┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊
第一章绪论
1.1变频调速恒压供水的目的和研究意义
随着我国城乡建设的迅速发展,水、电供应不足的矛盾越来越成为人们关注的问题。例如,人们日常生活中的用水量越来越大,一天中的用水量的波动也越来越大。以往的供水系统中,水泵的选取往往是按最大供水量来确定,而实际的用水量在不断变化。高峰用水时间较短,这样水泵在很长一段时间内有较大余量,不仅水泵效率低,供水压力不稳,而且造成大量电力、水资源的浪费;并且以往依靠手动操作控制泵的启动、停止,也已不能满足要求。在用水量高峰期时供水量普遍不足，造成城市公用管网水压浮动较大。由于每天不同时段用水对供水的水位要求变化较大，仅仅靠供水厂值班人员依据经验进行人工手动调节很难及时有效的达到目的。这种情况造成用水高峰期时水位达不到要求,供水压力不足，用水低峰期时供水水位超标,压力过高，不仅十分浪费能源而且存在事故隐患（例如压力过高容易造成爆管事故）。这里,介绍一种基于S7-200的变频控制的恒压供水控制系统,它既能解决人工操作的繁杂劳动和精神压力,又能节约能源本控制系统将PLC、变频器、相应的传感器和执行机构有机地结合起来，发挥各自优势，并设计了配套的界面美观、操作方便的自动控制系统，使得系统调试和使用都十分方便，而且大大简化了水厂在管理、数据统计和分析等方面的工作量。实践证明，本系统不仅满足了生产的需要，提高了整个水厂的整体管理水平，而且仅节约用电一项就为水厂创造了巨大的经济效益，并且保障了用户的用水要求。由于中小型自来水厂的自动化技术改造在我国有着广泛的前景，本控制系统具有较大的发展潜力和使用价值。
1.2变频调速技术的特点及应用
作为高性能的调速传动，直流发电机－电动机调速控制方法长期以来一直应用广泛。但是直流电动机由于换向器和电刷维护保养很麻烦，价格也相当昂贵。使异步电机实现性能好的调速一直是人们的理想。异步电机的调速方法很多，例如无极调速、有极调速、定子调压调速、串级调速、变频调速等。但是因为各种各样的缺点没有得到广泛的应用3。
70年代以后，由于微电子技术、电力电子技术和微处理机技术的发展，促使晶体管变频器的诞生。晶体管变频器不但克服了以往交流调速的许多缺点，而且调速性能可以和直流电动机的调速性能相媲美。三相异步电动机具有维修方便、价格便宜、功率和转速适应面宽等优点，其变频调速技术在小型化、低成本和高可靠性方面占有明显
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊的优势。到80年代末，交流电机的变频调速技术迅速发展成为一项成熟的技术，它将供给交流电机的工频交流电源经过二极管整流变成直流，再由IGBT或GTR模块等器件逆变成频率可调的交流电源，以此电源拖动电机在变速状态下运行，并自动适应变负荷的条件。它改变了传统工业中电机启动后只能以额定功率、定转速的单一运行方式，从而达到节能目的。现代变频调速技术应用于电力水泵供水系统中，较为传统的运行方式是可节电40％～60％，节水15％～30％。
由于变频调速具有调速的机械特性好，效率高，调速范围宽，精度高，调整特性曲线平滑，可以实现连续的、平稳的调速，体积小、维护简单方便、自动化水平高等一系列突出的优点而倍受人们的青睐。尤其当它应用于风机、水泵等大容量负载时，可以获得其它调速方式无法比拟的节能效果。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。
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的应用。变频调速恒水位供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。恒压、恒水位供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水位的变化自动调节系统的运行参数，在用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定和水位恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中得到了很大的发展。随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强。充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。
新型供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比，不论是设备的投资，运行的经济性，还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势，而且具有显著的节能效果。恒压、供水调速系统的这些优越性，引起国内几乎所有供水设备厂家的高度重视，并不断投入开发、生产这一高新技术产品。目前该产品正向着高可靠性、全数字化微机控制，多品种系列化的方向发展。追求高度智能化，系列标准化是未来供水设备适应城镇建设成片开发、智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。
在短短的几年内，变频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调速系统所代替。虽然单泵调速系统设计简易可靠，但由于单泵电机深度调速造成水泵、电机运行效率低，而多泵调速系统投资更为节省，运行效率高，被实际证明是最优的系统设计，很快发展成为主导产品。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1.3可编程序控制器的特点及应用
早期的可编程序控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着计算机技术、通信技术和自动控制技术的迅速发展，可编程序控制器将传统的继电器控制技术与新兴的计算机技术和通信技术融为一体，具有可靠性高、功能强、应用灵活、编程简单、使用方便等一系列优点，以及良好的工业环境工作性能和自动控制目标实现性能，在工业生产中得到了广泛的应用。
1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程控制器。早期的可编程控制器由分离元件和中小规模集成电路组成，主要功能是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。70年代初期，体积小、功能强和价格便宜的微处理器被用于PLC，使得PLC的功能大大增强。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块和各种特殊功能模块。在软件方面，PLC采用极易为电气人员掌握的梯形图编程语言，除了保持原有的逻辑运算等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。进入80年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还研制开发了专用逻辑处理芯片，大大提高了PLC软、硬件功能。
在发达工业国家，PLC已经广泛的应用在所有的工业部门。据“美国市场信息”的世界PLC以及软件市场报告称，1995年全球PLC及其软件的市场经济规模约50亿美元。随着电子技术和计算机技术的发展，PLC的功能得到大大的增强，具有以下特点：
1）可靠性高。PLC的高可靠性得益于软、硬件上一系列的抗干扰措施和它特殊的周期循环扫描工作方式。
2）具有丰富的I/O接口模块。PLC针对不同的工业现场信号，有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块。
3) 采用模块化结构。为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU、电源、I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
4) 编程简单易学。PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
5) 安装简单，维修方便。PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。
由于PLC强大功能和优点，使得PLC在我国的水工业自动化中得到广泛的应用。PLC在水工业自动化中的应用主要有水厂监控系统、自动控制系统、自动加氯、自动加矾、水泵变频调速、SCADA系统和供水管网信息管理系统等。其主要功能是进行工艺参数的采集、生产过程控制、信息处理、设备运行状态监测以及水质监测等。
1.4毕业设计任务
本次毕业设计课题名称是基于S7-200PLC控制的变频恒压供水控制系统设计，我的主要任务是完成本系统的硬件和软件设计，大体为以下五项内容：
1．变频调速恒压供水系统现状和发展主要介绍其系统的目的和意义，变频器的发展史一直到广泛应用，随着技术的发展，其优越性越来越多，主要是节能、恒压、综合技术的集成等，以后将朝大容量、小体积、高性能、易操作、寿命高、可靠性强、无公害化发展；介绍了SIEMENS公司的产品系列史，PLC与其它工业装置的比较：PLC 与继电器控制系统，与集散控制系统，与工业控制计算机。以及其特点。
2．变频调速恒压供水系统的理论原理以及总体方按的设计主要是变频器的构成、控制方式和形式，控制方式有三种形式：V/F控制、转差频率控制、矢量控制；变频器的节能、调速原理；变频器的工况点的确定和能耗机理分析，以及系统调速范围的确定。变频调速恒供水系统方案；控制系统的工作过程系统的工作过程分为以下几个工作状态：1#电机变频启动；1#电机工频运行，2#电机变频运行；1#和2#电机工频运行；3 #电机变频运行；然后是先停1#电机，再停2#电机，3#电机变频运行，变频工频切换技术解决方案。
3．系统硬件设计（主电路、控制电路）；S7-200P LC 接线图设计，包括输出输入上元件的分配及编号，PLC 模块由CPU226构成。
