变频器的资料

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，变频器（图2）能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。莱芜专业做各种恒压供水系、概述恒压供水是指在供水网中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。供水网系出口压力值是根据用户需求确定的。传统的恒压供水方式是采用水塔、高位水箱、气压罐等设施实现的。随着变频调速技术的日益成熟和广泛应用，利用变频器、PID调节器、单片机、PLC等器件的有机结合，构成控制系统，调节水泵的输出流量，实现恒压供水。该技术以在供水行业普及。变频恒压供水系统主要特点：1、节能，可以实现节电20%-40%，能实现绿色用电。2、占地面积小，投入少，效率高。3、配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠。4、运行合理，由于是软起和软停，不但可以消除水锤效应，而且电机轴上的平均扭矩和磨损减小，减少了维修量和维修费用，并且水泵的寿命大大提高。5、由于变频恒压调速直接从水源供水，减少了原有供水方式的二次污染，防止了很多传染疾病的传染源头。6、通过通信控制，可以实现无人值守，节约了人力物力。二、传统定压方式的弊病1、管理不便、因与大气连通易引起的管道腐蚀；2、由于水箱内微生物、藻类孳生，还可能对系统造成二次污染，所以每年定压水箱都需定期维护，并由卫生防疫部门检验；3、定压水箱需占用较大空间，需要专门的地点来放置；4、高位定压水箱系统的控制靠投入泵的台数来调节，但这种调节方式不能做到供水量和用水量的最佳匹配，水泵长期偏离高效区工作，效率低下；5、系统频繁的起停泵，对水泵、电机及开关器件都会缩短使用寿命；6、使用高位水箱供水，在系统流量较大时，管网压力会有较大的变化，造成部分用户资用压头不够，出现诸如流量不足、冷热不均等情况；7、在供水泵的选型上，设计人员为了提高系统安全系数，电机选型都较大；在用水负荷较小或低区采用减压阀、节流孔板等来调节剩余水头时，大量的能量消耗在阀上，都造成电能的浪费。三、变频调速恒压供水设备的主要应用场合1、高层建筑，城乡居民小区，企事业等生活用水。2、各类工业需要恒压控制的用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等。3、中央空调系统。4、自来水厂增压系统。5、农田灌溉，污水处理，人造喷泉。6、各种流体恒压控制系统。四、恒压供水技术实现其中，Q1和Q2表示相应于n1和n2的水泵的出水量。因此在维持水泵压力恒定的条件下，通过调整水泵机组的转速从而调整水泵的出水量，就可以大大节约电机所消耗的功率而达到节能的目的。据统计大多数水泵实际平均供水量只是额定值的70%~80%，当供水量分别为额定值的100%、90%、80%、70%时，水泵的转速和功率与额定值之比将如下表所示：Q/Q0n/n0N/N0100%100%100%90%90%72.9%80%80%51.2%70%70%34.3%一般的说，变频调速恒压供水方式用于生活供水，节电效率很高，可达50%，用于工业供水则在30%～40%之间。对于郊区或农村用水量变化大的用户，变频调速恒压供水方式更加优越。摘要随社会经济的迅速发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高，再加上目前能源紧缺，利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趋势。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及PID调节器组成控制系统，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。本文介绍了采用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。在经过PID运算，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，工作可靠等优点。关键词：变频调速；恒压供水；PID调节；PLCABSTRACTWiththerapiddevelopmentofsocialeconomy,itdemandsthebetterofwatersupply'squalityandreliabilityofwatersupplysystem.Meanwhileenergyresourcesareseriouslylack.Soitisinevitabletendencytodesignwatersupplysystemwhichhashighfunctionandsavesonenergywell,withhelpofadvancedtechniqueofautomation,controlandcommunication.Atthesametimethissystemcanadaptdifferentwatersupplyfields.ItisveryimportantoftheWaterSupplySysteminConstantPressureforthewatersupplyinindustrialandcitizenexistence.Itisconsistofthevariablefrequencyandspeedregulation,PLC,PIDcontrolsystemforthecontrolsystem.Itcontrolstheoutcomeofthepumps.Thegeneratorpumpsareconsistofparallelthreepumps,andthepowercomefromvariablefrequencyandspeedregulationorpowergrid.Accordingtothewatersupplyofconstantpressure’soutcomewaterpressandflux,thecontrolsystemcontrolthevariablefrequencyandspeedregulation,parallelpumps’speedandcutover,causethesystemmoveinthebestrationalsituation,assureaccordingtowantssupplywater.Thisdesignhasmanymeritssuchassaveenergy.Inthispaper,thecontrolprincipleofVVVFproviding-watersystemisintroduced,PLCisusedtocarryonlogiccontrolandinverteredtomodulatepressure．ThroughPIDcontrolprinciple.WerealizeClosed-loopcontrolinVVVFProviding-waterSystem.Theresultindicatesthatthesystemhasthestablepressure,simplestructure,andreliablework.Keywords：variablefrequencyandspeedregulation；watersupplyofconstantpressure；PIDcontrolsystem；PLC目录摘要……………….…..IABSTRACT……………..II1绪论……………….…..11.1变频恒压供水产生的背景和意义……….………11.2变频恒压供水系统的国内研究现状…….………31.3课题来源及本文的主要研究内容……………….………………41.4本论文中所做的工作…………….错误！未定义书签。2恒压供水系统的基本构成……………...……………63变频器和压力传感器……………...…83.1变频器的基本结构………………83.2变频器的分类及工作原理……..113.3变频器的操作方式及使用………..……………123.4变频器硬件选择………………..133.5压力传感器……………………..144PLC选择及应用………….…………164.1PLC在恒压供水泵站中的主要任务……………….…….……164.2PLC模拟量扩展单元的配置及应用……..……164.2.1模拟量输入模块的功能及与PLC系统的连接………….174.2.2模拟量输入模块缓冲存储器（BFM）的分配…….….…174.2.3模拟量输出模块的功能及PLC系统连接…………...…194.2.4模拟量输出模块的偏置、增益及分配……………..….…215PID控制器的设计………...………225.1PID控制算法及特点………...…225.2PID参数整定的相关原则…………...…………245.3PID指令的使用注意事项………………...……255.4PID回路类型的选择……...……265.5正作用或反作用回路…………..266系统的设计…….……286.1系统要求…………………..……286.2控制系统的I/O及地址分配……286.3PLC系统选型……………..……306.4电气控制系统原理图…………………..………306.4.1主电路图……………………306.4.2控制电路图……...…………326.5系统程序设计…………..………346.5.1由“恒压”要求出发的工作泵组数量管理………………346.5.2多泵组泵站泵组管理规范……………….346.5.3系统流程图设计……………346.5.4程序的结构及程序功能的实现….………...366.5.5系统的运行分析……………..……………..38致谢………………