消防室外管施工方案

精品文檔精心整理精品文檔可編輯的精品文檔上海新昇半導體科技有限公司集成電路制造用300毫米硅片技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項目

消防室外管施工方案編制：丁春鋒技術(shù)指導：黃慶黃目錄一．工程概況二．編制依據(jù)三．參與單位四．施工方案一．工程概況.消防室外管屬于露天外線工程，需要依據(jù)當?shù)赝临|(zhì)及天氣和一些實際情況制定相應施工方案，我司在接到本工程過后內(nèi)部會議商討后總結(jié)了一套依據(jù)上海地區(qū)土質(zhì)狀況易沉降和相關(guān)工地上的經(jīng)驗，管道易漏水的情況制作了一套實用的施工方案。由于交叉作業(yè)及雨季氣候下帶來的影響，不能流水作業(yè)，我們會確保每一道工序符合規(guī)范標準，管道外部做完防腐后采取電火花測試儀檢測，管道埋設需要按照施工方案進行方可，管道埋設一部分后我們及時試壓保壓，確保管道施工質(zhì)量，在經(jīng)過甲方友好協(xié)商及實踐經(jīng)驗總結(jié)，業(yè)主認可外部管路采用焊接工藝（詳見聯(lián)絡函）。焊管焊接完我們采用探傷檢測確保品質(zhì)，防腐測試采取電火花測試儀檢測。二．編制依據(jù).《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》(GB50268)的規(guī)定；《碳素鋼焊條》(GB/T5117)規(guī)定；《低合金鋼焊條》(GB/T5118)的規(guī)定；《建筑石油瀝青》（GB494）規(guī)定；《涂裝前鋼材表面處理規(guī)范》(SYJ4007)規(guī)定的St3級；附：相關(guān)施工合同及工程聯(lián)系函三．參與單位.甲方：上海新昇半導體科技有限公司設計：上海十一設計院總包：上海寶冶施工：上海正德天佑防火設備安裝有限公司監(jiān)理：上海振南工程咨詢監(jiān)理有限公司四．消防室管道施工方案1、溝槽開挖和回填：1.1溝槽開挖1.1.1本工程室外消防管線大部分埋地敷設，地質(zhì)大部分為泥土地基，溝槽采用人工、機械開挖相接合的方式。由于現(xiàn)場場地較大，將開挖的管溝土石方就地堆放。溝底寬度滿足以下要求：管道一側(cè)的工作面寬度(mm)

管道結(jié)構(gòu)的外緣寬度D1管道一側(cè)的工作面寬度b1非金屬管道金屬管道D1≤500400300500＜D1≤10005004001000＜D1≤15006006001500＜D1≤3000800800管道溝槽底部的開挖寬度，按下式計算：B=D1+2(b1+b2+b3)其中B---管道溝槽底部的開挖寬度(mm)D1---管道結(jié)構(gòu)的外緣寬度(mm)b1---管道一側(cè)的工作面寬度(mm)b2---管道一側(cè)的支撐厚度，可取150～200mm1.1.2本工程室外溝槽部位設計標高處若為未經(jīng)擾動的天然地基，經(jīng)平整后管道可直接敷設；若為松軟地基，在設計溝標高下挖0.7米，然后回填素土，分三層夯實，然后用50毫米厚砂墊層找平至設計標高，再敷設管道。1.1.3溝槽每側(cè)臨時堆土或施加其他荷載時，應符合下列規(guī)定：(1)

不得影響建筑物、各種管線和其他設施的安全。(2)

不得掩埋消火栓、各種閥門、雨水口、測量標志以及各種地下管道的井蓋，且不得妨礙其正常使用。(3)

人工挖槽時，堆土高度不宜超過1.5m，且距槽口邊緣不宜小于0.8m。(4)

溝槽的開挖質(zhì)量應符合下列規(guī)定：(5)

未經(jīng)擾動天然地基或地基處理符合設計要求；槽壁平整，邊坡坡度符合施工設計的規(guī)定；溝槽中心線每側(cè)的凈度不應小于管道溝槽底部開挖寬度的一半；槽底高程的允許偏差：開挖土方時應為±20mm。1.2、溝槽支撐本工程溝槽深度均較深，且部分地基較為不堅硬，所以我們采用葫蘆吊起支撐。1.3溝槽回填1.3.1管道的溝槽應在水壓試驗合格后及時回填，部分特殊情況未試壓回填的應在下一連接管路階段，試壓后再行下一步回填試作。1.3.2回填土時，槽底至管頂以上20cm范圍內(nèi)，不得含有機物、凍土以及大于50mm的磚、石等硬塊；回填時回填土須夯壓實，兩側(cè)高差應相差不大。1.3.3回填土的每層虛鋪厚度為50mm。1.3.4溝槽回填時，磚、石、木塊等雜物應清除干凈。1.3.5回填土或其它回填材料運入槽內(nèi)時不得損傷管節(jié)及其接口，并應符合下列規(guī)定：(1)

根據(jù)一層虛鋪厚度的用量將回填材料運至槽內(nèi)，且不得在影響壓實的范圍內(nèi)堆料。(2)

管道兩側(cè)和管頂以上30cm范圍內(nèi)的回填材料，應有溝槽兩側(cè)對稱運入槽內(nèi)，不得直接扔在管道上；回填其他部位時，應均勻運入槽內(nèi)，不得集中推入。1.3.6溝槽回填土的壓實，應符合下列規(guī)定：(1)

回填壓實應逐層進行，且不得損傷管道。(2)

管道兩側(cè)和管頂以上20cm范圍內(nèi)，應采用輕奪夯實，管道兩側(cè)壓實面的高度差不應超過30cm。(3)

分段回填壓實時，相鄰段的接茬應呈接梯形，且不得漏夯。(4)

管道溝槽位于路基范圍內(nèi)時，管頂以上25cm范圍內(nèi)回填土表層的壓實度不應小于87%。2管道安裝鋪設及施工方法2.1.1管材切割用鋼管切割機將鋼管按所需長度切割，切口應平整，切口端面與鋼管軸線應垂直。切口處若有毛刺，應用砂紙、銼刀或砂輪機打磨。建議使用套絲機的管刀進行斷管，其優(yōu)勢在于管道的端面垂直平整，毛刺很少。常規(guī)的無齒鋸進行斷管時，由于其鋸片出廠時端面不平整、用力過猛、管道轉(zhuǎn)動等因素易造成管道斷面錯位、毛刺多。2.1.2焊條：焊條應有出廠質(zhì)量合格證，焊條的化學成分、機械強度應與母材相匹配，兼顧工作條件和工藝性；其質(zhì)量應符合國家現(xiàn)行標準《碳素鋼焊條》(GB/T5117)、《低合金鋼焊條》(GB/T5118)的規(guī)定，并應干燥。2.1.3鋼管開孔及機械三通、四通安裝安裝機械三通，機械四通的鋼管應在接頭支管部位用開孔機開孔。具體操作方法如下：(1)

用鏈條將開孔機固定于鋼管預定開孔位置處（開孔位置不得位于管道焊）。(2)

選取合適的鉆孔鉆頭安裝在開孔機卡頭上。(3)

啟動電機轉(zhuǎn)動鉆頭。(4)

操作設置在立柱頂部的手輪，轉(zhuǎn)動手輪緩慢向下，在鉆頭與鋼管接觸處添加適量潤滑劑（以保護鉆頭），完成鉆頭在鋼管上開孔。(5)

開孔時要均勻施力，并加水冷卻，嚴禁戴手套操作，開孔后將周圍d（孔徑）+16mm范圍內(nèi)清理干凈（包括毛刺、鐵屑、鐵銹、油污等）?？锥从忻?，需用砂紙、銼刀或砂輪機打磨光滑。(6)

檢查機械三通墊圈是否破損（若破損一定要及時更換）、三通內(nèi)的螺紋有無斷絲、缺絲等不合要求之處。將機械三通及配套卡箍置于鋼管孔洞上下，注意機械三通、橡膠密封圈與孔洞中心位置對正。把螺栓插入孔內(nèi)并用手上緊兩邊螺栓，確認卡箍件的弧形完全嵌入外殼的凹槽，均勻擰緊螺栓，直到外殼表面和墊圈套接觸嚴密。2.1.4管道安裝安裝必須遵循先裝大口徑、總管、立管，后裝小口徑、支管的原則。安裝過程中不可跳裝，必須按順序連續(xù)安裝，以免出現(xiàn)段與段之間連接困難和影響管路整體性能。(1)

準備好符合要求的溝槽管段、配件和附件，并將管內(nèi)雜物清除干凈。(2)

檢查橡膠密封圈是否完好；將其套在一根鋼管的端部。(3)

將另一根鋼管靠近已卡上橡膠密封圈的鋼管端部，兩端處應留有一定的間隙。我們施工中間隙一般保持在2mm左右。(4)

將橡膠密封圈套在另一根鋼管頂端，使橡膠密封圈位于接口中間部位，并在其周邊涂抹潤滑劑（無特殊要求時可用洗潔精或肥皂水）。(5)

兩根管道的軸線應對正。(6)

在接口位置橡膠密封圈外側(cè)安裝上、下卡箍，并將卡箍凸邊卡進溝槽內(nèi)。(7)

用手力壓緊上下卡箍的耳部，并用木榔頭槌緊卡箍凸緣處，將上下卡箍靠緊。(8)

在卡箍螺栓位置穿上螺栓，并均勻擰緊螺母，防止橡膠密封圈起皺。(9)