4．应用软件设计（PLC程序设计）主要介绍了编程软件的特点、语言和梯形图其本绘制规则；控制系统程序设计主要包括初始化程序、停机程序、水泵电机启动程序、小功率电机变频/工频切换程序、报警程序；整个系统程序的工作过程以及编程中应注意的细节。
总之，在本次设计中，必须完成图表：论文说明书、电气原理图、元件布置图、接线图、元件明细表、图纸目录图、软件梯形图。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊
第二章变频恒压供水控制系统的方案设计
2.1变频器的控制方式
变频器的发展已有数十年的历史，在变频器的发展过程中也曾经出现过多种类型的变频器，但目前成为市场主流的变频器基本上有着图2—1所示的基本结构。
图2—1变频器的基本结构
变频调速的控制方式经历了V/F控制、转差频率控制、矢量控制的发展，前者属于开环控制，后两者属于闭环控制，正在发展的是直接转矩控制。
1、V/F控制
异步电动机的转速与定子电源频率f和极对数有关，改变f就可以平滑的调节同步转速，但是频率f的上升或者下降可能会引起磁路饱和转矩不足的现象，所以在改变f的同时，还需要调节定子的电压，使气隙磁通保持不变，电动机的效率不下降，这就是V/F控制。V/F控制简单，通用性优良。
2、转差频率控制
由电机学的基础知识可知，异步电动机转矩M与气隙磁通Φ、转差频率f2的关系为：
2
2f
M*
Φ
∝ (2-1)
只要保持气隙中磁通Φ一定，控制转差频率f2就可以控制电动机的转矩，这就是转差频率控制。
3、矢量控制
矢量控制是在交流电动机上模拟直流电动机控制转矩的规律，将定子电流分解成相应于直流电动机的电枢电流的量和励磁电流的量，并分别进行任意控制。矢量控制能够对转矩进行控制，获得和直流电动机一样的优良的调速性能。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊
┊┊┊┊┊┊┊┊2.2变频调速的节能、调速原理
2.2.1 水泵工况点的确定以及变化
水泵工作点（工况点）是指水泵在确定的管路系统中，实际运行时所具有的扬程、流量以及相应的效率、功率等参数。
如果把某一水泵的性能曲线（即H-Q曲线）和管路性能曲线画在同一坐标系中（图
2-2），则这两条曲线的交点A,就是水泵的工作点。工作点A是水泵运行的理想工作点，实际运行时水泵的工作点并非总是固定在A点。若把水泵的效率曲线η-Q也画
在同一坐标系中，在图2-2中可以找出A点的扬程H A、流量Q A以及效率 A。
从图2-2中可以看出，水泵在工作点A点提供的扬程和管路所需的水头相等，水泵抽送的流量等于管路所需的流量，从而达到能量和流量的平衡，这个平衡点是有条件的，平衡也是相对的。一旦当水泵或管路性能中的一个或同时发生变化时，平衡就被打破，并且在新的条件下出现新的平衡。另外确定工作点一定要保证水
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊
线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊
图2—3水泵工况点的变化
当P1、P2高于P0时，说明管网系统用水量减少，管路阻力特性曲线A1、A2 向A0方向变化，此时水泵转速逐渐降低，管网口压力也由P2、P1逐渐下降，当P’低于P0时，其工况点变化与上述相反即由A1’逐渐向A0移动，使管网系统供水始终保持恒定。
过改变水泵转速使P0保持恒定。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2.2.2 变频调速恒压供水系统中水泵工况调节过程
交流电动机的转速n与电源频率f具有如下关系：
n =60 f(1-s)/p（2—2）
式2—2中：p?极对数,s?转差率
因此不改变电动机的极对数，只改变电源的频率，电动机的转速就按比例变动。在变频调速恒压供水系统中，通过变频器来改变电源的频率f来改变电机的转速n。改变水泵的转速，可以使水泵性能曲线改变，达到调节水泵工况目的。
当管网负载减小时，通过VVVF降低交流电的频率，电动机的转速从n1降低到n2。另外根据叶片泵工作原理和相似理论，改变转速n,可使供水泵流量Q、扬程H和轴功率N以相应规律改变。
Q1/Q2=n1/n2 （2—3）
H1/H2=(n1/n2)2 （2—4）
P1/P2 =(n1/n2)3（2—5）
或 H =KQ2 （2—6）
式2—6是顶点在坐标原点的二次抛物线族的方程，在这种抛物线上的各点具有相似的工作状况，所以称为相似工况抛物线。
在变频调速恒压供水系统中，单台水泵工况的调节是通过变频器来改变电源的频率f来改变电机的转速n，从而改变水泵性能曲线得以实现的。其工况调节过程可由
点为A，水泵电机的转速为n1，工作点A的轴功率即为A H0O Q A四点所围的面积。当管网负载减小时，管网压力升高，压力传感器将检测到升高压力转换成4-20μA电流信
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊号送往模糊调节器，经比较处理后，输出一个令变频器频率降低的信号，从而降低电机转速至n2,水泵转速的下降是沿着水泵的相似工况抛物线下降的，也就是从点A移至B点，在此过程中水泵输出的流量和压力都会相应减小.。恒压供水系统中压力值恒定在H0,因此水泵工作点又沿着转速n2所对应的水泵性能曲线从点B移至C点，在此阶段水泵输出压力升高，流量减少，水泵运行在新的工作点C点，在图3中可以找出C点的扬程H C、流量Q C以及效率ηC ，工作点C的轴功率即为C H0O Q C四点所围的面积。
考察水泵的效率曲线η-Q,，水泵转速的工况调节必须限制在一定范围之内，也就是不要使变频器频率下降得过低，避免水泵在低效率段运行。
2.2.3 变频调速恒压供水系统调速范围的确定
考察水泵的效率曲线η-Q,，水泵转速的工况调节必须限制在一定范围之内，也就是不要使变频器频率下降得过低，避免水泵在低效率段运行。水泵的调速范围由水泵本身的特性和用户所需扬程规定，当选定某型号的水泵时即可确定此水泵的最大调速范围，在根据用户的扬程确定具体最低调速范围，在实际配泵时扬程设定在高效区，水泵的调速范围将进一步变小，其频率变化范围在40Hz以上，也就是说转速下降在20%以内，在此范围内，电动机的负载率在50%-100%范围内变化，电动机的效率基本上都在高效区。
2.3系统的方案设计
3台水泵，1台变频器，1台S7-200PLC,模拟量输入／输出单元以及线性压力传感器等组成。其中PLC,模拟量输入／输出单元和压力传感器组成闭环反馈控制系统。PLC控制各台水泵的运行状态（如工频运行，变频运行及停止等），从而控制水泵的运行台数，在大范围上控制水的流量；PLC内部PID该系统主要由调节器控制供水的流量。水泵的速度调节采用变频调速技术，利用变频器对水泵进行速度控制，采用“一边多定”的控制方式，并根据模拟量输入／输出模块输出的电流信号驱动变频水泵。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊
图2-6变频调速恒压供水系统图
本套系统的功能：
1）根据用水量的大小，由PLC,变频器控制3台水泵自动进入或退出运行状态，或者由人工控制启停。
2）系统根据水泵出水口的压力变化，自动调节变频器运行频率，自动改变投入系统运行的水泵台数，以跟踪设定压力。
3）在监控室设有变频运行，故障指示和现场电机运行的频率、压力指示信号。
2.4泵与变频器的选择.
2.4.1 泵的选择
由P=QHρG/ηb*η
式中Q为水泵的流量（m3/s）
H为水泵的扬程（m）
Ρ为水的密度（kg/m3）
G为重力加速度（m/s）
ηb为水泵的效率，η为传动效率
正常流量下的总功率=1000*9.8*25*66/3600/0.7*0.95=6.10KW
最大流量下的总功率=1000*9.8*60*66/3600/0.7*0.95=14.63KW
由于系统需3台水泵，所以每台水泵应有的功率P=最大流量下的总功率/3
所以P=14.63/3=4.88KW 考虑余量选3台型号50DL12-12×6的水泵，，具体参数如下（表2-7）:
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊表2-7
2.4.2 变频器选择
1）变频器选择方法
通用变频器的选择包括变频器的型式选择和容量选择两个方面。其总的原则是首先保证可靠地实现工艺要求，再尽可能节省资金。
根据控制功能可将通用变频器分为三种类型：普通功能型U/f控制变频器、具有转矩控制功能的高性能型U/f控制变频器（也称无跳闸变频器）和矢量控制高性能型变频器。变频器类型的选择要根据负载的要求进行。对于风机、泵类等平方转矩，低速下负载转矩较小，通常可选择普通功能型的变频器。对于恒转矩类负载或有较高静态转速精度要求的机械采用具有转矩控制功能的高功能型变频器则是比较理想的。因为这种变频器低速转矩大，静态机械特性硬度大，不怕负载冲击，具有挖土机特性。日本富士公司的FRENIC5000G7/P7、G9/P9、三肯公司的SAMCO-L系列属于此类。也有采用普通功能型变频器的例子。为了实现大调速比的恒转矩调速，常采用加大变频器容量的办法。对于要求精度高、动态性能好、响应快的生产机械（如造纸机械、轧钢机等），应采用矢量控制高功能型通用变频器。安川公司的VS-616G5系列、西门子公司的6SET系列变频器属于此类。
大多数变频器容量可从三个角度表述：额定电流、可用电动机功率和额定容量。其中后两项，变频器生产厂家由本国或本公司生产的标准电动机给出，或随变频器输出电压而降低，都很难确切表达变频器的能力。选择变频器时，只有变频器的额定电流是一个反映半导体变频装置负载能力的关键量。负载电流不超过变频器额定电流是选择变频器容量的基本原则。需要着重指出的是，确定变频器容量前应仔细了解设备的工艺情况及电动机参数，例如潜水电泵、绕线转子电动机的额定电流要大于普通笼形异步电动机额定电流，冶金工业常用的辑道用电动机不仅额定电流大很多，同时它允许短时处于堵转工作状态，且辘道传动大多是多电动机传动。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊应保证在无故障状态下负载总电流均不允许超过变频器的额定电流。
2) 变频器的选择型号及性能概述
根据水泵的额度功率5.5KW，选择的变频器型号为富士的FRN5.5G11S-4 CX。具体参数如下（表2-8）:
