机械5

目录 第1章绪论1 1.1采用恒压供水系统的目的和意义[1、2、7、9] 1 1.2恒压供水的特点1 1.2.1恒压供水方式讨论1 1.2.2恒压供水的实现2 1.3现行高楼供水的模式[19] 2 1.3.1恒速泵供水2 1.3.2高位水箱供水2 1.3.3气压罐供水3 1.4设计的主要任务3 第2章变频调速恒压供水分析4 2.1变频恒压供水的工艺调节过程介绍[6] 4 2.2调速系统的构建[25-29] 4 2.2.1调速原理4 2.2.2恒压供水系统的组成5 2.2.3调节系统的计算方法[12、13] 5 2.2.4变频恒压供水频率变化分析7 2.3节能分析[3] 8 2.3.1水泵的基本参数和特性[14-18，36，37] 8 2.3.2水泵调速运行的节能原理11 第3章恒压供水系统13 3.1系统概述[31] 13 3.2控制系统的组成13 3.2.1供水系统的组成13 3.2.2系统功能说明13 3.3恒压供水系统的机理及调速泵的调速原理14 3.3.1恒压供水系统的工作原理14 3.3.2调速泵系统构成14 3.4变频器[6] 14 3.4.1变频器输入输出接口14 3.4.2变频器外围设备的选择及保养15 3.5变频调速恒压供水系统的特点16 第4章可编程控制器PLC 17 4.1的定义[20-22] 17 4.2的发展阶段及发展方向17 4.3的特点与应用领域18 4.3.1可编程序控制器的特点18 4.3.2可编程序控制器与继电器控制系统的比较19 4.3.3可编程序控制器的应用领域19 4.3.4在现代自动控制系统应用中所面临的问题20 4.4我国常用的性能比较研究20 4.4.1的一般结构20 4.4.2基本工作原理22 4.5我国常用的性能特点23 4.5.1 SIMATIC S7系列[24] 23 4.5.2 S7-200系列可编程序控制器23 4.5.3控制系统设计内容24 4.5.4控制系统设计步骤24 4.5.5控制系统的硬件设计25 4.6控制系统的软件设计26 4.6.1软件设计概述26 4.6.2软件设计27 4.6.3程序设计的常用方法28 4.6.4程序设计步骤29 第5章PLC控制系统的设计31 5.1概述31 5.2输入输出分配31 5.2.1输入口31 5.2.2输出口31 5.2.3辅助触点31 5.3控制系统功能介绍32 5.4恒压供水系统的流程图33 5.5控制系统的可靠性及应用程序设计34 5.5.1程序的优化设计34 5.5.2应用程序的设计35 5.5.3故障检测程序的设计37 第6章系统调试38 6.1变频器关键参数的设定38 6.2的调试38 致谢43 附录PLC程序44 交--直--交变频器 它是由三个环节组成：可控硅整流电路，其作用是将电压，定频率的交流电路变为电压可调的直流电：可控硅逆变电路，其作用是将整流电路输出的直流电变换为频率可调的交流电：滤波环节，它在整流电路和逆变电路之间，一般是利用无电源电容或电抗器对整流后的电压或电流进行滤波。 在交--直--交变频器中，根据滤波方式不同，又有电压型变频器和电流型变频器。 近年来，由于电力电子器件和微机控制技术的发展，脉冲宽度调制型(简称)变频器技术获得了飞速的发展。PWM交频器也有电压型和电流型两种，目前以电压为主，由不可控整流电路、滤波电容及逆变电路组成。他不仅可改变逆变器输出电压，而且具有抑制谐波功能，是一种比较理想的方式。 交--交变频器 它是由两组反并联的整流电路组成，直接将电网的交流电通过交频电路同时调节电压和频率，变成电压和频率可调的交流电输出。 交--交变频器由于直接交换，减少换流电路，减少损耗，效率高，波型好。但调速范围小，控制线路复杂，功率因数低，目前较少采用。 变频技术对水泵电动机进行调速，以获得优良的运行特性和明显的节能效果，是目前常用的技术。 1.2.2恒压供水的实现 恒压供水是指用户段不管用水量大小，总保持管网水压基本恒定，这样，既可满足各部位的用户对水的需求，又不使电动机空转，造成电能的浪费。 而变频调速是指靠改变电源的频率，电动机的转速就按比例变动。在变频调速恒压供水系统中，通过变频器来改变电源的频率来改变电机的转速改变水泵的转速，可以使水泵性能曲线改变，达到调节水泵工况目的。 1.3现行高楼供水的模式[19] 1.3.1恒速泵供水 恒速运行时，一般采用节流调节，这种方式的缺点是效率低、能耗大。也就是依靠阀门来控制供水量。 1.3.2高位水箱供水 采用电流及电压的相位大小等变化特性对高位水箱泵组进行控制。供水系统利用高位水箱及地下水池的水位变化来自动启闭水泵，以向各水箱供水。改供水方式可控性差。 1.3.3气压罐供水 气压供水设备是利用压缩空气的涨力将水送往用水点的通用供水设备。气压供水整套设备高压密封，没有外部污染，内部不长青苔。并且供水压力可以根据需要很方便地在控制器上进行调整，不象高位水箱当放置的高度确定后，水压就已确定，无法调整。但是气压供水能耗大，且控制水压能力有限，不如水泵供水的压力控制。 1.4设计的主要任务 随着变频调速技术的发展，变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统，变频恒压供水已广泛应用于厂矿企业及生活、消防等供水系统。 S7-200控制的变频调速恒压供水系统采用变频调速方式自动完成泵组软启动及无冲击切换，自动调节水泵电机转速，改变以往“先启后停”方式，使水压平稳过渡。采用硬件/软件备用及时钟控制功能，使各泵进行轮休，延长设备的机械使用寿命。变频器故障时系统仍可运行，保证不间断供水。