檢查確認卡箍凸邊全圓周卡進溝槽內(nèi)。2.1.5施工工藝2.1.5.1工藝流程施工準備→溝槽開挖、驗槽→砂墊層鋪設→下管→對口→管口焊接→固定口外防腐→焊縫檢查→管件安裝→試壓、保壓→土方回填、井室砌筑→沖洗消毒、竣工2.1.5.2操作工藝1.施工準備(1)選管：管材進場后，應檢查管材的材質(zhì)、焊接質(zhì)量、規(guī)格和型號，檢查內(nèi)外防腐層是否損壞，已損傷的內(nèi)外防腐層需經(jīng)修補合格后方可使用。進場的鋼管應逐根測量、編號、配管。選用其壁厚相同及管徑相差最小的管節(jié)組合，以備對接。(2)管道運輸?shù)跹b：管及管件采用兜身吊帶或?qū)Ｓ霉ぞ咂鸬?，裝卸時應輕裝輕放，運輸時應墊穩(wěn)、綁牢，不得相互撞擊；管口及管道的外防腐層應采取保護措施。(3)管道存放：管節(jié)堆放宜選擇使用方便、平整、堅實的場地，墊草簾或巖棉被以防止防腐層磕碰損壞，嚴禁鋼管壘壓。鋼管兩端做好臨時支撐，防止變形，見圖1-8。(4)測量放線：參照由測量隊制訂的市政工程施工測量專項方案執(zhí)行。2.溝槽開挖、驗槽(1)溝槽降水、溝槽開挖、邊坡設置及溝槽支護等參照“管線基坑明挖施土方”施工。(2)驗槽：基底標高、軸線位置、邊坡、坡度、基底土質(zhì)或地基處理經(jīng)驗槽后，溝槽開挖質(zhì)量符合國家現(xiàn)行標準《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》(GB50268)的規(guī)定，并滿足設計要求。槽底寬度應由設計確定，包括管道結(jié)構(gòu)寬度及兩側(cè)工作寬度。如設計未規(guī)定，管道結(jié)構(gòu)每側(cè)寬度可參照表1-16。3.砂墊層鋪設回填砂墊層。將砂子找平后用平板振動夯夯實，砂墊層的平整度、高程、厚度、寬度、壓實度應符合設計要求，驗收合格后方可下管。4.下管采用吊車配合下管時，嚴禁將管子沿槽幫滾放，使用尼龍吊帶或?qū)Ｓ玫蹙?，不得損壞防腐層和鋼管。鋼管要均勻地鋪放在砂墊層上，接口處要自然形成對齊，嚴禁采用加墊塊或吊車掀起的方法，垂直方向發(fā)生錯位時，應調(diào)整砂墊層，使之接口對齊。5.對口(1)管道對口前應先修口、清根，管端面的坡口角度、鈍邊、間隙，應符合表1-17的規(guī)定；不得在對口間隙夾焊幫條或用加熱法縮小間隙施焊。(2)管道對口根據(jù)管徑的大小，選擇合適的專用對口器具，不得強力對口。(3)鋼管對口錯口規(guī)定：對口時應使內(nèi)壁齊平，采用300mm的直尺在接口內(nèi)壁周圍順序貼靠，錯口的允許偏差應符合表1-18的規(guī)定。(4)對口時縱、環(huán)向焊縫位置的確定1)鋼管定位時，鋼管的縱向焊縫應位于中心垂線上半圓45°左右。2)縱向焊縫應錯開，當管徑小于600mm時，錯開的環(huán)向間距不得小于100mm，當管徑大于或等于600mm時，錯開的環(huán)向間距不得小于300mm。3)有加固環(huán)的鋼管，加固環(huán)的對焊焊縫應與管節(jié)縱向焊縫錯開，其間距不宜小于100mm；加固環(huán)距管節(jié)的環(huán)向焊縫不宜小于50mm。4)環(huán)向焊縫距支架凈距不宜小于100mm。5)直管管段兩相鄰環(huán)向焊縫的間距不宜小于200mm。6)管道任何位置不得有十字形焊縫。(5)不同壁厚管節(jié)的對口：不同壁厚的管節(jié)對口時，管壁厚度相差不宜大于3mm。不同管徑的管節(jié)相連時，當兩管徑相差大于小管管徑的15%時，可用漸縮管連接。漸縮管的長度不應小于兩管徑差值的2倍，且不宜小于200mm。(6)在直線管段上加設短節(jié)時，短節(jié)的長度不宜小于800mm。6.管口焊接(1)焊條：焊條使用前進行外觀檢查，受潮、掉皮、有顯著裂紋的焊條不得使用。焊條在使用前應按出廠說明書的規(guī)定進行烘干，烘干后裝入保溫筒進行保溫儲存。(2)現(xiàn)場施焊應由經(jīng)過培訓考核、取得所施焊范圍操作合格證的人員施焊。試焊件經(jīng)試驗合格方能進行施焊。焊工在施焊完成后在其焊口附近標明焊工的代號。(3)點焊1)鋼管對口檢查合格后，方可進行點焊，點焊時，應對稱施焊，其厚度應與第一層焊接厚度一致。2)鋼管的縱向焊縫及螺旋焊縫處不得點焊。3)點焊焊條應采用與接口相同的焊條。4)點焊長度與間距可參照表1-19的規(guī)定。(4)管道焊接1)管道接口的焊接應制定焊接部位順序和施焊方法，防止產(chǎn)生溫度應力集中。2)焊接電流的選擇①平焊電流宜采用下式進行計算I=kd (1-2)式中：I——電流(A)；d——焊條直徑(mm)；k——系數(shù)，根據(jù)焊條決定，宜為35～50。②立焊和橫焊電流應比平焊小5%～10%，仰焊電流應比平焊小10%～15%。3)焊接層數(shù)的確定①焊縫的焊接層數(shù)、焊條直徑和電流強度，應根據(jù)被焊鋼板的厚度、坡口形式和焊口位置確定，可參照表1-20～表1-22選用。但橫、立焊時，焊條直徑不應超過5mm；仰焊時，焊條直徑不應超過4mm。②管徑大于800mm時，采用雙面焊。當管壁厚18mm時，外三內(nèi)二共五遍，壁厚20mm時外四內(nèi)二共六遍。雙面焊接時，一面焊完后，焊接另一面時，應將表面熔渣鏟除并刷凈后再焊接。③手工電弧焊焊接鋼管及附件時，厚度6mm且?guī)驴诘慕涌?，焊接層?shù)不得小于2層。4)多層焊接時，第一層焊縫根部應焊透，且不得燒穿；焊接以后各層，應將前一層的熔渣飛濺物清除干凈。每層焊縫厚度宜為焊條直徑的0.8～1.2倍。各層引弧點和熄弧點應錯開。5)管徑大于或等于800mm時，應逐口進行油滲檢驗，不合格的焊縫應鏟除重焊。6)鋼管及管件的焊縫除進行外觀檢查外，對現(xiàn)場施焊的環(huán)形焊縫要進行X射線探傷。取樣數(shù)量與要求等級應按設計規(guī)定執(zhí)行，如設計無規(guī)定時，其環(huán)型焊縫探傷比例為2.5%，所有T型焊縫連接部位均進行X射線探傷。7)不合格的焊縫應返修，返修次數(shù)不得超過3次。(5)鋼管的閉合口施工：鋼管的閉合口施工時，夏季應在夜間且管內(nèi)溫度為20℃±3℃，冬季在中午溫度較高的時候，且管內(nèi)溫度在10℃±3℃進行，必要時，可設伸縮節(jié)代替閉合焊接。7.管道附件安裝(1)閥門安裝：閘閥、蝶閥安裝前應檢查填料，其壓蓋、螺栓需有足夠的調(diào)解余量，操作機構(gòu)和傳動裝置應進行必要的調(diào)整，使之動作靈活，指示準確，并按設計要求核對無誤，清理干凈，不存雜物。閘閥安裝應保持水平。大口徑密封墊片，需拼接時應采用迷宮形式且不得采用斜口搭接或平口對接。(2)法蘭1)法蘭盤密封面及密封墊片，應進行外觀檢查，不得有影響密封性能的缺陷存在。2)法蘭盤端面應保持平整，兩法蘭之間的間隙誤差不應大于2mm，不得用強緊螺栓方法消除歪斜。3)法蘭盤連接要保持同軸，螺栓孔中心偏差不超過孔徑的5%，并保證螺栓的自由穿入。4)螺栓應使用相同的規(guī)格，安裝方向一致，螺栓應對稱緊固，緊固好的螺栓應露出螺母之外2～3扣。