恒压供水毕业设计.doc
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1、目录摘要IABSTRACTII绪论11 变频恒压供水系统介绍21.1 变频恒压供水系统意义和目的21.2 变频恒压供水系统的优点22 变频恒压供水的理论分析42.1 水泵的工作原理42.2 供水电机的搭配42.3 恒压供水系统的能耗分析52.4 供水系统的安全性问题72.4.1 水锤效应72.4.2 水锤效应的产生原因72.4.3 水锤效应的消除82.4.4 延长水泵寿命的其他因素83 变频恒压供水控制系统硬件的设计93.1 变频恒压供水控制系统的构成方案93.2 变频恒压供水系统的控制方案103.3 参数的计算与供水设备选型113.3.1 水泵的参数计算与型号的选择113.3.2 变频器的选
2、择113.3.3 压力传感器的选择133.3.4 水位传感器的选择143.3.5 其他低压电器的选择143.4 PLC的选型153.4.1 I/O点的统计153.4.2 PLC选型的基本原则163.4.3 I/O的分配163.5 系统硬件线路设计173.6 PID参数的预置184 变频恒压供水控制系统软件的设计204.1 逻辑代数设计法204.2 编程软件的简单介绍204.3 恒压供水系统梯形图的设计214.4 经济效益分析255 总结与期望265.1 总结265.2 展望26参考文献27致谢29附录 语句表30摘要随着我国社会经济的发展,城市建设发展十分迅速,同时也对基础设施建设提出了更高的
3、要求。城市供水系统的建设是其中的一个重要方面,供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到用户的正常工作和生活。随着人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高,利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术,设计出高性能、高节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。本文首先根据管网和水泵的运行特性曲线,阐明了供水系统的变频调速节能原理;具体分析了变频恒压水供水的原理及系统的组成结构,通过研究和比较,得出结论:变频调速是当今国际上一项效益最高、性能最好、应用最广、最有发展前途的电机调速技术。因此本文以采用变频器和PLC 组合构成系统的方式,以某居民小区水泵电动机控制系统为对象,逐步阐明如何实
4、现水压恒定供水。主要进行了控制系统的主电路设计,控制电路设计。对输入输出点进行了统计,共有13个输入输出点,根据PLC的选型原则,设备选用了在生产中应用最为广泛的西门子公司生产的S7-200系列(CPU222)的PLC和MM430泵类专用的变频器,利用变频器的本身自有的软启动功能实现水泵电机的启动。在控制过程中,电控系统由S7-200完成,PID控制由变频器的内置PID控制方式完成,根据控制系统软硬件设计和控制要求,结合变频器的功能参数表预置了相关的参数。在介绍了PLC的编程方法的基础上,选用了适合初学者的逻辑代数编程,写出了恒压变频供水的逻辑代数,并设计了梯形图。最后对恒压供水进行了经济效益
5、分析,分析的结果表明具有明显的节能效益。关键词:恒压供水,变频调速,PLC,设计ABSTRACTAs Chinas social and economic development, urban construction and development very quickly, but also the construction of infrastructure facilities has put forward higher requirements. City water supply system construction is one of the important aspect
6、s of the water supply reliability and stability, the economy of a direct impact on the users normal work and life. As people on the water quality and water supply systems in the continuous improvement of reliability requirements, the use of advanced automation technology, control technology and comm
7、unication technology, design a high-performance, high-energy, water supply plants to adapt to the complex environment of constant pressure water supply Systems become an inevitable trend. Firstly, according to the operation of pipeline and pump characteristic curve illustrates the energy supply syst
8、em frequency control theory; detailed analysis of the principle of variable frequency and constant pressure water supply system of the structure, through research and comparison, concluded: frequency modulation Speed is a benefit on todays international, highest performance, most widely, the most pr
9、omising of the motor speed control technology. This article combined to constitute a frequency converter and PLC systems approach to a residential area for the object pump motor control system, step by step to clarify how to achieve constant pressure water supply. Mainly for the control system desig
10、n of the main circuit, control circuit design. The input and output points to the statistics, a total of 13 input and output, the PLC in accordance with the principle of selection, equipment selection in the production of the most widely produced by Siemens S7-200 series (CPU222) of the PLC and pump
11、s for MM430 The converter, using its own frequency converter itself to achieve the soft-start the pump motor launch. In the control process, the electronic control system completed by the S7-200, PID control by the converter built-in PID control manner, in accordance with control system software and