表2-8
性能概述:
1. 动态转矩矢量控制
动态转矩矢量控制是一种先进的驱动控制技术。控制系统高速计算电机负载所需功率，最佳控制电压和电流矢量，最大限度发挥电机输出转矩。
按照动态转矩矢量控制方式，能配合负载实现在最短时间内平稳地加减速
使用高速CPU能快速响应急变负载和及时检知再生功率，设有控制减速时间的再生回避功能，实现无跳闸自动减速过程
采用富士独自开发的控制方式，在0.5HZ能输出200%高起动转矩（22KW以下），30KW以上为180% 2. 带PG反馈更高性能的控制系统
带PG反馈卡（选件）构成带PG反馈的矢量控制系统，实现更高性能、更高精度的运行
·速度控制范围：1：1200
·速度控制精度：±0.02%
·速度响应：40HZ
电机低转速时脉动大大减小
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊
·采用动态转矩矢量控制，结合富士专有的AVR，实现低转速（1HZ）运行时的转速脉动比以前机种减小1/2以上
3. 优良的环境兼容性
采用低噪声控制电源系统，大大减小对周围传感器等设备的噪声干扰影响
标准装有连接抑制高次谐波电流的DC电抗器端子
连接选件EMC滤波器后能符合欧洲EMC指令
4. 节能功能的提高
标准设有风机、泵等最佳自动节能运行方式。采用使电机损耗降至最小的新控制方式，取得更好的节能效果
5. 更方便使用的键盘面板
标准设有复写功能，能方便地将1台变频器的功能码数据复写至其他变频器
可选择三种语言（中、日、英），便于国内外配套使用
可简单地由面板或外部信号进行点动（JOG）运行操作
使用延伸电缆选件（CBIII-10R-..可简单）地实现远程操作
6. 符合国际标准
标准系列符合适用于欧洲地区、北美地区和加拿大地区的CE、TUV（22KW以下）、UL、CUL 规格。
各种通信功能
标准内装RS485接口，由此可由个人计算机向变频器输入运行命令和设定功能码数据等。
设有万用DI/DO功能，输入/输出端子状态能传送至上位机受其监控，简化FA系统
可连接现场总线：Profibus-DP、Interbus-S 、Device Net、Modbus Plus（选件）等
7. 丰富的实用功能
用于风机、泵等：PID控制功能、变频器风扇ON/OFF功能、商用电切换顺序
用于搬运、传送设备：可选择预设16种速度运行、程序运行（7步，每步最长6000S，可连续、单循环或单循环终结速继续运行）
8. 无冲击瞬停再起动运行
采用富士独自开发的变频器频率追踪（引入运行）功能，变频器可瞬时停车后跟踪再起动
保护功能的充实
能设定电子热继电器的热时间常数，因此可适用各种电机
设有输入缺相保护，防止电源断线损坏变频器
能用PTC热敏电阻保护电机
9. 丰富的维护功能
面板能显示和确认运行状态、输入/输出状态和跳闸时的详细参数，由此能较易进行异常原因分析和提出对策
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊
I/O端子检查功能
主电路电容器寿命
累计运行时间记录、显示
运行状态监视
跳闸时详细数据记录
10. 其他功能
1.5KW以上标准装有控制电源辅助输入电路，断开主电源时能保持异常输出信号
接点输入控制端子（9点）、开路集电极晶体管输出（4点）、继电器输出（1点）
设有主动驱动过程，判断变频器负载状态，为防止跳闸、自动延长加速时间、继续加速运行保证强有力而不跳闸的加速过程
负载过大的场合可选择变频器不跳闸继续运行（防失速）或跳闸停止运行
3) 使用过程中的注意事项;
(*1)额定输出电压按440V计算，电源电压降低时，额定容量亦下降。
(*2)不能输出比电源电压高的电压。
(*3)驱动低阻抗的高频电动机等场合，允许输出电流可能比额定值小。
(*4)当电源电压大与380/398V/50Hz、380/430V/60Hz时，必须切换变频器内部的分接头。
(*5)3相电压不平衡率大与2%时，应使用功率因数改善用直流电抗器(DCR)
(*6)按JEMA规定的标准负载条件(相当标准适配电动机85%负载)下的试验值。
(*7)按富士电机公司规定条件下的计算值。
(*8)按标准适配电动机负载和使用直流电抗器(DCR)(≤55KW为选件)条件下的数据。
(*9)为了保护变频器，对应周围温度和输出电流情况，载频有时会自动降低。
(*10)设定0.1时，起动转矩能达到50%以上。
(*11)标准适配电动机场合(由60Hz减速停止时的平均转矩，随电动机的损耗而改变。
2.5系统工作过程
根据现场生产实际提供的用水量，本系统选择三台5.5KW的小泵（具体选型计算过程见后），选择自动方式运行时，三台水泵，一台水泵作第一级变频运行，另二台作变频备用泵。当第一台变频泵达到工频运行，达不到压力要求时，切换至工频，第二台备用泵变频启动。当第二级变频泵达到工频运行，达不到压力要求时，切换至工频，第三台备用泵变频启动。停泵时依次停第一、二级泵。选择手动方式运行时，可以根据实际的用水量手动控制投入电机的运行台数（手动状态下投入运行的电机都是
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊工频运行的）。
分析自动控制系统的机组Ⅰ（1#、2#、3#水泵电机）工作过程,可分为以下五个工作状态：1) 1#电机单独变频起动；2)1#电机工频运行，2#电机变频运行，3#电机停止运行；3) 1#电机工频运行，2#电机工频运行，3#电机变频运行；4）3#电机变频运行，2#电机工频运行，1#电机停止运行；5）3#电机变频运行，1#、2#电机停止运行；一般情况下，水泵电机都处于这五种工作状态之中，当源水的水位发生变化时，管网压力也就随之变化，五种工作状态就要发生相应转换，因此这五种工作状态对应着五个切换过程。
1.切换过程Ⅰ
由1#电机变频起动运行转变到1#电机工频运行，2#电机变频运行。
系统开始工作时，出水口压力达不到压力要求时， KM1得电，1#电机先接至变频器输出端，变频器对拖动1#泵的电动机采用软起动，1#电机起动，运行一段时间后，随着运行频率的增加，当变频器输出频率增至工频
f（即50HZ），压力传感器压力未达到设定压力， KM1失电，1#电机自变频器输出端断开，KM2得电1#电机切换至工频运行。接着KM3得电，2#电机接至变频器输出端, 2#电机开始软起动，运行一段时间后， 2#水泵电机工作在变频状态。从而实现1#水泵由变频切换至工频电网运行，2#水泵接入变频器并启动运行，在系统调节下变频器输出频率不断增加，直到水泵出水口压力达到设定值为止。
2.切换过程Ⅱ
由1#电机工频运行，2#电机变频运行转变为1#、2#电机工频运行，3#电机变频运行。当2#水泵电机的频率达到50HZ以后，压力传感器压力未达到设定压力时，KM3失电，2#电机自变频器输出端断开，KM4得电，2#电机切换至工频运行。接着KM5得电，3#电机接至变频器输出端, 3#电机开始软起动，运行一段时间后， 3#水泵电机工作在变频状态。直至压力传感器设定压力以后，变频器的工作频率将不再增加。并根据用水量的大小按照PID算法进行恒压调节。
3.切换过程Ⅲ
由1#电机工频运行，2#电机工频运行，3#电机变频运行转变为1#电机停止，2#电机工频运行，3#电机变频运行状态。
当用水量减少时，变频器的工作频率将自动减小，当减小到一定程度时，此时压力传感器的压力还高于设定压力时，系统将依次停止最先启动的水泵，及KM2将失电，停止1#电机，以便用水增大到一定程度时再启动并进行变频操作。
4.切换过程IV
由3#电机变频运行，2#电机工频运行，1#电机停止运行转变为3#电机变频运行，1#、2#电机停止运行状态。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊分析过程与切换过程Ⅲ的分析类似。
5.切换过程V
由3#电机变频运行，1# 、2#电机停止运行转变为3#电机工频运行，1#电机变频运行，2#停止运行状态。
当用水量开始增加时，出水口压力达不到压力要求时，KM5失电，3#电机自变频器输出端断开，KM6得电，3#电机切换至工频运行。接着KM1得电，1#电机接至变频器输出端, 1#电机开始软起动，运行一段时间后， 3#水泵电机工作在变频状态。
在PLC程序设计中，必须认真考虑这五个切换过程，才能保证系统在一个工作周期内实现正常切换与运行。
1#、2#和3#机组工作过程流程图如下（图2-9）：
图2-9 3台机组工作过程流程图
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊
第三章控制系统硬件设计
3.1 主电路设计
在硬件系统设计中，采用一台变频器连接3台电动机，其中1#、2#和3#水泵电机都是小机，具有变频/工频两种工作状态，每台电机都通过两个接触器与工频电源和变频器输出电源相联；变频器输入电源前面接入一个自动空气开关，来实现电机、变频器的过流过载保护接通，空气开关的容量（具体选择见后）依据水泵电机的额定电流来确定。对于有变频/工频两种状态的1#、2#和3#电机，也需要在工频电源下面接入三个同样的自动空气开关，来实现电机的过流过载保护接通，空气开关的容量也依据水泵电机的额定电流来确定。所有接触器的选择都要依据电动机的容量适当选择。
变频器主电路电源输入端子（R、S、T）经过空气开关与三相电源连接，变频器主电路输出端子（U、V、W）经接触器接至三相电动机上，当旋转方向预设定不一致时，需要调换输出端子（U、V、W）的任意两相。特别是对于有变频/工频两种状态的电动机，一定要保证在工频电源拖动和变频输出电源拖动两种情况下电机旋向的一致性，否则在变频／工频的切换过程中会产生很大的转换电流，致使转换无法成功。在变频器起动、运行和停止操作中，必须用控制柜面板的运行和停止键来操作，不得以主电路的通断来进行。另外为了改善变频器的功率因素，还需配置相应的DC电抗器。
3.2控制电路设计
在控制电路的设计中，首先要考虑弱电和强电之间的隔离的问题。在整个控制系统中，所有控制电机、接触器的动作，都是按照PLC的程序逻辑来完成的。为了保护PLC设备，PLC输出端口并不是直接和交流接触器连接，而是通过中间继电器去控制电机的动作。在PLC输出端口和交流接触器之间引入中间继电器，其目的是为了实现系统中的强电和弱电之间的隔离，保护系统，延长系统的使用寿命，增强系统工作的可靠性。
