變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究(模板)

1、變頻器恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究 摘要本設(shè)計(jì)研究的系統(tǒng)是利用變頻器的PID性能設(shè)計(jì)的一種恒壓供水系統(tǒng)。具體是以管網(wǎng)水壓（或用戶用水流量），利用壓力傳感器傳送的信號(hào)值為設(shè)定參數(shù)，通過微機(jī)（PLC可編程控制器）控制變頻器的輸出頻率，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)（PID），使供水系統(tǒng)自動(dòng)恒穩(wěn)，即實(shí)現(xiàn)恒壓供水的一套系統(tǒng)。采用該設(shè)備不需要建造高位水箱、水塔，水質(zhì)無二次污染，是一種理想的現(xiàn)代化建筑供水設(shè)備，既有廣泛的研究與實(shí)用推廣價(jià)值。關(guān)鍵字 變頻器 PID 恒壓供水 PLC前 言在社會(huì)的快速發(fā)展下，居民人數(shù)的增多，導(dǎo)致很多的城市居民家庭用水困難，特別是那些老式住房的居民，緊緊依靠高位水

2、塔和壓力罐來提供水源已不能滿足居民的要求。高位水塔占用空間大，距地面較高，容易氧化，最主要的是儲(chǔ)存的水量有限對(duì)現(xiàn)代居民來說很不方便。壓力罐供水原理是利用密封的罐體，使局部增壓達(dá)到供水目的，具體工作順序是由水泵將水通過逆變止閥壓入罐體使罐體內(nèi)氣體受到壓縮，壓力逐漸增大，當(dāng)壓力達(dá)到指定上限時(shí)電接點(diǎn)壓力表通過控制柜使泵機(jī)自動(dòng)停止，設(shè)備中的水壓高于外界壓力，自動(dòng)送至供水管網(wǎng)，當(dāng)罐體內(nèi)水位下降，氣壓減少到指定的下限位置時(shí)，電接點(diǎn)壓力表通過控制柜使水泵重新啟動(dòng)，如此反復(fù)，使設(shè)備不停地供水，當(dāng)罐內(nèi)氣體不足時(shí)，補(bǔ)氣閥可自動(dòng)補(bǔ)氣。雖然壓力罐供水能夠滿足現(xiàn)代居民的用水量，但在用水高峰時(shí)，水泵啟動(dòng)頻繁，每次啟動(dòng)都會(huì)

3、有較大的電流對(duì)電網(wǎng)沖擊，水泵的損壞較大，每次進(jìn)行維修水泵都要花費(fèi)一筆不小的費(fèi)用。隨著電力技術(shù)的發(fā)展，變頻器調(diào)速技術(shù)的日益完善，以變頻器為核心的智能供水控制系統(tǒng)取代了以往的高位水箱和壓力罐等供水設(shè)備，啟動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長(zhǎng)泵和閥門等東西的使用壽命，可以消除啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)，其穩(wěn)定安全的運(yùn)行性能，簡(jiǎn)單方便的操作方式，以及齊全周到的功能，將使供水實(shí)現(xiàn)節(jié)水，節(jié)電，節(jié)省人力，最終達(dá)到高效率的運(yùn)行目的。其工作原理是變頻恒壓供水控制系統(tǒng)通過測(cè)到的管網(wǎng)壓力，經(jīng)變頻器的內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算后，調(diào)節(jié)輸出超限信號(hào)（一般可作為管網(wǎng)

4、壓力極限信號(hào)）可適時(shí)通知PLC進(jìn)行變頻泵的邏輯切換，為防止水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生，泵的啟停將聯(lián)動(dòng)其出口閥門。一、方案選定變頻恒壓供水系統(tǒng)是指在供水管網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時(shí)，出口壓力保持不變的供水方式。供水管網(wǎng)的出口壓力值是根據(jù)用戶需求確定的。傳統(tǒng)的恒壓供水方式是采用水塔、高水位箱、氣壓罐等設(shè)施實(shí)現(xiàn)的。近年來，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟，其顯著的節(jié)能效果和可靠穩(wěn)定的控制方式，在供水系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)水泵電機(jī)實(shí)行無級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量及水壓變化通過微機(jī)檢測(cè)、運(yùn)算，自動(dòng)改變水泵轉(zhuǎn)速保持水壓恒定以滿足用水要求，是目前最先進(jìn)，合理的節(jié)能供水系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的水塔、高位水箱、氣壓罐等供水方式比較，不

