)包括水壓

40、信號(hào)、液位信號(hào)和報(bào)警信號(hào):</p><p>　　(l)。水壓信號(hào):它反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號(hào)。此信號(hào)是模擬信號(hào)，讀入PLC時(shí)，需進(jìn)行 冉刃 轉(zhuǎn)換。另外為加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，還需對(duì)供水的上限壓力和下限壓力用電接點(diǎn)壓力表進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果可以送給PLC，作為數(shù)字量輸入。</p><p>　　(2)。液位信號(hào):它反映水泵的進(jìn)水水源是否充足。信號(hào)有效時(shí)。控制系統(tǒng)要對(duì)系

41、統(tǒng)實(shí)施保護(hù)控制，以防止水泵空抽而損壞電機(jī)和水泵。此信號(hào)來(lái)自在安裝于水源處(在樂(lè)山第一水廠設(shè)計(jì)中，為清水池水位)的液位傳感器。</p><p>　　(3)。報(bào)警信號(hào):它反映系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，水泵電機(jī)是否過(guò)載、變頻器是否有異常，該信號(hào)為開(kāi)關(guān)量信號(hào)。</p><p><b>　　3.2.3控制系統(tǒng)</b></p><p>　　供水控制系統(tǒng)一般安裝在供

42、水控制柜中，包括供水控制器(P比 系統(tǒng))、變頻器和電控設(shè)備三個(gè)部分:</p><p>　　(1)供水控制器:它是整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。供水控制器直接對(duì)系統(tǒng)中的壓力、液位、報(bào)警信號(hào)進(jìn)行采集，對(duì)來(lái)自人機(jī)接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、實(shí)施控制算法，得出對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案，通過(guò)變頻調(diào)速器和接觸器對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(即水泵成行控制)。.</p><p>　　(2)變頻器:它是對(duì)水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控

43、制的單元.變頻器跟蹤供水控制器送來(lái)的控制信號(hào)改變調(diào)速泵的運(yùn)行頻率，完成對(duì)調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。根據(jù)水泵機(jī)組中水泵被變頻器拖動(dòng)的情況不同，變頻器有如下兩種工作方式:</p><p>　　1)變頻循環(huán)式:變頻器拖動(dòng)某一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵，當(dāng)這臺(tái)水泵運(yùn)行在50Hz時(shí)，其供水量仍不能達(dá)到用水要求，需要增加水泵機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)先將變頻器從該水泵電機(jī)中脫出，將該泵切換為工頻的同時(shí)用變頻去拖動(dòng)另一臺(tái)水泵電機(jī)。</p>&l

44、t;p>　　2)變頻固定式:變頻器拖動(dòng)某一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵，當(dāng)這臺(tái)水泵運(yùn)行在50Hz時(shí)，其供水量仍不能達(dá)到用水要求，需要增加水泵機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)直接啟動(dòng)另一臺(tái)恒速水泵，變頻器不做切換，變頻器固定拖動(dòng)的水泵在系統(tǒng)運(yùn)行前可以選擇。</p><p>　　變頻器的電控設(shè)備它是由一組接觸器、保護(hù)繼電器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等電氣元件組成.用于在供水控制器的控制下完成對(duì)水泵的切換、手/自動(dòng)切換及就地/集中等工作。</p>

45、<p><b>　　3.2.4人機(jī)界面</b></p><p>　　人機(jī)界面是人與機(jī)器進(jìn)行信息交流的場(chǎng)所。通過(guò)人機(jī)界面，使用者可以更改設(shè)定壓力，修改一些系統(tǒng)設(shè)定以滿足不同工藝的需求，同時(shí)使用者也可以從人機(jī)界面上得知系統(tǒng)的一些運(yùn)行情況及設(shè)備的工作狀態(tài)。人機(jī)界面還可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)報(bào)警進(jìn)行顯示。</p><p><b>　　3.2.5通

