樓宇恒壓供水系統(tǒng)控制

1、渤海石油職業(yè)學(xué)院電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 樓宇恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 閆忠全 專業(yè)班級(jí)： 09電氣2班 指導(dǎo)教師： 袁勇 完稿日期： 2012年3月20日 目錄內(nèi)容摘要3一、傳統(tǒng)供水系統(tǒng)的概況4二、PLC、變頻恒壓供水系統(tǒng)方案分析及論證41變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)控制原理52變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)特點(diǎn)及適用范圍63傳統(tǒng)供水系統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速74PLC、變頻恒壓供水系統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速8三、PLC、變頻恒壓供水系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)91恒壓供水系統(tǒng)的基本構(gòu)成92恒壓供水的原理113系統(tǒng)功能124恒壓供水系統(tǒng)控制分析125水泵的轉(zhuǎn)速與其揚(yáng)程H、流量Q及功率的關(guān)系136變頻技術(shù)參數(shù)及調(diào)試參數(shù)147設(shè)備

2、的選擇168模擬供水系統(tǒng)擬定219電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2110PLC輸入輸出接線圖及程序26四、故障處理的程序設(shè)計(jì)29五、結(jié)束語(yǔ)30參 考 文 獻(xiàn)31樓宇恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)閆忠全【內(nèi)容摘要】 隨著我國(guó)改革開放的不斷深入,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)、文化、教育等各方面都在日新月異地向前發(fā)展。科學(xué)技術(shù)更是突飛猛進(jìn)。在高壓供水技術(shù)上，從80年代以來(lái)，我國(guó)變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備開發(fā)成功后，經(jīng)過多年的應(yīng)用，技術(shù)上已經(jīng)成熟，目前在消防用水、生活用水、工業(yè)用水、園林景觀用水等，以及各行生產(chǎn)企業(yè)運(yùn)用相當(dāng)廣泛！70、80年代建設(shè)的水塔-水泵聯(lián)合供水或氣壓罐供水方式，在節(jié)能、環(huán)保和維護(hù)方面存在一些比較突出的問題，尤其是生活用水二次污

3、染的控制難度很大。進(jìn)入90年代電力電子器件向著大容量、高頻率、響應(yīng)快、低損耗的方向發(fā)展。作為應(yīng)用現(xiàn)代電力電子器件與微計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的交流變頻調(diào)速裝置，隨著產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)新和推廣應(yīng)用，使得交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速領(lǐng)域發(fā)生一場(chǎng)巨大的技術(shù)革命。目前自動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置均采用交流變頻技術(shù)，而系統(tǒng)的控制裝置采用PLC控制器，因PLC不僅可實(shí)現(xiàn)泵組、閥門的邏輯控制，并可完成系統(tǒng)的數(shù)字PID調(diào)節(jié)功能，可對(duì)系統(tǒng)中的各種運(yùn)行參數(shù)、控制點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并完成系統(tǒng)運(yùn)行工況的CRT畫面顯示、故障報(bào)警及打印報(bào)表等功能。自動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，可與城市供水系統(tǒng)的上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)城區(qū)供水系統(tǒng)的優(yōu)化控制

4、，為城市供水系統(tǒng)提供了現(xiàn)代化的調(diào)度、管理、監(jiān)控及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的手段。改造原有供水設(shè)備，充分發(fā)揮其社會(huì)效益的同時(shí)，最大限度的提高供水設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益。不但管理單位或部門比較重視，作為現(xiàn)代化企業(yè)更應(yīng)該為此努力！【關(guān)鍵詞】樓宇自控系統(tǒng) 生活給水 樓宇自動(dòng)化 恒壓供水一、傳統(tǒng)供水系統(tǒng)的概況 隨著社會(huì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)生活用水需求的不斷提高，而目前世界水資源緊缺，傳統(tǒng)的供水方式離不開蓄水池、水箱等儲(chǔ)水設(shè)施，而蓄水池中的水一般由自來(lái)水管網(wǎng)供給，這樣，原來(lái)有壓力的水進(jìn)入水池后就變成了零壓力，然后再?gòu)牧銐毫﹂_始加壓，造成大量電力資源的浪費(fèi)；另外還須建筑面積比較大的專用泵房；電機(jī)運(yùn)行存在噪音污染和振動(dòng)，給住宅小區(qū)的居

5、民生活帶來(lái)很大的不便；而且當(dāng)供電線路停電時(shí)無(wú)法保持供水；特別是在用水高峰期間產(chǎn)生自來(lái)水水壓低、水流小的不穩(wěn)定現(xiàn)象使得住宅小區(qū)、賓館、辦公樓的生活用水無(wú)法得到保證；對(duì)于離市區(qū)較偏、自來(lái)水壓較低的工礦企業(yè)生活、生產(chǎn)用水也無(wú)法得到相應(yīng)的供應(yīng)。圖1-1 傳統(tǒng)供水系統(tǒng)原理圖二、PLC、變頻恒壓供水系統(tǒng)方案分析及論證傳統(tǒng)的供水方式普遍存在不同程度的浪費(fèi)且效率低、可靠性差、自動(dòng)化程度低等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了居民用水和工業(yè)用水。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)生活飲用水要求的不斷提高，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)以其環(huán)保、節(jié)能和高品質(zhì)的供水特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于住宅小區(qū)及高層建筑的生活、消防中。變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水泵電動(dòng)機(jī)

6、無(wú)級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足不同的用水要求，是比較合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)之一。在實(shí)際應(yīng)用中如何充分利用變頻器內(nèi)置的各種功能，對(duì)合理設(shè)計(jì)變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備、降低成本、保證供水質(zhì)量等有著重要的意義。變頻調(diào)速恒壓供水方式與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設(shè)備的投入，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)合理性，還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、自動(dòng)化程度等方面都具有很大的優(yōu)勢(shì)，而且具有顯著的節(jié)能效果。1 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)控制原理設(shè)備投入運(yùn)行前，首先應(yīng)設(shè)定設(shè)備的工作壓力等相關(guān)參數(shù)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，由壓力傳感器連續(xù)采集供水管網(wǎng)中的水壓及水壓變化信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳送至