5)嚴禁采用先擰緊法蘭螺栓，再焊接法蘭盤焊口的方法。8.鋼管外表面防腐(1)鋼管除銹：涂底漆前管節(jié)表面應徹底清除油垢、灰渣、鐵銹、氧化鐵皮，采用人工除銹時，其質(zhì)量標準應達到國家現(xiàn)行標準《涂裝前鋼材表面處理規(guī)范》(SYJ4007)規(guī)定的St3級。(2)鋼管外防腐1)管節(jié)石油瀝青涂料外防腐①鋼管外防腐層的構(gòu)造應符合設計規(guī)定，當設計無規(guī)定時其構(gòu)造應符合國家現(xiàn)行標準《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》(GB50268)的有關(guān)規(guī)定施工。②鋼管除銹后與涂底漆的間隔時間不得超過8h。應涂刷均勻、飽滿，不得有凝塊、起泡現(xiàn)象，底漆厚度宜為0.1mm～0.2mm，管兩端150mm～250mm范圍內(nèi)不得涂刷。③瀝青涂料應涂刷在潔凈、干燥的底漆上，常溫下刷瀝青涂料時，應在涂底漆后24h內(nèi)實施瀝青涂料涂刷，溫度不得低于180℃。④瀝青涂料熬制溫度宜在230℃左右，最高熬制溫度不得超過250℃，熬制時間不大于5h，每鍋料應抽樣檢查，性能符合《建筑石油瀝青》(GB494)的規(guī)定。⑤涂瀝青后應立即纏繞玻璃布，玻璃布的壓邊寬度應為30mm～40mm；接頭搭接長度不得小于100mm，各層搭接接頭應相互錯開；玻璃布的油浸透率應達95%以上，不得出現(xiàn)大于50mm×50mm的空白。⑥管端或施工中斷處應留出長度150mm～250mm的階梯形搭茬，階梯寬度應為50mm。⑦瀝青涂料溫度低于100℃時，包扎聚氯乙烯工業(yè)薄膜保護層，包扎時不得有褶皺、脫殼現(xiàn)象，壓邊寬度為30mm～40mm，搭接長度為100mm～150mm。2)管節(jié)環(huán)氧煤瀝青外防腐施工①管節(jié)表面噴砂除銹應符合本款(1)項的規(guī)定。②涂料配制應按產(chǎn)品說明書的規(guī)定操作。③底漆應在表面除銹后8h之內(nèi)涂刷，涂刷應均勻，不得漏涂，管兩端150mm～250mm范圍內(nèi)不得涂刷。④面漆涂刷和包扎玻璃布，應在底漆干后進行，底漆與第一道面漆涂刷的間隔時間不得超過24h。3)固定口防腐：應在焊接、試壓合格后進行。先將固定口兩側(cè)的防腐層接茬表面清除干凈，再按本款(2)項要求進行防腐處理。3、室外消火栓安裝3.1消火栓管道的安裝分支管安裝和干管安裝兩種方式，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況選用。3.2安裝形式為“淺裝”的消火栓，從干管接出的支管應盡量短。3.3消火栓短管與給水管道的連接可采用法蘭、承插接口形式，一般情況下壓力為1.6MPa的采用法蘭連接，壓力為1.0MPa的采用承插連接。3.4消火栓彎管底座或消火栓三通下設支墩，支墩必須托緊彎管或三通底部。3.5地上式消火栓的放水嘴以下土層，應鋪設一層卵石滲水層。3.6消火栓箱配件安裝應在交工前進行。消防水龍帶應折好放在掛架上或卷實，盤緊放在箱內(nèi)，消防水槍要豎放在箱體內(nèi)側(cè)，消防水龍帶與水槍，快速接頭的連接，一般用143V鉛絲綁扎兩道，每道不少于兩圈，使用卡箍時，在里側(cè)加一道鉛絲。設有電控按鈕時，應注意與電氣專業(yè)配合施工。4、消防水泵接合器安裝4.1消防水泵接合器的安裝，應與地面垂直，無明顯傾斜。4.2地上式接合器的接口中心高度距地700mm、墻壁式水泵接合器的接口中心高度距地1100mm。4.3地下式水泵接合器的接口頂部距井蓋底面250～400mm。4.4水泵接合器本體與帶座彎管之間，應連接一根長度合適的雙法蘭短管，該短管用鋼管制作，內(nèi)壁應涂防銹漆，外壁應泖瀝青防腐。4.5水泵接合器的帶座進水側(cè)，安裝控制閥、止回閥、安全閥等組合件，如采用三合一水泵接合器，不需要安裝組合件。4.6消防水泵接合器應根據(jù)選定的類型(如地上式、地下式等)安裝，其安裝位置應明顯標志。5、閥門安裝5.1閥門的規(guī)格、型號、材質(zhì)及品牌應按設計圖紙及規(guī)范要求選用。5.2閥門安裝前，應做耐壓強度試驗。試驗應以每批（同牌號、同規(guī)格、同型號）數(shù)量中抽查10%。如有漏裂不合格的，應再抽查20%，如仍有不合格的則須逐個試驗。強度和嚴密性試驗壓力應為閥門出廠規(guī)定之壓力。并做好閥門試驗記錄。5.3閥門安裝時，應仔細核對閥件的型號與規(guī)格是否符合設計要求。閥體上標示箭頭，應與介質(zhì)流動方向一致。5.4閥門安裝的位置應符合設計要求，并且便于操作。6、管道水壓試驗：因管線較長，溝槽全部開挖后無法在短時間內(nèi)安裝管線，溝槽開挖后應及時回填，溝槽全部開挖會影響相關(guān)單位的施工，所以我單位根據(jù)現(xiàn)場情況采用為分段施工分段打壓。6.1、一般規(guī)定管道水壓試驗前，應做好水源引接及排水疏導路線的設計。管道灌水應從下游緩慢灌入，灌入時，在試驗管段的上游管頂及管段中的凸起點應設排氣閥，將管道內(nèi)的氣體排除。6.2壓力管道全部回填土前應進行強度及嚴密性試驗，管道強度及嚴密性試驗應采用水壓試驗法試驗。6.3試驗管段的后背應符合下列規(guī)定：后背應設在原狀土或人工后背上；土質(zhì)松軟時，應采取加固措施；后背墻面應平整，并應與管道軸線垂直。6.4水壓試驗時，采用的設備、儀表規(guī)格及其安裝應符合下列規(guī)定：當采用彈簧壓力計時精度不低于1.5級，最大量程為試驗壓力的1.3～1.5倍，表殼的公稱直徑不應小于100mm，使用前應校正；試壓泵、壓力表應安裝在試驗的端部與管道軸線相垂直的支管上。6.5管道水壓試驗前應符合下列規(guī)定：管道安裝檢查合格后，應按規(guī)定回填土；試驗管段所有敞口應堵嚴，不得有滲水現(xiàn)象；試驗管段不得采用閘閥做堵板，不得有消火栓、水錘消除器、安全閥等附件。6.6管道水壓試驗時，應符合下列規(guī)定：管道升壓時，管道的氣體應排除，升壓過程中，當發(fā)現(xiàn)彈簧壓力計表針擺動、不穩(wěn)，且升壓較慢時，應重新排氣后再升壓；應分級升壓，每升壓一級應檢查后背、支墩、管身及接口，當無異?，F(xiàn)象時，再繼續(xù)升壓；水壓試驗過程中，后背頂撐，管道兩端嚴禁站人了；水壓試驗時，嚴禁對管身、接口進行敲打或修補缺陷，遇有缺陷時，應作處標記，卸壓后修補；水壓升至試驗壓力后，保持恒壓10min，檢查接口、管身無破損及漏水現(xiàn)象時，管道強度試驗為合格。7、管道系統(tǒng)沖洗：7.1管道沖洗應在管道試壓合格后，調(diào)試、運行前進行。7.2管道沖洗進口及排水口應當選擇適當位置，并能保證將管道系統(tǒng)內(nèi)的雜物沖洗干凈。排水管截面積不應小于被沖洗管道截面積的60%，排水管應接至排水井或排水溝內(nèi)。7.3沖洗時，以系統(tǒng)內(nèi)可能達到的最大壓力和流量進行，直到出口處的水色和透明度與入口處目測一致為合格。

