文档介绍：毕业设计论文
plc控制的变频恒压供水系统节能设计报告
随着社会主义市场经济的发展,人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高;再加上目前能源紧缺,利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术,设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然的趋势
本文分析变频恒压供水的原理及系统的组成结构,提出不同的控制方案,通过研究和比较,本论文采用变频器和PLC实现恒压供水和数据传输,然后用数字PID对系统中的恒压控制进行设计。最后对系统的软硬件设计进行了详细的介绍。本论文设计与实现通过MCGS进行数据传输的远程网络巡回监控系统。具体讲述了系统的总体设计与软件的实现,并对系统采取的可靠性措施进行了说明。
本文的变频恒压供水系统已在国内许多实际的供水控制系统中得到应用,并取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。经实践证明该系统具有高度的可靠性和实时性,极大地提高了供水的质量,并且节省了人力,具有明显的经济效益和社会效益。
众所周知,水是生产生活中不可缺少的重要组成部分,在节水节能己成为时代特征的现实条件下,我们这个水资源和电能短缺的国家,长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后,自动化程度低。主要表现在用水高峰期,水的供给量常常低于需求量,出现水压降低供不应求的现象,而在用水低峰期,水的供给量常常高于需求量,出现水压升高供过于求的情况,此时将会造成能量的浪费,同时有可能导致水管爆破和用水设备的损坏。在恒压供水技术出现以前,出现过许多供水方式。以下就逐一分析。
(1)一台恒速泵直接供水系统
这种供水方式,水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户,有的甚至连蓄水池也没有,直接从城市公用水网中抽水,严重影响城市公用管网压力的稳定。这种供水方式,水泵整日不停运转,有的可能在夜间用水低谷时段停止运行。这种系统形式简单、造价最低,但耗电、耗水严重,水压不稳,供水质量极差。
(2)恒速泵+水塔的供水方式
这种方式是水泵先向水塔供水,再由水塔向用户供水。水塔的合理高度是要求水塔最低水位略高于供水系统所需要压力。水塔注满后水泵停止,水塔水位低于某一位置时再启动水泵。水泵处于断续工作状态中。这种供水方式,水泵工作在额定流量额定扬程的条件下,水泵处于高效能区。这种方式显然比前种节电,其节电率与水塔容量、水泵额定流量、用水不均匀系数、水泵的开、停时间比、开/停频率等有关。供水压力比较稳定。但这种供水方式基建设备投资最大,占地面积也最大;水压不可调,不能兼顾近期与远期的需要;而且系统水压不能随系统所需流量和系统所需要压力下降而下降,故还存在一些能量损失和二次污染问题。而且在使用过程中,如果该系统水塔的水位监控装置损坏的话,水泵不能进行自动的开、停,这样水泵的开、停,将完全由人操作,这时将会出现能量的严重浪费和供水质量的严重下降。
(3)射流泵十水箱的供水方式
这种方式是利用射流泵本身的独特结构进行工作,利用压差和来水管粗,出水管细的变径工艺来实现供水,但是由于其技术和工艺的不完善,加之该方式会出现有压无量(流量)的现象,无法满足高层供水的需要。
(4)恒速泵十高位水箱的供水方式
这种方式原理与水塔是相同的,只是水箱设在建筑物的顶层。高层建筑还可分层设立水箱。占地面积与设备投资都有所减少,但这对建筑物的造价与设计都有影响,同时水箱受建筑物的限制,容积不能过大,所以供水范围较小。一些动物甚至人都可能进入水箱污染水质。水箱的水位监控装置也容易损坏,这样系统的开、停,将完全由人工操作,使系统的供水质量下降能耗增加。
(5)恒速泵十气压罐供水方式
这种方式是利用封闭的气压罐代替高位水箱蓄水,通过监测罐内压力来控制泵的开、停。罐的占地面积与水塔水箱供水方式相比较小,而且可以放在地上,设备的成本比水塔要低得多。而且气压罐是密封的,所以大大减少了水质因异物进入而被污染的可能性。但气压罐供水的方式也存在着许多缺点,在介绍完变频调速供水方式后,再将二者作一比较。
(6)变频调速供水方式
这种系统的原理是通过安装在系统中的压力传感器将系统压力信号与设定压力值作比较,再通过控制器调节变频器的输出,无级调节水泵转速。:水泵出口恒压控制、水泵出口变压控制、给水系统最不利点恒压控制。
①出口恒压控制
水泵出口恒压控制是将压力传感器安装在水泵出口处,使系统在运行过程中水泵出口水压恒定。这种方式适用于管路的阻力损失在水泵扬程中所占比例较小,整个给水系统的压力可以看作是恒定的,但这种控制方式若在供水面积较大的居住区中应用时,由于管路能耗较大,在低峰用水时,最不利点的流出水头高于设计值,故水泵出口恒压控制方式不能得到最佳的节