7、變頻器控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將反饋回來(lái)的信號(hào)與設(shè)定壓力進(jìn)行比較和運(yùn)算，如果實(shí)際壓力比設(shè)定壓力低，則發(fā)出指令控制水泵加速運(yùn)行，如果實(shí)際壓力比設(shè)定壓力高，則控制水泵減速運(yùn)行，當(dāng)達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，水泵就維持在該運(yùn)行頻率上。當(dāng)用水量不是很大時(shí)，一臺(tái)泵在變頻器的控制下穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)用水量大到變頻器全速運(yùn)行也不能保證管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定時(shí)，控制器的壓力下限信號(hào)與變頻器的高速信號(hào)同時(shí)被PLC檢測(cè)到，變頻器自動(dòng)將原工作在變頻狀態(tài)下的水泵，投入到工頻運(yùn)行，以加大管網(wǎng)的供水量，保證壓力穩(wěn)定。若兩臺(tái)泵運(yùn)行仍不能保證管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定，則依次將變頻工作狀態(tài)下的水泵投入到工頻運(yùn)行，而將下一臺(tái)泵投入變頻運(yùn)行。當(dāng)用水量減少時(shí)，首先表現(xiàn)為變頻

8、器已工作在最低速信號(hào)有效，這時(shí)壓力上限信號(hào)如果仍出現(xiàn)，PLC首先將工頻運(yùn)行的水泵停掉，以減少供水量。當(dāng)上述兩個(gè)信號(hào)仍存在時(shí)，PLC再停下一臺(tái)工頻運(yùn)行的水泵，直到最后一臺(tái)水泵用主變頻器恒壓供水。如果一臺(tái)水泵連續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過3小時(shí)，則切換下一臺(tái)水泵，這樣可以避免某一臺(tái)水泵因長(zhǎng)期工作時(shí)間過長(zhǎng)而降低壽命，同時(shí)也進(jìn)一步提高了工作效率，節(jié)約了能源。變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由變頻器、泵組電機(jī)、供水管網(wǎng)、儲(chǔ)水箱、(智能PID調(diào)節(jié)器)、壓力變送器、PLC控制單元等部分組成，控制系統(tǒng)原理圖如圖2-1所示。其中變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化，同時(shí)變頻器還可作為電機(jī)軟啟

9、動(dòng)裝置，限制電機(jī)的啟動(dòng) 電流。壓力變送器的作用是檢測(cè)管網(wǎng)水壓。智能PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的PLC調(diào)節(jié)。PLC控制單元?jiǎng)t是泵組管理的執(zhí)行設(shè)備，同時(shí)還是變頻器的驅(qū)動(dòng)控制，根據(jù)用水量的實(shí)際變化，自動(dòng)調(diào)整其它工頻泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。變頻器和PLC的應(yīng)用為水泵轉(zhuǎn)速的平滑性連續(xù)調(diào)節(jié)提供了方便。水泵電機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻軟啟動(dòng), 消除了對(duì)電網(wǎng)、電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的沖擊，延長(zhǎng)電機(jī)設(shè)備的使用壽命。如圖2-1所示：圖2-1恒壓供水系統(tǒng)控制原理框圖一智能PID調(diào)節(jié)器屬于PLC擴(kuò)展模塊，可以與ADDA模塊一起使用，起到過程控制模塊的效果，同時(shí)它的功能可以被變頻器的某些功能代替，達(dá)到同樣的控制效果，其控制原理圖如圖2-2所

10、示。圖2-2恒壓供水系統(tǒng)控制原理框圖二2 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)特點(diǎn)及適用范圍（1）系統(tǒng)特點(diǎn):高效節(jié)能。按需要設(shè)定供水壓力，根據(jù)管網(wǎng)用水量來(lái)變頻調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使水泵始終保持高效運(yùn)行，同普通的水塔供水設(shè)備相比，節(jié)能效果明顯。對(duì)電網(wǎng)沖擊小，保護(hù)功能完善。消除了水泵電機(jī)直接起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊和干擾，并且設(shè)備控制系統(tǒng)具有短路、過流、過壓、過載、欠壓、 過熱等多種保護(hù)功能，大大提高了工作效率，延長(zhǎng)了水泵的使用壽命。人機(jī)界面觸摸面板操作，設(shè)計(jì)參數(shù)靈活方便?？伸`活設(shè)定頻率下限、加速時(shí)間、減速時(shí)間、換泵時(shí)間等各種工作參數(shù)，能夠顯示系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，查找各種故障原因。定時(shí)喚醒功能。由于系統(tǒng)是根據(jù)管網(wǎng)用水量的多少來(lái)決定

11、投入運(yùn)行水泵的臺(tái)數(shù)，所以當(dāng)用水量長(zhǎng)期在某一范圍內(nèi)變化時(shí)就會(huì)使得某臺(tái)水泵因長(zhǎng)期運(yùn)行而磨損嚴(yán)重，而其它水泵因長(zhǎng)期不使用而造成生銹，設(shè)定本功能后則可解決該問題。對(duì)于同流量的多臺(tái)水泵，為使各泵平均工作時(shí)間相同，須設(shè)置定時(shí)換泵功能。在設(shè)定了定時(shí)換泵功能后，當(dāng)一臺(tái)變量泵連續(xù)工作時(shí)間超過設(shè)定值后，且有變量泵處于“休息”狀態(tài)，則變頻器自動(dòng)切換啟動(dòng)“休息”時(shí)間最長(zhǎng)的變量泵，并停止原變量泵，以保證各臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)間均等，延長(zhǎng)水泵使用壽命。換泵時(shí)間可任意設(shè)定。當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換至工頻運(yùn)行，確保供水不間斷。突然停電后再來(lái)電，設(shè)備能夠自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行。 （2）適用范圍: 廣泛應(yīng)用于居民區(qū)、賓館及其它公共建筑的生

