在小区变频恒压供水系统

1、它能利用气压罐蓄水功能维持低需求量时的续流供水，能达到大功率 图1-1 系统组成图2.1 气压罐部分设计在许多变频恒压供水系统中，吸收了气压罐方式供水的优点:利用气压罐蓄水功能维持低需求量时的续流供水。其由水泵、止回阀、气压罐组成，如图2-1所示。图2-1 气压罐供水图气压罐中橡胶隔膜把水室和气室完全隔开，水压把水送入充入隔膜式气压水罐的内胆，密封在罐内的空气被压缩，气体受到压缩后体积小，压力升高储存能量，压缩气体膨胀可以将橡胶隔膜内的水压出罐体，以达到供水的作用。截止阀的作用是只允许介质向一个方向流动，而且阻止方向流动。通常这种阀门是自动工作的，在一个方向流动的流体压力作用下，阀瓣打开；流体

2、反方向流动时，由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座，从而切断流动。压力变送器将水管的压力信号传给PLC，当水管压强低于设定值时，PLC启动水泵的启动，利用气压罐对小区小流量进行供水；当水管压强大于设定值时， PLC停止水泵工作。就这样反复运行，能够提供小区小流量用水。其能够达到大水泵和变频器休息作用，启动小功率水泵还能够节约电能。2.2 变频供水部分设计第一种方案：如图2-2图2-2当气压罐不能满足供水需求时，采用两台工频，一台变频，即M1变频，M2、M3工频。工作流程为变频供水时，首先Q0.2闭合，变频启动M1，当水压不能满足时工频运行M2，水压还不够时，工频运行M3，水压。第二中方案：如

3、图（5）（5）当气压罐不能满足供水需求时，三台水泵都会变频工作，其原理如下：第二中方案，电机的启动都是由变频器来控制，这样达到了软启动的作用，对电机的寿命有了延长作用，而且使水压更稳定。所以，选择第二中方案。2.3 硬件总设计（6）考虑节约电能方面和系统运行，选取3台流量为18经过调查有以下三种水泵表（1）品牌型号流量适用范围吸入口径排出口径FUKSIPM16A10（m3/h）清水25（mm）25（mm）表（2）产品别名型号流量适用范围吸入口径排出口径耐酸污水泵100WGF25-1.8（m3/h）输送含有酸性150（mm）100（mm）表（3）品牌型号流量适用范围吸入口径排出口径山楠牌50LG

4、18-20(LG-B)18（m3/h）高楼给水50（mm）60（mm）表（1）中的水泵吸入口径、排出口径流量太小，不不能达到供水系统的要求；表（2）中适用于输送含有酸性价格也太贵，用在供水中太浪费，造成成本增加；表（3）中的水泵各个型号都能够满足系统需求，而且是专用于供水的水泵。它的具体型号如表（4）。表（4）水泵型号S7-200 PLC，它可提供4个不同的基本型号的8种CPU。 1. CPU单元：CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有

5、24个输入点和16个输出点。 集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180mA输出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分别输出280，400mA。可用作负载电源。 在本系统中有2个输入点和8个输出点，所以选择CPU224最好，其输出为280mA。2. I/O选择：由于本系统中水压的输入是模拟量，所以选择模拟量输入输出模块。STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件，通过CP5611卡对PLC编程。SIEMENS/西门子、型号S7-200、312元。本设计中选取主要硬件如表（7）。表（7）硬件选型总表名称型号数量PLC

6、S7-2001台变频器MicroMaster 4401台压力变送器WP系列1个水泵3台1台气压罐HS1个止回阀H42Y4个水管外径130mm壁厚5mm200截止阀J61W-8001应遵守梯形图语言中的语法规定、适当的分离继电器电路图中的某些电路、时间继电器的处理等。再看下一中方法比较再选择。图（7）I0.0启动I0.2手动控制 水泵M1变频工作I0.3手动控制 水泵M1工频工作I0.4手动控制 水泵M2变频工作I0.5手动控制 水泵M2工频工作I0.6手动控制 水泵M3变频工作Q0.0打开阀门利用气压罐供水Q0.1启动变频器Q0.2水泵M1变频工作Q0.3水泵M1工频工作Q0.4水泵M2变频工