控制电路之中存在电路之间互锁的问题，由于控制系统是实现组内的自动循环，所以电路的自锁包括组内互锁和组间互锁。组内互锁是指同一组中电动机的互锁，组间互锁是指不同机组之间电动机的互锁。在实现组内互锁的时候，严禁出现一台电动机同时接在工频电源和变频电源的情况，同时要求变频器始终只与一台电动机相连。所以在一台电动机变频工作的时候，要自动切断另两台电动机的变频控制电路。控制电路的组间互锁是通过输入按钮，控制PLC的输入端口来实现的，当选择一组机组运
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊行时，按下另一组起动按钮则为无效操作。
控制电路中还必须考虑系统电机和变频器的当前工作状态指示灯的设计，为了节省PLC的输出端口，在电路中可以采用PLC输出端子的中间继电器的相应常开触点的断开和闭合来控制相应电机和变频器的指示灯的亮和熄灭，指示当前系统电机和变频器的工作状态。
3.3 PLC配置
3.3.1 S7-200型PLC的特点
由于本系统选用的是德国SIEMENS公司的S7-200型PLC。下面就其一些特点作简要介绍。S7-200型PLC的结构紧凑，价格低廉，具有较高的性能/价格比，广泛适用于一些小型控制系统。SIEMENS公司的PLC具有可靠性高，可扩展性好，又有较丰富的通信指令，且通信协议简单等优点；PLC可以上接工控计算机，对自动控制系统进行监测控制。PLC和上位机的通信采用PC/PPI电缆，支持点对点接口（PPI）协议，PC/PPI电缆可以方便实现PLC的通信接口RS485到PC机的通信接口RS232的转换，通信传输速率为9.6Kbaud或19.2Kbaud。用户程序有三级口令保护，可以对程序实施安全保护。
3.3.2 PLC的I/O地址分配
PLC的输入、输出点数的确定根据控制系统设计要求和所需控制的现场设备数量加以确定。本系统共需开关量输入点数17个，开关量输出点数16个。同时还加上一个扩展模块EM235作为模拟量输入/输出单元。输入/输出信号地址分配如下表3-1所示。
（1）输入端口
自动控制系统PLC的输入端口包括3台电机的手动/自动启动按钮，3台电机的手动/自动停止按钮，以及手动/自动选择开关，压力上下限接点。另外PLC输入端口还包括3台电机的热保护继电器输入，输入形式是热继电器的常开触点。
（2）输出端口
PLC的输出端口包括3台电机的交流接触器的动作，分别对应3台电机变频/工频两个工作状态，，压力上下限指示，3台水泵的电机的过载指示和变频器的故障、运行指示。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊表3－1可编程控制器输入、输出端口（I/0）地址分配表
┊┊┊┊┊┊┊
┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3.3.3 PLC的模拟量输入、输出点
自动控制系统PLC的模拟输入端口包括压力传感器检测的水位信号，水位信号是以标准电流信号4～20mA进行传输的；变频器反馈的电机频率信号，电机频率信号是0～10V的电压信号。
3.3.4 PLC的选型
根据控制系统实际所需端子数目，考虑PLC端子数目要有一定的预留量，为以后新设备的介入或设备调整留有余地，因此选用的S7-200型PLC的主模块为CPU266，其开关量输出（DQ）为16点，输出形式为AC220V继电器输出；开关量输入CPU266为24点，输入形式为＋24V直流输入。由于实际的开关量输出有15点，为了以后的扩展，所以需要一个扩展模块，选择的是一个EM222型模块，该模块有8个开关量输出点，输出形式为AC220V继电器输出。
此外，为了方便的将水位信号、电机频率信号和同相比较信号传输给PLC,经比较计算后转换为相应的控制信号，选择了EM235模拟量扩展模块。该模块有4个模拟输入（AIW），1个模拟输出（AQW）信号通道。输入输出信号接入端口时能够自动完成A/D的转换，标准输入信号能够转换成一个字长（16bit）的数字信号；输出信号接出端口时能够自动完成D/A的转换，一个字长（16bit）的数字信号能够转换成标准输出信号。EM235模块可以针对不同的标准输入信号，通过DIP开关进行设置。
系统中PLC的选型包括一个CPU266主模块，一个EM222扩展模块，一个EM235模拟量扩展模块。如此PLC总共有15个数字信号输入,15个数字信号输出,以及4个模拟输入信号，1个模拟输出信号。输入和输出均有余量，可以满足日后系统扩充的要求。
第四章 PLC的设计
4.1 编程软件的简介和梯形图的基本绘制规则
任务4：全自动恒压供水系统 该任务（课题）来自2006年校企合作单位宜兴金燕自动化有限公司和我院合作设计中水处理恒压供水系统。该系统投入运行后，该企业典型先进可操作项目就成为本课程的教学内容，并且聘该公司负责人周其华工程师担任该项目的现场教学指导教师。该任务由上位机组态MCGS监控，下位机为PLC，由PLC 采集压力传感器信号，驱动变频器按照要求进行工作。 任务目的： 1．全自动恒压供水控制工程的要求 2．掌握全自动恒压供水控制工程的动画连接及数据库操作 3．掌握全自动恒压供水控制流程的编写及功能调试 4．掌握全自动恒压供水控制工程数据处理的方法 5．掌握全自动恒压供水设备组态方法 6．全自动恒压供水控制工程总体报告（实训报告） 1全自动变频恒压供水电气控制系统介绍 虽着社会的发展和进步，城市高层建筑的供水问题日益突出、一方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水障碍；另一方面要求保证供水的可靠性和安全性在发生 火灾时，能够可靠供水。 对供水系统进行控制，是为了满足用户对流量的需求，所以流量是供水系统的基本控制对象。但流量的测量比较复杂，考虑到在动态情况下，管道中某一点水压p的大小与供水能力和用水流量之间的平衡情况有关。如果以安装压力表的位置作为分界点，把压力表之前的流量称为供水流量（Q1），压力表之后的流量称为用水流量（Q2 ）。则：如Q1>Q2，则p>0 ；如Q1 变频恒压供水控制系统 发表时间：2019-01-08T16:21:17.107Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：蒋正锋[导读] （四川理工技师学院四川成都 611130） 1、系统构成 整个系统由一台PLC，一台变频器，水泵机组（3台），一个压力传感器，低压电器及一些辅助部件构成。 2、系统硬件设计 2.1.1 PLC选型 本系统选用FX2N-32MR型PLC。 2.1.2 接线及I/O分配 2.3 变频器选型及接线 2.3.1 变频器选型 根据设计的要求，本系统选用FR-A740系列变频器。 2.3.2变频器的接线 变频器端子 PLC端子功能 STF Y7 电机正转 FU X2 增泵、减泵 OL X3 增泵、减泵 2.6系统主电路设计 系统主电路接线 3 系统的软件设计 （1）自动运行部分 LD M8002 SET M0 LD X015 CJ P0 LD M0 AND X000 RST M0 SET M2 SET M7 SET M8 1）启动1#泵 按下启动按钮，系统检测采用那种运行模式。如果按钮SB7没按，则使用自动运行模式。变频启动1#水泵。 LD M2 AND X002 RST M2 SET M1 SET M4 2）启动1#，2#泵： 接收到变频器上限信号，PLC通过这个上限信号后将1#水泵由变频运行转为工频运行，KM1断开KM0吸合，同时KM3吸合变频启动第2#水泵。 LD M1 AND M4 AND X003 RST M1 RST M4 SET M2 3）启动1#泵： 接到下限信号就关闭KM3、KM0，吸合KM1，只剩1#水泵变频运行。 LD M1 AND M3 AND M6 AND X003 RST M6 RST M3 SET M4 4）启动1#，2#泵： 输出的下限信号使PLC关闭KM5、KM2，开启KM3，2#水泵变频启动。 LD M1 AND M4 AND X003 RST M4 RST M1 SET M2 5）启动1#泵： 接到下限信号关闭KM3、KM0，吸合KM1，只剩1#水泵变频运行。 技术协议 一、总则 1.1本协议书适用于山西柳林王家沟煤业有限公司变频恒压供水系统。它包括了设备的功能设计、结构、性能、供货等方面的技术要求。 1.2如卖方没有以书面形式对技术规范书明确提出异议，那么卖方提供的产品应完全满足技术协议书的要求。若供方所提供的协议书前后有不一致的地方，应以更有利于设备安装运行、工程质量为原则，由买方确定。设备采用的专利涉及到的全部费用均被认为已包含在设备报价中，卖方应保证买方不承担有关设备专利的一切责任。 1.3本技术协议书所使用的标准如与卖方所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。 二、设备概述 2.1变频恒压供水是指在供水管网中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。供水管网的出口压力值是根据用户需求确定的。 2.2变频恒压供水系统以管网水压 (或用户用水流量)为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节 (PID)，使供水系统自动恒稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应增大；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，供水量亦相应减小，这样就保证了供水效率用户对水压和水量的要求。 2.3变频恒压供水系统是一项成熟的技术，我公司已为多家水处理厂进行设计和改造，并取得可观的经济和社会效益。 三、设备规范 3.1设备名称：变频恒压供水系统 3.2型号：HHY-50/72-Q3 3.3设备组成：主泵、副泵、稳压罐、系统机组、智能变频控制柜 3.4主要参数： 3.5位置：室内安装 3.6变频恒压供水系统型号说明 3.7该系统设备主泵有二台，全部可软启动，均可变频调速，若按正顺序启动则按逆顺序停止。在三台水泵并联供水时，只有一台泵是变频调速泵，其余为恒速泵。