变频恒压供水控制系统设计

课程设计课题名称变频恒压供水限制系统设计学院(部)专业班级学生姓名学号6月27日至7月1日共1指导老师(签字)2011年5月30日设计概述变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水限制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。本课程设计是电气工程及其自动化专业《沟通调速》课程实践性环节，其主要目的是培育学生初步驾驭沟通调速系统设计的方法及理论学问的应用实力。设计任务本课程设计的基本任务是提高学生在调速系统设计方面的实践实力，培育学生综合运用学问，分析和解决实际问题的实力。通过限制系统的设计，初步驾驭沟通调速系统的设计方法。设计资料一楼宇供水系统，正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。采纳变频调速技术组成一闭环调整系统，限制水泵的运行，保证用户水压恒定。当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变更，变更流量，以保证水压恒定。设计要求1、设两台水泵。一台工作，一台备用。正常工作时，始终有一台水泵供水。当工作泵出现故障时，备用泵自投。2、两台泵可以互换。3、给定压力可调，压力限制点设在水泵处。4、具有自动，手动工作方式，各种爱护、报警装置。5、用PLC为主要器件完成限制系统的设计。五、设计内容1、工作方式选择：分别闭合总电源开关QF1，限制电路电源开关QF2（此时限制电路电源指示灯HL9亮），变频器电源开关QF3，将自动档位开关SA2旋到自动档位，此时触点0001接通，进而使内部协助触电1001导通，选择工作方式为自动方式。备用泵选择：如选择1号泵为备用泵，则将其备用选择开关SA1旋到1号泵备用档位，此时触电0000被接通，内部协助触电1002导通，选择1号泵为备用泵。如选择2号泵为备用泵，则将其备用选择开关SA1旋到2号泵备用档位，此时常闭触电0000被接通，内部协助触电1003导通，选择2号泵为备用泵。自动状态启动：按下启动按钮SB1，PLC内部触电002被接通，此时假如选择1号泵为备用泵则0502触电被接通，2号泵正常工作，1号泵为备用泵。此时假如选择2号泵为备用泵则0500触电被接通，1号泵正常工作，2号泵为备用泵。自动状态停止：按下自动停止按钮SB2则PLC内部触点0003被接通，此时可断开0502和0500输出继电器，可使整个系统停止运行。同时，手动启动1号泵：分别闭合总电源开关QF1，限制电路电源开关QF2（此时限制电路电源指示灯HL9亮），变频器电源开关QF3，将自动档位开关SA2旋到手动档位，此时触电0001被接通，同时常闭触电0001断开，即切除自动状态的功能。按下SB3启动1号泵工作，触电0004被接通，输出继电器0501动作，启动1号泵工频工作。手动停止1号泵：按下SB4，触电0005闭合，切断输出继电器0501，1号泵停止工作。同时常闭触电0501断开，2号泵无法启动。手动启动2号泵：按下SB5启动2号泵工作，触电0006被接通，输出继电器0503动作，启动1号泵工频工作。手动停止2号泵：按下SB6，触电0007闭合，切断输出继电器0503，2号泵停止工作。同时常闭触电0503断开，1号泵无法启动。故障解除：1号泵热继电器出现故障时，输入端子FR1动作，接通触点0009，使输出继电器0506接通，点亮HL8。2号泵热继电器出现故障时，输入端子FR2动作，接通触点0010，使输出继电器0505接通，点亮HL7。当变频器出现故障时，输入端子BP动作，接通触点0008，使输出继电器0507接通，点亮HL6。2、PID限制器参数选择依据设计要求结合PID的阅历数据，可得其数据：采样周期T=3秒，比例系数KP=140,积分时间Ti=24秒。因为供水系统没有较大的惯性环节所以不须要设置微分参数。