46、訊接口</b></p><p>　　通訊接口是本系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，通過(guò)該接口，系統(tǒng)可以和組態(tài)軟件以及其他的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;同時(shí)通過(guò)通訊接口，還可以將現(xiàn)代先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到本系統(tǒng)中來(lái)，例如可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的診斷和維護(hù)等。</p><p><b>　　3.2.6報(bào)警裝置</b></p><p>　　作為一個(gè)控制系統(tǒng)，

47、報(bào)警是必不可少的重要組成部分。由于本系統(tǒng)能適用于不同的供水領(lǐng)域，所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行，防止因電機(jī)過(guò)載、變頻器報(bào)警、電網(wǎng)過(guò)大波動(dòng)、供水水源中斷造成故障，因此系統(tǒng)必須要對(duì)各種報(bào)警量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由P比 判斷報(bào)警類別，進(jìn)行顯示和保護(hù)動(dòng)作控制，以免造成不必要的損失。</p><p>　　3.3變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案</p><p>　　變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案有多種，有1臺(tái)變頻

48、器控制1臺(tái)水泵的簡(jiǎn)單控制方案，也有1臺(tái)變頻器控制幾臺(tái)水泵的方案，本文簡(jiǎn)單介紹單臺(tái)變頻器控制單臺(tái)水泵。</p><p>　　單臺(tái)變頻器控制單臺(tái)水泵的控制方案在國(guó)內(nèi)通常是指是一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)水泵。由于全部變頻系統(tǒng)中，變頻器、控制器、電機(jī)均無(wú)備份設(shè)備，出現(xiàn)問(wèn)題無(wú)法切換，故目前多適用于用水量不大，對(duì)供水的可靠性要求不高的場(chǎng)合。該控制方案的控制原框圖見(jiàn)圖3.2，電路見(jiàn)圖3.3。</p><p>　

49、　值得一提的是，在國(guó)外或國(guó)內(nèi)少數(shù)大企業(yè)，也有一種每臺(tái)變頻器只帶一臺(tái)水泵的運(yùn)行方式，但它的控制方式與上面是不同的，這些泵站往往是同時(shí)配備了多臺(tái)變頻器配多臺(tái)水泵，采用集中控制的辦法，這種變頻系統(tǒng)與國(guó)內(nèi)水泵站常用的一臺(tái)變頻器控制單臺(tái)水泵的工作方式是完全不一樣的。在這種系統(tǒng)中，由于有多臺(tái)變頻器，各水泵既可以同時(shí)變頻運(yùn)行，也可以分別工頻運(yùn)行，使其可靠性、安全性、可調(diào)節(jié)性大大優(yōu)于國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的各種控制方式，不過(guò)在成本上，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前國(guó)內(nèi)的常用的變頻恒

50、壓供水系統(tǒng)。</p><p>　　3.4變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓恒定控制</p><p>　　在變頻恒壓供水中，整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)要根據(jù)檢測(cè)到的輸入信號(hào)的狀態(tài)，按照系統(tǒng)的控制流程，通過(guò)變頻調(diào)速器和執(zhí)行元件對(duì)水泵組進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)恒壓供水的目的。這個(gè)控制過(guò)程是一個(gè)閉環(huán)過(guò)程，它的反饋信號(hào)是由壓力傳感器產(chǎn)生的供水壓力，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是變頻器，通過(guò)控制系統(tǒng)將控制結(jié)果傳輸?shù)阶冾l器中，改造變頻器的輸出頻率，

51、從而使供水壓力發(fā)生改變，完成整個(gè)控制過(guò)程。其中需要完成的控制流程如圖3.5所示。</p><p>　　對(duì)于一臺(tái)變頻器帶兩臺(tái)或兩臺(tái)以上電機(jī)的系統(tǒng)，電機(jī)的控制通常按上節(jié)方案2所述流程進(jìn)行.</p><p>　　在實(shí)際運(yùn)用中，通常對(duì)水壓的閉環(huán)控制都采用PID控制，電機(jī)增減的控制根據(jù)不同的情況有所不同，但多數(shù)采用頻率、頻率結(jié)合壓力的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。PD 的算法和實(shí)現(xiàn)將在3一4.2節(jié)進(jìn)行詳細(xì)闡述，電機(jī)的