在水泵出水管附近安装压力传感器，并将出水口压力信号反馈给变频恒压控制柜，控制水泵按设计给定的压力自动选择水泵的开停及台数，由用户需水量决定水泵供水量。 四、变频调速水泵恒压供水的特点： 我公司的变频调速水泵恒压供水有如下特点： 4.1供水压力稳定： 系统实现闭环控制，传感器返回系统压力，通过与设定值的比较，输出相应频率，拖动水泵运行在相应的转速，使系统压力保持恒定。 4.2高效节能： 系统能按需设定压力，根据设定的压力自动调节水泵转速和水泵运行台数，使设备运行在高效节能的最佳工作状态。 4.3操作方便简单，稳定可靠： 系统由变频器和PLC自动控制，可实行无人操作，操作简单。配有自动/手动开关控制，保证设备的安全连续运行。 基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计 赵华军钟波 （广州铁路职业技术学院） 摘要：文章介绍一种基于三菱PLC 和变频器控制恒压供水系统，详细地介绍了硬件的构成和控制流程。系 统较好地解决高层建筑、工业等恒压供水需求。系统具有节能、工作可靠、自动控制程度高、经济易配置等优点。 关键词：变频器；PID；PLC；恒压供水 1 引言 目前，在城市供水系统中，还有很多高楼、生活 小区、边郊企业等采用高位水塔供水方式。这样，由 于用水量具有很大随机性，常常出现在用水高峰时供 水量很小甚至没有水用的问题；且采用高位水塔，很 容易造成自来水的二次污染问题。针对这一情况，本 文设计了一套基于变频器内置PID 功能的恒压供水 系统，采用了PLC 控制及交流变频调速技术对传统 水塔供水系统的技术改造。该系统根据用水量的变 化，经过压力传感器将水压变化情况反馈给系统，使 得系统能自动调节变频器输出频率，从而控制水泵转 速，调节输出数量，使得水量变化时可保持水压恒定； 可取代高位水塔或直接水泵加压供水方式，为城市供 水系统的建设提出了一条极具推广、应用的新途径[1]。 2 工作原理 本文采用的变频器是三菱FR-A540，该变频器内 置PID 控制功能；供水系统方案如图1 所示。 将通往用户供水管中的压力变化经传感器采集 到变频器，与变频器中的设定值进行比 较，根据变频器内置的PID 功能，进行数 据处理，将数据处理的结果以运行频率的 形式进行输出[2]。 当供水的压力低于设定压力，变频器 就会将运行频率升高，反之则降低，且可 根据压力变化的快慢进行差分调节。由于 本系统采取了负反馈，当压力在上升到接 近设定值时，反馈值接近设定值，偏差减小，PID 运算会自动减小执行量，从而降低变频器输 出频率的波动，进而稳定压力。 在水网中的用水量增大时，会出现“变频泵” 效率不够的情况，这时就需要增加水泵参与供水，通 过PLC 控制的交流接触器组负责水泵的切换工作； PLC 是通过检测变频器频率输出的上下限信号，来判 断变频器的工作频率，从而控制接触器组是否应该增 加或减小水泵的工作数量。 课程设计 课题名称变频恒压供水控制系统设计学院(部) 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师(签字) 14 / - 1 - 一、设计概述 变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。本课程设计为实现恒压供水功能而按照设计任务书要求完成设计任务。最终实现控制系统的自动稳定运行。 根据设计要求本系统采用西门子PLC300控制系统对变频器进行调速控制和系统输入输出信号的采集以及系统报警功能的实现。本系统内的电机调速由变频器来实现，通过PLC控制变频器和现场压力仪表检测的反馈信号来实现对电机的自动恒压控制功能。 二、设计任务 例如一楼宇供水系统，正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。本恒压供水系统，要求以1.0Mpa的恒定压力对用户进行供水。水泵有2台，由一台变频器驱动。PLC按照压力变送器（PIT）的信号，调节 变频器的输出，使水泵的转速变化，从而保证供水压力的恒定。两台水泵互为备份，可任意选择一台水泵处于变频模式或工频模式。控制系统原理如图1所示： 14 / - 2 - PLC 变频PIT 恒压供水变频控制系统原理图图1 系统设备选型三、 主要电气元件参数指标1，三相异步电动机水泵：35KW1.0Mpa 恒压设定点：，两线制，4-20mA电流输出压力变送器：0-1.6Mpa VVVF变频器变频器： 1）水泵（小时，35m3/根据设计要求水泵正常供水20m3/小时，最大供水量50 ，流量扬程45m扬程。参考相关资料选择型号为IS50-32-125(50m 的水泵即可满足要求。m3/小时) (2)远传压力表结合具体有数据读取表盘等优点，由于远传压力表具有价格低、14 / - 3 - 实际设计，故在此处选择其作为反馈信号。 四、系统控制要求 1、设两台水泵。一台工作，一台备用。正常工作时，始终有 一台水泵供水。当工作泵出现故障时，备用泵自投。 2、两台泵可以互换。 3、给定压力可调，压力控制点设在水泵处。 4、具有自动，手动工作方式，各种保护、报警装置。 5、用PLC为主要器件完成控制系统的设计。 变频恒压供水设备常见故障排除方法（一） ■ ■I i■ ■aaa^-n i]?■ m ——“i?—《■“」■?■ i■ ” —i“ ■―■■■ ■■ LA^aaia■ UHB ■as -JI 问：为什么变频恒压供水设备系统压力不稳容易振荡答：系统压力不稳，可能有以下几种原因： 问：控制电机的接触器无动作，电机不启动，为什么？ 答：首先查看控制器操作面板上反应水泵的输出状态，可对照控制器说明书上所描述的 泵的设定及运行指示状态。假如无动作，但水泵对应的操作面板上查询状态有输出，则先查看一下外部的接触器接线及接触器的继电逻辑是否正确。如果没有问题，再用万用表测量控 制器相应的继电器输出，如果继电器没有输出相应的开关信号，说明控制器的继电器输出有 问题。如果操作面板上查询状态也无输出指示，请查看相对应的水泵是否设定为开启状态 （变量泵”或定量泵”状态）。］ 问：为什么变频恒压供水设备压力传感器显示压力变化，而面板显示压力却不变？ 答：首先应检查压力传感器和控制器的接线是否有松动或接触不良的现象存在。如果上述现象不存在，用万用表测量控制器模拟输入口的电压值。先测量SVCC端及GND端之间， 如果是4.9V~5.1V之间的电压值，说明提供模拟量输入口的电源正常，则进行下一步。可将一1K欧姆滑动电阻接在控制器的输入口的三个端子，动端接P1，再测量控制器的P1端 和GND端的电压是否随电阻器的阻值变化而变化。如果P1端对GND端的电压不变化，则 说明控制器的模拟输出口有故障或已损坏。如果正常，则说明是远传压力表的故障，更换压力表即可。］ 问：为什么在工作时系统压力高于设定值主机不停？ 答：主要原因可能是以下几项之一：1、如果压力传感器反应的压力和面板的压力不相 符，只是压力传感器的压力高于设定值，而面板反映的压力并未超出，则应查看压力传感器 是否损坏，接线是否有问题。此时控制器主机不停是正常的。2、如果上述情况不存在，控 制器和传感器的压力相符，均高于设定压力，则应检查附属小泵的设定状态，看小泵是否为 开启状态。如果小泵是关闭的，并且主机设定为到达下限频率不停机，主机不停也是正常的。 如果小泵是开启的，请查看主泵的运行频率，如果运行频率并非设定的下限频率，此时说明系统正处于正常的供水过程之中，等系统将频率调低，系统的压力自然会下降。 问：为什么控制器不起泵，而变频恒压供水设备RUN灯闪烁？ 答：因为此时控制器处于定时休眠状态。用户将控制器的第37项功能代码设定为ON 并规定了控制器休眠的时间，此时控制器时钟正处于这一时间段。将控制器第37项的相关参数项更改即可。 问：变频恒压供水设备面板始终显示P000,这是为什么？ 答：首先，检查控制器的参数设定是否正确，检查第4项参数（控制器的压力量程）是否被设定为零。如果是非零，则将控制器上压力传感器的几个端子的控制线拆下，用万用表测 量SVCC端与GND端之间是否为4.9V~5.1V之间的直流电压。如果正常，此时面板应显示正常的压力范围。否则控制器已损坏。如果测量所得结果低于 4.9V，说明输出模拟量的供］ 给电源有故障。 问：变频恒压供水设备在02报警，应如何处理？ 课题名称变频恒压供水控制系统设计 学院(部) 电子与控制工程学院 专业电气工程及其自动化 班级 学生姓名阿不都热扎克·阿不都拉 _ 学号 06 月 23 日至 06 月 27 日共 1 周 指导教师(签字) 2011年 06 月 7 日 目录 摘要 (3) 一、设计内容 (4) 二、设计要求 (4) 三、设计内容 1、方案的确定 (5) 2、变频调速恒压供水系统简介及工作原理 (6) 3、水泵的容量计算 (8) 4、水泵/变频器/PLC的选择 (9) 5、变频器参数设定 (10) 6、PID控制器参数选择 (10) 7、PLC外部接线图的设计 (11) 8、主电路的设计 (12) 9、系统的工作原理 (12) 四、设计图纸 (13) 五、操作使用说明书 (14) 六、设计体会 (15) 七、主要参考资料 (16) 附录一/附录二 (17) 附录三 (18) 附录四 (19) 摘要 随着我国社会经济的不断发展，住房制度改革的不断深入，人民生活水平的不断提高，城区中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到小区住户的正常生活与工作，也直接体现了小区物业水平的高低。传统的恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水灯供水方式普遍不通话程度的存在效率低、可靠性差、自动化不高等缺点，难以满足当前经济生活的需要。 论文分析了采用变频调速方式实现恒压供水的工作机理，通过对PID模块的参数预置，利用远传压力表的水压反馈量，构成闭环调节系统，利用变频器与水泵的配合作用实现恒压供水且有效节能。 论文论述了多种供水方案的合理性，同时也指出各种方案存在的问题，通过对比比较给出了比较适合该系统的方案——PLC控制变频恒压供水。 关键字：恒压供水变频调速 PLC 一、设计内容 变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。本课程设计是电气工程及其自动化专业《交流调速》课程的实践性环节，其主要目的是培养学生初步掌握交流调速系统的设计方法及理论知识的应用能力。