12、活用水、鍋爐補(bǔ)給水，加壓泵站、各類工礦企業(yè)的生產(chǎn)用水、消防用水、鍋爐恒壓補(bǔ)水、輸油管道增壓、注水系統(tǒng)、農(nóng)田灌溉等。綜合以上說述，選擇變頻恒壓供水是可行的。3 傳統(tǒng)供水系統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速生產(chǎn)和生活中的供水方式有多種，常見的供水方式通常會(huì)設(shè)一臺(tái)或多臺(tái)水泵。用多臺(tái)水泵時(shí)會(huì)根據(jù)不同的用水量啟動(dòng)不同數(shù)量的水泵運(yùn)行，供水水壓是波動(dòng)的，要保證供水質(zhì)量，穩(wěn)定供水出口（或管網(wǎng)）的壓力，變頻恒壓供水是最好的方式之一，而傳統(tǒng)供水與變頻恒壓供水最主要的區(qū)別就在于調(diào)速系統(tǒng)的不同，調(diào)速系統(tǒng)分為直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)，在本設(shè)計(jì)中選擇交流水泵電機(jī)用變頻器調(diào)速來(lái)改變水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到恒壓供水的要求，所以在此對(duì)兩種供水系統(tǒng)

13、中的交流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行比較選擇： (1)異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速遵循電機(jī)學(xué)的基本關(guān)系： n0=60f/p式中 f：電源交變頻，為50HZ； p：電機(jī)定子磁極對(duì)數(shù)。轉(zhuǎn)差率s參量，其公式為 s=（n0-n）/ n0 電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速為 n=（60f/p）（1-s）設(shè)定頻率f不變，調(diào)節(jié)電機(jī)極對(duì)數(shù)p，即可使同步轉(zhuǎn)速n0得到調(diào)節(jié)，這就是變極調(diào)速的方法。該方法有以下特點(diǎn)；它是調(diào)變式調(diào)速，要實(shí)施變極調(diào)速，必須通過外接定子繞組控制線路的切換來(lái)完成，這種調(diào)速方式適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)。(2)異步電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速 實(shí)現(xiàn)改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速的方法是：轉(zhuǎn)子電路中，轉(zhuǎn)子繞組電動(dòng)勢(shì)與外加電動(dòng)勢(shì)迭加，由于是正弦電動(dòng)

14、勢(shì)，因此要求附加電動(dòng)勢(shì)也是正弦電動(dòng)勢(shì)并有相同的頻率，通過大功率整流元件將正弦電動(dòng)勢(shì)變?yōu)橹绷鳎郊与妱?dòng)勢(shì)也是直流電動(dòng)勢(shì)，而附加電動(dòng)勢(shì)是由可控硅可控整流通過控制可控制硅開通關(guān)斷時(shí)間來(lái)調(diào)整附加電動(dòng)勢(shì)的平均值即控制轉(zhuǎn)子電路中的總電動(dòng)勢(shì)，這樣通過調(diào)節(jié)總電動(dòng)勢(shì)來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這種調(diào)速方式適用于繞線式異步電機(jī)。改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速性能好。當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速時(shí)，轉(zhuǎn)子電路中的電能將通過逆變器反饋回電網(wǎng)，使減速過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，無(wú)損失地送回電網(wǎng)。因此，這種調(diào)速方式節(jié)能效果顯著。改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速的缺點(diǎn)：由于改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速系統(tǒng)使用了較多的開關(guān)元件與電網(wǎng)耦合連接，系統(tǒng)中高次諧波竄入電網(wǎng)嚴(yán)

15、重；另外，系統(tǒng)功率因數(shù)低。因此改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速系統(tǒng)僅適用于繞線式異步電機(jī)。4 PLC、變頻恒壓供水系統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速根據(jù)方案一的公式，式中電動(dòng)機(jī)定子繞組的磁極對(duì)數(shù)p一定，改變電源頻率f，即可改變電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速。異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速總低于同步轉(zhuǎn)速，而且隨著同步轉(zhuǎn)速而變化。電源頻率增加，同步轉(zhuǎn)速n0增加，實(shí)際轉(zhuǎn)速也增加；電源頻率下降，電機(jī)轉(zhuǎn)速也下降，這種通過改變電源頻率實(shí)現(xiàn)的速度調(diào)節(jié)過程稱為變頻調(diào)速。采用變頻電源供電構(gòu)成的變頻調(diào)速系統(tǒng)是具有高效率和高性能的調(diào)速系統(tǒng)。通過改變定子供電頻率，電機(jī)轉(zhuǎn)速可得到較大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。對(duì)定子電壓（或電源）以及頻率按一定規(guī)律進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，可提高傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行特性

16、。通過控制轉(zhuǎn)差率（n0-n）/n0，電機(jī)可獲得較理想的快速響應(yīng)特性，一旦采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，整個(gè)拖動(dòng)及傳動(dòng)系統(tǒng)可獲得高精度及優(yōu)良的傳動(dòng)特性。變頻調(diào)速技術(shù)的實(shí)質(zhì)：使用變頻調(diào)節(jié)器（簡(jiǎn)稱變頻器）去拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)。主要運(yùn)行特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流小，即實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，方便地進(jìn)行加減速控制。主要用途：較大幅度地節(jié)約電能；使控制傳動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)化、高性能化；提高生產(chǎn)效率，增加產(chǎn)量；改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量等。綜上所述，確定方案采用PLC、變頻恒壓供水系統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。三、PLC、變頻恒壓供水系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)1恒壓供水系統(tǒng)的基本構(gòu)成恒壓供水泵站一般需要設(shè)多臺(tái)水泵及電機(jī)，這比設(shè)單臺(tái)水泵電機(jī)節(jié)能而可靠。配單臺(tái)電機(jī)及

17、水泵時(shí)，它們的功率必須足夠大，在用水量少時(shí)來(lái)開一臺(tái)大電機(jī)肯定是浪費(fèi)的，電機(jī)選小了用水量大時(shí)供水量則相應(yīng)的會(huì)不足。而且水泵與電機(jī)維修的時(shí)候，備用泵是必要的。而恒壓供水的主要目標(biāo)是保持管網(wǎng)水壓的恒定，水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速要跟隨用水量的變化而變化的，那么這就是要用變頻器為水泵電機(jī)供電。在此這里有兩種配置方案，一種是為每一臺(tái)水泵電機(jī)配一臺(tái)相應(yīng)的變頻器，從解決問題方案這個(gè)比較簡(jiǎn)單和方便，電機(jī)與變頻器間不須切換，但是從經(jīng)費(fèi)的角度來(lái)看的話這樣比較昂貴。另一種方案則是數(shù)臺(tái)電機(jī)配一臺(tái)變頻器，變頻器與電機(jī)間可以切換的，供水運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)水泵變頻運(yùn)行，其余的水泵工頻運(yùn)行，以滿足不同的水量需求。如圖3-1供水系統(tǒng)方案圖。圖3