精品文檔精心整理精品文檔可編輯的精品文檔消防水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)摘要隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會主義現(xiàn)代化的進程的推進，城市規(guī)模越來越大，高層建筑越來越多，大工業(yè)區(qū)不斷增加，石油化工產(chǎn)業(yè)方興未艾，豪華商場，賓館拔地而起，人員和物質(zhì)財富不斷向城市集中，一旦失火，就可能對公共安全造成很大的威脅，所以消防工作越來越受到社會的重視。本論文根據(jù)消防供水的供水要求，設計了一套基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng),并利用組態(tài)軟件開發(fā)良好的運行管理界面。變頻恒壓供水系統(tǒng)由可編程控制器、變頻器、水泵機組、壓力傳感器、工控機等構(gòu)成。本系統(tǒng)包含兩臺水泵電機，它們組成變頻循環(huán)運行方式。采用變頻器實現(xiàn)對三相水泵電機的變頻調(diào)速，運行切換采用“先啟先?！钡脑瓌t。壓力傳感器檢測當前水壓信號，送入PLC與設定值比較后進行PID運算，從而控制變頻器的輸出電壓和頻率，進而改變水泵電機的轉(zhuǎn)速來改變供水量，最終保持管網(wǎng)壓力穩(wěn)定在設定值附近。關(guān)鍵詞：消防水泵；變頻調(diào)速；PLCFirepumpfrequencyconversionspeedregulationsystemAbstractWiththedevelopmentofeconomyandtheadvancementofsocialistmodernization,thecityscaleismoreandmorebig,moreandmorehigh-risebuildings,largeindustrialzoneincreasing,petroleumchemicalindustryisflourishing,luxuryshoppingmalls,hotels,personnelandmaterialwealthtourbanconcentration,oncethefire,mayposesagreatthreattopublicsafety,sothefirecontrolworkisbecomingmoreandmorebroughttotheattentionofthesociety.Accordingtotherequirementsofthefirewatersupply,thispaperdesignedasetofvariablefrequencyspeedregulationconstantpressurewatersupplysystembasedonPLC,andbyusingconfigurationsoftwaretodevelopgoodoperationmanagementinterface.Variablefrequencyconstantpressurewatersupplysystembyprogrammablecontroller,inverter,pump,pressuresensors,industrialcontrol,etc.Thissystemincludestwowaterpumpmotors,theiroperationmodeoffrequencyconversioncycle.Forthree-phasepumpmotorfrequencycontrolofmotorspeedisrealizedbyusingfrequencyconverter,switchingoperationbasedontheprincipleof"inceptiontostop".Currenthydraulicpressuresensorsignal,intoPLCPIDarithmeticisaftercomparedwiththesetvalue,soastocontroltheoutputvoltageandfrequencyoftheinverter,andchangethewaterpumpmotorspeedtochangewatersupply,eventuallymaintainstabilityofthepipenetworkpressurenearthesetpoint.Keywords:firepump;Frequencycontrolofmotorspeed;PLC目錄摘要 IAbstract II目錄 III第一章緒論 11.1消防的重要性 11.2消防水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)的介紹 11.3消防泵變頻調(diào)速控制效果及經(jīng)濟效益分析 21.4變頻調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展 21.5變頻調(diào)速系統(tǒng)的意義 31.6本章小結(jié) 4第二章工藝介紹與方案設計原理 52.1消防水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)工藝選擇 52.2消防水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)工藝要求 52.3總體方案設計 62.3.1變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng) 62.3.2變頻器睡眠功能的實現(xiàn) 82.3.3消防水泵的自動巡檢 82.4本章小結(jié) 10第三章硬件設計 113.1PLC的選型 113.1.1PLC的簡介 113.1.2S7-300系列PLC及其擴展模塊的選型 143.2電動機的選型 203.3變頻器的選型 203.4壓力傳感器的選型 233.5自動巡檢裝置的選型 243.6觸摸屏的選型 243.7繼電器的選型 253.8接觸器的選型 263.9空氣斷路器的選擇 273.10本章小結(jié) 28第四章軟件設計 294.1PLC程序的設計 294.2控制系統(tǒng)程序設計 304.3本章小結(jié) 33第五章結(jié)束語 34參考文獻 35附錄A 36附錄B 39致謝 41第一章緒論1.1消防的重要性消防工作是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要組成部分，是發(fā)展社會主義市場經(jīng)濟不可缺少的保障條件。消防工作直接關(guān)系人民生命財產(chǎn)的安全和社會的穩(wěn)定。近年來我國發(fā)生的一些重特大火災，一把火就造成幾十人甚至數(shù)百人的傷亡，造成百萬、上千萬甚至幾億元的經(jīng)濟損失，這不僅給許多家庭帶來了不幸，而且還使大量的的社會財富化為灰燼。不僅如此，而且事故的善后處理往往也牽扯了政府很多精力，嚴重影響了經(jīng)濟建設的發(fā)展和社會的穩(wěn)定，有些火災事故還成為國內(nèi)為輿論的焦點，造成了不良的社會影響，教訓是十分沉重和深刻的。因此做好消防工作、預防和減少火災事故特別是群死群傷的惡性火災事故發(fā)生，具有十分重要的意義。消防工作是一項社會性很強的工作，它涉及到社會的各個領域，于各個行業(yè)和人們的生活都有著十分密切的關(guān)系。隨著社會的發(fā)展，僅就用火、用電、用氣的廣泛而言，消防安全問題所涉及的范圍幾乎無處不在。全社會每個行業(yè)、每個部門、每個單位、甚至每個家庭，都有隨時預防火災、確保消防安全的問題?？偨Y(jié)以往的火災教訓，絕大多數(shù)火災都是由于一些領導、管理者和職工群眾思想麻痹、行為放縱、不懂消防規(guī)章或者有章不循、管理不嚴、明知故犯、冒險工作造成的?；馂陌l(fā)生后，有不少人缺乏起碼的消防科學知識，遇到火情束手無策，不知如何報警，甚至不會逃生自救，導致嚴重后果?！半[患險于明火、防患勝于救災、責任重于泰山”的科學論斷，用辯證唯物主義觀點，科學的闡述了消防安全工作的重要意義，深刻地揭示了消防安全工作的內(nèi)在規(guī)律，突出強調(diào)火災預防是做好消防安全工作的關(guān)鍵性問題，對指導和加強消防安全工作具有十分重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。因此，全社會、各部門、各行業(yè)、各單位以及每個社會成員都要高度重視并認真做好消防工作，認真學習并掌握基本的消防安全知識，共同維護公共消防安全。只有這樣，才能從根本上提高一個城市、一個地區(qū)乃至全社會預防和抗御火災的整體能力[1]。1.2消防水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)的介紹近年來，隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，交流傳動與控制技術(shù)成為目前發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一，電氣傳動技術(shù)面臨著一場歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計算機數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢。電機交流變頻調(diào)速技術(shù)是當今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動技術(shù)進步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。深入了解交流傳動與控制技術(shù)的走向，具有十分積極的意義。1.3消防泵變頻調(diào)速控制效果及經(jīng)濟效益分析采用變頻調(diào)速控制的消防泵恒壓供水控制系統(tǒng),克服了原系統(tǒng)的缺點,主要優(yōu)點如下:(1)手動、自動可以來回切換,確保供水系統(tǒng)的安全使用。系統(tǒng)自動化程度高,安全可靠,避免了由于人為因素而造成的失誤。PLC的定期巡檢功能消除了泵體本身的故障對系統(tǒng)的影響,更增加了系統(tǒng)的可靠性。(2)PLC和變頻器的控制下始終維持管道內(nèi)的壓力恒定,有效地保證了火情發(fā)生時的及時供水,并且由于在大部分時間內(nèi)電動機是在低于額定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下運行,故節(jié)能降耗效果顯著。(3)由于電機實現(xiàn)了軟啟動,延長了電機的壽命,同時由于無沖擊電流,因此減少了對管網(wǎng)的沖擊,也延長了管網(wǎng)的壽命。使用變頻器后,電機運行溫度明顯下降,同時減少了機械磨損,機械檢修工作量也大大減少。(4)節(jié)能效果顯著。電機功率明顯下降43%(原工頻電源有功功率為64.9kW,變頻電源有功功率為36.7kW),電源頻率下降18%,流量減少12%,功率因數(shù)提高0.03,轉(zhuǎn)速下降15%。1.4變頻調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展20世紀60年代以后,半導體功率器件從普通晶閘管(SCR)、門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、雙極型晶體管(BJT)、金屬氧化硅場效應管(MOSFET)、靜電感應晶體管(SIT)、靜電感應晶閘管(SITH)、MOS控制晶體管(MGT)、MOS控制晶閘管(MCT)逐步發(fā)展到今天的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和耐高壓絕緣柵雙極型晶體管(HVIGBT)。器件的每一次更新都為調(diào)速技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力。