5、論是投資、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有優(yōu)勢(shì)：1.高效節(jié)能。與傳統(tǒng)供水方式相比變頻恒壓供水能節(jié)能30%-60%。2.占地面積小，投入少，效率高。3.配置靈活，自動(dòng)化程度高，功能齊全，靈活可靠。4.運(yùn)行合理，由于一天內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速下降，軸上的平均扭矩和磨損減少，水泵的壽命將大為提高。5.由于能對(duì)水泵實(shí)現(xiàn)軟停和軟起，并可消除水錘效應(yīng)（水錘效應(yīng)：直接起動(dòng)和停機(jī)時(shí)，液體動(dòng)能的急劇變大，導(dǎo)致對(duì)管網(wǎng)的極大沖擊，有很大破壞力）。6.操作簡(jiǎn)便，省時(shí)省力。變頻恒壓供水系統(tǒng)以管網(wǎng)水壓 (或用戶用水流量)為設(shè)定參數(shù)，通過微機(jī)控制變頻器的輸出頻率從而自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的

6、閉環(huán)調(diào)節(jié) (PID)，使供水系統(tǒng)自動(dòng)恒穩(wěn)于設(shè)定的壓力值：即用水量增加時(shí)，頻率升高，水泵轉(zhuǎn)速加快，供水量相應(yīng)增大；用水量減少時(shí)，頻率降低，水泵轉(zhuǎn)速減慢，供水量亦相應(yīng)減小，這樣就保證了供水效率用戶對(duì)水壓和水量的要求，同時(shí)達(dá)到了提高供水品質(zhì)和供水效率的目的，“用多少水，供多少水”；采用該設(shè)備不需建造高位水箱，水塔，水質(zhì)無二次污染，是一種理想的現(xiàn)代化建筑供水設(shè)備。二、系統(tǒng)元器件的選擇(一)變頻器的選擇1.變頻器型號(hào)根據(jù)不同負(fù)載對(duì)機(jī)械特性的不同要求選擇變頻器型號(hào)有所不同。（1）風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載，由于低速時(shí)轉(zhuǎn)矩較小，對(duì)過載能力和轉(zhuǎn)速精度要求低可選用簡(jiǎn)易型的變頻器或風(fēng)機(jī)，泵類專用變頻器，這類專用變頻器具有工頻

7、，變頻的切換功能，多泵切換功能和PID功能?？赏ㄟ^參數(shù)設(shè)定完成一些控制任務(wù)，易于實(shí)現(xiàn)。（2）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，多數(shù)負(fù)載具有恒轉(zhuǎn)矩特性，但在轉(zhuǎn)速精度及動(dòng)態(tài)性能等方面一般要求不高。（3）要求響應(yīng)快的系統(tǒng)，所謂響應(yīng)快是指實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)于轉(zhuǎn)速指令的變化跟蹤的快，從負(fù)載變動(dòng)等急劇外界干擾引起的過渡性速度變化中恢復(fù)得快，（4）被控對(duì)象具有一定的動(dòng)態(tài)，靜態(tài)指標(biāo)要求，這類負(fù)載一般要求低速時(shí)有較硬的機(jī)械特性，并且有一定的調(diào)速精度，在動(dòng)態(tài)性能方面無較高的要求就能滿足生產(chǎn)工藝對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)，靜態(tài)指標(biāo)要求，如果控制系統(tǒng)采用開環(huán)控制，可選用具有無速度反饋的矢量控制功能的變頻器。（5）被控制對(duì)象具有較高的動(dòng)態(tài)，靜態(tài)指標(biāo)要求，對(duì)于

8、調(diào)速精度和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)都有較高的要求，以及要求精度同步運(yùn)行等場(chǎng)合，可選用帶速度反饋的矢量控制方式變頻器。變頻器容量的選擇是一項(xiàng)重要而復(fù)雜的問題，要考慮變頻器容量和電機(jī)容量的匹配，容量偏小會(huì)影響電動(dòng)機(jī)有效轉(zhuǎn)矩的輸出，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至損壞裝置，而容量偏大則電流的諧波分量會(huì)增大，也增加了設(shè)備的投資，選擇變頻器容量時(shí)，變頻器的電流是一個(gè)關(guān)鍵量。變頻器的容量應(yīng)按運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最大工作電流來選擇。選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電機(jī)的額定功率只能作為參考。另外應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率都會(huì)變壞。因此，用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相

