住宅小区自动化供水系统设计研究-

摘要由于住宅小区用水过程的不同时期水的消费量不均匀性。如果不调整供水的话，管道网的压力会发生很大的变动，管道网的压力降低和管道爆炸事故容易发生，会浪费很多能源。为了确保节电和正常用水的使用，供水部门也采取了很多对策。近年来，最普遍使用的可变频率定压供水系统，根据压力变化，可以根据时间调整电动机速度，对应水需求的变化，还可以在一定范围内控制供水压力，减少能源和消耗量。恒压供水技术因其节能、安全性、高品质供水的优点而被供水行业广泛使用。定压供水速度调整系统实现了泵马达的无阶段速度调整，根据水的消耗量的变化自动调整系统的动作参数。定压供水有助于保护泵和马达，有效地节省了消耗功率。通过与可编程控制器组合，可实现周期性频率转换、马达软启动、短路保护、过电流保护、稳定可靠的作业，延长机器的寿命。目前，在恒压供水系统中，国外从很早开始就将变频器产品的改进重点放在产品自身以及控制过程中所要调节的变量上，例如像频率的设定还有对正反转、速度升降、起制动还有变压变频比的控制上，除此之外还增强了变频器对自身的自我保护。要解决生产生活用水量在一年中的不同的月份起起伏伏不断变化的问题就要用到变频器在恒压供水系统中对相应的变化执行变频命令，其中相应的变化是指管网受到的压力变化，要在变频器外面接上测量压力的压力传感器，同时接上控制压力的压力控制器，二者间相互反应作用，保持管网中的压力维持一个稳定值，形成一个闭环控制(压力的)。和变频器一起组合的恒压供水的过程中随着变频器技术的发展，其显著的节能效果逐渐被大家发现和认可。与此同时，系统的可靠性、稳定性以及自动化程度等方面也越来越受到重视，就包括很多外国公司也开始研发改进推出这一类型的变频器，让变频恒压供水的技术更加方便快捷的普及。国内也在这一技术领域争取发展，虽然不愿相信但不得不承认国外的变频器技术更加成熟，所以很多该类型的企业仍然是采用国外的相关技术，用变频器控制水泵的循环运转，以及实现对管网压力的闭环调节。但是都用了不一样的组合方式进行实现的，部分进行单片机编程并用相应的软件予以实现，有的采用PLC及相应软件予以实现。但就如此还远远不能达到所有用户的要求，例如系统的可调性、稳定性以及抗干扰性等多方面的综合技术指标。本论文主要研究变频器加PLC组成恒压供水系统，保证住宅小区内用户水压稳定。1.1论文的结构安排1.2楼宇供水系统的控制要求经过10秒后也会下降，开始下一个压力。高于正常值时，停止泵，10秒后停止高压。发较(设置下限)),调整泵变频器的输出频率。当转换器频率达到最大值或最大值时，为少量的水有1个或2个。使用转发器以一定的压力供给水的情况下，会产生对所有泵使用止短路)延迟1秒；如果压力高(高正常值),则将其中一个转换为频率转换操作，另一个1和泵2应暂停。如果恢复正常值，则在流程图的正常条件下执行。第三章硬件系统设计3.1恒压供水控制硬件系统的设计(1)可靠性高，抗干扰能力强(2)编程简单易学(3)功能完善，适应性强将接收到输出信号的要控制的设备(接触器，电磁阀等)连接到PLC的输出端子。接线准计算机。因此它的组成与普通的微型机器基本相同，由硬件和软件系统组成。硬件和软件系统构成一个整体的plall系统，两者都需要。一个应该没有软件剥离，我根本没有触发它。另一方面，如果没有硬件系统，程序根本无法实现。用于生成处理器(CU),(1)自动/手动操作方式(2)自动检测和调整速度(3)运行监控状态(4)通信功能(5)故障检测与报警(6)保护功能PLC具有过热、过流、供电不足、过压、短路、瞬时断电、过载等多种保护功能，并对运行中的各种故障提供相应的状态指示和报警信号。3.3额定电压供水控制系统设计要点3.1.1频带变换器的容量一般来说，当变频器控制电机时，配备变频器的电机的容量只能满足电机的实际容量。