52、增減控制算法在將在3.5節(jié)加以分析。</p><p>　　3.5變頻供水水泵加減的控制</p><p>　　在上面的工作流程中，我們提到當(dāng)一臺(tái)調(diào)速水泵己運(yùn)行在上限頻率，此時(shí)管網(wǎng)的實(shí)際壓力仍低于設(shè)定壓力，此時(shí)需要增加恒速水泵來(lái)滿足供水要求，達(dá)到恒壓的目的;當(dāng)調(diào)速水泵和恒速水泵都在運(yùn)行且調(diào)速水泵已運(yùn)行在下限頻率，此時(shí)管網(wǎng)的實(shí)際壓力仍高于設(shè)定壓力，此時(shí)需要減少恒速水泵來(lái)減少供水流量，達(dá)到恒壓的目

53、的。那么何時(shí)進(jìn)行切換，才能使系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供水壓力，同時(shí)使機(jī)組不過(guò)于頻繁的切換?</p><p>　　盡管通用變頻器的頻率都可以在60Hz甚于上百Hz范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，但當(dāng)它用在供水系統(tǒng)中，其頻率調(diào)節(jié)的范圍是有限的，不可能無(wú)限地增大和減小。當(dāng)正在變頻狀態(tài)下運(yùn)行的水泵電機(jī)要切換到工頻狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，只能在50F吃時(shí)運(yùn)行，由于電網(wǎng)的限制以及變頻器和電機(jī)工作頻率的限制，50Hz成為頻率調(diào)節(jié)的上限頻率。當(dāng)變頻器的輸出頻率

54、已經(jīng)到達(dá) 50比 時(shí)，即使實(shí)際供水壓力仍然低于設(shè)定壓力，也不能夠再增加變頻器的輸出頻率了。要增加實(shí)際供水壓力，正如前面所講的那樣，只能夠通過(guò)水泵機(jī)組切換，增加運(yùn)行機(jī)組數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，變頻器的輸出頻率不能夠?yàn)樨?fù)值，最低只能是OHz。其實(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，變頻器的輸出頻率是不可能降傳到OHz，因?yàn)楫?dāng)水泵機(jī)組運(yùn)行，電機(jī)帶動(dòng)水泵向管網(wǎng)供水時(shí)，由于管網(wǎng)中的水壓會(huì)反推水泵，給帶動(dòng)水泵運(yùn)行的電機(jī)一個(gè)反向的力矩，同時(shí)這個(gè)水壓也在一定程度上阻止源水池中的

55、水進(jìn)入管網(wǎng)，因此，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行頻率下降到一個(gè)值時(shí)，水泵就己經(jīng)抽不出水了，實(shí)際的供水壓力也不會(huì)隨著電機(jī)頻率的下降而下降.這個(gè)頻率在實(shí)際應(yīng)用中就是電機(jī)運(yùn)行的下限頻率。這個(gè)頻率遠(yuǎn)大于OHz，具體數(shù)值與水泵特性及系統(tǒng)所使用的場(chǎng)所有關(guān)，一般在20Hz左右.由于在</p><p>　　從上面的分析可以看出，當(dāng)變頻器的輸出頻率已經(jīng)到達(dá)上限頻率，而實(shí)際的供水壓力仍然低于設(shè)定壓力時(shí)，存在的實(shí)際供水壓力差己經(jīng)不能夠使輸出頒率增大，實(shí)際

56、供水壓力也不會(huì)提高.當(dāng)變頻器的輸出頻率己經(jīng)下降到下限頻率，實(shí)際的供水壓力卻仍高于設(shè)定的供水壓力時(shí)，存在的壓力差不會(huì)使輸出頻率繼續(xù)降低，實(shí)際的供水壓力也不會(huì)降低.所以，選擇這兩個(gè)時(shí)刻作為水泵機(jī)組切換的時(shí)機(jī)是合理的，但要做以下考慮。首先把上面的判別條件簡(jiǎn)寫(xiě)如下:</p><p>　　對(duì)于第一個(gè)判別條件，可能出現(xiàn)這種情況:輸出頻率達(dá)到上限頻率時(shí)，實(shí)際供水壓力在設(shè)定壓力上下波動(dòng)。在這種情況下，如果按照上面的判別條件，只要