18、-1 供水系統(tǒng)方案圖圖中，水泵電機(jī)是輸出環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速由變頻器控制，實(shí)現(xiàn)變流量恒壓控制。壓力傳感器檢測(cè)管網(wǎng)出水壓力，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)樽冾l器可接受的模擬量信號(hào)。變頻器接受反饋信號(hào)后，根據(jù)給定信號(hào)和反饋信號(hào)的比值，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)來(lái)控制自身的輸出頻率，從而對(duì)水泵進(jìn)行速度控制?？刂葡到y(tǒng)的工作原理：變頻調(diào)速恒壓供水控制最終是通過調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)的，水泵是供水的執(zhí)行單元。通過調(diào)速能實(shí)現(xiàn)水壓恒定是由水泵特性決定的。如圖3-2：圖3-2 供水系統(tǒng)原理框圖（1）壓力變送器圖中在管道中裝壓力傳感器用于檢測(cè)管網(wǎng)中的水壓，常裝設(shè)在泵站的出水口。當(dāng)用水量大時(shí)，水壓降低;用水量小時(shí)，水壓升高。水壓傳感器將水壓的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骰?/p>

19、電壓的變化送給變頻器，壓力變送器輸出信號(hào)是隨著壓力而變的電壓或電流信號(hào)。當(dāng)距離較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)取電流信號(hào)以消除因線路壓降而引起的誤差。通常取420mA，以利于區(qū)別零信號(hào)（信號(hào)系統(tǒng)工作正常，信號(hào)值為零）和無(wú)信號(hào)（信號(hào)系統(tǒng)因斷路或未工作而沒有信號(hào)）。壓力變送器一般選取在離出水口較遠(yuǎn)的地方，否則容易引起系統(tǒng)振蕩。（2）遠(yuǎn)傳壓力表遠(yuǎn)傳壓力表的基本結(jié)構(gòu)是在壓力表的指針軸上附加了一個(gè)能夠帶動(dòng)電位器滑動(dòng)觸點(diǎn)的裝置。因此，從電路器件的角度看，實(shí)際上是一個(gè)電阻值隨壓力而變的電位器。使用時(shí)可將遠(yuǎn)傳壓力表與變頻器直接連接。圖中P為遠(yuǎn)傳壓力表。電機(jī)功率較大時(shí)，系統(tǒng)可為每臺(tái)電機(jī)配備電機(jī)保護(hù)器，在變頻器的控制下穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)用水

20、量大到變頻器全速運(yùn)行也不能保證管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定時(shí)，控制器的壓力下限信號(hào)與變頻器的高速信號(hào)同時(shí)被 PLC檢測(cè)到，變頻器通過控制基板自動(dòng)將原工作在變頻狀態(tài)下泵投入到工頻運(yùn)行，以保持壓力的連續(xù)性，同時(shí)將一臺(tái)泵用變頻器起動(dòng)后投入運(yùn)行，以加大管網(wǎng)的供水量保證壓力穩(wěn)定。若兩臺(tái)泵運(yùn)轉(zhuǎn)仍不能滿足水壓要求，則依次將變頻工作狀態(tài)下的泵投入到工頻運(yùn)行，而將另一臺(tái)備用泵投入變頻運(yùn)行。當(dāng)用水量減少時(shí)，首先表現(xiàn)為變頻器已工作在最低速信號(hào)有效，這時(shí)壓力上限信號(hào)如仍出現(xiàn)，PLC首先將工頻運(yùn)行的泵停掉，以減少供水量。當(dāng)上述兩個(gè)信號(hào)仍存在時(shí)，PLC再停掉一臺(tái)工頻運(yùn)行的電機(jī)，直到最后一臺(tái)泵用主頻器恒壓供水。2 恒壓供水的原理變頻器控

21、制1#變量泵與管道壓力變送器構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，當(dāng)變頻器運(yùn)行到全速而反饋壓力仍達(dá)不到設(shè)定值時(shí)，變頻器首先降速到頻率設(shè)定值，同時(shí)內(nèi)部1#繼電器動(dòng)作觸發(fā)2#泵軟啟動(dòng)器開始運(yùn)行工頻泵，投入2#工頻泵運(yùn)行。這時(shí)變頻提速，尋找恒壓點(diǎn)完成第一級(jí)無(wú)擾動(dòng)切換。當(dāng)變頻器運(yùn)行到低速而監(jiān)測(cè)達(dá)到壓力設(shè)定時(shí)，在切除工頻泵之前，變頻首先提速后，再將先投入的工頻泵切除。工頻泵的投切分級(jí)循環(huán)方式可定義。（1）手動(dòng)工頻控制方式當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動(dòng)位置時(shí)，此時(shí)為工頻運(yùn)行，按下啟動(dòng)按鈕1SB（綠），接觸器KM1閉合，水泵電機(jī)將工頻運(yùn)行，工頻運(yùn)行信號(hào)燈HL0將亮，按下停止按鈕4SB（紅），水泵電機(jī)將停止運(yùn)行。該控制方式一般用于當(dāng)變頻器出

22、現(xiàn)問題時(shí)使用。（2）自動(dòng)變頻控制方式當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)打到自動(dòng)位置時(shí)，此時(shí)將投入自動(dòng)變頻控制方式，變頻器根據(jù)遠(yuǎn)傳壓力表的反饋信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出頻率，從而改變水泵的轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒壓供水的目的，當(dāng)壓力增大時(shí)，將減小輸出頻率，使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，減小供水量，當(dāng)壓力減小時(shí)，將增大輸出頻率，使電機(jī)轉(zhuǎn)速增高，增大供水量。3 系統(tǒng)功能（1） PID的調(diào)節(jié)功能由壓力傳感器反饋的水壓信號(hào)(4-20MA或-5V)直接送入變頻器，設(shè)定給定壓力值，PID參數(shù)值，并通過計(jì)算比較以切換泵的操作完成系統(tǒng)控制，系統(tǒng)參數(shù)在實(shí)際運(yùn)行中調(diào)整，使系統(tǒng)控制響應(yīng)趨于完整。（2） “休眠”功能系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到用戶用水量較小或不用水(如夜晚)情況，為

