毕业设计---变频调速恒压供水系统

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1、 1 1 绪 论 本设计介绍了一套采用PLC和变频器进行压力调解多台水泵变频控制方案。 控制系统通过 PLC 调节变频器的输出，自动控制给水泵投入的台数和电机的转 速，实现闭环自动调解恒压供水。运行结果表明,该系统具有压力稳定、操作简 便、节约能源以及可靠性强等特点。采用变频器和可编程控制器等现代控制设 备和技术实现恒定水压供水，是供水领域技术革新的必然趋势，以往采用的水 塔供水既不卫生又不经济，更重要的是浪费了大量的能源，本文介绍的变频调 速恒压供水系统以其有效的实用性，彻底解决了上述问题，是一项颇有实用价 值的调速系统，为已有的供水系统技术改造提供了切实可行的途径。 PLC 自问世以来，

2、发展异常迅猛。 时至今日已拥有门类齐全的各种功能模块 和强大的网络通讯能力，其应用范围可以覆盖现代工业的各个领域，满足各类 受控对象的不同控制要求。变频调速技术是一种新型的、成熟的交流电机无级 调速驱动技术，它以其独特的控制性被广泛应用在速度控制领域。将 PLC 与变 频器结合可大大优化传统的供水系统。传统的供水系统，大体有两种：一种是 采用高位水箱，另一种是采用恒速泵打水。前者造价较高，投资成本大。后者 使泵满负荷运转，无法调节水量，因此浪费电能。以上两种方式还有着共同缺 点，就是管道中水压不稳，时高时低。 如今，供水系统已越来越多地采用变频恒压供水。例如，某化工厂的废水 处理采用循环系统，

3、将生产车间的废水收集至废水池，经一系列物理、化学处 理后，回送至车间使用。该控制系统主要由两部分组成，即水处理系统和自动 恒压供水系统。自动恒压供水系统可根据生产车间瞬时变化的用水量，以及与 其对应的压力两种参数，通过 PLC 和变频器自动调节水泵的转数及台数，来改 变水泵出口的压力和流量，使车间的用水压力保持恒定值。 针对以往供水系统的弊端，本课题采用恒压供水控制方案，即供水管道的 压力始终恒定。具体的做法是通过安装在供水管道里的压力传感器所获得的模 拟信号（4200A）传至 PLC，经 CPU 运算处理后与设定的信号进行比较，得出 最佳的运行工况参数，由系统的输出模块输出逻辑控制令和变频器

4、的频率设定 2 值，控制泵站投水泵的台数及变量泵的运行工况，并实现对每台水泵根据 CPU 指令实施软启动、软切换及变频运行。系统可根据用户用水量的变化，自动确 定泵组的水泵循环运行，以提高系统的稳定性及供水的质量。 (1)本课题的主要任务是: 实现水泵的变频调速以及恒压供水 实现水泵的软启、软停 该控制方案具有手动和自动操作功能 具有消防和报警功能 实现节能 (2)本课题的意义及背景: 近十年来，变频技术的应用在我国有很大的发展，并取得了良好的效果。 可以说，变频技术已为大多数用户所接受。但是，不能不指出，我国在变频技 术的应用方面，与发达国家的水平尚有很大差距。目前，我国在用的交流电动 机使用变频调速运行的仅 6%左右，而工业发达国家已达 60% 70%；日本在风 机、水泵上变频调速的采用率已达 10%，而我国还不足 0.01%；在日本，空调器 的 70%采用了变频调速，而我国才刚刚起步。从这个现实出发，变频技术尚有很 大的发展空间，我们应该锲而不舍地做好推广应用工作。 变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我 国供水行