57、條件一滿足就進(jìn)行機(jī)組切換，很可能由于新增加了一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行，供水壓力一下就超過(guò)了設(shè)定壓力。并且使新投入運(yùn)行的機(jī)組幾乎在變頻器輸出頻率的下限運(yùn)行，對(duì)供水作用很小。在極端的情況下，運(yùn)行機(jī)組增加后，實(shí)際供水壓力超過(guò)設(shè)定供水壓力，而新增加的機(jī)組在變頻器的下限頻率運(yùn)行，此時(shí)又滿足了機(jī)組切換的停機(jī)條件，需要將一個(gè)在工頻狀態(tài)下運(yùn)行的機(jī)組停掉。假設(shè)這一段時(shí)間內(nèi)用戶的用水狀況保持不變(其實(shí)在一個(gè)穩(wěn)定的供水時(shí)段可以看作這種情況)，那么按照要求停掉了一個(gè)工頻狀

58、態(tài)下運(yùn)行的機(jī)組之后，機(jī)組的整體運(yùn)行情況與增加運(yùn)行機(jī)組之前完全相同.可以預(yù)見(jiàn)，如果用水狀況不變，供水泵站中的所有能夠自動(dòng)投切的機(jī)組將一直這樣投入一切出，再投入~再切出地循環(huán)下去。這增加了機(jī)組切換的次數(shù)，使系統(tǒng)一直處于不穩(wěn)定的狀態(tài)之中。同時(shí)，在切換過(guò)程和變頻器從啟動(dòng)到穩(wěn)定的過(guò)程中，系統(tǒng)的供水情況是不穩(wěn)定的，實(shí)際供水壓力也會(huì)在很大的壓力范圍內(nèi)震蕩。這樣的工作狀態(tài)既無(wú)法提供穩(wěn)定可靠的供水壓力，也使得機(jī)組由于相互切換頻繁而增大磨損</p&g

59、t;<p>　　對(duì)于第二個(gè)判別條件，通過(guò)相同的討論方法也能夠得到類似的結(jié)論。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)在確實(shí)需要機(jī)組進(jìn)行切換的時(shí)候才進(jìn)行機(jī)組的切換。相應(yīng)的判別條件是通過(guò)對(duì)上面兩個(gè)判別條件的修改得到的，其實(shí)質(zhì)就是增加了回滯環(huán)的應(yīng)用和判別條件的延時(shí)成立。</p><p>　　在恒壓供水中，機(jī)組的切換為機(jī)組增加與機(jī)組減少兩種情況，這兩種情況由于變頻器輸出頻率與供水壓力的不同邏輯關(guān)系相對(duì)應(yīng)?？紤]到只有當(dāng)變頻器

60、的輸出頻率在上下限頻率時(shí)才可能發(fā)生切換，并且上限頻率時(shí)不可能減泵，下限頻率時(shí)不可能增泵，所以，可以采用回滯環(huán)思想進(jìn)行判別如圖3_7表示</p><p>　　即:如果變頻器的輸出為上限頻率，則只有當(dāng)實(shí)際的供水壓力低于比設(shè)定壓力小△P故 的時(shí)候才允許進(jìn)行機(jī)組增加:如果變頻器的輸出為下限頻率，則只有當(dāng)實(shí)際的供水壓力高于比設(shè)定壓力大△P故 的時(shí)候才允許進(jìn)行機(jī)組的減少?；販h(huán)的應(yīng)用提供了這樣一個(gè)保障，即如果切換的判別條件滿