23、了節(jié)能，該系統(tǒng)專用設(shè)置了可以使水泵暫停工作的“休眠”功能，當(dāng)變頻器頻率輸出低于其下限時(shí)，變頻器停止工作，2泵不工作，水泵停止(處于休眠狀態(tài))。當(dāng)水壓繼續(xù)升高時(shí)將停止1泵，當(dāng)水壓下降到一定值時(shí)將先啟動(dòng)變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)2泵，當(dāng)頻率到達(dá)一定值后將啟動(dòng)1泵調(diào)節(jié)2泵的轉(zhuǎn)速。 “休眠值”變頻器輸出的下限頻率參數(shù)設(shè)置。 “休眠確認(rèn)時(shí)間”用參數(shù)設(shè)置，當(dāng)變頻器的輸出頻率低于休眠值的時(shí)間如小于休眠時(shí)間td時(shí)，即tdtn時(shí)變頻器繼續(xù)工作，當(dāng)tdtn時(shí)變頻器將進(jìn)入休眠狀態(tài)?！皢拘阎怠庇晒┧畨毫ο孪迒?dòng)，當(dāng)供水壓力低于下限值時(shí)由變頻器向PLC發(fā)出喚醒指令。經(jīng)測(cè)試“休眠值”為10HZ?！靶菝叽_認(rèn)時(shí)間”td:20s“喚醒值”70

24、%（3） 通訊功能該系統(tǒng)具有計(jì)算機(jī)的通訊功能，PLC變頻器均提供有RS232或485接口，PLC可選用三菱的FX0n，計(jì)算機(jī)可以與一套或多套系統(tǒng)進(jìn)行通訊.利用計(jì)算機(jī)同時(shí)可以監(jiān)測(cè)：電流、電壓、頻率、轉(zhuǎn)速、壓力等也可以控制變頻器的各類參數(shù)。4 恒壓供水系統(tǒng)控制分析水泵出口壓力恒定控制，它適用于管網(wǎng)系統(tǒng)阻力損失占總揚(yáng)程比例較小的情況。管網(wǎng)末端壓力恒定控制，適用于小區(qū)管網(wǎng)線路長(zhǎng)，流量變化產(chǎn)生的阻力損失占總揚(yáng)程比例較大時(shí)，以管網(wǎng)末端不利點(diǎn)，所需壓力進(jìn)行恒壓控制，達(dá)到最節(jié)能的要求。控制方式的選擇，要結(jié)合供水規(guī)模，供水對(duì)象，設(shè)備費(fèi)用，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)及我國(guó)現(xiàn)有電器產(chǎn)品性能等進(jìn)行綜合考慮比較后確定。水泵出口恒壓控制

25、，由于電控系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，便于查出故障和維護(hù)，故在我國(guó)建筑小區(qū)供水系統(tǒng)采用廣泛。 水泵轉(zhuǎn)速變化幅度一般調(diào)在（80%100%）n，n為水泵每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，單位r/min，因?yàn)檫@個(gè)范圍內(nèi)機(jī)組和電控設(shè)備的總效率比較高。當(dāng)啟信號(hào)輸入時(shí)變頻器啟動(dòng)第一臺(tái)泵當(dāng)該泵達(dá)到最高頻率時(shí)，變頻器將該泵切換到工頻運(yùn)行，變頻器啟動(dòng)下一臺(tái)泵變頻運(yùn)行，相反當(dāng)泵停止條件成立時(shí)，先停止最先啟動(dòng)的泵。4.1 過程控制以兩臺(tái)水泵的恒壓供水系統(tǒng)為例，系統(tǒng)在自動(dòng)運(yùn)行方式下，變頻器控制可編程控制器軟啟動(dòng)1#泵，此時(shí)1#泵進(jìn)入變頻運(yùn)行狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速逐漸升高，當(dāng)供水量Q<1/3Qmax時(shí)（Qmax為兩臺(tái)水泵全部工頻運(yùn)行時(shí)的最大流量），可編程控制

26、器CPU根據(jù)根據(jù)供水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)1#泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，以保證所需的供水壓力。當(dāng)用水量Q在1/3Qmax<Q<Q<Qmax時(shí)，可編程控制器發(fā)出指令再將2#泵置于工頻運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)軟啟動(dòng)2#泵進(jìn)入變頻運(yùn)行工況，此時(shí)2#泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速由用戶的用水量確定，以保證供水系統(tǒng)最不利點(diǎn)的供水壓力恒定。4.2 控制系統(tǒng)保證（1）工頻/變頻控制方式的轉(zhuǎn)換操作為保證系統(tǒng)的可靠性，必須提供工頻/變頻兩種操作方式，以減少因變頻器故障或設(shè)備檢修維護(hù)等原因而造成無(wú)法供水的現(xiàn)象，要求控制系統(tǒng)必須設(shè)立手動(dòng)工頻操作方式，一般采用轉(zhuǎn)換開關(guān)或組合開關(guān)作為選擇操作設(shè)備。（2）自動(dòng)運(yùn)行即每一臺(tái)泵具有變頻自動(dòng)恒壓控制功能，

27、當(dāng)用水量不夠時(shí)，可自動(dòng)投入另外一臺(tái)或幾臺(tái)工頻泵運(yùn)行。（3）手動(dòng)運(yùn)行當(dāng)壓力傳感器故障或變頻器故障時(shí)，為確保用水，每臺(tái)泵可分別以手動(dòng)工頻方式運(yùn)行。將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“工頻”檔位，操作人員可以根據(jù)需要自己決定起動(dòng)或停止任意一臺(tái)泵的運(yùn)行。由于在該操作方式下， PID、變頻器等均不參加控制，因此，從技術(shù)角度上來(lái)說，該方式無(wú)法保障出水管網(wǎng)壓力值的恒定，所以必須有人監(jiān)守。該方式主要供設(shè)備故障檢修時(shí)使用。5 水泵的轉(zhuǎn)速與其揚(yáng)程H、流量Q及功率的關(guān)系（揚(yáng)程：是指水泵單位質(zhì)量的液體通過泵后所獲得的能量，通常稱之為揚(yáng)程。用H表示。流量：流量是水泵在單位時(shí)間內(nèi)所抽送液體的數(shù)量，常用的流量是體積流量，用Q表示，其單位是m3

