恒壓供水畢業(yè)設(shè)計論文--優(yōu)秀給排水畢業(yè)設(shè)計完整版

摘 要 I 摘 要 建設(shè)節(jié)約型社會，合理開發(fā)、節(jié)約利用和有效保護水資源是一項艱巨任務(wù)。根據(jù)高校用水時間集中，用水量變化較大的特點，分析了校園原供水系統(tǒng)存在成本高，可靠性低，水資源浪費，管網(wǎng)系統(tǒng)待完善的問題。提出以利用自來水水壓供水 與 水泵 提水相結(jié)合的方式，并配以變頻器、軟啟動器、 泄露補償器、壓力傳感器、液位傳感器等不同功能等傳感器 ，根據(jù) 管網(wǎng) 的壓力，通過變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，使水管中的壓力始終保持在合適的范圍。 從而可以解決因樓層太高導(dǎo)致壓力不足及小流量時能耗大的問題。 另外水泵耗電功率與電機轉(zhuǎn)速的三次方成正 比關(guān)系，所以水泵調(diào)速運行的節(jié)能效果非常明顯，平均耗電量較通常供水方式節(jié)省 近四成 。結(jié)合使用可編程控制器，可實現(xiàn) 主泵 變頻， 副泵 軟啟動，具有短路保護、過流保護功能，工作穩(wěn)定可靠，大大延長了 電機 的使用壽命。 關(guān)鍵詞： 恒壓變頻供水， 差供水，自動控制 I is an Be to to be by so to s in s at is is is s is 0%s 錄 錄 摘 要 . I . 錄 . 一章 緒 論 . - 壓供水問題的提出 . - 內(nèi)恒壓供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀 . - 內(nèi)恒壓供水系統(tǒng)研究狀況 . - 類供水系統(tǒng)的比較 . - 課題的總體方案 . - 統(tǒng)的總體布局圖 . - 統(tǒng)的總體方案 . - 系統(tǒng)的特點 . - 課題的主要工作 . - 第二章 恒壓供水系統(tǒng)的原理 . - 頻器 . - 頻器的基本原理 . - 頻器結(jié)構(gòu)電路圖 . - 頻器的配線 . - 10 - 起動 . - 15 - 起動的基本原理 . - 15 - 見故障的排除 . - 15 - 本顯示器 . - 16 - 第三章 供水系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 . - 17 - 要器件選型 . - 17 - 水泵的選擇 . - 17 - 頻器和軟起動選型 . - 17 - 水系統(tǒng)的電氣設(shè)計 . - 17 - 壓供水思路 . - 17 - 電驅(qū)動線路 1 . - 18 - 電驅(qū)動線路 2 . - 20 - 動閥控制電路 . - 21 - 線圖 . - 21 - 制線路 . - 23 - 第四章 恒壓供水系統(tǒng)軟件設(shè)計 . - 25 - 形圖的基本繪制規(guī)則 . - 25 - 壓供水系統(tǒng) I/O 分配表 . - 25 - 序流程圖 . - 28 - 序編寫 . - 28 - 目 錄 序調(diào)試 . - 28 - 總 結(jié) .未定義書簽。 致 謝 . - 31 - 參考文獻 . - 31 - 附錄 1 元器件清單 . - 33 - 附錄 2 序流程圖 . - 34 - 附錄 3 序 . - 38 - 第一章 緒 論 - 1 - 第一章 緒 論 壓供水問題的提出 水已經(jīng)成為中國 21 世紀的熱點問題，水有其自然屬性，它既是一種特殊的、不可替換的資源，又是一種可重復(fù)使用、可再生的資源；水 又有其經(jīng)濟和社會屬性，不僅工業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展要靠水，水更是城市發(fā)展、人民生活的生命線。 變頻調(diào)速恒壓供水技術(shù)其節(jié)能、安全、供水高品質(zhì)等優(yōu)點，在供水行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電動機無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化（ 實際 上為供水管網(wǎng)的壓力變化）自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求是 當(dāng)今 先進、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。