《基于PLC的变频恒压供水系统的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于PLC的变频恒压供水系统的设计（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于PLC的变频恒压供水系统摘要：随着社会主义市场经济的发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的规定不断提高；再加上目前能源紧缺，运用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然的趋势本论文分析变频恒压供水的原理及系统的构成构造，提出不同的控制方案，通过研究和比较，本论文采用变频器和PLC实现恒压供水和数据传播，然后用数字PID对系统中的恒压控制进行设计。最后对系统的软硬件设计进行了具体的简介。本论文设计与实现通过MCGS进行数据传播的远程网络巡回监控系统。具体讲述了系统的总体设计与软件的实现，并对系统采用的可靠性措施进行了阐明。本论文的变频恒
2、压供水系统已在国内许多实际的供水控制系统中得到应用，并获得稳定可靠的运营效果和良好的节能效果。经实践证明该系统具有高度的可靠性和实时性，极大地提高了供水的质量，并且节省了人力，具有明显的经济效益和社会效益。核心字：变频调速；恒压供水；PLC；MCGS；监控系统Frequency Conversion Constant Pressure Water-supplySystem Based on PLCAbstract：With the rapid development of socialistic marketing economy,there is a growing demand for b
3、etter quality of water supply and higher reliability of supply system. In addition ,considering the current common energy crisis, achieving the scheme of automatingthe water supply system. So it is an inevitable tendency to design and create an energy-savingconstant-pressure water supply system of e
4、xcellent performance with the help of advancedtechniques of automation,monitor-control system; and communication. Meanwhile, the System can also adapt to various water Supply regions. This paper analyzes the structure of VF speed regulating constant-pressure water supply,and proposes several control
5、 methods.By careful study and comparison, PLC and inverters method fits water supply system and datatransmission very well. Finally the paper shows the design of constant pressure supply water controller according to PID data and detailed introduction of its software and hardware.In this paper,the a
6、uthor designs and realizes the remote monitor and control system through MCGS, and then illustrates its general design, software implement and the measures of preventable disturbance in details. The system, which has initially been completed with reliable performance and excellent energy-saving effe
7、ct, proves to possess high reliability and real-time quality. The system can not only remarkably improve the quality of water supply, but also economize on labor, which will surely bring us both economic and social benefits.Key Words: VF speed; constant pressure water supply; PLC; MCGS; monitor and
8、control- system第1章 绪论1.1 都市供水系统的规定众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要构成部分，在节水节能己成为时代特性的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术始终比较落后，自动化限度低。重要表目前用水高峰期，水的供应量常常低于需求量，浮现水压减少供不应求的现象，而在用水低峰期，水的供应量常常高于需求量，浮现水压升高供过于求的状况，此时将会导致能量的挥霍，同步有也许导致水管爆破和用水设备的损坏。在恒压供水技术浮现此前，浮现过许多供水方式。如下就逐个分析。(1) 一台恒速泵直接供水系统这种供水方式，水泵从蓄水池
