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近年来,随着变频调速技术的日益成熟,其显著的节能效果和可靠稳定的控制方式,在供水系统中得到广泛的应用。变频恒压供水系统对水泵电机实行无级调速,依据用水量及水压变化通过微机检测、运算,自动改变水泵转速保持水压恒定以满足用水要求,是目前最先进,合理的节能供水系统。与传统的水塔、高位水箱、气压罐等供水方式比较,不论是投资、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优势:
(1)高效节能。与传统供水方式相比变频恒压供水能节能30%-60%。
(2)占地面积小,投入少,效率高。
(3)配置灵活,自动化程度高,功能齐全,灵活可靠。
(4)运行合理,由于一天内的平均转速下降,轴上的平均扭矩和磨损减少,水泵的寿命将大为提高。
(5)由于能对水泵实现软停和软起,并可消除水锤效应(水锤效应:直接起动和停机时,液体动能的急剧变大,导致对管网的极大冲击,有很大破坏力)。
(6)操作简便,省时省力。
变频恒压供水系统以管网水压 (或用户用水流量)为设定参数,通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速,实现管网水压的闭环调节 (PID),使供水系统自动恒稳于设定的压力值:即用水量增加时,频率升高,水泵转速加快,供水量相应增大;用水量减少时,频率降低,水泵转速减慢,供水量亦相应减小,这样就保证了供水效率用户对水压和水量的要求,同时达到了提高供水品质和供水效率的目的,“用多少水,供多少水”;采用该设备不需建造高位水箱,水塔,水质无二次污染,是一种理想的现代化建筑供水设备。
用变频设备来实现恒压供水,与用调节阀门来实现恒压供水相比,节能效果十分显著(可根据具体情况计算出来)。其优点是:
1、 起动平衡,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击;
2、 由于泵的平均转速降低了,从而可延长泵和阀门等的使用寿命;
3、 可以消除起动和停机时的水锤效应;
一般地说,当由一台变频器控制一台电动机时,只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时,原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时,
可考虑适当减小变频器的容量,但应注意留有足够的容量。
虽然水泵在低速运行时,电动机的工作电流较小。但是,当用户的用水量变化频繁时,电动机将处于频繁的升、降速状态,而升、降速的电流可略超过电动机的额定电流,导致电动机过热。因此,电动机的热保护是必需的。对于这种由于频繁地升、降速而积累起来的温升,变频器内的电子热保护功能是难以起到保护作用的,所以应采用热继电器来进行电动机的热保护。
在主要功能预置方面,最高频率应以电动机的额定频率为变频器的最高工作频率。升、降速时间在采用PID调节器的情况下,升、降速时间应尽量设定得短一些,以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。如变频器本身具有PID调节功能时,只要在预置时设定PID功能有效,则所设定的升速和降速时间将自动失效。
变频恒压供水系统是指在供水管网中用水量发生变化时,出口压力保持不变的供水方式。供水管网的出口压力值是根据用户需求确定的。传统的恒压供水方式是采用水塔、高水位箱、气压罐等设施实现的。 近年来,随着变...
变频恒压供水系统是现在主流的高层二次供水设备,再就是兴崛变频恒压供水系统具有用户所需要的技术优势: (1)高效节能。与传统供水方式相比变频恒压供水能节能30%-60%。 (2)占地面积小,投...
本设计综合PLC在多方面的应用,既有开关量I/O,也有模拟量I/O,及其PID调节器的使用。另外,设计中还使用了变频器控制。
1.采用可编程控制器,程序灵活多变,精度高,可靠性强,功能多,反映速度快。
2.均配有稳压泵或稳压罐稳压,在用水量小到一定值时,主泵可停止运转,减少水泵电机的机械磨损并且节约电能。
3.对水泵均为软启动,延长设备寿命,消除了启动电流对电网的冲击。
4.根据用水量的变化,水泵循环变频运行,先启的先停,使水泵均衡工作。当一台泵运转六小时或二十四小时,自动切换到另一台。
5.最大的特点为双恒压控制,生活消防可公用的一套设备,为用户节约投资。而且一机两用,大大的提高了使用效率。
6.结构紧凑,占地面积小 ,安装快,投资省,运行稳定。无污染。
1.各种类型的自来水厂,供水站。
2.工业与民用建筑的生活、生产、消防用水系统。
3.公共设施宾馆,饭店的生活热水,空调供水系统。
4.油田的输油管道,油泵站恒压输送系统和工厂、矿山通风机风压调节系统。
5.热水锅炉定压及热水管道的定压系统。
1.设备要求按图正确的与系统安装,泵房温度不得低于0摄氏度,不高于40摄氏度,设备应高于地面50-100mm,留有排水沟,各水泵应有单独的吸水管,地上水池加闸阀,以便维修。
2.安装尽量少用弯头,以减少不必要的损失。
3.该设备经厂方技术人员调试完毕后,交付用户的专门管理人员负责,专用消防设备,必须定制严格管理制度,以达到一有火情,立即启动。