電動機的調(diào)速從直流發(fā)電機電動機組調(diào)速、靜止晶閘管整流直流調(diào)壓調(diào)速逐步發(fā)展到交流感應電動機變頻調(diào)速,而且隨著控制技術(shù)和控制手段的不斷提高,變頻調(diào)速又由變壓變頻控制的變頻調(diào)速發(fā)展到了矢量控制變頻調(diào)速,通過控制交流電動機里相當于并勵直流電動機勵磁繞組的磁通變化,提高變頻器的恒轉(zhuǎn)矩輸出范圍和動靜態(tài)特性,使得交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能超過了直流電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的性能。為了簡化控制系統(tǒng),減少設備故障率,在矢量控制變頻調(diào)速的基礎上又發(fā)展了無速度傳感器的矢量控制變頻調(diào)速。在一些對動靜態(tài)特性要求不太高的應用中,無速度傳感器的矢量控制變頻調(diào)速已完全可以和有速度傳感器的矢量控制變頻調(diào)速相媲美。矢量控制對交流電機調(diào)速具有劃時代的意義。交流電機采用變頻調(diào)速技術(shù)是當代電機調(diào)速的潮流,它以體積小、重量輕、精度高、通用性強、工藝先進、功能豐富、保護齊全、可靠性高、操作簡便等優(yōu)點超過以往的任何調(diào)速方式,深受鋼鐵、有色、石油、化工、紡織、機械、電力、建材、煤炭、醫(yī)藥、造紙、卷煙、航海、電力機車、自來水、養(yǎng)殖等行業(yè)的歡迎。隨著電力電子技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展,交流電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的實際應用比重會逐步增高,直到最后完全取代直流調(diào)速和其它調(diào)速方式。1.5變頻調(diào)速系統(tǒng)的意義由于變頻調(diào)速系統(tǒng)以上特點,使交流調(diào)速的性能全面優(yōu)于其它調(diào)速方式。1990年以后國內(nèi)企業(yè)已開始使用變頻調(diào)速系統(tǒng)。變頻調(diào)速的重要作用主要體現(xiàn)在:（1）節(jié)省電能。茂名石化公司從1990年先后在糖醛、蒸溜、催化、酮苯等20多條生產(chǎn)線使用變頻裝置161臺,1990年10月至1992年2月對其中30臺泵進行測試,在同樣工藝條件下,采用調(diào)節(jié)閥控制的電能損耗為999.9kW,采用變頻控制的電耗為396.7kW,節(jié)電603.2kW,節(jié)電率60.3%。1994年以后,該廠又用了6kV大容量變頻裝置,節(jié)電率達到40~70%。我國現(xiàn)有風機、泵和空氣壓縮機約1500萬臺,耗電量占全國總發(fā)電量40~50%。風機平均運行效率50%,泵平均運行效率41%,如采用變頻調(diào)速將電能利用率提高20~30%,年節(jié)電500億kWh以上,節(jié)能潛力巨大。（2）提高產(chǎn)量和質(zhì)量。承德鋼鐵公司煉鋼廠三套20噸轉(zhuǎn)爐傾動和氧槍升降采用交流變頻控制取代直流控制,1994年5月投產(chǎn)至今年增產(chǎn)鋼1.5萬噸。株洲冶煉廠鋅浸出渣揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯1991年6月完成變頻調(diào)速改造,每年超產(chǎn)117.82萬元。寧夏中衛(wèi)造紙廠1760/330紙機原采用晶閘管直流電動機調(diào)速方式,只能生產(chǎn)60~100g銅板原紙和60~70g的靜電復印紙,采用交流變頻調(diào)速改造后,還能生產(chǎn)40~50g無碳復寫原紙,年產(chǎn)量由原來的6000噸提高至10000噸以上。由此可見,變頻調(diào)速為企業(yè)帶來的經(jīng)濟效益十分明顯。（3）提高設備的可靠性,減輕工人的勞動強度,減少故障停機和檢修維護時間,延長易損件的使用壽命,降低原材料及備品備件的消耗。[2]1.6本章小結(jié)本章首先介紹了消防的重要性，又結(jié)合消防水泵的變頻調(diào)速介紹了變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制效果及經(jīng)濟效益，發(fā)展趨勢及重要意義。第二章工藝介紹與方案設計原理2.1消防水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)工藝選擇目前交流異步電機的節(jié)電措施是采用不同方式的調(diào)速節(jié)能,一般較為常用的調(diào)速方法有液力耦合器調(diào)速、串級調(diào)速、電磁調(diào)速和變頻調(diào)速四種。相比之下變頻調(diào)速節(jié)能效果較顯著,近年來應用較為廣泛,尤其適用于風機、水泵類負載。變頻調(diào)速基本原理是根據(jù)交流電機工作原理中的轉(zhuǎn)速關(guān)系:n=60f(1-s)/p,從公式中可以看出:均勻改變電動機定子繞組的電源頻率f,就可以平滑地改變電動機的同步轉(zhuǎn)速。電動機轉(zhuǎn)速變慢,軸功率就相應減少,電動機輸入功率也隨之減少,這就是水泵變頻調(diào)速的節(jié)能作用。為了保持調(diào)速時電動機的最大轉(zhuǎn)矩不變,需要維持電動機的磁通恒定,因此,要求定子繞組電壓也要作相應的調(diào)節(jié),變頻調(diào)速器因此具有調(diào)頻、調(diào)壓的兩種功能,變頻調(diào)速器就是基于此原理實現(xiàn)調(diào)速的。原消防泵供水系統(tǒng)由兩臺75kw電動機組成,系統(tǒng)完全由手動控制、人工管理,當火情發(fā)生時消防泵不能自動投入供水,自動化程度低,可靠性差,另外,人為因素的失誤也會造成供水延誤,無法滿足實際消防用水的要求。消防泵電機為直接啟動,對所在電網(wǎng)、機械和電氣設備沖擊大,并且嚴重影響電動機的使用壽命。消防泵電機一經(jīng)啟動即為全速運行,不能根據(jù)供水要求進行調(diào)速,無法滿足節(jié)能降耗的要求。為此,我們提出設計安裝一套變頻調(diào)速系統(tǒng),以改善現(xiàn)有狀況，實現(xiàn)消防泵恒壓供水控制。2.2消防水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)工藝要求消防供水設備一般有兩臺供水泵，向建筑物的消火栓或水幕供水，控制要求如下：沒有火情時，靠變頻器控制使管網(wǎng)內(nèi)水壓保持在一較低值，保證網(wǎng)內(nèi)充滿水，有火情時，靠變頻器控制使管網(wǎng)內(nèi)水壓保持在一較高值，保證管網(wǎng)內(nèi)水壓足夠高。變頻器要有睡眠功能，即用水量很小，管網(wǎng)壓力滿足要求時，變頻器頻率自動降為0，管網(wǎng)壓力下降到一定值時，變頻器自動運行，維持管網(wǎng)壓力。控制柜對水泵可實現(xiàn)定期巡檢，即每隔數(shù)天每臺水泵自動運行1分鐘，巡檢時既可無壓巡檢（以最低頻率20到30Hz）也可帶壓巡檢（按設定壓力巡檢，管路裝有電磁閥，巡檢時電磁閥打開）。控制柜設有巡檢試驗按鈕，在按下試驗按鈕后，立即進入巡檢狀態(tài)。變頻器故障或者報警時，能自動切換到另一臺水泵工頻運行；水泵工頻運行時，采用自耦變壓器降壓啟動；變頻柜可接受來自消防中心的控制信號，同時可把運行信號返回到消防中心。變頻柜可進行異地控制，控制電壓在36V以下的安全電壓。2.3總體方案設計2.3.1變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)PLC控制變頻恒壓供水系統(tǒng)主要有變頻器、可編程控制器、壓力變送器和現(xiàn)場的水泵機組一起組成一個完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的控制流程圖如圖2.1所示：管道水泵機組管道水泵機組變頻器壓力傳感器壓力傳感器圖2.1變頻恒壓供水系統(tǒng)閉環(huán)控制回路從圖中可看出，系統(tǒng)可分為：執(zhí)行機構(gòu)、信號檢測機構(gòu)、控制機構(gòu)三大部分，具體為：(l)執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)是由一組水泵組成，它們用于將水供入現(xiàn)場管網(wǎng)，其中由兩臺水泵泵構(gòu)成（一臺備用），變頻泵是由變頻調(diào)速器控制、可以進行變頻調(diào)整的水泵，用以根據(jù)用水量的變化改變電機的轉(zhuǎn)速，以維持管網(wǎng)的水壓恒定；一臺水泵工作，出現(xiàn)故障時啟用另一臺。信號檢測機構(gòu)：在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測的信號包括管網(wǎng)水壓信號。管網(wǎng)水壓信號反映的是現(xiàn)場供水管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號。(3)控制機構(gòu)：供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中，變頻器是對水泵進行轉(zhuǎn)速控制的單元，其跟蹤供水控制器送來的控制信號改變調(diào)速泵的運行頻率，完成對調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。根據(jù)水泵機組中水泵被變頻器拖動的情況不同，變頻器有兩種工作方式即變頻循環(huán)式和變頻固定式，變頻循環(huán)式即變頻器拖動某一臺水泵作為調(diào)速泵，當這臺水泵運行在50Hz時，其供水量仍不能達到用水要求，需要增加水泵機組時，系統(tǒng)先將變頻器從該水泵電機中脫出，將該泵切換為工頻的同時用變頻去拖動另一臺水泵電機；變頻固定式是變頻器拖動某一臺水泵作為調(diào)速泵，當這臺水泵運行在50Hz時，其供水量仍不能達到用水要求，需要增加水泵機組時，系統(tǒng)直接啟動另一臺恒速水泵，變頻器不做切換，變頻器固定拖動的水泵在系統(tǒng)運行前可以選擇，本設計中采用前者。變頻恒壓供水系統(tǒng)以供水出口管網(wǎng)水壓為控制目標，在控制上實現(xiàn)出口總管網(wǎng)的實際供水壓力跟隨設定的供水壓力。設定的供水壓力可以是一個常數(shù)，也可以是一個時間分段函數(shù)，在每一個時段內(nèi)是一個常數(shù)。所以，在某個特定時段內(nèi)，恒壓控制。恒壓供水系統(tǒng)通過安裝在用戶供水管道上的壓力變送器實時地測量參考點的水壓，檢測管網(wǎng)出水壓力，并將其轉(zhuǎn)換為4—20mA的電信號，此檢測信號進入變頻器，控制變頻器的輸出頻率，從而控制電動機的轉(zhuǎn)速，進而控制水泵的供水流量，最終使用戶供水管道上的壓力恒定，實現(xiàn)變頻恒壓供水。變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程如下:(l)系統(tǒng)通電，按照接收到有效的自控系統(tǒng)啟動信號后，首先啟動變頻器拖動變頻泵M1工作，根據(jù)壓力變送器測得的用戶管網(wǎng)實際壓力和設定壓力的偏差調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，控制Ml的轉(zhuǎn)速，當輸出壓力達到設定值，其供水量與用水量相平衡時，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值，這期間Ml工作在調(diào)速運行狀態(tài)。(2)當用水量增加水壓減小時，壓力變送器反饋的水壓信號減小，偏差變大，PLC的輸出信號變大，變頻器的輸出頻率變大，所以水泵的轉(zhuǎn)速增大，供水量增大，最終水泵的轉(zhuǎn)速達到另一個新的穩(wěn)定值，使水壓回到原來設定的穩(wěn)定值。反之，當用水量減少水壓增加時，通過壓力閉環(huán)，減小水泵的轉(zhuǎn)速到另一個新的穩(wěn)定值，同樣使水壓回到原來設定的穩(wěn)定值。