文档介绍：1引言
本课题的意义
随着现代智能楼宇建筑的发展,人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高,加之目前能技术,设计节能的、、电气技术、现代控制技术于一体,能够提高供水系统的稳定性和可靠性,,它还具有良好的节能性,这在能源日益紧缺的今天尤为重要. 因此,研究变频恒压供水系统对提高工业生产效率、改善居民生活水平、降低能耗等方面具有重要意义。
随着社会经济的快速发展, 人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高, 再加上国内的电力短缺现状, 利用先进的电气技术、自动控制技术来设计高性能、低能耗、能适应不同领域的恒压供水系统已经迫在眉睫. 目前城市恒压变频供水系统普遍采用的是传统的PID 控制, 但是对于高楼层用户及对供水质量要求较高的工厂来说,PID控制常常在稳定运行期存在供水压力偏差、抗干扰能力差、调节时间长等不足, 造成供水等待时间过长, 增加供水管道的损耗从而加大爆管的几率, 并且不利于节能减耗. 因此有必要研究新型的恒压变频供水系统的智能控制策略, 用于改善恒压变频供水系统的供水质量.
国内外发展状况
一般规定城市管网的水压只保证6层以下楼房的用水,其余上部各层均须“提升”水压才能满足用水要求。以前大多采用传统的水塔、高位水箱,或气压罐式增压设备,但它们都必须由水泵以高出实际用水高度的压力来“提升”水量,其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。
自从变频器问世以来,变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。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,使我从90年代初开始经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求,是当今最先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中得到了很大的发展。随着电力电子技术的飞速发展,变频器的功能也越来越强。充分利用变频器内置的各种功能,对合理设计变频调速恒压供水设备,降低成本,保证产品质量等方面有着非常重要的意义。
新型供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比,不论是设备的投资,运行的经济性,还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势,而且具有显著的节能效果。恒压供水调速系统的这些优越性,引起国内几乎所有供水设备厂家的高度重视,并不断投入开发、生产这一高新技术产品。
目前该产品正向着高可靠性、全数字化微机控制,多品种系列化的方向发展。追求高度智能化,系列标准化是未来供水设备适应城镇建设成片开发`智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。
在短短的几年内,调速恒压供水系统经历了一个逐步完善的发展过程,早期的单泵调速恒压系统逐渐为多泵系统所代替。虽然单泵产品系统设计简易可靠,但由于单泵电机深度调速造成水泵、电机运行效率低,而多泵型产品投资更为节省,运行效率高,被实际证明是最优的系统设计,很快发展成为主导产品。
目前国外的恒压供水系统变频器成熟可靠,恒压控制技术先进。国外变频供水系统在设计时主要采用一台变频器只带一台水泵机组的方式。这种方式运行安全可靠,变压方式更灵活。此方式的缺点必是电机数量和变频的数量一样多,因而投资成本高。
       国外生产的变频器,特别是供水厂用变频器,相对于国产变频器而言,价格明显偏高,维护成本也高于国内产品。所以恒压供水系统的成本也就相对国内提高了。
2设计方案
系统性能工作要求
1、采集水管网上压力传感器的压力;
2、对变频器选型并根据检测的水压由变频器控制水泵的转速,调节系统供水量,使管网中压力保持为给定的压力;
3、PLC控制3个工作泵工作数量的增减及变频器对水泵的调速,使电机的电压和频率随负载的变化而变化,构成已设定压力为基准的闭环控制系统;
4、水压低于下限值30s则1号水泵工频运行,低于下限60s则2号水泵变频运行,低于下限90s则2号水泵工频运行,低于下限120s则3号水泵变频运行,低于下限150s则3号水泵工频运行;
5、具有手动和自动2种模式,手动模式用于检测变频器故障时使用,自动模式用于长时间自动化操作;
通过安装在管网上的压力传感器,把水压转换成4~20mA的模拟信号,通过变频器内置的PID控制器,来改变电动水泵转速。当用户用水量增大,管网压力低于设定压力时,变频调速的输出频率将增大,水泵转速提高,供水量加大,当达到设定压力时,电动水泵的转速不在变化,使管网压力恒定在设定压力上;反之亦然。
供水系统的设定压力应该根据流量的变化而不断修正设定值,这种恒压供水技