9、比較，電動(dòng)機(jī)的電流增加10而溫升增加約20。所以在選擇電動(dòng)機(jī)和變頻器時(shí)，應(yīng)考慮到這中情況，適當(dāng)留有裕量，以防止溫升過高，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。變頻器的選擇依據(jù)是水泵電機(jī)的負(fù)載特性和電機(jī)的額定參數(shù)。2變頻器ACS510及其特點(diǎn)根據(jù)以上選擇參考分析，本設(shè)計(jì)選用ACS510系列變頻器。ACS510是ABB又一款杰出的低壓交流傳動(dòng)產(chǎn)品，它可以簡(jiǎn)單地購(gòu)買，安裝，配置和使用，可節(jié)省相當(dāng)多的時(shí)間。ACS510傳動(dòng)應(yīng)用于廣泛的工業(yè)領(lǐng)域，適用各種類型負(fù)載。ACS510還針對(duì)風(fēng)機(jī)水泵應(yīng)用作了特別的優(yōu)化，典型的應(yīng)用包括恒壓供水，冷卻風(fēng)機(jī)，地鐵和隧道通風(fēng)等。該設(shè)備具有以下主要特點(diǎn)：（1）完美匹配風(fēng)機(jī)和水泵：增強(qiáng)的PF

10、C應(yīng)用，最多可控制7臺(tái)泵；SPFC循環(huán)軟啟功能可依次調(diào)節(jié)每個(gè)泵；超越模式應(yīng)用于隧道風(fēng)機(jī)的火災(zāi)模式；兩個(gè)獨(dú)立的內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器PID1和PID2，PID1可設(shè)置兩套參數(shù)，通過PID2可控制一個(gè)獨(dú)立的外部閥門。（2）更經(jīng)濟(jì)：噪音最優(yōu)化，當(dāng)傳動(dòng)溫度降低時(shí)增加開關(guān)頻率，負(fù)載降低時(shí)自動(dòng)降低電機(jī)磁通，簡(jiǎn)單安裝，容易連接電纜，多種I/O和即插式可選件方便地連接到現(xiàn)場(chǎng)總線上。（3）更環(huán)保：EMC適用于第一及第二環(huán)境的RFI濾波器作為標(biāo)配，變感量電抗器可根據(jù)不同負(fù)載匹配電感量，抑制和減少諧波。該系列變頻器針對(duì)水泵，風(fēng)機(jī)負(fù)載設(shè)計(jì)了多種應(yīng)用宏，根據(jù)不同的控制宏要求，選擇相應(yīng)的宏，變頻器有不同的默認(rèn)設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)接線最

11、少，參數(shù)設(shè)置最簡(jiǎn)化的特點(diǎn)。針對(duì)該類負(fù)載，該系列變頻器增設(shè)了睡眠控制功能。3.ABB產(chǎn)品信息ACS400變頻器在2.2-37KW的功率范圍內(nèi)，節(jié)約能源，控制準(zhǔn)確,安全可靠,鑄鋁件和塑料件的使用,保證了足夠的加工精度,ACS400預(yù)置了九種應(yīng)用宏.主電源：230500V50/60HZ控制電源：115230V.在勵(lì)磁部分中采用了最新的IGBT控制技術(shù)，不再需要磁場(chǎng)電壓匹配變壓器，磁場(chǎng)進(jìn)線熔斷器和電抗器也已集成在DCS400模塊中。由于磁場(chǎng)部分采用了三相進(jìn)線供電方式，且直接取自為電樞供電的三相電源，因而DCS400不再需要單獨(dú)的磁場(chǎng)電源進(jìn)線。DCS400擁有多種調(diào)試工具。在調(diào)試向?qū)У囊龑?dǎo)下進(jìn)行參數(shù)設(shè)定

12、，加上全部的自優(yōu)化調(diào)試過程，DCS400的典型調(diào)試時(shí)間為15分鐘。（二）PLC的的特點(diǎn)及選型1.PLC特點(diǎn)及應(yīng)用可編程控制器（ProgrammableLogicController）是計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動(dòng)控制裝置，是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器更多地具有了計(jì)算機(jī)的功能，不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、順序(步進(jìn))控制，還具有

