變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計

課程設(shè)計課題名稱變頻恒壓供水限制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)院(部)專業(yè)班級學(xué)生姓名學(xué)號6月27日至7月1日共1指導(dǎo)老師(簽字)2011年5月30日設(shè)計概述變頻器是一種新型技術(shù)，將變頻調(diào)速技術(shù)用于供水限制系統(tǒng)中，具有高效節(jié)能、水壓恒定等優(yōu)點。本課程設(shè)計是電氣工程及其自動化專業(yè)《溝通調(diào)速》課程實踐性環(huán)節(jié)，其主要目的是培育學(xué)生初步駕馭溝通調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計的方法及理論學(xué)問的應(yīng)用實力。設(shè)計任務(wù)本課程設(shè)計的基本任務(wù)是提高學(xué)生在調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計方面的實踐實力，培育學(xué)生綜合運用學(xué)問，分析和解決實際問題的實力。通過限制系統(tǒng)的設(shè)計，初步駕馭溝通調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計方法。設(shè)計資料一樓宇供水系統(tǒng)，正常供水20m3/小時，最大供水量35m3/小時，揚程45m。采納變頻調(diào)速技術(shù)組成一閉環(huán)調(diào)整系統(tǒng)，限制水泵的運行，保證用戶水壓恒定。當用水量增大或減小時，水泵電動機速度發(fā)生變更，變更流量，以保證水壓恒定。設(shè)計要求1、設(shè)兩臺水泵。一臺工作，一臺備用。正常工作時，始終有一臺水泵供水。當工作泵出現(xiàn)故障時，備用泵自投。2、兩臺泵可以互換。3、給定壓力可調(diào)，壓力限制點設(shè)在水泵處。4、具有自動，手動工作方式，各種愛護、報警裝置。5、用PLC為主要器件完成限制系統(tǒng)的設(shè)計。五、設(shè)計內(nèi)容1、工作方式選擇：分別閉合總電源開關(guān)QF1，限制電路電源開關(guān)QF2（此時限制電路電源指示燈HL9亮），變頻器電源開關(guān)QF3，將自動檔位開關(guān)SA2旋到自動檔位，此時觸點0001接通，進而使內(nèi)部協(xié)助觸電1001導(dǎo)通，選擇工作方式為自動方式。備用泵選擇：如選擇1號泵為備用泵，則將其備用選擇開關(guān)SA1旋到1號泵備用檔位，此時觸電0000被接通，內(nèi)部協(xié)助觸電1002導(dǎo)通，選擇1號泵為備用泵。如選擇2號泵為備用泵，則將其備用選擇開關(guān)SA1旋到2號泵備用檔位，此時常閉觸電0000被接通，內(nèi)部協(xié)助觸電1003導(dǎo)通，選擇2號泵為備用泵。自動狀態(tài)啟動：按下啟動按鈕SB1，PLC內(nèi)部觸電002被接通，此時假如選擇1號泵為備用泵則0502觸電被接通，2號泵正常工作，1號泵為備用泵。此時假如選擇2號泵為備用泵則0500觸電被接通，1號泵正常工作，2號泵為備用泵。自動狀態(tài)停止：按下自動停止按鈕SB2則PLC內(nèi)部觸點0003被接通，此時可斷開0502和0500輸出繼電器，可使整個系統(tǒng)停止運行。同時，手動啟動1號泵：分別閉合總電源開關(guān)QF1，限制電路電源開關(guān)QF2（此時限制電路電源指示燈HL9亮），變頻器電源開關(guān)QF3，將自動檔位開關(guān)SA2旋到手動檔位，此時觸電0001被接通，同時常閉觸電0001斷開，即切除自動狀態(tài)的功能。按下SB3啟動1號泵工作，觸電0004被接通，輸出繼電器0501動作，啟動1號泵工頻工作。手動停止1號泵：按下SB4，觸電0005閉合，切斷輸出繼電器0501，1號泵停止工作。同時常閉觸電0501斷開，2號泵無法啟動。手動啟動2號泵：按下SB5啟動2號泵工作，觸電0006被接通，輸出繼電器0503動作，啟動1號泵工頻工作。手動停止2號泵：按下SB6，觸電0007閉合，切斷輸出繼電器0503，2號泵停止工作。同時常閉觸電0503斷開，1號泵無法啟動。故障解除：1號泵熱繼電器出現(xiàn)故障時，輸入端子FR1動作，接通觸點0009，使輸出繼電器0506接通，點亮HL8。2號泵熱繼電器出現(xiàn)故障時，輸入端子FR2動作，接通觸點0010，使輸出繼電器0505接通，點亮HL7。當變頻器出現(xiàn)故障時，輸入端子BP動作，接通觸點0008，使輸出繼電器0507接通，點亮HL6。2、PID限制器參數(shù)選擇依據(jù)設(shè)計要求結(jié)合PID的閱歷數(shù)據(jù)，可得其數(shù)據(jù)：采樣周期T=3秒，比例系數(shù)KP=140,積分時間Ti=24秒。