變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)課題名稱變頻恒壓供水限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院(部)專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)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(jì)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(diǎn)。本課程設(shè)計(jì)是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)《溝通調(diào)速》課程實(shí)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(jì)的方法及理論學(xué)問的應(yīng)用實(shí)力。設(shè)計(jì)任務(wù)本課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是提高學(xué)生在調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的實(shí)踐實(shí)力，培育學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)問，分析和解決實(shí)際問題的實(shí)力。通過限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，初步駕馭溝通調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)資料一樓宇供水系統(tǒng)，正常供水20m3/小時(shí)，最大供水量35m3/小時(shí)，揚(yáng)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(yùn)行，保證用戶水壓恒定。當(dāng)用水量增大或減小時(shí)，水泵電動(dòng)機(jī)速度發(fā)生變更，變更流量，以保證水壓恒定。設(shè)計(jì)要求1、設(shè)兩臺(tái)水泵。一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。正常工作時(shí)，始終有一臺(tái)水泵供水。當(dāng)工作泵出現(xiàn)故障時(shí)，備用泵自投。2、兩臺(tái)泵可以互換。3、給定壓力可調(diào)，壓力限制點(diǎn)設(shè)在水泵處。4、具有自動(dòng)，手動(dòng)工作方式，各種愛護(hù)、報(bào)警裝置。5、用PLC為主要器件完成限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。五、設(shè)計(jì)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(shí)限制電路電源指示燈HL9亮），變頻器電源開關(guān)QF3，將自動(dòng)檔位開關(guān)SA2旋到自動(dòng)檔位，此時(shí)觸點(diǎn)0001接通，進(jìn)而使內(nèi)部協(xié)助觸電1001導(dǎo)通，選擇工作方式為自動(dòng)方式。備用泵選擇：如選擇1號(hào)泵為備用泵，則將其備用選擇開關(guān)SA1旋到1號(hào)泵備用檔位，此時(shí)觸電0000被接通，內(nèi)部協(xié)助觸電1002導(dǎo)通，選擇1號(hào)泵為備用泵。如選擇2號(hào)泵為備用泵，則將其備用選擇開關(guān)SA1旋到2號(hào)泵備用檔位，此時(shí)常閉觸電0000被接通，內(nèi)部協(xié)助觸電1003導(dǎo)通，選擇2號(hào)泵為備用泵。自動(dòng)狀態(tài)啟動(dòng)：按下啟動(dòng)按鈕SB1，PLC內(nèi)部觸電002被接通，此時(shí)假如選擇1號(hào)泵為備用泵則0502觸電被接通，2號(hào)泵正常工作，1號(hào)泵為備用泵。此時(shí)假如選擇2號(hào)泵為備用泵則0500觸電被接通，1號(hào)泵正常工作，2號(hào)泵為備用泵。自動(dòng)狀態(tài)停止：按下自動(dòng)停止按鈕SB2則PLC內(nèi)部觸點(diǎn)0003被接通，此時(shí)可斷開0502和0500輸出繼電器，可使整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行。同時(shí)，手動(dòng)啟動(dòng)1號(hào)泵：分別閉合總電源開關(guān)QF1，限制電路電源開關(guān)QF2（此時(shí)限制電路電源指示燈HL9亮），變頻器電源開關(guān)QF3，將自動(dòng)檔位開關(guān)SA2旋到手動(dòng)檔位，此時(shí)觸電0001被接通，同時(shí)常閉觸電0001斷開，即切除自動(dòng)狀態(tài)的功能。按下SB3啟動(dòng)1號(hào)泵工作，觸電0004被接通，輸出繼電器0501動(dòng)作，啟動(dòng)1號(hào)泵工頻工作。手動(dòng)停止1號(hào)泵：按下SB4，觸電0005閉合，切斷輸出繼電器0501，1號(hào)泵停止工作。同時(shí)常閉觸電0501斷開，2號(hào)泵無法啟動(dòng)。手動(dòng)啟動(dòng)2號(hào)泵：按下SB5啟動(dòng)2號(hào)泵工作，觸電0006被接通，輸出繼電器0503動(dòng)作，啟動(dòng)1號(hào)泵工頻工作。手動(dòng)停止2號(hào)泵：按下SB6，觸電0007閉合，切斷輸出繼電器0503，2號(hào)泵停止工作。同時(shí)常閉觸電0503斷開，1號(hào)泵無法啟動(dòng)。故障解除：1號(hào)泵熱繼電器出現(xiàn)故障時(shí)，輸入端子FR1動(dòng)作，接通觸點(diǎn)0009，使輸出繼電器0506接通，點(diǎn)亮HL8。2號(hào)泵熱繼電器出現(xiàn)故障時(shí)，輸入端子FR2動(dòng)作，接通觸點(diǎn)0010，使輸出繼電器0505接通，點(diǎn)亮HL7。當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，輸入端子BP動(dòng)作，接通觸點(diǎn)0008，使輸出繼電器0507接通，點(diǎn)亮HL6。2、PID限制器參數(shù)選擇依據(jù)設(shè)計(jì)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(shí)間Ti=24秒。