9、中抽水加压直接送往顾客，有的甚至连蓄水池也没有，直接从都市公用水网中抽水，严重影响都市公用管网压力的稳定。这种供水方式，水泵整日不断运转，有的也许在夜间用水低谷时段停止运营。这种系统形式简朴、造价最低，但耗电、耗水严重，水压不稳，供水质量极差。(2) 恒速泵+水塔的供水方式这种方式是水泵先向水塔供水，再由水塔向顾客供水。水塔的合理高度是规定水塔最低水位略高于供水系统所需要压力。水塔注满后水泵停止，水塔水位低于某一位置时再启动水泵。水泵处在断续工作状态中。这种供水方式，水泵工作在额定流量额定扬程的条件下，水泵处在高效能区。这种方式显然比前种节电，其节电率与水塔容量、水泵额定流量、用水不均匀系数、
10、水泵的开、停时间比、开/停频率等有关。供水压力比较稳定。但这种供水方式基建设备投资最大，占地面积也最大;水压不可调，不能兼顾近期与远期的需要；并且系统水压不能随系统所需流量和系统所需要压力下降而下降，故还存在某些能量损失和二次污染问题。并且在使用过程中，如果该系统水塔的水位监控装置损坏的话，水泵不能进行自动的开、停，这样水泵的开、停，将完全由人操作，这时将会浮现能量的严重挥霍和供水质量的严重下降。(3)射流泵十水箱的供水方式这种方式是运用射流泵自身的独特构造进行工作，运用压差和来水管粗，出水管细的变径工艺来实现供水，但是由于其技术和工艺的不完善，加之该方式会浮既有压无量(流量)的现象，无法满足
11、高层供水的需要。(4) 恒速泵十高位水箱的供水方式这种方式原理与水塔是相似的，只是水箱设在建筑物的顶层。高层建筑还可分层设立水箱。占地面积与设备投资均有所减少，但这对建筑物的造价与设计均有影响，同步水箱受建筑物的限制，容积不能过大，因此供水范畴较小。某些动物甚至人都也许进入水箱污染水质。水箱的水位监控装置也容易损坏，这样系统的开、停，将完全由人工操作，使系统的供水质量下降能耗增长。(5)恒速泵十气压罐供水方式这种方式是运用封闭的气压罐替代高位水箱蓄水，通过监测罐内压力来控制泵的开、停。罐的占地面积与水塔水箱供水方式相比较小，并且可以放在地上，设备的成本比水塔要低得多。并且气压罐是密封的，因此大
12、大减少了水质因异物进入而被污染的也许性。但气压罐供水的方式也存在着许多缺陷，在简介完变频调速供水方式后，再将两者作一比较。(6)变频调速供水方式这种系统的原理是通过安装在系统中的压力传感器将系统压力信号与设定压力值作比较，再通过控制器调节变频器的输出，无级调节水泵转速。使系统水压无论流量如何变化始终稳定在一定的范畴内.变频调速水泵调速控制方式有三种:水泵出口恒压控制、水泵出口变压控制、给水系统最不利点恒压控制。出口恒压控制水泵出口恒压控制是将压力传感器安装在水泵出口处，使系统在运营过程中水泵出口水压恒定。这种方式合用于管路的阻力损失在水泵扬程中所占比例较小，整个给水系统的压力可以看作是恒定的，
13、但这种控制方式若在供水面积较大的居住区中应用时，由于管路能耗较大，在低峰用水时，最不利点的流出水头高于设计值，故水泵出口恒压控制方式不能得到最佳的节能效果。出口变压控制水泵出口变压控制也是将压力传感器安装在水泵出口处，但其压力设定值不只是一种。是将每日24小时按用水曲线提成若干时段，计算出各个时段所需的水泵出口压力，进行全日变压，各时段恒压控制。这种控制方式其实是水泵出口恒压控制的特殊形式。她比水泵出口恒压控制方式能更节能，但这取决于将全天24小时提成的时段数及所需水泵出口压力计算的精确限度。所需水泵出口压力计算得越符合实际状况越节能，将全天分得越细越节能，固然控制的实现也越复杂。 最不利点恒
14、压控制最不利点恒压控制是将压力传感器安装在系统最不利点处;使系统在运营过程中保持最不利点的压力恒定。这种方式的节能效果是最佳的，但由于最不利点一般距离水泵较远，压力信号的传播在实际应用中受到诸多限制，因此工程中很少采用。变频调速的方式在节能效果上明显优于气压罐方式。气压罐方式依托压力罐中的压缩空气送水，气压罐配套水泵运营时，水泵在额定转速、额定流量的条件下工作.当系统所需水量下降时，供水压力将超过系统所需要的压力从而导致能量的挥霍。同步水泵是工频率启动，且启动频繁，又会导致一定的能耗。而变频恒压供水在系统用水量下降时可无级调节水泵转速，使供水压力与系统所需水压大体相等，这样就节省了许多电能，同
15、步变频器对水泵采用软启动，启动时冲击电流小，启动能耗比较小。此外气压罐要消耗一定的钢量，这也是它的一种较大的缺陷。而变频调速供水系统的变频器是一台由微机控制的电气设备，不存在消耗多少钢材的问题。同步由于气压罐体积大，占地面积一般为几十平米。而变频调速式中的调速装置占地面积仅为几平米。由此可见变频调速供水方式比气压罐供水方式将节省大量占地面积。在运营效果上，气压罐方式与调速式相比也存在着一定差距。气压罐方式的运营不稳定，突出表目前它的频繁启动。由于气压罐的调节容量仅占其总容积的1/3-1/6，因而每个罐的调节能力很小，只得依托频繁的启动来保证供水，这样将产生较大的噪声，同步由于启动过于频繁，压力
16、不稳，加之硬启动，电气和机械冲击较大，设备损坏不久。变频调速式的运营十分稳定可靠，没有频繁的启动现象，加之启动方式为软启动，设备运营十分平稳，避免了电气、机械冲击。在社区供水中，并且由于调速式是经水泵加压后直接送往顾客的，避免了的水质二次污染，保证了饮用水水质可靠。由此可见，变频调速式供水系统具有节省能源、节省钢材、节省占地、节省投资、调节能力大、运营稳定可靠的优势，具有广阔的应用前景和明显的经济效益与社会效益。随着社会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人民对供水的质量和供水系统可靠性的规定不断提高。把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统的新规定。由于都市供水量不断加大，对都市管网的实时监测提出了更高的规定。1.2 变频恒压供水产生的背景和意义泵站肩负着工农业和生活用水的重要任务，运营中需大量消耗能量，提高泵站