在實際應(yīng)用中如何充分利用變頻器內(nèi)置的各種功能，對合理設(shè)計變頻器調(diào)速恒壓供水設(shè)備，降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等有著重要意義。 而 高校校園的供水和一般城市供水相比較 則有 些 特殊。主要是由于校園內(nèi)學(xué)生住宿區(qū)一般都較為集中，造成了學(xué)生宿舍、食堂的用水十分集中，且用水量較大。而其它建筑物如教室、實驗室、教師住宿區(qū)等的用水量則相對較少。同時，用水的時間性強，一般在早上 六點到八點 ，中午 十一點到下午兩點 ，下午 五點到七點 ，晚上 九點到十點 四個時間段用水量最大，而其它時間則用水量一般。某高校的某區(qū)供水方式為：把城市自來水管網(wǎng)的水源取到蓄水池后，用水泵抽到校園內(nèi)高位水池，再由高位水池向校園管網(wǎng)供水。 這種方法的缺點是隨著高校的擴招，學(xué)生人數(shù)顯著增多，造成了經(jīng)常性的供水不足，特別是學(xué)生宿舍和食堂最 為明顯，影響了學(xué)生和教師的正常生活秩序 。 同時該供水方式還存在如下問題 ： （ 1） 供水成本高。由于校園內(nèi)的用水全部 單純 采用水泵供水，造成電能的極大浪費和機電設(shè)備的大量損耗。 （ 2） 供水可靠性低。由于水泵采用人工操作方式，高位水池的水位只能靠人為估計，而且高位水池離水泵房較遠，無法做到準時開機和停機。會造成供水中斷或出現(xiàn)高位水池水位過高而溢流，電能和水資源造成浪費。另外，如果蓄水池水位過低，還會造成水泵空轉(zhuǎn)，導(dǎo)致電能浪費和機電設(shè)備的加速損耗。 （ 3） 水資源浪費。除水泵不能準時停機而造成的溢流浪費外。學(xué)生因高 峰期第一章 緒 論 - 2 - 供水中斷，故經(jīng)常打開閥門未關(guān)，造成來水后的浪費。很多學(xué)生在上課前或睡覺前打開閥門，用水桶或臉盆接水、貯水，造成來水后大量溢流，極大地浪費了水資源，增大了供水成本。 （ 4） 校園管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計有缺陷。對于一般建筑物，如教室、實驗室、教師住宿區(qū)等，本來城市自來水的正常供水即可滿足其用水量要求，但采用水泵供水后反而會出現(xiàn) 樓房頂層 供水不足的現(xiàn)象。同時，用水量大的學(xué)生宿舍屋頂水池設(shè)計偏小，調(diào)節(jié)能力較差。 內(nèi)恒壓供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀 內(nèi)恒壓供水系統(tǒng)研究狀況 目前 ,就國內(nèi)而言，歸結(jié)起來主要采用以 下三種方法 : （ 1）水池水泵（恒壓變頻或氣壓罐）管網(wǎng)系統(tǒng)用水點 這種方式是集中供水。對于一、二層是商業(yè)群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前較多采用此種供水方案。一般設(shè)計有地下生活水池一座，集中恒壓變頻供水，不設(shè)屋頂水箱。主水泵一般有三臺，二開一備自動切換，副泵為一般為一小流量泵，夜間用水量小時主泵自動切換到副泵，以維持系統(tǒng)壓力基本不變。 恒壓變頻供水是較為理想和先進的。首先恒壓變頻供水保證出水壓力不變，根據(jù)用水量大小進行變頻供水，既節(jié)約電能，又保證水泵軟啟動（對電網(wǎng)電壓沖擊不大），延長了水泵壽命 。各臺水泵自動輪換使用，即最先投入使用的水泵最早退出運行，這樣各臺水泵壽命均等，而且一旦水泵出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)能自動跳過故障泵運行。如圖 1示。 （ 2）水池水泵高位水箱用水點 此方式也是集中供水。單幢次高層和高層建筑的高壓供水區(qū)較多采用該種方案。一般也需要設(shè)計有一座地下水池，通過兩臺水泵（一用一備）抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用水點。