13、了模擬量控制、閉環(huán)過程控制、數(shù)據(jù)處理和通信聯(lián)網(wǎng)等功能。由于可編程控制器可通過軟件來改變控制過程，并且編程簡(jiǎn)單，同時(shí)采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，易于擴(kuò)展和拆裝，因而具有體積小，功耗低，可靠性高，組裝維護(hù)方便，控制功能完善和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，成為當(dāng)今自動(dòng)化電氣控制的主流。2.可編程控制器的選型（1）本設(shè)計(jì)的主要控制過程是利用可編程控制器的A/D,D/A模塊和可編程控制器內(nèi)置的控制模塊來控制水泵電機(jī)的切換從而調(diào)節(jié)供水管中水的壓力。整個(gè)控制系統(tǒng)除了用到PLC邏輯控制、定時(shí)控制和計(jì)數(shù)控制等基本控制功能外，關(guān)鍵是要用到PLC的高級(jí)控制單元，主要包括A/D、D/A單元等。

14、0;現(xiàn)代大中型的PLC一般都配備了專門的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，可以將現(xiàn)場(chǎng)需要控制的模擬量通過A/D模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，經(jīng)微處理器運(yùn)算處理后，再通過D/A模塊轉(zhuǎn)換，變成模擬量去控制被控對(duì)象。但現(xiàn)在考慮到系統(tǒng)的安裝以及成本問題，故本系統(tǒng)供水泵的自動(dòng)控制采用的是日本歐姆龍公司的PLC，機(jī)器型號(hào)為CPM2A-30CDR-A和模擬量控制模塊CPM1A-MAD02。其特性簡(jiǎn)介如下：（2）CPM2A為系統(tǒng)提供了眾多的功能高速計(jì)數(shù)器能方便地測(cè)量高速運(yùn)動(dòng)的加工件。同步脈沖控制可方便地調(diào)整時(shí)間。帶高速掃描和高速中斷的高速處理。 可方便地與OMRON的PT相連接，為機(jī)器操作提供一個(gè)可視化界面。小機(jī)殼內(nèi)匯集

15、了先進(jìn)的功能和優(yōu)異的表現(xiàn)。為食品包裝行業(yè)，傳送設(shè)備和緊湊型設(shè)備的制造商提供更優(yōu)越的性能和更高的附加值。通過脈沖輸出可實(shí)現(xiàn)許多基本的位置控制?？蛇M(jìn)行分散控制和模擬量控制。3、 變頻器恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變頻器恒壓供水系統(tǒng)的主電路及控制電路設(shè)計(jì)如圖3-1及3-2所示圖3-1變頻器恒壓供水系統(tǒng)主電路圖系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)首先閉合空氣開關(guān)，把轉(zhuǎn)換開關(guān)達(dá)到變頻位置，三相交流電通過開關(guān)送到交流接觸器和熱繼電器加載到變頻器上，變頻器輸出驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，如果檢測(cè)得管網(wǎng)壓力大于設(shè)定值，則系統(tǒng)不啟動(dòng)，當(dāng)管網(wǎng)壓力小于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)。（在恒壓供水系統(tǒng)中可根據(jù)用戶用水量的大小實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒壓供水的目的水泵

16、電機(jī)是系統(tǒng)的輸出環(huán)節(jié)，它的轉(zhuǎn)速由變頻器控制，實(shí)現(xiàn)變水壓的恒壓控制變頻器接受PID控制器的信號(hào)對(duì)水泵進(jìn)行速度控制，PID控制器它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，工作可靠，挑戰(zhàn)方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控制對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型，控制理論的其他技術(shù)難以采用時(shí)，即當(dāng)不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控制對(duì)象，或不能通過有效的手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)，PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制，PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例，積分，微分計(jì)算出量進(jìn)行控制的。圖3-2變頻器恒壓供水系統(tǒng)控制電路圖PID控制屬于閉環(huán)控制，是指將被控制量的檢測(cè)信號(hào)反饋到變頻器，與被