28、 /h。根據(jù)流體力學(xué)原理可知，當(dāng)水泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，其揚(yáng)程H、流量Q及水泵功率P也隨之變化，他們之間有以下關(guān)系：Q2/Q1=(n2/n1) H2/H1=(n2/n1)2 P2/P1=(n2/n1)3即流量Q與轉(zhuǎn)速n的一次方成正比；揚(yáng)程H與轉(zhuǎn)速n的平方成正比；水泵功率P與轉(zhuǎn)速n的立方成正比。下面表3-1可較為直觀的理解。表3-1離心水泵的參數(shù) 離心水泵在不同轉(zhuǎn)速（頻率）下的流量、揚(yáng)程及軸功率頻率f（Hz）轉(zhuǎn)速n%流量Q%揚(yáng)程H%軸功率P%501001001001004590908172.94080806451.23570704934.33060603621.62550502512.5根據(jù)水泵的

29、揚(yáng)程H、流量Q及功率與水泵轉(zhuǎn)速（頻率）的關(guān)系式及表4-2可知改變水泵的轉(zhuǎn)速就可改變水泵的功率。6 變頻技術(shù)參數(shù)及調(diào)試參數(shù)（1）技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)：主回路電源：三相五線制。380V+10%?？刂苹芈冯妷海?20V系統(tǒng)性能特點(diǎn)：具備1#/2#泵運(yùn)行方式選擇開關(guān)：實(shí)現(xiàn)由變頻器聯(lián)動(dòng)控制，或單獨(dú)用手動(dòng)方式軟啟運(yùn)行。1#泵在變頻器控制下，進(jìn)行軟啟動(dòng)，當(dāng)供水壓力不足時(shí)增大轉(zhuǎn)速，達(dá)到工頻時(shí)切換2#變頻啟動(dòng)，當(dāng)供水壓力繼續(xù)不足達(dá)到工頻時(shí)切換變頻啟動(dòng)運(yùn)行于自動(dòng)恒壓供水方式下。兩臺(tái)定量泵工作循環(huán)方式通過變頻器相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行定義。無(wú)擾動(dòng)切換方式使工頻泵投/切過程中對(duì)系統(tǒng)水壓沖擊最小。（2） 變頻器的主要調(diào)試參數(shù)變頻

30、器在投入運(yùn)行后的調(diào)試是保證系統(tǒng)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)的必要手段。變頻器根據(jù)負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小，在啟動(dòng)和停止電機(jī)時(shí)所需的時(shí)間不相同，設(shè)定時(shí)間過短會(huì)導(dǎo)致變頻器在加速時(shí)過電流、在減速時(shí)過電壓保護(hù)；設(shè)定時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致變頻器在調(diào)速運(yùn)行時(shí)使系統(tǒng)變得調(diào)節(jié)緩慢，反應(yīng)遲滯，應(yīng)變能力差，系統(tǒng)易處在短期不穩(wěn)定狀態(tài)中。為了變頻器不跳閘保護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)使用當(dāng)中的許多變頻器加減速時(shí)間的設(shè)置過長(zhǎng)，它所帶來(lái)的問題很容易被設(shè)備外表的正常而掩蓋，但是變頻器達(dá)不到最佳運(yùn)行狀態(tài)。所以現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)要根據(jù)所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載性質(zhì)不同，測(cè)試出負(fù)載的允許最短加減速時(shí)間，進(jìn)行設(shè)定。對(duì)于水泵電機(jī)，加減速時(shí)間的選擇在 0.2-20 秒之間。如表3-2所示：表3-2

31、變頻器的參數(shù)表序號(hào)功能代碼功能名稱設(shè)置值備注1071選擇電動(dòng)機(jī)控制模式3內(nèi)置PID調(diào)節(jié)2160選擇貢稅選購(gòu)件的模式11一控三3161-167使用電動(dòng)機(jī)的設(shè)定161=1，162=1，163=1根據(jù)系統(tǒng)所帶電動(dòng)機(jī)4001選擇運(yùn)轉(zhuǎn)指令2停電時(shí)自動(dòng)再啟動(dòng)5007上限頻率/Hz506008下限頻率/Hz207003U/F圖形2根據(jù)水泵設(shè)定8175壓力指令0.36根據(jù)實(shí)際需要9177模擬反饋增益壓力0.6遠(yuǎn)程壓力表量程值10178上限壓力/MPa0.38根據(jù)實(shí)際11179下限壓力/MPa0.34根據(jù)實(shí)際12002選擇1速頻率的設(shè)定方法1使指令與反饋不沖突13630輸入端子D11定義選擇1正轉(zhuǎn)指令“FR”1

32、4631輸入端子D12定義選擇5空轉(zhuǎn)指令“MBS”使用說明：當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動(dòng)位置時(shí)候，按下SB1，SB2,SB3水泵開始工頻運(yùn)行，按下SB4,SB5,SB6水泵停止運(yùn)行當(dāng)開關(guān)打到自動(dòng)運(yùn)行時(shí)候，自動(dòng)運(yùn)行HL6指示燈亮，按下啟動(dòng)按鈕SB7，一號(hào)水泵開始變頻運(yùn)行，當(dāng)壓力升高時(shí)一號(hào)泵自動(dòng)切換到工頻，同時(shí)二號(hào)泵變頻啟動(dòng)開始運(yùn)行，當(dāng)壓力繼續(xù)升高，二號(hào)泵改為工頻運(yùn)行。HL0 HL2 HL4和HL1 HL3 HL5分別為兩臺(tái)水泵工頻和變頻運(yùn)行的指示燈，當(dāng)水泵過載時(shí)，熱繼電器能保護(hù)電機(jī)不被燒壞，同時(shí)過載報(bào)警指示燈亮，水泵停止運(yùn)行，當(dāng)蓄水池的水位低時(shí)，浮子開關(guān)SB9閉合，同時(shí)缺水信號(hào)指示燈HL7亮，SA3斷開，