12、 hardware design and control requirements, combining the functions of converter table preset parameters of the relevant parameters. After the introduction of the PLC programming methods, based on the choice of the logic of algebra for beginners programming, the constant pressure to write the logic o
13、f algebra frequency of water supply and design of the ladder .The results show that the correctness of the design process. Finally, constant pressure water supply to an economic analysis, analysis showed that a significant energy saving benefits.Key words: Water Supply Frequency Control PLC design显示
14、对应的拉丁字符的拼音字典可翻译 50 多种语言 s t Cmo ests? escargots Vr s snill hello . Ich bin vierzig Jahre alt ! Wie bitte? Wie heien Sie? haydi gidelim miracoloso rouge Wie gehts? hoje est ensolarado Je ne sais pas ! dti nazdar! Je parle un petit peu franais. Pardon ? Buongiorno Principessa! Hjelp! mijn vriend La vo
15、iture Es ist sehr interessant!使用“Google 翻译”,您还可以:绪论随着社会经济的迅速发展,水对人们的生活和工业生产越来越重要,人们对供水的质量和安全可靠性的要求不断提高。而用户的用水量是不断变化的,导致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,即用水多时供水也多,用水少时供水也少,从而提高了供水的质量。人民生活水平的日趋提高,新技术和先进设备不断地应用 ,使给供水设计得到了发展的机遇,当前住宅建筑的小区规划趋向于更具人性
16、化的多层次住宅组合,不再仅仅追求立面和平面的美观和合理,而是追求空间上布局的流畅和设计中贯彻以人为本的理念,特别是在市场经济的浪潮中,力求土地使用效率的最大化。于是选择一种符合各方面规范、卫生安全而又经济合理的楼宇恒压供水方式,对我们给供水设计带来了新的挑战 。变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。目前国外的恒压供水系统变频器成熟可靠,恒压控制技术先进。国外变频供水系统在设计时主要采用一台变频器只带一台水泵机组的方式。这种方式运行安全可靠,变压方式更灵活。此方式的缺点必是电机数量和变频的数量一样多,投资成本高。目前国内有不少公司在从事进行变频恒压供水的研制推广,国产变频器主要采
17、用进口元件组装或直接进口国外变频器,结合PLC 或PID调节器实现恒压供水,在小容量、控制要求低的变频供水领域,国产变频器发展较快,并以其成本低廉的优势占领了相当部分小容量变频恒压供水市场。但在大功率大容量变频器上,国产变频器有待于进一步改进和完善。1 变频恒压供水系统介绍1.1 变频恒压供水系统意义和目的变频调速恒压供水技术以其节能、安全、供水高品质等优点,得到了广泛应用,恒压供水调速系统可依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,保持水恒定以满足用水要求,是当今先进、合理的节能型供水系统,在短短几年内,调速恒压供水系统经历了一个逐步完善的发展过程,早期的单泵调速恒压系统逐渐被多泵系统所代替,
18、投资更为节省,运行效率更高,成为主导产品。自从通用变频器问世以来,变频调速技术在各个领域得到了广泛应用。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点,使我国供水调速系统实现水泵电机无级调速,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量变化时保持水压恒定以满足用水要求,是当今最先进、最合理的节能型供水系统。恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的。例如在某些生产过程中,若自来水供水因故压力不足或短时断水,可能影响产品质量,严重时使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时,若供水压力不足或者无水供应,不能迅速灭火,可能引起重大经济损失和人员伤亡。把先进的自动化技术、通讯技术、网络
19、技术等应用到供水领域,成为对供水企业新的要求。在大力提倡节约能源的今天,研究高性能、经济型的恒压供水监控系统。所以,对于某些用水区提高劳动生产率、降低能耗、信息共享,采用恒压供水系统,具有较大的经济和社会意义。1.2 变频恒压供水系统的优点 相对与传统的加压供水方式,变频恒压供水系统的优点突出的体现在以下几个方面: (1) 高效节能 变频恒压供水系统的最显著优点就是节约电能,节能量通常在10-40%。从单台水泵的节能来看,流量越小,节能量越大。 (2) 恒压供水 变频恒压供水系统实现了系统供水压力稳定而流量可在大范围内连续变化,从而可以保证用户任何时候的用水压力,不会出现在用水高峰期热水器不能
20、正常使用的情况。 (3) 安全卫生 系统实行闭环供水后,用户的水全部由管道直接供给,取消了水塔、天面水池、气压罐等设施,避免了用水的“二次污染”,取消了水池定期清理的工作。 (4) 自动运行、管理简便 新型的小区变频恒压供水系统具备了过流、过压、欠压、欠相、短路保护、瞬时停电保护、过载、失速保护、低液位保护、主泵定时轮换控制、密码设定等功能,功能完善,全自动控制,自动运行,泵房不设岗位,只需派人定期检查、保养。(5) 延长设备寿命、保护电网稳定 使用变频器后,机泵的转速不再是长期维持额定转速运行,减少了机械磨损,降低了机泵故障率,而且主泵定时轮换控制功能自动定时轮换主泵运行,保证各泵磨损均匀且
21、不锈死,延长了机泵使用寿命。变频器的无级调速运行,实现了机泵软启动,避免了电机开停时的大电流对电机线圈和电网的冲击,消除了水泵的水锤效应。2 变频恒压供水的理论分析2.1 水泵的工作原理供水所用水泵主要是离心泵,普通离心泵如图2.1所示,叶轮安装在泵2内,并紧固在泵轴3上,泵轴由电机直接带动,泵壳中央有一液体吸入口4与吸入管5连接,液体经底阀6和吸入管进入泵内,泵壳上的液体排出口8与排出管9连接。在泵启动前,泵壳内灌满被输送的液体:启动后,叶轮由轴带动高速转动,叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下,液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量,以高速离开叶轮外缘进入泵壳。在蜗壳中,液体由于流道的
22、逐渐扩大而减速,又将部分动能转变为静压能,最后以较高的压力流入排出管道,送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时,在叶轮中心形成了一定的真空,由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力,液体便被连续压入叶轮中。可见,只要叶轮不断地转动,液体便会不断地被吸入和排出。图2-1 离心泵结构示意图2.2 供水电机的搭配供水电机驱动离心泵运行,和离心泵共同组成了供水系统的整体,电机的配置主要以水泵供水负载来决定。电动机的功率应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使电动机在额定负载下运行。选择时应注意以下两点:(1) 如果电动机功率选得过小,就会出现“小马拉大车”现象,造成电动机长期过载,使其绝缘因发热而损坏
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