输送液体:清水
液体温度:0℃— 70℃
最高使用压力:20kg/cm3
最小吸入压力:0.2kg/cm3
允许吸入压力:受到最高使用压力限制
水泵:立式/卧式多级离心泵
水泵组合台数:2---6台
电源:三相×220/380V×50HZ
吸入、输出管:不锈钢钢管
(1)系统开始供水时,变频运行;
(2)三台泵根据恒压的需要,采取“先开先停”的原则接入和退出;
(3)在用水量小的情况下,如果一台泵连续运行时间超过3小时,则要切换到下一台泵,即系统具有“倒泵功能”可避免某一台泵长时间工作;
(4)三台泵启动时有延时,减小电流过大时对其他用电设备的冲击;
(5)要有完善的报警功能;
(6)对电机的操作要有手动和自动两种控制功能。
本设计综合PLC在多方面的应用,既有开关量I/O,也有模拟量I/O,及其PID调节器的使用。另外,设计中还使用了变频器控制。
1.变频器恒压供水系统解决方案 本文介绍基于普传变频器的恒压供水系统方案。具体阐述了供水控制原理和变频方案设计,给出系供水系统配线图可供参考。 变频调速恒压供水技术以其节能、安全、供水高品质等优点,在供水行业得到了广泛应用。
【前言】变频调速恒压供水技术以其节能、安全、供水高品质等优点,在供水行业得到了广泛应用。恒压供水调速系统实现水泵电动机无级调速,依据用水量的变化(实际上为供水管网的压力变化)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,是当今先进、合理的节能型供水系统。普传科技作为具有电机设计生产基础的变频器专业制造商,为市场和客户考虑,开发出多泵供水控制系统软件,配合高性能普传变频器,在恒压供水系统中得到广泛应用。
【特点】采用普传变频器与普传多泵供水系统专用控制器构成控制系统,进行优化控制泵组的调速运行,并自动调整泵组的运行台数,完成供水压力的闭环控制,在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。
【系统优点】 1.恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率,而达到调节水泵转速改变水泵出口压力,具有降低管道阻力,大大减少截流损失的效能。 2.由于变量泵工作在变频工况,在其出口流量小于额定流量时,泵转速降低,减少了轴承的磨损和发热,延长泵和电动机的机械使用寿命。因实现恒压自动控制,不需要操作人员频繁操作,降低了人员的劳动强度,节省了人力。 3.水泵电动机采用软启动方式,按设定的加速时间加速,避免电动机启动时的电流冲击,对电网电压造成波动的影响,同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。 4.由于变量泵工作在变频工作状态,在其运行过程中其转速是由外供水量决定的,故系统在运行过程中可节约可观的电能(平均25%以上),系统具有收回投资快,而长期受益,其产生的社会效益也是非常巨大。
1.变频器恒压供水系统解决方案 本文介绍基于普传变频器的恒压供水系统方案。具体阐述了供水控制原理和变频方案设计,给出系供水系统配线图可供参考。 变频调速恒压供水技术以其节能、安全、供水高品质等优点,在供水行业得到了广泛应用。
【前言】变频调速恒压供水技术以其节能、安全、供水高品质等优点,在供水行业得到了广泛应用。恒压供水调速系统实现水泵电动机无级调速,依据用水量的变化(实际上为供水管网的压力变化)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,是当今先进、合理的节能型供水系统。普传科技作为具有电机设计生产基础的变频器专业制造商,为市场和客户考虑,开发出多泵供水控制系统软件,配合高性能普传变频器,在恒压供水系统中得到广泛应用。
【特点】采用普传变频器与普传多泵供水系统专用控制器构成控制系统,进行优化控制泵组的调速运行,并自动调整泵组的运行台数,完成供水压力的闭环控制,在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。
【系统优点】 1.恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率,而达到调节水泵转速改变水泵出口压力,具有降低管道阻力,大大减少截流损失的效能。 2.由于变量泵工作在变频工况,在其出口流量小于额定流量时,泵转速降低,减少了轴承的磨损和发热,延长泵和电动机的机械使用寿命。因实现恒压自动控制,不需要操作人员频繁操作,降低了人员的劳动强度,节省了人力。 3.水泵电动机采用软启动方式,按设定的加速时间加速,避免电动机启动时的电流冲击,对电网电压造成波动的影响,同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。 4.由于变量泵工作在变频工作状态,在其运行过程中其转速是由外供水量决定的,故系统在运行过程中可节约可观的电能(平均25%以上),系统具有收回投资快,而长期受益,其产生的社会效益也是非常巨大。
变频恒压供水系统毕业设计