17、控制量的目標(biāo)信號(hào)相比較，以判斷是否已經(jīng)到達(dá)預(yù)定的控制目標(biāo)。如尚未達(dá)到，則根據(jù)兩者的差值進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到預(yù)定的控制目標(biāo)為止。其特點(diǎn)：PID應(yīng)用范圍廣。雖然很多工業(yè)過程是非線性或時(shí)變的，但通過對(duì)其簡(jiǎn)化可以變成基本線性和動(dòng)態(tài)特性不隨時(shí)間變化的系統(tǒng)，這樣PID就可以控制了。PID參數(shù)較易整定。也就是說，PID的參數(shù)K,T,T可以根據(jù)過程的動(dòng)態(tài)特性及時(shí)整定，如果過程的動(dòng)態(tài)特性變化，如可能由于負(fù)載的變化引起系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的變化，則PID參數(shù)就可以重新整定。PID控制器在實(shí)踐中也不斷地得到改進(jìn)，如結(jié)合人工智能系統(tǒng)，模糊控制。采用遠(yuǎn)傳壓力表作為壓力檢測(cè)與變送元件，它將管道內(nèi)的壓力值(0-0.4MP)轉(zhuǎn)換為0-

18、10V（0-20MA）的直流電壓（電流）信號(hào)，經(jīng)AI2接線端輸入變頻器。遠(yuǎn)傳壓力表在工作原理上相當(dāng)于一個(gè)可變的電阻，將24V直流電壓加在兩固定端，壓力表的指針帶到可變電阻的可動(dòng)端，壓力表的滿偏量程為1MP,所以當(dāng)壓力在0-0。4MP范圍內(nèi)變化時(shí)，壓力反饋為0-10V(或0-20MA)。壓力傳感器檢測(cè)管網(wǎng)出水壓力，把信號(hào)傳給PID控制器，通過PID控制器調(diào)節(jié)變頻器的頻率來控制水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，壓力檢測(cè)值與壓力給定值差距越大，該輸出信號(hào)變化就越大一旦管網(wǎng)壓力達(dá)到了設(shè)定值，該輸出控制信號(hào)就恒定下來，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。）當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，為了不影響居民用水，我們就要進(jìn)行臨時(shí)手動(dòng)工頻供水。首先要切斷加在變頻

19、器上的三相電源，將電源連接在工頻中，由于水泵電機(jī)的容量一般較大，直接啟動(dòng)時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)很大的起動(dòng)電流，這樣對(duì)電機(jī)的使用壽命有一定的影響，為減小起動(dòng)電源常采用補(bǔ)償降壓起動(dòng)，補(bǔ)償電壓起動(dòng)是大容量三相異步電動(dòng)機(jī)常用的起動(dòng)方法之一，按下啟動(dòng)按鈕后，降壓動(dòng)作，即接觸器KM1,KM2和時(shí)間繼電器得電，主電路上的接觸點(diǎn)KM1,KM2閉合電機(jī)從自藕變壓器中間抽頭霍德爾80%或60%額定電壓降壓起動(dòng)，以達(dá)到減小起動(dòng)電流的目的，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到一定值時(shí)，時(shí)間繼電器KT動(dòng)作，KM1,KM2主觸點(diǎn)斷開，KM3 接觸器得電，KM3 主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)加額定電壓進(jìn)入全壓運(yùn)行狀態(tài)，即達(dá)到臨時(shí)手動(dòng)供水目的。四、變頻器恒壓供水系

20、統(tǒng)分析（一）變頻恒壓供水系統(tǒng)變頻調(diào)速技術(shù)原理是把工頻50HZ的交流電轉(zhuǎn)換成頻率和電壓可調(diào)的交流電，通過改變交流電動(dòng)機(jī)定子繞組的供電頻率，在改變變頻率的同時(shí)也改變電壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。此處變頻調(diào)速是根據(jù)用戶在單位時(shí)間內(nèi)用水量的的多少來調(diào)速。在水流量小的時(shí)候變頻控制水泵的轉(zhuǎn)速緩慢，或變頻器處于睡眠狀態(tài)。一旦水流量大時(shí)，變頻器則控制水泵快速運(yùn)行，以達(dá)到管網(wǎng)壓力一直處于穩(wěn)定狀態(tài)。始終保持供求關(guān)系為：供水=用水。（二）供水系統(tǒng)工作原理1.變頻器恒壓恒壓供水采用變頻器的PID控制功能實(shí)現(xiàn)恒壓控制。2.變頻恒壓供水原理是指變頻器接受PID控制器的信號(hào)對(duì)水泵進(jìn)行速度控制，壓力傳感器檢測(cè)管網(wǎng)出水壓