(3)當用水量繼續(xù)增加，變頻器的輸出頻率達到上限頻率50Hz時，若此時用戶管網(wǎng)的實際壓力還未達到設定壓力，并且滿足增加水泵的條件(在下節(jié)有詳細闡述)時，在變頻循環(huán)式的控制方式下，系統(tǒng)將在PLC的控制下自動投入水泵M2(變速運行)，同時變頻泵M1做工頻運行，系統(tǒng)恢復對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達到設定值為止。(4)當用水量下降水壓升高，變頻器的輸出頻率降至下限頻率，用戶管網(wǎng)的實際水壓仍高于設定壓力值，并且滿足減少水泵的條件時，系統(tǒng)將工頻泵M2關(guān)掉，恢復對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使壓力重新達到設定值。2.3.2變頻器睡眠功能的實現(xiàn)當沒有災情無需供水時，電機停止轉(zhuǎn)動，變頻器也可啟用睡眠功能，變頻器的頻率自動降為0，達到節(jié)能。但是控制和監(jiān)控功能在睡眠期間仍要執(zhí)行，如果實際值下降到低于喚醒等級時喚醒功能開始，變頻器自動運行，維持網(wǎng)管壓力。其有關(guān)參數(shù)設定要求如表1：表1變頻器睡眠功能參數(shù)表F5.13睡眠頻率F0.13(下限頻率)～F0.05(設置為0HZ時睡眠功能無效)HZ000.00F5.14睡眠延時10～30.0SS030.0SF5.15喚醒值5.0～10.0%(反饋值相對于滿量程的百分比)010.0%2.3.3消防水泵的自動巡檢消防水泵自動巡檢的3種方式：消防泵轉(zhuǎn)速的自動巡檢方式可分為常速自動巡檢方式和低速自動巡檢方式,其中低速自動巡檢方式中又有軟啟動器方法和變頻方法。通過對消防泵的這兩種自動巡檢方式的比較和分析,指出了消防泵自動巡檢的技術(shù)要求,為消防泵自動巡檢方式的應用提供了一定的技術(shù)依據(jù)和保障。消防給水設備是水滅火系統(tǒng)中的一個重要組成部分,而消防泵又是消防給水中的關(guān)鍵設備。在消防給水系統(tǒng)中,消防泵給水的可靠性直接決定了滅火的成功與否。建筑消防給水設備在運行上具有一個普遍的特點,即這些設備平時很少運行,一旦滅火時卻需要可靠地投入使用。但是,這些設備由于長期不用,滅火時卻不一定能保證設備的正常運行。其中,消防泵也不例外。為加強消防泵給水的可靠性,上海市工程建設標準《民用建筑水滅火系統(tǒng)設計規(guī)程》(DGJ08-94-2001)在國內(nèi)首次提出了消防泵的自動巡檢問題。該規(guī)程規(guī)定,超高層建筑、一類高層公共建筑的消防泵宜設定時自動巡檢裝置。另在修訂中的《建筑設計防火規(guī)范》也提出:消防給水設備必須具有自動巡檢功能。消防泵的自檢即自動巡檢,它是在設定的時間周期內(nèi)自動地啟動消防泵,對消防泵的運行進行檢查。消防泵自動巡檢的目的在于增加消防泵的可靠性,保證消防給水系統(tǒng)整體的可靠。采用消防泵的定時自動巡檢裝置,有利于及時了解消防泵的實際性能,解決消防泵的銹蝕卡死問題、保持消防泵良好的工況,也有利于消防系統(tǒng)管理的智能化。它對提高消防給水系統(tǒng)的安全可靠性有一定的意義。一、消防泵自動巡檢方式1、常速自動巡檢方式常速自動巡檢方式又稱工頻自動巡檢方式。它是定期將消防泵以額定轉(zhuǎn)速運行一段時間后自動停泵。為保證自動巡檢時消防泵運行的壓力對系統(tǒng)不造成破壞,必須對消防泵原有的進出水管路進行調(diào)整完善。在消防泵從消防水池吸水的方式中,應在出水管上設旁通管。自動巡檢時打開旁通管上的電磁閥,消防泵自動巡檢運行的出水從旁通管排至消防水池,自動巡檢完成后關(guān)閉電磁閥,恢復原正常工作狀態(tài)。在消防泵從市政給水管網(wǎng)吸水的方式中,也應考慮自動巡檢運行時的超壓。此時,在消防泵的進出水管上設旁通,自動巡檢時打開電磁閥,使出水又回到進水管路。運行超壓后,從系統(tǒng)的泄壓閥排至室外明溝。同時,為防止對市政給水的二次污染,在消防泵的吸水管路上須設置倒流防止器。2、低速自檢方式低速自檢方式也是消防泵定期巡檢的方式之一。消防泵在自檢時是以獨特的低速方式運行,它對消防給水管網(wǎng)不必作較大的改動(見圖3)。在低速自檢方式中,消防泵的轉(zhuǎn)速較低,其出水壓力較小。根據(jù)控制方法的不同,可分為軟啟動器方法和變頻方法。二、軟啟動器方法它利用軟啟動器來控制消防泵的自動巡檢,不考慮降壓啟動。在預先設定的周期內(nèi),按預先設定的軟啟動器運行方式進行消防泵的自動巡檢。這種運行方式是由軟啟動器來控制消防泵的啟動階段,即消防泵的定時軟啟動技術(shù)(SSD)。它時間較短,一般在10s左右。整個過程運用可編程控制技術(shù)(PLC)來實現(xiàn),以達到消防泵始終保持良好的準備狀態(tài)。三、變頻方法這種方法是由微機控制器(PCL)中的巡檢周期時鐘啟動巡檢子程序,從變頻調(diào)速器中輸出一個較低的頻率去驅(qū)動消防泵。通常,控制消防泵的頻率所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速在300r/min左右。因其轉(zhuǎn)速遠低于消防泵的額定轉(zhuǎn)速,故系統(tǒng)中不會出現(xiàn)較大的增壓,消防給水系統(tǒng)可采用原有的管路。在巡檢過程中,變頻器是從零Hz開始饋電,消防泵的啟動也就較平緩,消防泵無機械沖擊,消防泵的轉(zhuǎn)速使葉輪保持轉(zhuǎn)動但不出水的臨界狀態(tài),不致造成系統(tǒng)管網(wǎng)的超壓。消防水泵自動巡檢控制設備是消防系統(tǒng)的重要組成部分，消防聯(lián)動報警系統(tǒng)等種自動消防設備對災情的判斷直至給出報警，最終還是要以啟動消防給水設備為根本目的。消防水泵的巡檢功能很好的解決了消防泵因長期閑置不用而帶來的生銹等原因造成不能啟動的難題。消防水泵自動巡檢控制柜可采用可編程控制器，變頻調(diào)速器，應用人機等控制技術(shù)實現(xiàn)消防水泵的自動巡檢。通過自動巡檢，使消防水泵長期保持在可靠的運行狀態(tài)?；馂男畔⒂上揽刂浦行陌l(fā)出，當消防控制系統(tǒng)檢測到建筑物內(nèi)發(fā)生火災時，消防控制中心立即發(fā)出啟動消防泵的接點信號到水泵控制系統(tǒng)PLC，PLC收到信息立即退出目前的任務。啟動消防泵，當沒有火災的時候，PLC控制消防泵定期巡檢。系統(tǒng)自動運行時，每隔2天每臺水泵自動巡檢1分鐘。巡檢時PLC控制變頻器以較低的頻率逐一的驅(qū)動水泵。由于驅(qū)動功率較小，節(jié)能比較顯著。同時由于水泵低速運行，達不到水泵的出水速度，不會對管網(wǎng)壓力產(chǎn)生影響。巡檢時間到時，PLC巡檢程序，控制變頻器切換到第一臺水泵。然后接觸器KM1閉合，將消防泵接到變頻器的負載端，KM1閉合以后啟動變頻器低頻運行并開始計時，則消防泵在變頻器低頻運行，定時時間到，變頻器則停止。變頻器停止后，分開接觸器KM1，控制KM2吸合，將消防泵接到變頻器的負載端，KM2閉合以后啟動變頻器低頻運行并開始計時，則消防泵在變頻器低頻運行，定時時間到，變頻器則停止。[3]2.4本章小結(jié)本章主要針對消防水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)的工藝方案做了介紹，并對各環(huán)節(jié)的工作原理做了介紹。第三章硬件設計3.1PLC的選型3.1.1PLC的簡介（一）PLC技術(shù)的概念PLC即可編程控制器（ProgrammablelogicController），是指以計算機技術(shù)為基礎的新型工業(yè)控制裝置。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。（二）PLC技術(shù)的發(fā)展歷史長期以來，計算機控制和傳統(tǒng)PLC控制一直是工業(yè)控制領域的兩種主要控制方法，PLC自1969年問世以來，以其功能強、可靠性高、使用方便、體積小等優(yōu)點在工業(yè)自動化領域得到迅速推廣，成為工業(yè)自動化領域中極具競爭力的控制工具。但傳統(tǒng)的PLC體系結(jié)構(gòu)是封閉的，各個PLC廠家的硬件體系互不兼容，編程語言及指令系統(tǒng)各異，用戶選擇了一種PLC產(chǎn)品后，必須選擇與其相應的控制規(guī)程，學習特定的編程語言，不利于終端用戶功能的擴展。近年來，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，控制結(jié)構(gòu)更趨于分散化和復雜化，需要更多的用戶接口。同時，企業(yè)整合和開放式體系的發(fā)展要求自動控制系統(tǒng)應具有強大的網(wǎng)絡通訊能力，使企業(yè)能及時地了解生產(chǎn)過程中的諸多信息，靈活選擇解決方案，配置硬件和軟件。此外為了擴大控制系統(tǒng)的功能，許多新型傳感器被加裝到控制單元上。我國工業(yè)控制自動化的發(fā)展道路，大多是在引進成套設備的同時進行消化吸收，然后進行二次開發(fā)和應用。目前我國工業(yè)控制自動化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應用都有了很大的發(fā)展，我國工業(yè)計算機系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。工業(yè)控制自動化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡化和集成化方向發(fā)展。（三）PLC的發(fā)展趨勢1、功能向增強化和專業(yè)化的方向發(fā)展，針對不同行業(yè)的應用特點，開發(fā)出專業(yè)化控制單元或模塊，對控制過程中某一變量（如速度、溫度、電流、電壓等）進行PID控制。4、定時、定位、計數(shù)控制PLC具有定時控制的功能，它為用戶提供了若干個定時器，定時器的時間可以由用戶在編寫程序時設定，也可以用撥盤開關(guān)在外部設定，實現(xiàn)定時或延時控制。定位控制是PLC不可缺少的控制功能之一。PLC提供了定位模塊、脈沖輸出模塊等智能模塊，以實現(xiàn)各種需求的定位控制。PLC具有計數(shù)控制的功能，它為用戶提供了若干個計數(shù)器或高速計數(shù)模塊。計數(shù)器的計數(shù)值可以由用戶在編寫程序時設定，也可以用撥盤開關(guān)在外部設定，實現(xiàn)計數(shù)控制。5、順序（步進）控制在工業(yè)控制中，選用PLC實現(xiàn)順序控制，可以采用IEC規(guī)定的用于順序控制的標準化語言——順序功能圖進行設計，可以用移位寄存器和順序控制指令編寫程序。6、網(wǎng)絡通信現(xiàn)代PLC具有網(wǎng)絡通信的功能，它既可以對遠程I/O進行控制，又能實現(xiàn)PLC與計算機之間的通信，從而構(gòu)成“集中管理，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。PLC通過RS232接口可與各種RS232設備進行通信。PLC還可與其它智能控制設備（如變頻器、數(shù)控裝置）實現(xiàn)通信。PLC與變頻器組成聯(lián)合控制系統(tǒng)，可提高交流電動機的自動化控制水平。7、數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。[4]（四）PLC的功能隨著自動化技術(shù)、計算機技術(shù)及網(wǎng)絡通信技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC的功能日益增多。它不僅能實現(xiàn)單機控制，而且能實現(xiàn)多機群控制；不僅能實現(xiàn)邏輯控制，還能實現(xiàn)過程控制、運動控制和數(shù)據(jù)處理等，其主要功能如下：（1）開關(guān)量邏輯控制這是PLC的最基本的功能。