因?yàn)楣┧到y(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(shí)，最大供水量35m3/小時(shí)，揚(yáng)程45m。參考相關(guān)資料課選擇型號(hào)為IS50-32-125(揚(yáng)程50m，流量50m3/小時(shí))的水泵即可滿意要求。7、PLC外部接線圖的設(shè)計(jì)PLC依據(jù)表1的I/O安排關(guān)系和C20P的端子排列位置進(jìn)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(hào)指示及報(bào)警指示燈與接觸器共用220V電源。（PLC外部接線圖的設(shè)計(jì)如附圖1所示）I/O安排表表1輸入輸出1、2號(hào)泵備用旋鈕SA100001號(hào)泵變頻啟動(dòng)接觸器KM105001號(hào)水泵變頻運(yùn)行指示燈HL1手動(dòng)或自動(dòng)旋鈕SA200011號(hào)泵工頻啟動(dòng)接觸器KM205011號(hào)水泵工頻運(yùn)行指示燈HL2自動(dòng)啟動(dòng)SB100022號(hào)泵變頻啟動(dòng)接觸器KM305022號(hào)水泵變頻運(yùn)行指示燈HL3停車SB200032號(hào)泵工頻啟動(dòng)接觸器KM405032號(hào)水泵工頻運(yùn)行指示燈HL4手動(dòng)1號(hào)泵啟動(dòng)SB30004變頻器啟停繼電器KA0504變頻器正常運(yùn)行指示燈HL51號(hào)泵停車SB40005變頻器報(bào)警指示燈HL605072號(hào)泵啟動(dòng)SB500062號(hào)泵故障報(bào)警指示燈HL705052號(hào)泵停車SB600071號(hào)泵故障報(bào)警指示燈HL80506變頻器報(bào)警30A0008限制電路通電指示燈HL91號(hào)泵熱愛護(hù)觸電FR100092號(hào)泵熱愛護(hù)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(jì)主電路途路如附1所示，圖中的M1、M2、為帶動(dòng)水泵的電動(dòng)機(jī)，由于電動(dòng)機(jī)的功率較小，所以三臺(tái)電動(dòng)機(jī)都采納干脆啟動(dòng)方式，各臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別運(yùn)用兩個(gè)接觸器限制，KM1和KM3分別限制電動(dòng)機(jī)M1和M2的變頻運(yùn)行。KM2和KM4分別限制點(diǎn)動(dòng)機(jī)得工頻運(yùn)行。各電動(dòng)機(jī)分別由FR1、FR2、供應(yīng)過載愛護(hù)。（主電路的設(shè)計(jì)如附圖1所示）六、操作運(yùn)用說明書自動(dòng)啟動(dòng)：分別閉合總電源開關(guān)QF1，限制電路電源開關(guān)QF2（此時(shí)限制電路電源指示燈HL9亮），變頻器電源開關(guān)QF3，將自動(dòng)檔位開關(guān)SA2旋到自動(dòng)檔位，如選擇1號(hào)泵為備用泵，則將其備用選擇開關(guān)SA1旋到1號(hào)泵備用檔位。如選擇2號(hào)泵為備用泵，則將其備用選擇開關(guān)SA1旋到2號(hào)泵備用檔位。自動(dòng)啟動(dòng)：按下啟動(dòng)按鈕SB1，則系統(tǒng)可自動(dòng)工作。自動(dòng)停止：按下自動(dòng)停止按鈕SB2則可使整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行，變頻器自動(dòng)關(guān)閉。如長(zhǎng)時(shí)間不用最好切斷電源QF1、QF2、QF3。手動(dòng)啟動(dòng)1號(hào)泵：分別閉合總電源開關(guān)QF1，1號(hào)泵電源開關(guān)QF4，限制電路電源開關(guān)QF2（此時(shí)限制電路電源指示燈HL9亮），將自動(dòng)檔位開關(guān)SA2旋到手動(dòng)檔位。按下SB3啟動(dòng)1號(hào)泵工作，按下SB5啟動(dòng)2號(hào)泵工作。手動(dòng)停車：按下SB4停止1號(hào)泵工作，斷開電源開關(guān)QF4。按下SB6停止2號(hào)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(xì)位置。當(dāng)HL8點(diǎn)亮?xí)r，說明一號(hào)泵熱繼電器出現(xiàn)故障。當(dāng)HL7點(diǎn)亮?xí)r，說明二號(hào)泵熱繼電器出現(xiàn)故障。當(dāng)HL6點(diǎn)亮?xí)r，說明變頻器出現(xiàn)故障。七、設(shè)計(jì)體會(huì)溝通電機(jī)變頻調(diào)速及其應(yīng)用我們電氣工程及其自動(dòng)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(gè)人在那里講個(gè)不停，直到這次課程的設(shè)計(jì)才感覺到溝通電機(jī)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(duì)各部分電路的設(shè)計(jì)，不僅讓我復(fù)習(xí)了以前學(xué)過的舊的學(xué)問，更讓我對(duì)某部分電路有了更深一步的理解，因?yàn)闆]有透徹的理解是設(shè)計(jì)不出來的。對(duì)于總的電路圖的拼接也是對(duì)我平常學(xué)習(xí)的分散的學(xué)問和章節(jié)的一個(gè)綜合考驗(yàn)，對(duì)學(xué)問的統(tǒng)一性和連貫性的一個(gè)升華?，F(xiàn)在我只是簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)出了自己的電路，至于設(shè)計(jì)的怎么樣，我想只能是將就，因?yàn)檫€沒有投入運(yùn)用，還沒有調(diào)試，更沒有運(yùn)行。所以我想其中應(yīng)當(dāng)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(duì)電力的常規(guī)性設(shè)計(jì)還缺乏種種閱歷，總之，還請(qǐng)老師能夠進(jìn)一步細(xì)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)