7、作Q0.5水泵M2工频工作Q0.6水泵M3变频工作Q0.7启动小水泵M4，利用气压罐供水MD10管网压力MD14变频器输出频率3.中断程序3.5 MicroMaster440变频器参数设置1.复位为出厂缺省设置值 P0010=30 P0970=1 过程约3分钟 2.设置电机参数P0003=3 用户访问级=3（专家级）P0010=1 调试参数过滤器=1（快速调试）P0304=380V 电机额定电压（以电机铭牌为准） P0305=3A 电机额定电流（以电机铭牌为准）P0307=11KW 电机额定功率（以电机铭牌为准） P0308=0.74 电机额定功率因数（以电机铭牌为准）P0310=50HZ 电

8、机额定频率（以电机铭牌为准）P0311=2950 电机额定速度（以电机铭牌为准） 3.设置其他参数P0010=0 调试参数过滤器=0准备 P0700=5 选择数字命令信号源=5P0705=99 数字输入5的功能=99 P0849=722.4 第二个OFF3停车命令=722.4 P1000=5 频率设定值的选择=5 P1120=2S 斜坡上升时间2S P1121=1S 斜坡下降时间1SP1135=0.680.58S OFF3的斜坡下降时间0.680.58S（根据停车效果调整）P2010=7 USS波特率=7（115200波特）P2011=0or1 USS地址，两台变频器分别设为0和1 总 结本文

9、在分析和比较用于供水行业的控制系统的发展和现状的基础上，结合我国中小城市供水厂的现状，设计了一套以变频调速技术为基础的恒压供水自动控制系统。在这次毕业设计中有如下认识：1、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。分析水泵工况点节流调节和变速调节能耗比较图，可以看出利用变频调速实现恒压供水，当转速降低时，流量与转速成正比，功率以转速的三次方下降，与恒速泵供水方式中用闸阀增加阻力的节流方式相比，在一定程度上可以减少能量损耗，能够明显节能。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，

10、避免水泵在低效率段运行。2、变频调速恒压供水控制系统由可编程控制器、变频器、水泵电机组、 远传压力表以及接触器控制柜等构成。系统采用一台变频器拖动4台电动机的启动、运行与调速，四台电机采用循环使用的方式运行。PLC控制四台水泵的手动装置，远传压力表采集管网压力信号，把此信号反馈到变频器的模拟输入端，通过变频器内部的PID控制器进行内部调整，从而输出适当的频率，调节电机的转速，进而控制水泵电机的工频和变频之间的切换。3.就像电力电子技术的发展给变频技术带了新的革命似的，任何设计没有硬件支持到都是空谈，在本次设计中，我对所用器件进行了选择，这是以前所没有涉及的。所有器件选择都要遵循一定的规范，使我

11、认识到任何设计都要以现行器件为基础，设计中出现了现在没有的器件，当然在现行条件下是不能实现的，不能立即转化为先进的生产力。4.团队精神很重要：在本次设计中，我们组的成员在一起共同讨论，一起研究，一起相互提问，相互学习，有时有些同学不经意间的话语都对设计有很大帮助致 谢在即将毕业之际，毕业设计已接近尾声，我想借此机会对关心和支持我的所有人表示感谢！三年来，我认真地学习了专业课程基础知识，具有一定的设计理论基础和独立设计能力，由于毕业设计的课题是一种整体性的，系统性的设计，我真的是很努力地在做，但还是感到力不从心，因而这次设计在深度和广度上都有一定的局限性，不过，我认为还是提高了认识，学到了东西。所以我要感谢所有的任课老师，是您们的教育和培养，才使我学有所获。大学生活即将结束，我感到自己树立了正确的世界观、人生观、价值观。在此，我将感谢系领导和班主任老师高福生，是他们教会我做人的道理。 特别要感谢电气系的各位老师尤其是我的指导老师彭xx老师，她劳心劳力，在他的悉心指导下，我才得以完成毕业设计。另外，在整个设计的过程中，还得到了同组其他同学尤其是组长的真诚帮助，在此一并表示感谢！回顾这三年多的学习和生活，还有许多的朋友和同学在各个方面给予了我很多的帮助和支持，让我坚持到了