PLC具有強大的邏輯運算能力，它提供了與、或、非等各種邏輯指令，可實現(xiàn)繼電器觸點的串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)等各種連接的開關(guān)控制，常用于取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。使用PLC提供的定時、計數(shù)指令，可實現(xiàn)定時、計數(shù)功能，其定時值和計數(shù)值既可由用戶在編程時設定，也可用數(shù)字撥碼開關(guān)來設定，其值可進行在線修改，操作十分靈活方便。（2）模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。PLC提供了各種智能模塊，如模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、熱電阻用模擬量輸入模塊、熱電阻用模擬量輸出模塊等，通過使用這些模塊，把現(xiàn)場輸入的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送CPU處理；而CPU處理的數(shù)字結(jié)果，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成模擬量去控制被控設備，以完成對連續(xù)量的控制。（3）閉環(huán)過程控制使用PLC不僅可以對模擬量進行開環(huán)控制，而且還可以進行閉環(huán)控制。配置PID控制單元或模塊，對控制過程中某一變量（如速度、溫度、電流、電壓等）進行PID控制。（4）定時、定位、計數(shù)控制PLC具有定時控制的功能，它為用戶提供了若干個定時器，定時器的時間可以由用戶在編寫程序時設定，也可以用撥盤開關(guān)在外部設定，實現(xiàn)定時或延時控制。定位控制是PLC不可缺少的控制功能之一。PLC提供了定位模塊、脈沖輸出模塊等智能模塊，以實現(xiàn)各種需求的定位控制。PLC具有計數(shù)控制的功能，它為用戶提供了若干個計數(shù)器或高速計數(shù)模塊。計數(shù)器的計數(shù)值可以由用戶在編寫程序時設定，也可以用撥盤開關(guān)在外部設定，實現(xiàn)計數(shù)控制。（5）順序（步進）控制在工業(yè)控制中，選用PLC實現(xiàn)順序控制，可以采用IEC規(guī)定的用于順序控制的標準化語言——順序功能圖進行設計，可以用移位寄存器和順序控制指令編寫程序。（6）網(wǎng)絡通信現(xiàn)代PLC具有網(wǎng)絡通信的功能，它既可以對遠程I/O進行控制，又能實現(xiàn)PLC與計算機之間的通信，從而構(gòu)成“集中管理，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。PLC通過RS232接口可與各種RS232設備進行通信。PLC還可與其它智能控制設備（如變頻器、數(shù)控裝置）實現(xiàn)通信。PLC與變頻器組成聯(lián)合控制系統(tǒng)，可提高交流電動機的自動化控制水平。（7）數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼＃ㄎ澹㏄LC的特點（1）通用性強、靈活性好、功能齊全PLC是專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的，具有面向工業(yè)控制的鮮明特點。通過選配相應的控制模塊便可適用于各種不同的工業(yè)控制系統(tǒng)。同時，由于PLC采用存儲邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲在內(nèi)存中，當生產(chǎn)工藝改變或生產(chǎn)設備更新時，不必改變PLC的硬件，只需改變程序，改變控制邏輯，其連線少，體積小，加之PLC中每只軟繼電器的觸點數(shù)理論上無限制，因此，靈活性和擴展性都很好。（2）可靠性高、抗干擾能力強為了確保PLC在惡劣的工業(yè)環(huán)境下能可靠的工作。在設計中強化了PLC的抗干擾能力，使之能抗諸如電噪聲、電源波動、振動、電磁干擾等的干擾。PLC能承受電網(wǎng)電壓的變化，可直接由交流市電供電，直接取自電控箱電源。即使在電源瞬間斷電的情況下，仍可正常工作。PLC在設計、生產(chǎn)過程中除了對元器件嚴格篩選外，硬件和軟件還采用屏蔽、濾波。光電隔離和故障診斷、自動恢復等措施，有的PLC還采用了冗余技術(shù)等，進一步增強了PLC的可靠性。（3）編程簡單、使用方便PLC在基本控制方面采用梯形圖語言進行編程，這種梯形圖是與繼電器控制電路圖相呼應的，形式簡單、直觀性強，廣大電氣人員容易接受。用梯形圖編程出錯率比匯編語言低得多。梯形圖、流程圖、語句表之間可以有條件的相互轉(zhuǎn)換，使用極其方便。(4)模塊化結(jié)構(gòu)、安裝簡單、調(diào)試方便PLC的各個部件，包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化結(jié)構(gòu)設計，由機架和電纜將各模塊連接起來，由于配置靈活，使擴展、維護更加方便。另外，PLC的接線十分方便，只需將輸入信號的設備（如按鈕、開關(guān)等）與PLC的輸入端子相連，將接受控制的執(zhí)行元件（接觸器、電磁閥等）與輸出端子相連即可。調(diào)試工作大部分是室內(nèi)調(diào)試，用模擬開關(guān)模擬輸入信號，其輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)可以觀察PLC上相應的發(fā)光二極管，可以根據(jù)它進行測試、排錯和修改。[5]3.1.2S7-300系列PLC及其擴展模塊的選型（一）S7-300系列PLC的概述本設計選擇西門子S7-300系列PLC，S7-300適用于靈活度更高和復雜邏輯的情況。它采用的是插槽板卡模塊式設計，有完備的模擬量和開關(guān)量組合搭配，程序可以直接存在存儲卡中，在生產(chǎn)制造工程中應用非常廣泛。S7-300是由各種模塊部件所組成，各模塊能以各種不同方式組合在一起，可將控制系統(tǒng)根據(jù)需要設計成不同的應用，有各種不同性能檔次的CPU可供控制器使用，以滿足不同的需求。S7-300的大量功能能夠支持和幫助用戶進行編程、啟動和維護，其主要功能如下：(1)高速的指令處理。0.1～0.6us的指令處理時間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開辟了全新的應用領域。人機界面(HMI)。方便的人機界面服務已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，因此人機對話的編程要求大大減少。(3)診斷功能。CPU的智能化的診斷系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常，記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件。(4)口令保護。多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術(shù)，防止未經(jīng)允許的復制和修改。（二）S7-300系列PLC的組成S7-300系列PLC是模塊化結(jié)構(gòu)設計，各種單獨模塊之間可進行廣泛組合和擴展。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖3.1所示。它的主要組成部分有導軌(RACK)、電源模塊(PS)、中央處理單元模塊(CPU)、接口模塊(IM)、信號模塊(SM)、功能模塊(FM)等。它通過MPI網(wǎng)的接口直接與編程器PG、操作員面板O和其它S7PLC相連。圖3.1S7-300系列PLC系統(tǒng)構(gòu)成框圖·S7-300的CPU模塊S7-300有CPU312IFM、CPU313、CPU314、CPU314IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等8種不同的中央處理單元可供選擇。CPU315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP都具有現(xiàn)場總線擴展功能。CPU以梯形圖LAD、功能塊FBD或語句表STL進行編程。表3.1列出了部分中央處理單元CPU的主要特性，包括存儲器容量、指令執(zhí)行時間、最大I/O點數(shù)、各類編程元件(位存儲器、計數(shù)器、定時器、可調(diào)用塊)數(shù)量等。表3.1中央處理單元CPU的主要特性·S7-300的數(shù)字量輸入模塊SM321數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場過程送來的數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成S7-300內(nèi)部信號電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。對現(xiàn)場輸入元件，僅要求提供開關(guān)觸點即可。輸入信號進入模塊后，一般都經(jīng)過光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待CPU采樣。采樣時，信號經(jīng)過背板總線進入到輸入映像區(qū)。[6]數(shù)字量輸入模塊SM321有四種型號模塊可供選擇，即直流16點輸入、直流32點輸入、交流16點輸入、交流8點輸入模塊。如圖3.2,3.3所示為直流32點輸入和交流16點輸入對應的端子連接及電氣原理圖：圖3.2數(shù)字量輸入模塊端子連接及電氣原理圖（SM32116×24VDC）圖3.3數(shù)字量輸入模塊端子連接及電氣原理圖（SM32116×120VAC）·S7-300的數(shù)字量輸出模塊SM322數(shù)字量輸出模塊SM322將S7-300內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換成過程所要求的外部信號電平，可直接用于驅(qū)動電磁閥、接觸器、小型電動機、燈和電動機啟動器等。晶體管輸出模塊只能帶直流負載，屬于直流輸出模塊；可控硅輸出方式屬于交流輸出模塊；繼電器觸點輸出方式的模塊屬于交直流兩用輸出模塊。從響應速度上看，晶體管響應最快，繼電器響應最慢；從安全隔離效果及應用靈活性角度來，看以繼電器觸點輸出型最佳。SM322的32點數(shù)字量晶體管輸出模塊的端子接線及電氣原理圖如圖3.4所示：圖3.4SM322的32點數(shù)字量晶體管輸出模塊的端子接線及電氣原理圖··模擬量輸入模塊SM331模擬量輸入(簡稱模入(AI))模塊SM331目前有三種規(guī)格型號，即8AI×l2位模塊、2AI×l2位模塊和8AI×l6位模塊。SM331主要由A/D轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開關(guān)、補償電路、·恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成。A/D轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心，其轉(zhuǎn)換原理采用積分方法，被測模擬量的精度是所設定的積分時間的正函數(shù)，也即積分時間越長，被測值的精度越高。SM331可選四檔積分時間：2.5ms、16.7ms、20ms和l00ms，相對應的以位表示的精度為8、12、12和14。SM331AI18X13位模擬量輸入模塊的端子接線及電氣原理圖如圖3.5所示圖3.5SM331AI18X13位模擬量輸入模塊的端子接線及電氣原理圖·模擬量輸出模塊SM332模擬量輸出(簡稱模出(AO))模塊SM332目前有三種規(guī)格型號，即4AO×l2位模塊、2AO×12位模塊和4AO×l6位模塊，分別為4通道的12位模擬量輸出模塊、2通道的12位模擬量輸出模塊、4通道的16位模擬量輸出模塊。SM332模擬量輸出模塊的接線圖如圖3.6所示：圖3.6SM332模擬量輸出模塊的接線圖3.2電動機的選型（一）選用電動機的原則及步驟