当变频器同时控制两个电机时，原则上配备变频器的电机的容量应等于两个电机的容量。然而，在高峰负荷，水消耗更有能力供应全速比两个水爆器。如果供水间隙过大，可适当减小带式变流器的容量，但应留有足够的余量。3.4变频调速恒压供水系统功能说明对于电机的调速方面，由于大多数水泵采用交流异步电动机拖动，其转速为为电动机的磁极对数；f为电源频率；s为转差率。变级调速，通过改变电机的极对数，即改变定子绕组的接线方法而改变极对数，可改变电动机的转速；变频调速则是将电网中的交流电通过变频器转换为电压和频率均可变的交流电之后，供给电动机，使电机的转速可调。传统的供水系统采用接触器等机械构件来完成通、断电，所有的控制全部依靠人工来进行操作，对于管网的压力和水位的变化很难做出及时和适当的反应，因此采用PLC控制变频器，并对反馈回来的信号进行运算，控制电动机的转速实现恒压供水。3.4.2变频调速系统工作过程变频调速系统的主要任务是在不同的水管压力下，对电动机的转速进行控制，增加或减少水泵的功率，既能保证用户的用水要求，又能减少对资源的浪费。根据对控制任务的分析，该系统的主要功能为：低速启动，以减少对电网的冲击；变频运行，对于不同的供水需要做出不同的运行指令；工频运行，满足大量用水的需求，其简单工作过程如图3-1所示。启动控制按钮变频器图3-2变频调速恒压供水系统功能框图3.5变频调速恒压供水系统电路图变频调速是目前最理想的调速技术，随着电力电子技术的发展，变频调速技术已经逐渐成熟起来，且广泛应用在钢铁、冶金、电力和轻工业等各个行业中。随着以节能发展为基于系统的控制要求，在分析了控制功能后，图3-4所示的主电路图、QS主电路的断两个电机M1、M2,接触器KM1、KM4具有变频器控制。图3-3变频调速恒压供水系统主电路变频波段调速主电路控制电路设计图如图3-5.图中的SB0作为系统的停止按钮，控制N1N1图3-4恒压供水系统控制电路传感器门电动机名称地址编号说明I0.1停止按钮启动按钮接收传感器信号Q0.01#工频接触器Q0.11#变频接触器Q0.22#变频接触器Q0.32#工频接触器对变频器进行复位控制输出模拟信号到变频器(1)主机PLC6)模拟8位分辨率电位器。8)模拟输入/输出可扩展至最多8个模拟输入和2个模拟输出，或最多2个模块和4个9)256个计数器，计数范围从0到32767。11)256分钟有4个1ms分辨率，30秒时间范围为1ms,513)连接4个32位高速计数器，可作为加减计数器，或2个90度失相脉冲序列，在快16)AS接口的最大数量为496个，可扩展2个模块。块，为4输入/1输出模块，转换精度为12位，可满足本控制系统的功能要求。(2)扩展模块EM235具有以下特点：2)单极电压输入范围为0～10v,双极电压输入范围为0～5v,双极电压输入范围为5v,双极电压输入范围为2.5V,电流输入范围为0～20ma。4)输入阻抗为10或以上。6)单极数据字格式为-32000-32000,双极数据字格式为0-32000。7)最大输入电压为30v直流。10)输出变频器的输出容量最小为电压输出5000,最大为电流输出500。11)输出分辨率，电压12位，电流11位。(3)传感器传感器的作用是将压力和温度等非电物理信号转换成电信号，在后续电路中进行处(4)变频器水泵切变频，以此类推(减泵原则：先投运先停止),从而使供水管道压力保持但可变频率定压供水系统有以下缺点：(1)由于进水系统与进水系统的实际需求较大。(2)频率转换范围在离心泵特性曲线的最佳动作范围内，即频率降低10%～30%的话，会发挥最大的节能效果，再降低频率的话，就不喝水了。工作条件超过了离心泵的极限工作范围。(3)深夜水消耗量少时，变频器控制下水泵的低频(高速)运转不适合