5、变频器参数设定代码设定值频率设定吩咐001操作方法011最高频率0250HZ基本频率0350HZ电子过热或继电器081频率限制上限1150HZ下限1228HZ正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。参考相关资料课选择型号为IS50-32-125(扬程50m，流量50m3/小时)的水泵即可满意要求。7、PLC外部接线图的设计PLC依据表1的I/O安排关系和C20P的端子排列位置进行相应的接线，PLC系统外部接线图在中，图中各接触器采纳220V电源，信号指示及报警指示灯与接触器共用220V电源。（PLC外部接线图的设计如附图1所示）I/O安排表表1输入输出1、2号泵备用旋钮SA100001号泵变频启动接触器KM105001号水泵变频运行指示灯HL1手动或自动旋钮SA200011号泵工频启动接触器KM205011号水泵工频运行指示灯HL2自动启动SB100022号泵变频启动接触器KM305022号水泵变频运行指示灯HL3停车SB200032号泵工频启动接触器KM405032号水泵工频运行指示灯HL4手动1号泵启动SB30004变频器启停继电器KA0504变频器正常运行指示灯HL51号泵停车SB40005变频器报警指示灯HL605072号泵启动SB500062号泵故障报警指示灯HL705052号泵停车SB600071号泵故障报警指示灯HL80506变频器报警30A0008限制电路通电指示灯HL91号泵热爱护触电FR100092号泵热爱护触电FR20010梯形图指令指令数据指令数据指令数据主电路的设计主电路途路如附1所示，图中的M1、M2、为带动水泵的电动机，由于电动机的功率较小，所以三台电动机都采纳干脆启动方式，各台电动机分别运用两个接触器限制，KM1和KM3分别限制电动机M1和M2的变频运行。KM2和KM4分别限制点动机得工频运行。各电动机分别由FR1、FR2、供应过载爱护。（主电路的设计如附图1所示）六、操作运用说明书自动启动：分别闭合总电源开关QF1，限制电路电源开关QF2（此时限制电路电源指示灯HL9亮），变频器电源开关QF3，将自动档位开关SA2旋到自动档位，如选择1号泵为备用泵，则将其备用选择开关SA1旋到1号泵备用档位。如选择2号泵为备用泵，则将其备用选择开关SA1旋到2号泵备用档位。自动启动：按下启动按钮SB1，则系统可自动工作。自动停止：按下自动停止按钮SB2则可使整个系统停止运行，变频器自动关闭。如长时间不用最好切断电源QF1、QF2、QF3。手动启动1号泵：分别闭合总电源开关QF1，1号泵电源开关QF4，限制电路电源开关QF2（此时限制电路电源指示灯HL9亮），将自动档位开关SA2旋到手动档位。按下SB3启动1号泵工作，按下SB5启动2号泵工作。手动停车：按下SB4停止1号泵工作，断开电源开关QF4。按下SB6停止2号泵工作，断开电源开关QF5。故障解除:依据指示灯可推断其故障详细位置。当HL8点亮时，说明一号泵热继电器出现故障。当HL7点亮时，说明二号泵热继电器出现故障。当HL6点亮时，说明变频器出现故障。七、设计体会沟通电机变频调速及其应用我们电气工程及其自动化专业学生必修的一门课程，也是比较重要的专业基础课之一，更是我们将来工作的基础，因此我们没有理由不把它学好。平常在课堂上不乏有些厌倦老师一个人在那里讲个不停，直到这次课程的设计才感觉到沟通电机变频调速及其应用这门课程的趣味性。然而更让我受益匪浅的是通过对各部分电路的设计，不仅让我复习了以前学过的旧的学问，更让我对某部分电路有了更深一步的理解，因为没有透彻的理解是设计不出来的。对于总的电路图的拼接也是对我平常学习的分散的学问和章节的一个综合考验，对学问的统一性和连贯性的一个升华。现在我只是简洁的设计出了自己的电路，至于设计的怎么样，我想只能是将就，因为还没有投入运用，还没有调试，更没有运行。所以我想其中应当是问题百出，有些可能是自己的马虎大意，有些则可能是自己对电力的常规性设计还缺乏种种阅历，总之，还请老师能够进一步细心的教育并支出不足之处，学生特别情愿倾听。并愿老师能在今后的学习中刚好订正学