本课程设计的基本任务是提高学生在调速系统设计方面的实践技能，培养学生综合运用知识，分析和解决实际问题的能力。通过控制系统的设计，初步掌 变频调速恒压供水系统，该系统能够根据运行负荷的变化自动调节供水系统水泵的数量和转速，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。 本文主要针对当前供水系统中存在的自动化程度不高、能耗严重、可靠性低的缺点加以研究，开发出一种新型的并在这三个方面都有所提高的变频式恒压供水自动控制系统。全文共分为四章。第一章阐明了供水系统的应用背景、选题意义及主要研究内容。第二章阐明了供水系统的变频调速节能原理。第三章详细介绍了系统硬件的工作原理以及硬件的选择。第四章详细阐述了系统软件开发并对程序进行解释。 关键词：变频器；恒压供水系统； PLC Frequency conversion constant pressure water supply system, the system is capable of automatically adjusting water supply system based on load changes of quantity and speed of the pump, always maintain the high efficiency and energy saving the best state of the This article primarily for current there is a high degree of automation in the water supply system, serious disadvantages, reliability, low energy consumption study developed a new and increased in these three areas of automatic control system of frequency conversion constant pressure water supply. The text is divided into four chapters. Chapter I sets out the water supply system of main research topics on background, meaning and content. Chapter II sets out the principle of variable frequency speed adjusting energy saving of water supply systems. Chapter III details the working principle of system hardware and hardware choices. The fourth chapter elaborates system software development and to explain the procedures Key words：Cam、high deputy、automation 目录 1 变频器恒压供水系统简介 (1) 1.1变频恒压供水系统理论分析 (1) 1.1.1变频恒压供水系统节能原理 (1) 1.1.2 变频恒压控制理论模型 (2) 1.2恒压供水控制系统构成 (3) 1.3 变频器恒压供水产生的背景和意义 (3) 2 变频恒压供水系统设计 (5) 2.1 设计任务及要求 (5) 2.2 系统主电路设计 (6) 2.3 系统工作过程 (6) 3 器件的选型及介绍 (8) 3.1 变频器简介 (8) 3.1.1 变频器的基本结构与分类 (8) 3.1.2 变频器的控制方式 (8) 3.2 变频器选型 (9) 3.2.1 变频器的控制方式 (9) 3.2.2 变频器容量的选择 (10) 3.2.3 变频器主电路外围设备选择 (12) 3.3 可编程控制器(PLC) (14) 3.3.1 PLC的定义及特点 (14) 3.3.2 PLC的工作原理 (15) 3.3.3 PLC及压力传感器的选择 (16) 4 PLC编程及变频器参数设置 (17) 4.1 PLC的I/O接线图 (17) 4.2 PLC程序 (17) 4.3 变频器参数的设置 (21) 4.3.1 参数复位 (21) 4.3.2 电机参数设置 (21) 总结 (22) 参考文献 (23) 1 变频器恒压供水系统简介 1.1变频恒压供水系统理论分析 1.1.1变频恒压供水系统节能原理 供水系统的基本特性和工作点扬程特性是以供水系统管路中的阀门开度不 变为前提，表明水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线f(Q)，如图1-1 所示。 图1-1供水系统的基本特征 由图可以看出，流量Q越大，扬程H越小。由于在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量的大小主要取决于用户的用水情况，因此，扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q(u)间的关系。而管阻特性是以水泵的转速不变为前提，表明阀门在某一开度下，扬程H与流量Q之间的关系H J (Qu )。管阻特性反映了水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图可知，在同一阀门开度下，扬程H越大，流量Q也越大。由于阀门开度的改变，实际上是改变了在某一扬程下，供水系统向用户的供水能力。因此，管阻特性所反映的是扬程与供水流量Qc之间的关系H f (Qc )。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的工作点，如图中A点。在这一点，用户的用水流量Qu和供水系统的供水流量Qc处于平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。图1-1供水系统的基本特征。 变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。通 问：为什么变频恒压供水设备系统压力不稳容易振荡 答：系统压力不稳，可能有以下几种原因： 1、压力传感器采集系统压力的位置不合理，压力采集点选取的离水泵出水口太近，管路压力受出水的流速影响太大。从而反馈给控制器的压力值忽高忽低，造成系统的振荡。 2、如果系统采用了气压罐的方式，而压力采集点选取在气压罐上，也可能造成系统的振荡。空气本身有一定的伸缩性，而且气体在水中的溶解度随压力的变化而变化，水泵直接出水的反馈压力和通过气体的反馈压力之间有一定的时间差，从而造成系统振荡。 3、控制器的加减速时间与水泵电机功率不相符。一般情况下，功率越大，其加减速时间也就越长。此项参数用户可多选几个数据进行调试。比如，15KW一般为10至20秒之间。 4、控制器和变频器的加减速时间不一致，控制器的加减速时间设定应大于或等于变频器加减速时间。 问：为什么变频恒压供水设备小泵频繁起停 答：此种情况是针对工频工作的小泵而言的。在系统之中，控制器的参数中第23、24项参数“小泵压力正、负误差”设定过小。在所有主泵都关闭以后，当系统的实际压力低于设定压力与小泵压力负误差之和时，小泵则起动。随着系统压力的上升，使得系统的实际压力高于设定压力与小泵压力正误差这两者之和时，小泵则被系统关闭。所以，解决问题的方法是将此项参数调高一定值即可。 问：为什么变频恒压供水设备在水泵切换时，变频器输出不为零 答：用户首先确定控制器给变频器的控制线是否全部接好。如果变频器没有滑行停车输入信号，则必须将变频器设定为自由滑行停车的工作模式。如果变频器有此信号输入则确保和控制器接好。然后，在水泵进行切换动作时，控制器会给变频器一个滑行停车信号，即EMG信号。如果EMG信号线没有接通，会直接导致变频器过载，此类现象要绝对禁止，否则，容易损坏变频器。如果接有EMG信号线，请仔细检查线是否接实。确定接实，没有线路故障后，再用万用表检查控制器的EMG是否有输出。如果当控制器处于切换时，EMG信号没有输出，则说明是控制器有故障.另外，不论控制器的变频器控制方式是何种类型，切换时均为滑行停止模式。 问：变频恒压供水设备模拟输出不正常，变频器运行频率与控制器输出不符，为什么答：首先，应确定是什么硬件出了问题。使控制器进入手动调试状态，分别用万用表量出控制器输出0Hz及50Hz时所对应的模拟量输出值。如果控制器的模拟输出值在0Hz时大于30mV，或在50Hz时小于控制器第10项参数定标的电压值(请确定模拟输出增益为100%)，则说明控制器输出存在问题。如果随着控制器的频率变化，输出一直保持不变，说明控制器的模拟输出电路损坏;如果模拟输出值也是变化的，但不能达到最大值，可通过调节模拟输出增益解决。其次，如果控制器的输出值正常，当控制器输出达到第10项参数定标的电压值时，变频器不能达到50Hz，说明是变频器的设定值存在问题，可调节变频器的频率增益解决。 PLC 控制恒压供水系统 国家职业资格全省统一鉴定 维修电工技师 （国家职业资格二级） 所在省市：江苏省常州市 摘要：本设计是针对居民生活用水 /消防用水而设计的。由变 频器、 PLC 控制系统，调节水泵的输出流量。电动机泵组由三 台水泵并联而成，由变频器或工频电网供电，根据供水 系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换 及速度，使系统运行在最合理的状态，保证按需供水。采用 PLC 控制的变频调速供水系统，由PLC 进行逻辑控制，由 变频器进行压力调节。通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节恒压供水。运行结果表明，该系统具有压力稳 定，结构简单，工作可靠操作方便等优点。 关 第一章概 述??????????????????????（1）1-1常的供水方式及恒 的??????????（1） 二、水的一般性原 ????????????????（1） 1-2PLC 、器控制的恒供水系方 案?????????