為了適應各種不同用途，工廠生產(chǎn)了不同種類、形式及容量的電動機。在選用電動機時，要充分考慮它們的特性，在仔細研究了被拖動機械的特性后，選擇適合負載特性的電動機。選擇電動機的原則是：根據(jù)負載的啟動特性及運行特性，選出最適合于這些特性的電動機，滿足生產(chǎn)機械工作過程中的各種要求。（2）選擇具有與使用場所的環(huán)境相適應的防護方式及冷卻方式的電動機，在結(jié)構(gòu)上應能適合電動機所處的環(huán)境條件。

（3）計算和確定合適的電動機容量。通常設計制造的電動機，在75%-100%額定負載時，效率最高。因此應使設備需求的容量與被選電動機的容量差值最小，使電動機的功率被充分利用。（4）選擇可靠性高、便于維護的電動機。（5）考慮到互換性，盡量選擇標準電動機。（6）為使整個系統(tǒng)高效率運行，要綜合考慮電機的極數(shù)及電壓等級。

選用電動機的主要步驟是：

（1）根據(jù)生產(chǎn)機械性的要求，選擇電動機種類。（2）根據(jù)電源情況，選擇電動機額定電壓。（3）根據(jù)生產(chǎn)機械所要求的轉(zhuǎn)數(shù)及傳動設備的情況，選擇電動機的轉(zhuǎn)數(shù)。（4）根據(jù)電動機和生產(chǎn)機械安裝的位置和場所環(huán)境，選擇電動機的結(jié)構(gòu)和防護形式。（5）根據(jù)生產(chǎn)機械所需要的功率和電動機的運行方式，選擇電動機的額定功率。但是目前在國民經(jīng)濟各個領域中，由于選型不合理，許多的電機處于不合理運行狀況，運行效率低，浪費了大量能源。還有的電機由于選型不合理，根本不能使用，或者使用維修成本增加，經(jīng)濟效益低。由此可見，合理選擇電機對節(jié)約能源同樣具有重要意義。結(jié)合本設計工藝選擇的電動機型號為Y280S-275KW電動機，級數(shù)：2極，電流：10A，轉(zhuǎn)速：2970轉(zhuǎn)，效率：92.0%功率因素：0.89cos，電壓：380V。[7]3.3變頻器的選型首先，要了解變頻調(diào)速的基本原理：三相異步電動機，特別是鼠籠式電動機，由于結(jié)構(gòu)簡單，牢固，價格便宜，運行可靠，維護簡單等特點，在交流傳動中得到了廣泛的應用。異步電動機的轉(zhuǎn)速為:式中—電機定子供電頻率；—電動機轉(zhuǎn)差率，—交流電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速(r/min)；—交流電機的同步轉(zhuǎn)速(r/min),；—電動機極對數(shù)。根據(jù)電機學的理論，三相交流異步電動機定子繞組中的感應電動勢表達式為式中—定子繞組感應電勢；—定子供電電源頻率；—電機磁通；—電機定子繞組每相匝數(shù)；—電機電勢常數(shù)若忽略電動機定子阻抗壓降，則定子電壓為:變頻調(diào)速實際上是變頻變壓調(diào)速，即VVVF技術(shù)(VariableVoltageVariableFrequency)。異步電機變頻調(diào)速基本原則有:保持U1/fl(異步電機供電電壓幅值與頻率比值)為常數(shù)的恒磁通比例控制原則；保持電機最大電磁轉(zhuǎn)矩Mk不變的恒磁通控制原則；保持異步電機功率為常數(shù)的恒功率控制原則。保持U1/f1恒定控制是異步電動機變頻調(diào)速的最基本控制方式。它在控制電動機的電源頻率變化的同時控制變頻器的輸出電壓，并使二者之比U1/f1為恒定，從而使電動機的磁通基本保持恒定。變頻調(diào)速電動機機械特性如圖3.7所示。圖3.7變頻調(diào)速電動機機械特性圖然后，根據(jù)系統(tǒng)的工藝要求及電動機容量選擇合適的變頻器，在選擇時要考慮變頻器的容量和工作型式，盡可能的節(jié)省資金投入也是重要的因素之一。對于風機、泵類等，低速下負載轉(zhuǎn)矩較小，通?？蛇x擇普通功能型的變頻器。同時，中水儲池的對外供給要求為恒壓供水，根據(jù)先前的系統(tǒng)控制原理分析，該變頻器的內(nèi)部需要有PID運算模塊。[8]綜合以上考慮，分析市場上不同變頻器的性價比，在滿足功能要求的條件下，采用型號為SVF—EV—G75/P93T4的變頻器，其外部接線圖如圖3.8所示。圖3.8變頻器接線圖3.4壓力傳感器的選型在系統(tǒng)的供水環(huán)節(jié)，依靠變頻器和遠程壓力表構(gòu)成一個閉環(huán)控制回路，采用變頻器提供10V的直流電源給壓力表供電，在不同的水壓情況，壓力表測量并反饋回來的電壓信號不同，該模擬量信號為0-10V，作為變頻器的反饋檢測信號與設定的值比較，并完成PID運算，從而調(diào)節(jié)輸出的電壓頻率值。根據(jù)供水網(wǎng)絡的壓力標準來選擇遠程壓力表，選擇壓力表的量程不能過大或是超出量程，量程過大會使測量不準確，超出量程將無法控制供給水壓的大小，同時會損壞設備，為防止儀表損壞，壓力表所測壓力的最大值一般不超過儀表測量上限的2/3；為保證測量的準確度，被測壓力不得低于標尺上限的1/3。當被測壓力波動較大時，應使壓力變化范圍處在標尺上限的1/3～1/2處。國產(chǎn)YTZ-150系列遠程壓力表可以滿足設計的要求。[9]3.5自動巡檢裝置的選型消防自動巡檢柜，消防智能數(shù)字巡檢裝置的一種。該裝置可以起到防止消防水泵銹蝕、受潮、水泵動作不正常等故障的作用，確實做到“養(yǎng)兵一日，用兵一時”的目的。本設計選擇型號為XFH-XJ的自動巡檢柜該設備具有主回路巡檢及消防設備無壓巡檢兩部分組成，可完成對主控回路及水泵的低頻自動巡檢，巡檢時系統(tǒng)不增壓。巡檢時智能巡檢控制器輸出指令，智能巡檢控制器輸出巡檢指令逐一對主回路接觸器進行巡檢，巡檢返回信號取自于接觸器的主輔助觸點。反饋信號時間允許值不大于2S。主回路巡檢完成后，巡檢控制器會發(fā)生下一個巡檢指令至無壓巡檢裝置，該裝置接到巡檢指令后會依次對消防水泵進行低速無壓巡檢。巡檢時電機轉(zhuǎn)速較低，系統(tǒng)不產(chǎn)生水壓。整個巡檢過程中如設備接到消防命令智能巡檢控制器會立即發(fā)出停止巡檢的指令，瞬時啟動消防泵完成消防任務。如巡檢過程中動作異常，控制器