21、力，把信號(hào)傳給PID控制器，通過PID控制器調(diào)節(jié)變頻器的頻率來控制水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)恒壓供水。變頻器與外部設(shè)備有九根接線除去與電動(dòng)機(jī)相連的三根導(dǎo)線外其余分別是：模擬是接地端AGND、24V直流電源、壓力反饋輸入端AI2，變頻器起動(dòng)與停止控制端AI6（得電啟動(dòng)、失電停止）、用于故障保護(hù)的繼電器RO3的一對(duì)觸點(diǎn)B-C端。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1置手動(dòng)操作位置，即工頻接電源，變頻為斷開狀態(tài)，按下啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1,KM2和時(shí)間繼電器KT線圈通電，主電路中KM1，KM2的主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)開始降壓起動(dòng)，控制電路常開出點(diǎn)KM1斷開實(shí)現(xiàn)互鎖，KM1的常開觸點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)自鎖，同時(shí)時(shí)間繼電器KT開始延時(shí)，一

22、段時(shí)間后，其常開觸點(diǎn)KT閉合，中間繼電器KA線圈通電，KA的常閉觸點(diǎn)斷開，使KM1，KM2，KT線圈斷電，觸點(diǎn)KM1恢復(fù)閉合，KA的兩個(gè)常開觸點(diǎn)閉合，上面一個(gè)實(shí)現(xiàn)自鎖，下面的常開觸點(diǎn)接通KM3線圈，KM3線圈得電KM3的常閉觸點(diǎn)斷開，工頻停止指示燈熄滅，KM3的常開觸點(diǎn)閉合，工頻運(yùn)行指示燈點(diǎn)亮。同時(shí)其主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)切斷降壓運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全壓運(yùn)行。電機(jī)在工作狀態(tài)下，按一下停止按鈕SB1,可使KM3線圈斷電電機(jī)停止工作。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1置自動(dòng)操作位置，即變頻運(yùn)行，水泵的起動(dòng)與停止，即可通過變頻器面板控制，也可以通過外部開關(guān)控制。通過變頻器的面板控制起動(dòng)，是指用用水量來通過定時(shí)器DS決定線路是斷開還是

23、閉合，在用水量較大時(shí)用定時(shí)器DS設(shè)定時(shí)間控制開關(guān)閉合，而在用水量小或不用水時(shí)定時(shí)器DS控制開關(guān)為斷開狀態(tài)，水泵停止運(yùn)行。一般設(shè)定的時(shí)間為五點(diǎn)至二十三點(diǎn)是閉合狀態(tài)，電機(jī)正常工作。其余時(shí)間是斷開狀態(tài)，水泵停止工作。也就是說變頻器進(jìn)入睡眠功能。變頻器的睡眠功能是指在無人用水或用水流量很小時(shí)的情況下，所有工頻泵均已停止運(yùn)行，只有變頻泵運(yùn)行在下限頻率，且用戶管網(wǎng)壓力仍然偏高則變頻泵停止運(yùn)行，輔助泵投入運(yùn)行，沒有輔助泵的系統(tǒng)則變頻泵進(jìn)入休眠狀態(tài)，所有水泵均停止運(yùn)行，由氣壓罐或自來水管網(wǎng)維持壓力。睡眠功能更有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。通過外部開關(guān)控制起動(dòng)，是指直接將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2轉(zhuǎn)換為閉合，變頻線路得電。這樣起動(dòng)電

24、機(jī)會(huì)浪費(fèi)電能，減少電機(jī)的使用壽命，因?yàn)樵谏钜褂盟啃r(shí)或不用水時(shí)，電機(jī)還是在運(yùn)行。開關(guān)閉合后，線圈KM4通電，KM4的常閉點(diǎn)斷開變頻停止指示燈熄滅，KM4的常開觸點(diǎn)閉合變頻運(yùn)行指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)主電路中的KM4主觸點(diǎn)閉合，變頻器得電并運(yùn)行。五、變頻恒壓供水系統(tǒng)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)及適用范圍（一）變頻恒壓供水特點(diǎn)1.采用可編程控制器，程序靈活多變，精度高，可靠性強(qiáng)，功能多，反映速度塊。2.均配有穩(wěn)壓泵或穩(wěn)壓罐穩(wěn)壓，在用水量小到一定值時(shí)，主泵可停止運(yùn)轉(zhuǎn)，減少水泵電機(jī)的機(jī)械磨損并且節(jié)約電能。3.對(duì)水泵均為軟啟動(dòng)，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，消除了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊。4.根據(jù)用水量的變化，水泵循環(huán)變頻運(yùn)行，先啟的先停，使水泵