（3） 二、方案特 点??????????????????????（3）四、型及目 的???????????????????（4） 硬件 ??????????????????????（6）二、器介 ?????????????????????（7）二、方 式??????????????????????（7）机速方案的比 ????????????????（9） 二、模供水系的 定?????????????????（10 ） 一、路介 ??????????????????????（11 ）三、入出元件与 PLC 地址照 表????????????（ 15） 程序????????????????????（17）???????????????????????? ?（ 20） 致 ???????????????????????? ?（ 21） 参考文 献???????????????????????（ 22 ）第一章概述 供水的一种典型方式是恒供水。恒供水使用器的速 功能通供水的水的速，以持供水始端力，使之保持相 的恒定，故又称恒供水。在供水以逐步渗透到各种行，品 种也从一的恒供水向多功能和高的、供水及能化控 制的方向展。 基于触摸屏和PLC 作控制器作速的恒供 PLC与变频器控制的自动恒压供水系统 1 系统简介 为改善生产环境，沱牌公司投资清洁水技改工程并建成一座日产水2.5万顿的供水系统，分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点，从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门，一部分则需通过加压泵输送到高位水池，而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里，高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决的。 鉴于以上特点，从技术可靠 和>'https://www.doczj.com/doc/0517188287.html,/jingjilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>经济实用角度综合考虑，我们设计了用PLC控制与变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统，同时通过主水管线压力传递 较>'https://www.doczj.com/doc/0517188287.html,/jingjilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的。 2 系统方案 系统主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的变频器、施耐德公司的软启动器、电机保护器、数据采集及其辅助设备组成（见图1）。 2.1 抽水泵系统 整个抽水泵系统有150KW深井泵电机四台，90KW深井泵电机两台，采用变频器循环工作方式，六台电机均可设置在变频方式下工作。采用一台 150KW和一台90KW的软起动150KW和90KW的电机。当变频器工作在50HZ，管网压力仍然低于系统设定的下限时，软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行，当压力达到高限时，自动停掉工频运行电机。一次主电路接线示意图见图2所示。 恒压供水技术方案文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968） 恒压供水技术方案 一、综述 1、概述：以变频器为核心的自动给水设备已经成为当下现代高楼自动供水设备的核心 设备。可以取代传统的高位水箱、气压罐供水，避免水质的二次污染，具有节能、操作方便、自动化程度高的特点。变频调速恒压供水设备可在生产生活用水、锅炉恒压补水、供暖系统、空调系统、定压差循环水、消防用水等方面直接应用。 2、特点： （1）高效节能； （2）可取代高位水箱或者水池，减少土建投资，避免水质二次污染； （3）采用恒压供水，大大提高供水品质； （4）延迟设备使用寿命，采用变频恒压供水，启动方式是软启动，对机械、电气设备冲击小，可大大延迟设备使用寿命，特别是机械设备。 （5）控制系统可根据客户需求配置人机管理系统、中文提示、中文监控操作，极大方便了客户的操作使用和设备维修； （6）全自动控制，无需人工干预； （7）具有完善的保护功能，变频器保护、欠电压保护、过电压保护、短路保护、过载保护、过热保护、缺相保护。 3、适用范围 （1）适用于自来水厂及加压泵站； （2）适用于住宅小区、宾馆、饭店及其它大型公共建筑的生活供水； （3）适用于大中型工矿企业的生产生活用水； （4）适用于居民住宅小区、宾馆、饭店、大型公共建筑和各种工矿企业的消防供水、生产供水； （5）适用于工矿企业恒压、冷却水工会和循环供水系统； （6）适用于热水供水、采暖、空调、通风系统的供水； （7）适用于污水泵站、污水处理中的污水提升系统； （8）适用于农田排灌、园林喷洒、水景和音乐喷泉系统； 二、工作原理 供水系统方案图 变频恒压供水系统构成及工作原理 1系统的构成 图3-1 系统原理图 如图3-1所示，整个系统由三台水泵，一台变频调速器，一台PLC和一个压力传感器及若干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵协调工作以满足供水需要；变频供水系统中检测管路压力的压力传感器， 一般采用电阻式传感器(反馈0～5V电压信号)或压力变送器(反馈4～20mA电流)；变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。 从原理框图，我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、以及报警装置等部分组成。 (1)执行机构 执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，图2.3中的3个水泵分为二种类型: 调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。 恒速泵:水泵运行只在工频状态，速度恒定。它们用于在用水量增大而调速泵的最大供水能力不足时，对供水量进行定量的补充。 (2)信号检测 在系统控制过程中，需要检测的信号包括自来水出水水压信号和报警信号: ①水压信号:它反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。 ②报警信号:它反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有异常。该信号为开关量信号。 (3)控制系统 供水控制系统一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。 ①供水控制器:它是整个变频恒压供水控制系统的核心。供水控制器直接对系统中的工况、压力、报警信号进行采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，通过变频调速器和接触器对执行机构(即水 全自动变频调速恒压变压供水设备 一、概述 在改革开放形势下，随着国民经济的发展，能源已经成为制约国民经济发展的重要因素，节约用能、合理用能是经济发展的重要指标，采用高新科技提高供水系统的效率，足今后供水技术和设备的必然发展方向。 通常的气压供水装置，为保证系统的正常工作，气压罐内的压力，必须具有高出实际用水高度的“上限压力”，以维持调节水量所必须的压差，结果足增大了水泵的功率，加之在运行过程中电机启动频繁，启动电流大，所以在电能消耗方面是不合理的。为了更好的节省电能，提高运行效率，我公司经过大量的调查研究，在采用国际先进的一一交流电动机变频变压调速器的基础上，成功开发了BTS型电脑控制自动恒压供水装置系列产品。该产品打破了目前国内气压罐传统供水方式，采用变速泵、恒速泵供水。它通过电脑控制系统，根据用户实际用水量自动调节，根据变速泵的特性，当用水量减少到某一定值时，附属气压罐系统开始工作，以便更有效的节省电能。这种供水系统是目前世界各国采用的最经济的供水方式，节能效果显著。 BTS型供水装置配有微型电脑，功能齐全，保护性能可靠，操作方便，自动化程度高，更易实现无人管理运行。它比现在通用的气压供水设备有更多的优点，不仅实现了在耗能最低的条件下，满足用水点的水量和水压要求，而且占地面积小，调试方便，安装工程时间短，降低了供水工程投资。 二、节能原理 供水装置的水泵在运行过程中，有恒速和变速两种方式，均可按供水用户的要求进行流量调节。恒速运行时，一般采用节流调节，这种方式的缺点是效率低、能耗大。变速运行时在运行过程中改变水泵转速，从而调节输出流量以适应用水量的变化，并可保证管网压力恒定，水泵始终在高效率的工况下工作。用水量减少时，水泵降低转速运行。由于水泵的轴功率与转速的三次方成正比。转速下降时，轴功率下降极大，故变速调节流量在提高机械效率和减少能耗方面足最为经济合理的。 轴功率与转速关系式： 摘要 电梯是一种用于电力拖动的特殊升降设备，是现代城市生活中必不可少且应用最广泛的垂直交通运输工具。随着社会的不断发展，电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯，为高层运输做出了不可磨灭的贡献。 随着电力电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的发展十分迅速。变频调速电梯使用了先进的PWM技术，明显改善了电梯运行质量和性能；调速范围广、控制精度高、动态性能好，舒适、安静、快捷，几乎可与直流电机相互媲美。同时也明显改善了电动机供电电源的质量，减少了谐波，提高了效率和功率因数，节能显著。 本设计在采用PLC和变频器相互结合而实现电梯常规控制的基础上，通过对变频器和PLC芯片的合理选择和设计，大大提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制和运行效果。 