61、足，那就說(shuō)明此時(shí)實(shí)際供水壓力在當(dāng)前機(jī)組的運(yùn)行狀況下滿足不了設(shè)定的要求。但這個(gè)判別條件的滿足也不能夠完全證明當(dāng)前確實(shí)需要進(jìn)行機(jī)組切換，因?yàn)橛袃煞N情況可能使判別條件的成立存在問(wèn)題:實(shí)際供水壓力超調(diào)的影響;現(xiàn)場(chǎng)的干擾使實(shí)際壓力的測(cè)量值有尖峰。</p><p>　　這兩種情況都可能使機(jī)組切換的判別條件在一個(gè)比較短的時(shí)間內(nèi)滿足，造成判斷上的失誤，引起機(jī)組切換的誤操作。這兩種情況有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即它們維持的時(shí)間短，只能夠使

62、機(jī)組切換的判別條件在一個(gè)瞬間滿足。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，在判別條件中加入延時(shí)的判斷就顯得尤為必要了。所謂延時(shí)判別，是指系統(tǒng)僅滿足頻率和壓力的判別條件是不夠的，如果真的要進(jìn)行機(jī)組切換，切換所要求的頻率和壓力的判別條件必須成立并且能夠維持一段時(shí)間，比如一、兩分鐘，如果在這段延時(shí)的時(shí)間內(nèi)切換條件仍然成立，則進(jìn)行實(shí)際的機(jī)組切換操作;如果切換條件不能夠維持延時(shí)時(shí)間的要求，說(shuō)明判別條件的滿足只是暫時(shí)的，如果進(jìn)行機(jī)組切換將可能引起一系列多余的切換操作。經(jīng)過(guò)上

63、面的討論，將實(shí)際的機(jī)組切換的實(shí)際條件定為：</p><p>　　4 變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1理論可行性</b></p><p>　　在第二章已對(duì)變頻電機(jī)的理論和在恒壓供水中所產(chǎn)生的效果進(jìn)行了理論分析，在第一水廠中，供水壓力長(zhǎng)期恒定在0.35一0.4MPa之間，在實(shí)際操作中，也經(jīng)常采用機(jī)組切換及閥門(mén)掩閥操作。.在

64、理論上，如在第一水廠采用變頻電機(jī)實(shí)現(xiàn)恒壓供水，對(duì)恒定供水壓力確保管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定、減少啟動(dòng)電流、節(jié)約電耗都可以產(chǎn)生積極和效果。</p><p><b>　　4.2技術(shù)可行性</b></p><p>　　供水行業(yè)作為特殊行業(yè)，在采用新技術(shù)的同時(shí)，對(duì)技術(shù)穩(wěn)定性、可靠性也有較高要求，變頻恒壓供水技術(shù)雖然出現(xiàn)時(shí)間不長(zhǎng)，但20世紀(jì)90年代，變頻器大規(guī)模進(jìn)人中國(guó)后，發(fā)展迅速，技術(shù)上

65、己逐步成熟.目前國(guó)內(nèi)有90多個(gè)品牌的變頻器，產(chǎn)品主要為:來(lái)自日本的廠家如三菱、富士、東芝、安川、日立和松下等，歐洲的西門(mén)子、ABB、施耐德等。同時(shí)也有大量的國(guó)產(chǎn)品牌或合資品牌，如深圳的華為、四川的森蘭、成都的佳靈、南京的耐特和煙臺(tái)的惠豐等。在低壓(4。ov)小容量(315kw以內(nèi))變頻器范圍上，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在性價(jià)比和可維護(hù)性上己表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景.在國(guó)內(nèi)的上海、廣東等大量中小型供水廠中，都己采用了低壓變頻供水設(shè)施。</p>

66、<p><b>　　4.3硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.3.1變頻供水主電路設(shè)計(jì)</p><p>　　供水主電電路設(shè)計(jì)如圖41，采用了以一臺(tái)變頻器連接同時(shí)連接Y3巧電機(jī)和Y28OS電機(jī)。由于變頻恒壓供水改造不需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，故電路設(shè)計(jì)中盡可能保持現(xiàn)有的電氣設(shè)備，以確保系統(tǒng)的可靠性。要注意的是，因?yàn)槭且煌隙绞?，所以必須確保開(kāi)關(guān) IKM與IK入