33、水泵停止，當(dāng)水充滿時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位。同時(shí)電流互感器和電壓表能監(jiān)視出系統(tǒng)電流和電壓。同時(shí)為該系統(tǒng)配備了ABB得電磁流量計(jì)，既能檢測(cè)出瞬時(shí)流量，又能檢測(cè)累計(jì)流量，該流量計(jì)還可以與上位機(jī)組態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表。7 設(shè)備的選擇7.1 設(shè)備選擇原則在恒壓供水設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先選擇水泵和電動(dòng)機(jī)，選擇的依據(jù)是供水規(guī)模（供水流量）。而供水規(guī)模和住宅類型以及用戶數(shù)有關(guān)。選擇依據(jù)原則使用如表3-3如下：表3-3不同住宅類型用水標(biāo)準(zhǔn)住宅類型給水衛(wèi)生器具用水標(biāo)準(zhǔn)/（m3/人日）小時(shí)變化系數(shù)1僅有給水龍頭0.040.082.52.02有給水衛(wèi)生器具，但無(wú)淋浴設(shè)備0.0850.132.52.03有給水衛(wèi)生器具，并有淋浴設(shè)備0.130.19

34、2.51.84有給水衛(wèi)生器具，并有淋浴設(shè)備和集中熱水供應(yīng)0.170.252.01.6表3-4供水規(guī)模換算表戶數(shù)用水標(biāo)準(zhǔn)/（m3/人日）0.100.150.200.25201.802.603.504.40302.603.905.306.60403.505.307.008.80554.807.209.6012.00756.609.8013.1016.401008.8013.1017.5021.9015013.1019.7026.3032.8020017.6026.3035.0043.8025021.9032.8043.8054.7035026.3039.4052.5065.6040035.0052

35、.5070.0087.5045039.4059.0078.7098.4050043.8065.6087.50109.4060052.5078.80105.00131.3070061.3091.90122.50153.1080070.00105.00140.00175.00100087.50131.30175.00218.80表3-5 水泵、電動(dòng)機(jī)和變頻器選型表用水量/(m/h)揚(yáng)程/m水泵型號(hào)電動(dòng)機(jī)功率/kW配用變頻器/kW12 X N2450DL12-12 x 233.73040DL12-12 x 22.22.23650DL12-12 x 2334540DL12-12 x 2336040DL

36、12-12 x 24424 X N4050DL12-12 x 25.55.56050DL12-12 x 27.57.58050DL12-12 x 2111110050DL12-12 x 2111132 X N3065DL12-12 x 25.55.54565DL12-12 x 27.57.56065DL12-12 x 211117565DL12-12 x 215159065DL12-12 x 2151510565DL12-12 x 218.518.536 X N4065DL12-12 x 27.57.56065DL12-12 x 211118065DL12-12 x 2151510065DL1

37、2-12 x 218.518.512065DL12-12 x 2222250 X N4080DL12-12 x 211116080DL12-12 x 215158080DL12-12 x 218.518.510080DL12-12 x 2222212080DL12-12 x 23030100 X N40100DL218.518.560100DL3303080100DL43737100100DL54545120100DL65555設(shè)定供水壓力經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：平房供水壓力p=0.12Pa；樓房供水壓力p=（0.08+0.04x樓層數(shù)）MPa系統(tǒng)設(shè)計(jì)還應(yīng)遵循以下原則：（1）蓄水池容量應(yīng)大于每小時(shí)最大供水量

38、（2）水泵揚(yáng)程應(yīng)大于供水高度（3）水泵流量總和應(yīng)大于實(shí)際最大供水量7.2 水泵的選擇（1）根據(jù)表3-3 確定用水量標(biāo)準(zhǔn)為0.19m3/人日。（2）根據(jù)表3-4確定沒小時(shí)最大用水量為43.8m3/h。（3）根據(jù)7層樓高度可確定設(shè)置供水壓力值為0.36MPa。（4）根據(jù)表3-5確定水泵型號(hào)為50LG24-20x2共2臺(tái)，水泵自帶電動(dòng)機(jī)功率為5.5KW7.3 PLC的選擇當(dāng)輸入信號(hào)電路采用繼電器等感性負(fù)載時(shí)，繼電器開閉產(chǎn)生的浪涌電流帶來(lái)的噪音有可能引起變頻器的誤動(dòng)作，因此該系統(tǒng)采用的是三菱可編程序控制器FX0n系列，I/O點(diǎn)數(shù)為40點(diǎn)，F(xiàn)X0n系列PLC是一種卡片大小的PLC，適合在小型環(huán)境中進(jìn)行控

39、制。它具有卓越的性能、串行通訊功能以及緊湊的尺寸，這使得它們能用在以前常規(guī)PLC無(wú)法安裝的地方。三菱PLC編程采用FXGPWIN軟件,提供三種編程語(yǔ)言，分別為梯形圖、指令表、SFC狀態(tài)流程圖，提供完整的編程環(huán)境，PLC程序上載,可進(jìn)行離線編程和在線連接和調(diào)試，并能實(shí)現(xiàn)梯形圖與語(yǔ)句表的相互轉(zhuǎn)換。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的性價(jià)比，系統(tǒng)采用開關(guān)量的輸入/輸出來(lái)控制電機(jī)的啟停、軟起動(dòng)、循環(huán)變頻及故障的報(bào)警等，而電機(jī)轉(zhuǎn)速、水壓量等模擬量則由變頻器來(lái)控制。其硬件配置如下型號(hào)I/0點(diǎn)數(shù)基本指令執(zhí)行時(shí)間功能指令模擬模塊量通信FX0N241281.63.6s55有較強(qiáng)7.4 變頻器的選擇變頻器選用三菱 SAMCO-vm