关键词：电梯，PWM控制，变频调速 ABSTRACT Summary elevator is a special electric traction equipment, is indispensable in modern urban life, and the most widely used vertical transportation. As society develops, elevator from the handle switch elevators, buttons control the elevator to the current group of Elevator, for senior transportation present. With power electronics and computer control technology and the rapid development, AC inverter technology development very rapidly. Variable speed elevator use advanced PWM, significantly improve the quality and performance elevator; speed range widely, control, precision, dynamic performance, comfortable, quiet, fast, almost comparable to the DC motor. At the same time significantly improved motor power quality, reduced harmonic, which improves the efficiency and power factor, energy-saving significantly. This design in use PLC and inverter elevator on the basis of conventional control, through the inverter and PLC chip design, selection and greatly improves the elevator control levels, and improves the comfort, Elevator makes elevator reaches more ideal control and operating results. Keywords: elevator, PWM, frequency 变频恒压供水设备工作原理及原理图 变频恒压供水设备工作原理这一相关知识，由兴崛供水为您全面讲述并提供工作原理图。 变频恒压供水设备工作原理：交流电动机的旋转速度与输入电的频率成正比，变频调速供水设备就是基于上述原理，采用压力传感器、可编程控制器、变频器及水泵电机构成以及设定压力为基准的闭环自动调节系统，具有控制水泵恒压供水的功能；通过压力传感器按受管网的压力信号，经微机与设定压力进行比较运算，输出调节参数送给变频器控制其频率的变化。用水量多时，频率提高，电机泵转数加快；反之频率降低，电机泵转数下降，既能保证用户用水又节省电能。 变频恒压供水设备一台变频器控制多台水泵”的多泵控制系统。在这里兴崛供水利用PLC设计一套变频调速恒压供水系统，该系统可根据管网瞬间压力变化自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入及退出，使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值，并满足用户的流量需求，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。可实现恒压变量、双恒压变量等控制方式，多种启停控制方式，该系统可以通过人意修改参数指令（如压力设定值、控制顺序、控制电机数量、压力上下限、PID值、加减速时间等）；具有完善的电气安全保护措施，对过流、过压、欠压、过载、断水等故障均能自行诊断并报警。 兴崛变频恒压供水设备是非常理想的一种节能供水设备，节能效果好，结构紧凑，占地面积小，运行稳定可靠，使用寿命长，方案设计灵活，供水压力可调，流量可大可小，完全可以取代水塔、高位水箱及各种气压式供水设备，可彻底免除水质的二次污染。全自动变频恒压供水设备亦用于改造原有老式泵房设备，改造后同样可以达到高效节能、自动恒压供水的目的。 变频恒压供水设备组成： 变频恒压供水设备主要由水泵机组、测压稳压罐、压力传感器、变频控制柜等组成，能 文献综述 电气工程及其自动化 电机变频控制系统设计 一、前言 在现代工业和经济生活中，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，变频器作为高新技术、节能技术已经广泛应用于各个领域。它依靠电力半导体器件的通、断作用将固定频率、电压的交流电变换为频率、电压都连续可调的交流电的装置，主要用于对异步电动机的调速控制。而变频调速就是利用变频器产生可变频率、可变电压的交流电源向交流电动机供电而实现的交流调速。它具有节能、易操作、便于维护、控制精度高等优点。[1-3]本设计通过DSP编程等知识实现远程终端与多个变频器的驱动与控制功能，从而实现PC机能远程控制电机的启停、加减速、正反转等各种运行状态。涉及了电子技术、自动控制、变频调速系统设计、PWM控制技术以及DSP的控制系统等知识。 二、主题 变频器技术是强弱电混合、机电一体化的综合性技术，既要处理巨大电能的转换（整流、逆变）问题，同时又要处理信息的收集、变换和传输问题。在巨大电能转换的功率部分要解决高电压、大电流的技术问题，及新型电力电子器件的应用问题，而在信息的收集、变换和传输的控制部分，则主要解决控制的硬件、软件问题。变频调速技术作为高新技术、基础技术和节能技术,已经渗透到经济领域的所有技术部门中。[1.5.6.8]目前变频器的发展趋势是朝着智能、操作简便、功能健全、安全可靠、环境低噪、低成本和小型化的方向发展。[2] 变频器是由主回路和控制回路两大部分组成的。主回路由整流器(整流模块)、滤波器(滤波电容)和逆变器(大功率晶体管模块)三个主要部件构成。其中逆变器是变频器的核心部分，它可由不同器件做成，如高频变频器用功率MOS晶体管，大容量变频器用GTO晶闸管，中小型变频器用IGBT晶体管等。控制制回路则由单片机、驱动电路和光电隔离电路构成。[4]现代通用变频器的控制电路电路大都是以微机为核心的数字电路。[1.3.7]控制电路的主要作用是将检测电路得到的各种信 变频恒压供水系统文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208] 供水系统方案图 变频恒压供水系统构成及工作原理 1系统的构成 图3-1 系统原理图 如图3-1所示，整个系统由三台水泵，一台变频调速器，一台PLC和一个压力传感器及若干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵协调工作以满足供水需要；变频供水系统中检测管路压力的压力传感器，一般采用电阻式传感器(反馈0～5V电压信号)或压力变送器(反馈4～20mA电流)；变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。 从原理框图，我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系 统、人机界面、以及报警装置等部分组成。 (1)执行机构 执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，图中的3个水泵分为二种类型: 调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。 恒速泵:水泵运行只在工频状态，速度恒定。它们用于在用水量增大而调速泵的最大供水能力不足时，对供水量进行定量的补充。 (2)信号检测 在系统控制过程中，需要检测的信号包括自来水出水水压信号和报警信号: ①水压信号:它反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。 ②报警信号:它反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有异常。该信号为开关量信号。 (3)控制系统 供水控制系统一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。 ①供水控制器:它是整个变频恒压供水控制系统的核心。供水控制器直接对系统中的工况、压力、报警信号进行采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，通过变频调速器和接触器对执行机构(即水泵)进行控制。 ②变频器:它是对水泵进行转速控制的单元。变频器跟踪供水控制器送来的控制信号改变调速泵的运行频率，完成对调速泵的转速控制。 ③电控设备:它是由一组接触器、保护继电器、转换开关等电气元件组成。用于在供水控制器的控制下完成对水泵的切换、手/自动切换等。 (4)人机界面 人机界面是人与机器进行信息交流的场所。通过人机界面，使用者可以更改设定压力，修改一些系统设定以满足不同工艺的需求，同时使用者也可以从人机界面上得知系统的一些运行情况及设备的工作状态。人机界面还可以对系统的运行过程进行监示，对报警进行显示。 (5)通讯接口变频恒压供水控制系统
变频恒压供水系统协议
基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计
变频恒压供水控制系统设计
变频恒压供水设备常见故障排除方法
变频恒压供水控制系统设计
恒压供水系统自动控制设计要点
变频器恒压供水系统(多泵) (2).
变频恒压供水设备常见故障排除方法
PLC控制恒压供水系统.docx
PLC与变频器控制的自动恒压供水系统解析
恒压供水技术方案
变频恒压供水系统
全自动变频调速恒压变压供水设备
变频调速电梯控制系统设计
变频恒压供水设备工作原理及原理图片
电机变频控制系统设计【文献综述】
变频恒压供水系统
相关主题
文本预览