25、均衡工作。當(dāng)一臺(tái)泵運(yùn)轉(zhuǎn)六小時(shí)或二十四小時(shí)，自動(dòng)切換到另一臺(tái)。5.最大的特點(diǎn)為雙恒壓控制，生活消防可公用的一套設(shè)備，為用戶節(jié)約投資。而且一機(jī)兩用，大大的提高了使用效率。6.結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小 ，安裝塊，投資省，運(yùn)行穩(wěn)定。無污染。（二）變頻恒壓供水優(yōu)點(diǎn)1.啟動(dòng)平衡，啟動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊2.由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長(zhǎng)泵和閥門等的使用壽命3.可以消除啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)在主要功能預(yù)置方面，最高頻率應(yīng)以電動(dòng)機(jī)的額定頻率為變頻器的最高工作頻率4.節(jié)約電能。水泵的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，輸出功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比根據(jù)所需流量變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，這樣就可以

26、大量節(jié)約電能5.節(jié)約用水采用變頻器進(jìn)行變頻恒壓供水，管道保持恒壓，可杜絕崩管現(xiàn)象，減少跑、冒、滴、漏等情況，從而節(jié)約用水6.延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命利用供水專用變頻器進(jìn)行變頻恒壓供水，可保持系統(tǒng)水壓恒定，不會(huì)出現(xiàn)水壓過高的現(xiàn)象，管道的壓力一直可維持在合理的范圍內(nèi)，延長(zhǎng)了設(shè)備更換周期，減少了維修的投入，并且避免了管道崩裂事故7.無需儲(chǔ)水箱，避免了水箱內(nèi)長(zhǎng)期沉積污垢及滋生微生物對(duì)水體質(zhì)量的污染。（三）適用范圍1.各種類型的自來水廠，供水站。2.工業(yè)與民用建筑的生活、生產(chǎn)、消防用水系統(tǒng)。3.公共設(shè)施賓館，飯店的生活熱水，空調(diào)供水系統(tǒng)。4.油田的輸油管道，油泵站恒壓輸送系統(tǒng)和工廠、礦山通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。5

27、.熱水鍋爐定壓及熱水管道的定壓系統(tǒng)。結(jié) 論經(jīng)過這一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)和對(duì)相關(guān)資料的收集，使我更加了解了變頻器的結(jié)構(gòu)和功能，同時(shí)也明白了變頻器在恒壓供水方面的作用，可以這樣說變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中充當(dāng)著整個(gè)系統(tǒng)的靈魂，它是該系統(tǒng)的核心。變頻器在恒壓供水系統(tǒng)方面為人們的生活水平作出了巨大的貢獻(xiàn)，不僅僅為人們解決了用水的困難，保證水隨時(shí)都能用上水，而且還為人們節(jié)省了很多的金錢比如水泵的經(jīng)常性維修費(fèi)用等。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)環(huán)境要求的條件低，在變頻器出現(xiàn)故障點(diǎn)的時(shí)候還可以臨時(shí)啟用補(bǔ)償降壓系統(tǒng)供水保證居民有足夠的水源。該系統(tǒng)是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。在設(shè)計(jì)該過程中我遇到很多的困難，特別是對(duì)變頻器參數(shù)的設(shè)定，變頻器生產(chǎn)廠家的不同，也就決定變頻器的參數(shù)也是不同的，在我們所學(xué)的課程中變頻器一直為三菱的FR-510，現(xiàn)在突然要用ABB-ACS510變頻器多少有點(diǎn)不適應(yīng)，在陳老師所給的ACS510變頻器說明書中經(jīng)過慢慢的學(xué)習(xí)，總算是把其參數(shù)設(shè)定好，由于個(gè)人水平限制的原因，在編寫設(shè)計(jì)過程中陳老師給了很多的幫助，真的很感謝。這次設(shè)計(jì)讓我了解到變頻器在生活中的重要性，它與社會(huì)的發(fā)展是緊密結(jié)合的，變頻器在恒壓供水方面只是它用處的冰山一角?，F(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)是離不