67、住電氣聯(lián)鎖，ZKMI與ZKN12電氣聯(lián)鎖。連鎖功能由開(kāi)關(guān)柜自身實(shí)現(xiàn)，在變頻器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，要求可以手工實(shí)現(xiàn)工頻、變頻轉(zhuǎn)換。開(kāi)關(guān)柜KM上設(shè)過(guò)流保護(hù)，開(kāi)關(guān)柜盤(pán)面上設(shè)電流表、有功電能表、開(kāi)、停指按鈕等，還應(yīng)設(shè)一個(gè)多段LED顯示器，以顯示從變頻器PLC 控制器內(nèi)取得變頻器運(yùn)行參數(shù)，并能方便操作人員進(jìn)行常用變頻器參數(shù)設(shè)定。</p><p>　　4.3.2控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　變頻器控制

68、電路設(shè)計(jì)如圖4.2，其中最主要的利用P比 采集壓力信號(hào)進(jìn)行反饋控制。</p><p>　　在硬件設(shè)計(jì)中，考慮了各種報(bào)警信號(hào)的處理，液位傳感器用于處于清水池(電機(jī)水源)液位信號(hào)，當(dāng)清水池水位過(guò)低，就必須報(bào)警，必要時(shí)PLC 應(yīng)輸出停機(jī)信號(hào)關(guān)閉運(yùn)行電機(jī)。同樣，考慮到變頻器在送水泵房中長(zhǎng)期運(yùn)行可能造成的溫度過(guò)高，可以利用PLC 來(lái)判斷溫度報(bào)警信號(hào)并啟動(dòng)強(qiáng)制制冷風(fēng)車，以確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。此外，在中小供水廠中，普遍缺少大型

69、水廠那種齊全的生產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備及遠(yuǎn)程停機(jī)控制設(shè)備，應(yīng)將流量和水質(zhì)等信號(hào)接入PLC 中，以便生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)事故時(shí)能自動(dòng)緊急停機(jī)，這是不同于小區(qū)和加壓泵站供水的一個(gè)重要方面。</p><p><b>　　4.4軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在控制系統(tǒng)中，變頻器通過(guò)PLC 通過(guò)對(duì)電機(jī)出廠壓力點(diǎn)處設(shè)置的壓力變送器反饋信號(hào)，進(jìn)行單閉環(huán)控制。此外，為了適應(yīng)供水情況的突發(fā)變化等，

70、在必要時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)頻率控制功能。P比 程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是接受外部開(kāi)關(guān)信號(hào)的輸入以及管網(wǎng)的壓力信號(hào)和水池水位信號(hào)，判斷當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)是否正常，然后執(zhí)行程序，由輸出信號(hào)去控制接觸器、繼電器和變頻器等器件，以完成相應(yīng)的控制任務(wù)，除了PID運(yùn)算，PLC主要控制任務(wù)就是輸出頻率的計(jì)算和工頻、變頻的切換。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意的是由于供水系統(tǒng)是一個(gè)慣性較大無(wú)法突變的系統(tǒng)，不需要過(guò)高的響應(yīng)速度，因而在設(shè)計(jì)思想上應(yīng)以查詢方式為主，中斷方式為輔。.&l

71、t;/p><p>　　4.4.1系統(tǒng)初始化程序設(shè)計(jì)</p><p>　　在系統(tǒng)開(kāi)始工作的時(shí)候，先要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，即在開(kāi)始啟動(dòng)的時(shí)候，先對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)部分的當(dāng)前工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，如出錯(cuò)則報(bào)警，接著對(duì)模擬量(管網(wǎng)壓力、液位等)數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)表進(jìn)行初始化處理，賦予一定的初值。</p><p>　　4.4.2壓力恒定控制程序設(shè)計(jì)</p><p>　