40、05 系列變頻器。通過變頻器面板設(shè)定一個(gè)給定頻率作為壓力給定值（14端），壓力傳感器反饋來(lái)的壓力信號(hào)（420mA）接至變頻器端子的IRF端，作為壓力反饋，變頻器根據(jù)壓力給定和實(shí)測(cè)壓力，調(diào)節(jié)輸出頻率，改變水泵轉(zhuǎn)速。SWS控制基板，該信號(hào)進(jìn)PLC，作為工頻切換的控制信息，由PLC控制水泵的工頻或變頻運(yùn)行。變頻控制系統(tǒng)主回路如圖二所示。變頻器有2個(gè)作用，一是作為電機(jī)的軟起動(dòng)裝置，限制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流；二是改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。7.5 壓力傳感器的選擇壓力傳感器使用CY-YZ-1001型絕對(duì)壓力傳感器。改傳感器采用硅壓阻效應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量的力電轉(zhuǎn)換。傳感器由敏感芯體和信號(hào)調(diào)理電路組成，

41、當(dāng)壓力作用于傳感器時(shí)，敏感芯體內(nèi)硅片上的惠斯登電橋的輸出電壓發(fā)生變化，信號(hào)調(diào)理電路將輸出的電壓信號(hào)作放大處理，同時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償、非線性補(bǔ)償，使傳感器的電性能滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。該傳感器的量程為02.5MPa，工作溫度為560 ，供電電源為28±3V（DC）。7.6 電氣元件表其他元器件的選擇如表3-6所示：表3-6 電氣元件表序號(hào)符號(hào)名稱單位數(shù)量技術(shù)參數(shù)1QF1、QF2空氣開關(guān)個(gè)22RNB變頻器臺(tái)1三菱SAMCO-vm053VF交流接觸器個(gè)64FR熱繼電器個(gè)35KA中間繼電器個(gè)26TA電流互感器個(gè)17PA電流表塊 18PV電壓表塊19PLCPLC臺(tái)1FX0n-40ER10SA轉(zhuǎn)換開關(guān)

42、個(gè)111SB按鈕個(gè)8紅、綠各412HR、HW信號(hào)燈個(gè)3紅1，綠6白111電磁流量計(jì)個(gè)114FU熔斷器個(gè)115SP壓力傳感器塊18 模擬供水系統(tǒng)擬定一居民小區(qū)4幢7層樓，居住224戶，住宅類型為3型，保證日夜供水。要求：（1）系統(tǒng)采用變頻恒壓供水方案；（2）變頻器及水泵選擇；（3）控制電路設(shè)計(jì)；（4）安裝調(diào)試說明。9 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)9.1 主電路圖的設(shè)計(jì)在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用一臺(tái)變頻器連接2臺(tái)電動(dòng)機(jī)，每臺(tái)水泵電機(jī)都有變頻工頻兩種工作狀態(tài)，每臺(tái)電機(jī)都通過兩個(gè)接觸器與工頻電源和變頻器輸出電源相聯(lián)如圖（3-3）。變頻器輸入電源前面接入一個(gè)自動(dòng)空氣開關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)、變頻器的過流過載保護(hù)接通，空氣開關(guān)的

43、容量依據(jù)大機(jī)的額定電流來(lái)確定。對(duì)于有變頻工頻兩種狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，還需要在工頻電源下面接入兩個(gè)同樣的自動(dòng)空氣開關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的過流過載保護(hù)接通，空氣開關(guān)的容量依據(jù)小機(jī)的額定電流來(lái)確定。所有接觸器的選擇都要依據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量適當(dāng)選擇。圖 3-3 主電路電氣控制系統(tǒng)接線原理圖及說明1.端子SD、SE和5為輸出信號(hào)公共端，這些端子不要接地（見圖3-4）。2.控制回路端子的接線應(yīng)使用屏蔽線或雙絞線，而且必須與主回路，弱電回路（含200V繼電器程序回路）分開布線。3.由于控制回路的頻率信號(hào)是微小信號(hào)，所以在接點(diǎn)輸入場(chǎng)合，為了防止接觸不良，微小信號(hào)接點(diǎn)應(yīng)使用兩個(gè)并聯(lián)接點(diǎn)或合用雙生接點(diǎn)。4.控制回路的接線建議選用

44、0.3mm2-0.75mm2的電纜。圖3-4 電氣控制系統(tǒng)接線原理圖9.2 控制電路控制PLC主要是用于實(shí)現(xiàn)變頻恒壓供水系統(tǒng)的自動(dòng)控制，要完成以下功能：自動(dòng)控制兩臺(tái)水泵的投入運(yùn)行；能在兩臺(tái)水泵之間實(shí)現(xiàn)變頻泵的切換；兩臺(tái)水泵在啟動(dòng)時(shí)要有軟啟動(dòng)功能；對(duì)水泵的操作要有手動(dòng)/自動(dòng)控制功能，手動(dòng)只在應(yīng)急或檢修時(shí)臨時(shí)使用；系統(tǒng)要有完善的報(bào)警功能并能顯示運(yùn)行狀況。如圖4-5為電控系統(tǒng)控制電路圖。圖中SA為手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，SA打在1的位置為手動(dòng)控制狀態(tài)；打在2的狀態(tài)為自動(dòng)控制狀態(tài)。手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可用按鈕SB1SB6控制兩臺(tái)水泵的啟/停；自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)在PLC程序控制下運(yùn)行。如圖3-5所示：圖3-5 控制電

45、路圖9.3 其他設(shè)備的外圍接線圖（1）PLC外圍接線圖圖3-6 PLC外圍接線圖（2）變頻器的外圍接線圖圖3-7 變頻器接線圖（3）壓力傳感器接線圖圖3-8 壓力傳感器的接線圖10 PLC輸入輸出接線圖及程序（1）PLC I/O 表根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)列出PLC的輸入輸出表，如表3-7所示：表3-7 PLC輸入輸出分配表現(xiàn)場(chǎng)器件與接線端子I/O地址功能備注輸入變頻器Y2端子X0變頻器輸出頻率極限信號(hào)遠(yuǎn)傳壓力表壓力上限接點(diǎn)X1壓力下限到達(dá)信號(hào)遠(yuǎn)傳壓力表壓力下限接點(diǎn)X2壓力上限到達(dá)信號(hào)中間繼電器KA常開觸點(diǎn)X3自動(dòng)/手動(dòng)切換水池水位下限信號(hào)X4水池缺水信號(hào)FR1常開觸點(diǎn)X51#電機(jī)過載信號(hào)FR2常開觸點(diǎn)X62#電機(jī)過載信號(hào)FR4常開觸