因為供水系統(tǒng)沒有較大的慣性環(huán)節(jié)所以不須要設(shè)置微分參數(shù)。5、變頻器參數(shù)設(shè)定代碼設(shè)定值頻率設(shè)定吩咐001操作方法011最高頻率0250HZ基本頻率0350HZ電子過熱或繼電器081頻率限制上限1150HZ下限1228HZ正常供水20m3/小時，最大供水量35m3/小時，揚程45m。參考相關(guān)資料課選擇型號為IS50-32-125(揚程50m，流量50m3/小時)的水泵即可滿意要求。7、PLC外部接線圖的設(shè)計PLC依據(jù)表1的I/O安排關(guān)系和C20P的端子排列位置進行相應(yīng)的接線，PLC系統(tǒng)外部接線圖在中，圖中各接觸器采納220V電源，信號指示及報警指示燈與接觸器共用220V電源。（PLC外部接線圖的設(shè)計如附圖1所示）I/O安排表表1輸入輸出1、2號泵備用旋鈕SA100001號泵變頻啟動接觸器KM105001號水泵變頻運行指示燈HL1手動或自動旋鈕SA200011號泵工頻啟動接觸器KM205011號水泵工頻運行指示燈HL2自動啟動SB100022號泵變頻啟動接觸器KM305022號水泵變頻運行指示燈HL3停車SB200032號泵工頻啟動接觸器KM405032號水泵工頻運行指示燈HL4手動1號泵啟動SB30004變頻器啟停繼電器KA0504變頻器正常運行指示燈HL51號泵停車SB40005變頻器報警指示燈HL605072號泵啟動SB500062號泵故障報警指示燈HL705052號泵停車SB600071號泵故障報警指示燈HL80506變頻器報警30A0008限制電路通電指示燈HL91號泵熱愛護觸電FR100092號泵熱愛護觸電FR20010梯形圖指令指令數(shù)據(jù)指令數(shù)據(jù)指令數(shù)據(jù)主電路的設(shè)計主電路途路如附1所示，圖中的M1、M2、為帶動水泵的電動機，由于電動機的功率較小，所以三臺電動機都采納干脆啟動方式，各臺電動機分別運用兩個接觸器限制，KM1和KM3分別限制電動機M1和M2的變頻運行。KM2和KM4分別限制點動機得工頻運行。各電動機分別由FR1、FR2、供應(yīng)過載愛護。（主電路的設(shè)計如附圖1所示）六、操作運用說明書自動啟動：分別閉合總電源開關(guān)QF1，限制電路電源開關(guān)QF2（此時限制電路電源指示燈HL9亮），變頻器電源開關(guān)QF3，將自動檔位開關(guān)SA2旋到自動檔位，如選擇1號泵為備用泵，則將其備用選擇開關(guān)SA1旋到1號泵備用檔位。如選擇2號泵為備用泵，則將其備用選擇開關(guān)SA1旋到2號泵備用檔位。自動啟動：按下啟動按鈕SB1，則系統(tǒng)可自動工作。自動停止：按下自動停止按鈕SB2則可使整個系統(tǒng)停止運行，變頻器自動關(guān)閉。如長時間不用最好切斷電源QF1、QF2、QF3。手動啟動1號泵：分別閉合總電源開關(guān)QF1，1號泵電源開關(guān)QF4，限制電路電源開關(guān)QF2（此時限制電路電源指示燈HL9亮），將自動檔位開關(guān)SA2旋到手動檔位。按下SB3啟動1號泵工作，按下SB5啟動2號泵工作。手動停車：按下SB4停止1號泵工作，斷開電源開關(guān)QF4。按下SB6停止2號泵工作，斷開電源開關(guān)QF5。故障解除:依據(jù)指示燈可推斷其故障詳細位置。當HL8點亮?xí)r，說明一號泵熱繼電器出現(xiàn)故障。當HL7點亮?xí)r，說明二號泵熱繼電器出現(xiàn)故障。當HL6點亮?xí)r，說明變頻器出現(xiàn)故障。七、設(shè)計體會溝通電機變頻調(diào)速及其應(yīng)用我們電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生必修的一門課程，也是比較重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，更是我們將來工作的基礎(chǔ)，因此我們沒有理由不把它學(xué)好。平常在課堂上不乏有些厭倦老師一個人在那里講個不停，直到這次課程的設(shè)計才感覺到溝通電機變頻調(diào)速及其應(yīng)用這門課程的趣味性。然而更讓我受益匪淺的是通過對各部分電路的設(shè)計，不僅讓我復(fù)習(xí)了以前學(xué)過的舊的學(xué)問，更讓我對某部分電路有了更深一步的理解，因為沒有透徹的理解是設(shè)計不出來的。對于總的電路圖的拼接也是對我平常學(xué)習(xí)的分散的學(xué)問和章節(jié)的一個綜合考驗，對學(xué)問的統(tǒng)一性和連貫性的一個升華。現(xiàn)在我只是簡潔的設(shè)計出了自己的電路，至于設(shè)計的怎么樣，我想只能是將就，因為還沒有投入運用，還沒有調(diào)試，更沒有運行。所以我想其中應(yīng)當是問題百出，有些可能是自己的馬虎大意，有些則可能是自己對電力的常規(guī)性設(shè)計還缺乏種種閱歷，總之，還請老師能夠進一步細心的教育并支出不足之處，學(xué)生特別情愿傾聽。并愿老師能在今后的學(xué)習(xí)中剛好訂正學(xué)