72、　在變頻恒壓供水系統(tǒng)壓力控制程序的設(shè)計(jì)流程如圖43，檢測(cè)壓力的大小，信號(hào)傳送到PLC，系統(tǒng)首選對(duì)數(shù)值進(jìn)行分析，確認(rèn)數(shù)據(jù)正常后，與壓力設(shè)定值進(jìn)行判斷，如果與設(shè)定值相同，則直接進(jìn)入下一采樣周期，如果不同，則進(jìn)行PID控制，通過(guò)PLC控制變頻器改變頻率參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)恒壓供水。在恒壓供水程序設(shè)計(jì)中，還應(yīng)考慮到報(bào)警問(wèn)題，通常要設(shè)計(jì)中斷程序處理信號(hào)報(bào)警。特別要注意的是，在中小供水廠有條件的情況下，除了通常的液位報(bào)警和過(guò)載報(bào)警等外，還應(yīng)將流量?jī)x、濁度

73、儀、余氯儀等報(bào)警信號(hào)接入PLC，從而實(shí)現(xiàn)在供水廠出現(xiàn)流量嚴(yán)重異?；蛩|(zhì)事故時(shí)可以實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。</p><p><b>　　本 章 小 節(jié)</b></p><p>　　本章首先分析了第一水廠的電機(jī)和水泵組成、電機(jī)和水泵在實(shí)際工作中的運(yùn)行情況。對(duì)第一水廠電機(jī)進(jìn)行恒壓變頻改造進(jìn)行了可行性分析。從經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行了通過(guò)采用不同的流量控制方式淺閥和變頻調(diào)速)的對(duì)比，體現(xiàn)了變頻調(diào)速恒

74、壓供水具有的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢(shì)，在技術(shù)上，通過(guò)目前變頻技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的分析及恒壓變頻供水的應(yīng)用，說(shuō)明了恒壓變頻供水的技術(shù)可行性。本章最后在可行性分析的基礎(chǔ)上，對(duì)第一水廠變頻恒壓供水改造進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括供水主電路的改造設(shè)計(jì)、電機(jī)啟動(dòng)流程的設(shè)計(jì)和PLC恒壓供水控制的設(shè)計(jì)為第一水廠恒壓變頻供水改造工程打下基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>

75、;　?。?］王兆義．可編程控制器原理及應(yīng)用［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993．［2］李世基．微機(jī)與可編程控制器［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001．［3］西門(mén)子SIMATIC S7-200可編程控制器操作與編程指南［S］．重慶鋼鐵設(shè)計(jì)研究所，1998．［4］SIMATICS7－200編程手冊(cè)［S］．常州機(jī)床電器廠，1997． </p><p>　　[5] 謝仕宏. 恒壓供水軟啟動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J

76、].中國(guó)給排水，2004.</p><p>　　[6] 張建奇.數(shù)字PID變頻調(diào)速在PLC恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息，2002</p><p>　　[7] 陳建洪.PID控制程序在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].龍巖師專學(xué)報(bào)，2004</p><p>　　[8] 屈有安.變頻器PID恒壓供水系統(tǒng)[J].江蘇電器，2002.</p>&l

77、t;p>　　[9] 嚴(yán)盈富.恒壓供水系統(tǒng)的控制與仿真[J].南昌航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) </p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，我要真誠(chéng)的感謝范興隆老師給予我的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)過(guò)程范興隆老師嚴(yán)格督促我的畢業(yè)設(shè)計(jì)速度，及時(shí)的幫我解決我在設(shè)計(jì)中遇到的各種問(wèn)題和困難，在設(shè)計(jì)中一直對(duì)我嚴(yán)格要求，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都給我

78、耐心的指導(dǎo)和講解，并主動(dòng)為我提供各種相關(guān)技術(shù)資料，在范老師的幫助和指導(dǎo)下我順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也讓我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中受益匪淺，在此謹(jǐn)向范興隆老師致以深切的謝意！同時(shí)向在我畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予了我?guī)椭耐瑢W(xué)們表示誠(chéng)摯的感謝！</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我同樣還得到了電氣工程系其他眾多老師的幫助和指導(dǎo)，各位老師在工作中上的一絲不茍得精神和踏實(shí)的生活態(tài)度，更是我值得學(xué)習(xí)的地方。</p><p