综合实训报告 实训项目: 系 部: 电气工程系 专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 同组成员: 指导教师: 日 期: 摘要 随着社会的发展, 恒压供水越来越重要。 本系统以 PLC与变频器控制水泵工 作,根据压力给定的理想值信号及管网水压的反馈信号进行比较, 变频器根据比 较结果调节水泵的转速, 达到控制管网水压的目的。 文中重点叙述了变频节能原 理,恒压供水原理及 PID控制方式。并提供控制系统硬件和控制软件,经现场模 拟调试成功,实现运行可靠、节能、低噪,维护简单等效果。 恒压供水是指在供水 网系中用水量发生变化时,出口压力保持不变的供水方式。系统由可编程控制器、变频器、 水泵电机组、压力变送器等构成。共三台电机,其中由一台变频器拖动 2 台电动机的起动、 运行与调速, 1 台电机备用。控制系统中采用德国 SIEMENS公司的 S7-300可编程控制器来 控制水泵电机的投入台数及运
PLC的变频恒压供水系统
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。
近年来,随着变频调速技术的日益成熟,其显著的节能效果和可靠稳定的控制方式,在供水系统中得到广泛的应用。变频恒压供水系统对水泵电机实行无级调速,依据用水量及水压变化通过微机检测、运算,自动改变水泵转速保持水压恒定以满足用水要求,是目前最先进,合理的节能供水系统。与传统的水塔、高位水箱、气压罐等供水方式比较,不论是投资、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优势:
(1)高效节能。与传统供水方式相比变频恒压供水能节能30%-60%。
(2)占地面积小,投入少,效率高。
(3)配置灵活,自动化程度高,功能齐全,灵活可靠。
(4)运行合理,由于一天内的平均转速下降,轴上的平均扭矩和磨损减少,水泵的寿命将大为提高。
(5)由于能对水泵实现软停和软起,并可消除水锤效应(水锤效应:直接起动和停机时,液体动能的急剧变大,导致对管网的极大冲击,有很大破坏力)。
(6)操作简便,省时省力。
传统的供水方式普遍存在不同程度水力、电力资源的浪费;供水系统效率低、可靠性差、自动化程度不高等缺点,严重影响了居民的用水和工业系统中用水。目前的供水方式朝向高效节能、自动可靠的方向发展,变频调速技术以其显著的节能效果和稳定可靠的控制方式,在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用,特别是城乡工业用水的各级加压系统,居民生活用水的恒压供水系统中,变频调速水泵节能效果尤为突出,其优越性表现在:一是节能显著;二是在开、停机时能减少电流对电网的冲击以及供水对管网系统的冲击;三是能减少水泵、电机自身的机械冲击损耗。
变频恒压供水系统能适用生活水、工业用水以及消防用水等多种场合的供水要求,该系统具有以下特点:
(1)变频恒压供水系统的控制对象是用户管网的水压,它是一个过程控制量,同其他一些过程控制量(如:温度、流量、浓度等)一样,对控制作用的响应具有滞后性。同时用于水泵转速控制的变频器也存在一定的滞后效应。
(2)变频调速恒压供水系统是一个线性系统。由于用户管网中有管阻、水锤等因素的存在,同时又水泵自身的一些固有特性,使水泵转速的变化与管网压力的变化成线性变化。
(3)变频调速恒压供水系统面向各种各样的供水系统具有广泛的通用性,而不同的供水系统管网结构、用水量和扬程等方面存在着较大的差异,因此其控制对象的模型具有很强的多变性。
(4)变频调速恒压供水系统的控制对象是时时变化的。由于系统中有定量泵的加入控制,而定量泵的控制(包括定量泵的停止和运行)是时时发生的,同时定量泵的运行状态直接影响供水系统的模型参数,使其不确定性地发生变化。
(5)当出现意外的情况(如突然停水、断电、泵、变频器或软启动器故障等)时,系统能根据泵及变频器或软启动器的状态,电网状况及水源水位,管网压力等工况点自动进行切换,保证管网内压力恒定。在故障发生时,执行专门的故障程序,保证在紧急情况下的仍能进行供水。
●优点:
1、自动化程度高,多种报警显示,保护设备,延长设备使用寿命。
2、多种启停控制方式可选。如单泵恒压变量供水控制系统、多泵恒压供水固定方式控制系统、多泵恒压供水循环软启动方式控制系统。
3、根据用户的需要,可选各种附加功能。如电机定时切换、添加附属小泵等。
4、管压力恒定无冲击,自动/手动切换控制。
5、节能效益显著。
●设备:
1、泵组和供水管。
2、变频恒压供水控制中心。
3、现场进口高精度压力检测单元。
4、可选的机柜空调以及工控电脑联控中心。
5、可选的冷、热备份机组。
●选型建议:
1、我公司的恒压供水控制设备有固定和循环两种方式,控制精度和节能效果均相同,切换过程中对管压力的扰动同样很小。
2、固定方式设备投资少,运行维护简单,故障点少,但工频泵切换时对泵的机械磨损较大,各泵的使用寿命不均匀。
3、循环方式则可以减少泵切换时的机械磨损,使各泵的使用寿命均匀,不足之处是设备的投资相对较高,因该方式泵切换时可能出现电流冲击,日久容易造成接触器触点的粘连现象,所以对接触器质量的要求较高,如选择不当,有可能会损伤变频器。
4、建议对于控制功率比较小的系统两种控制方式均可以选用,而控制功率较大的系统以固定方式为好。