高層建筑PLC控制的恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電氣自動(dòng)化論文編號(hào):ZD150  包括源程序,FX2n系列PLC  論文字?jǐn)?shù):23812,頁數(shù):45

供水系統(tǒng)總體要求：
(1) 由多臺(tái)水泵機(jī)組實(shí)現(xiàn)供水，流量范圍120m3/h，揚(yáng)程80米左右；
(2) 設(shè)置一臺(tái)小泵作為輔助泵，用于小流量時(shí)的供水；
(3) 供水壓力要求恒定，尤其在換泵時(shí)波動(dòng)要小；
(4) 系統(tǒng)能自動(dòng)可靠運(yùn)行，為方便檢修和應(yīng)急，應(yīng)具備手動(dòng)功能；
(5) 各主泵均能可靠地實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)；
(6) 具有完善的保護(hù)和報(bào)警功能；
(7) 系統(tǒng)要求較高的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性能。

水泵機(jī)組的選型
根據(jù)系統(tǒng)要求的總流量范圍、揚(yáng)程大小，確定供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)供水壓力(水泵揚(yáng)程)，考慮到用水量類型為連續(xù)型低流量變化型，確定采用3臺(tái)主水泵機(jī)組和1臺(tái)輔助泵機(jī)組.

目    錄
1概論  1
1.1變頻恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義  1
1.2 變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內(nèi)研究現(xiàn)狀   3
1.3 課題來源及本文的主要研究內(nèi)容   4
2 調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)能耗與安全性分析  6
2.1 供水系統(tǒng)的基本模型和主要參數(shù)    6
2.2 供水系統(tǒng)的特性曲線和工作點(diǎn)  7
2.3 供水系統(tǒng)中恒壓實(shí)現(xiàn)方式  9
2.4 異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法   10
2.5 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)能耗分析  12
2.5.1 轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)流量實(shí)現(xiàn)節(jié)能   12
2.5.2 轉(zhuǎn)速控制供水系統(tǒng)的工作效率高   13
2.5.3 變頻調(diào)速電機(jī)運(yùn)行效率高   14
2.6供水系統(tǒng)安全性討論  14
2.6.1 水錘效應(yīng)   14
2.6.2 產(chǎn)生水錘效應(yīng)的原因及消除辦法   14
2.6.3 變頻調(diào)速對(duì)供水系統(tǒng)安全性的作用  15
3 變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)  17
3.1 供水系統(tǒng)總體方案的確定   17
3.2 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)  18
3.2.1系統(tǒng)主要配置的選型  18
3.2.2 主電路方案設(shè)計(jì)  20
3.2.3 控制電路設(shè)計(jì)   21
3.2.4 PLC的I/O端子分配及接線圖  23
3.2.5 變頻器功能設(shè)定及接線圖  24
4 系統(tǒng)軟件開發(fā)  27
4.1 PLC控制程序的設(shè)計(jì)  27
4.1.1全自動(dòng)變頻恒壓運(yùn)行方式水泵運(yùn)行狀態(tài)及轉(zhuǎn)換過程分析  27
4.1.2 PLC程序設(shè)計(jì)方法  29
4.1.3 供水系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)   33
4.2 PID調(diào)節(jié)原理在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用   36
4.2.1 PID 控制及其控制算法  36
4.2.2 恒壓供水PID調(diào)節(jié)過程分析  38
4.2.3 變頻器PID控制功能參數(shù)設(shè)置   39
4.3 系統(tǒng)可靠性措施   41
結(jié)論  42
致謝  43
參考文獻(xiàn)   44
附錄   45

摘   要
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高。再加上目前能源緊缺，利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，設(shè)計(jì)高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢(shì)。
基于水泵供水流量和水泵轉(zhuǎn)速的三次方成正比，論文分析了采取變壓變頻調(diào)速方式實(shí)現(xiàn)恒壓供水相對(duì)于傳統(tǒng)的閥門控制恒壓供水方式的節(jié)能機(jī)理。通過對(duì)變頻器內(nèi)置PID模塊參數(shù)的預(yù)置，利用遠(yuǎn)傳壓力表的水壓反饋量，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)用水量的變化，采取PID調(diào)節(jié)方式，在全流量范圍內(nèi)利用變頻泵的連續(xù)調(diào)節(jié)和工頻泵的分級(jí)調(diào)節(jié)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)恒壓供水且有效節(jié)能。
本論文依據(jù)供水要求，設(shè)計(jì)了一套由PLC、變頻器、遠(yuǎn)傳壓力表、多臺(tái)水泵機(jī)組等主要設(shè)備構(gòu)成的全自動(dòng)變頻恒壓供水，具有全自動(dòng)變頻恒壓運(yùn)行、自動(dòng)工頻運(yùn)行和現(xiàn)場手動(dòng)控制等功能。系統(tǒng)有效地解決了傳統(tǒng)供水方式中存在的問題，并具有多種輔助功能，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。
論文分析了多泵供水方式的各種供水狀態(tài)及轉(zhuǎn)換條件，分析了電機(jī)由變頻轉(zhuǎn)工頻運(yùn)行方式的切換過程及存在的問題。給出了實(shí)現(xiàn)有效狀態(tài)循環(huán)轉(zhuǎn)換控制的電氣設(shè)計(jì)方案和PLC控制程序設(shè)計(jì)方案。
論文還提出了一些增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的措施。
關(guān)鍵詞：可編程序控制器；變壓變頻調(diào)速；恒壓供水；PID