該方式是較成熟的水泵、水箱供水方式。 （ 3）單元水箱單元增壓泵單元高位水箱各單位用水點 第一章 緒 論 - 3 - 此方式已簡化為單元總水表進水。單元水箱和單元增壓泵 實際上是一個整體，我們稱之為單元增壓器。由于有屋頂水箱，高水位時停泵，低水位時啟泵，這樣，水泵也有了停息時間，既省電又不至于一停電就停泵無水供應(yīng)，用水有 了保障，社會效益較好。 圖 1統(tǒng)恒壓供水方式 類供水系統(tǒng)的比較 水池水泵（恒壓變頻或氣壓罐）管網(wǎng)系統(tǒng)用水點是目前國內(nèi)外普遍采用的方法。該系統(tǒng)供水采用變頻泵循環(huán)方式，以 “ 先開先關(guān) ” 的順序關(guān)泵，工作泵與備用泵不固定死。 1這樣，既保證供水系統(tǒng)有備用泵，又保證系統(tǒng)泵有相同的運行時間，有效地防止因為備用泵長期不用發(fā)生銹死現(xiàn)象，提高了設(shè)備的 綜合利用率，降低了維護費用。 水池水泵高位水箱用水點這種供水方式通過水泵抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用戶。但是這第種二次供水方式不可避免造成二次污染，影響居民的身體健康。所以這種方案并不可取，終將淘汰。 單元水箱單元增壓泵單元高位水箱各單位用水點的確也達到了樓房高層的用戶不因城市供水管網(wǎng)水壓減小而用不到水的目標， 2但是它的投資較第一章 緒 論 - 4 - 大，總費用比上兩種方式增加一、二十萬元。這些費用要在用戶的水電費上來扣除，這對于居民和學(xué)校來說是巨大的壓力，所以也不可取。 結(jié)合校園用水的特點和經(jīng) 濟效益的考慮 ,決定采用恒壓變頻供水系統(tǒng)。但上述的恒壓供水系統(tǒng)有一個很大的弊病，就是在一個變頻泵已經(jīng)工作但壓力仍然達不到設(shè)定壓力，需要啟動另外一個泵時把主線路從變頻器切換到工頻線路上，從理論上講是不錯的，變頻器輸出電壓是 380V，工頻線路輸出的也是 380V。但是實際應(yīng)用中工頻線路的電壓是不定的。 3一般在水廠的配電室里對外輸出有兩到三個檔，一個是春秋季節(jié)時用的 380V 的供電電壓，另一個是夏天時用的 420V 或 420V 以上（因為用空調(diào)冰箱較多），設(shè)所需水壓 泵只能達到 需要加泵， 當(dāng)線路由變頻切換到工頻時，電壓突然增大，多出來的電壓會使水泵向上抽更多的水，很有可能使水壓超過設(shè)定值， 據(jù)壓力傳感器的信號令 A 泵退出運行，但實際水壓并未達到 定后仍然需要加泵， B 泵頻率上升至 50換線路并啟動 C 泵，切換時又遇到剛才的狀況，導(dǎo)致水泵頻繁切換，但水壓始終上不去。 課題的總體方案 統(tǒng)的總體布局圖 圖 1統(tǒng)總體布局圖 清 水 池取 水 電 動 閥閘 閥閘 閥1 泵真 空 泵止 回 閥 1 泵 電 動 閥閘 閥2 泵止 回 閥 2 泵 電 動 閥閘 閥3 泵止 回 閥 3 泵 電 動 閥壓 力 傳 感 器用 戶自 來 水 公 司水 位 傳 感 器真 空 泵 電 磁 閥微 泄 露 補 償 器第一章 緒 論 - 5 - 統(tǒng)的總體方案 系統(tǒng)采用 3 臺水泵并聯(lián)運行方式，把 1 泵和變頻器連接，實現(xiàn)變頻運行。為保護電機， 2 泵和 3 泵用軟起動器 來啟動，起動參數(shù)可調(diào)，而且采用軟起動具有軟停車功能，即平滑減速，逐漸停機，它可以克服瞬間斷電停機沖擊電流大的弊病，減輕對管道的沖擊，避免高程供水系統(tǒng)的 “ 水錘效應(yīng) ” ，減少設(shè)備損壞 。 在工作過程中，壓力傳感器將主管網(wǎng)水壓變換為電流信號，經(jīng)模擬量輸入模塊，輸入 據(jù)給定的壓力設(shè)定值與實際檢測值進行 算， 輸出控制信號經(jīng)模擬量輸出模塊至變頻器，調(diào)節(jié)水泵電機的頻率。當(dāng)用水量較小時，一臺泵在變頻器的控制下恒壓運行，當(dāng)用水量大到水泵全速運行也不能保證管網(wǎng)的壓力達到設(shè)定值時，壓力傳感器上傳的信號被 測到， 時將第二臺泵軟啟動投入到工頻運行，以保持壓力的穩(wěn)定，此時管網(wǎng)壓力恒定依靠調(diào)節(jié)變頻泵頻率實現(xiàn)；一段時間后，若 2 臺泵運轉(zhuǎn)仍不能滿足壓力的要求，則依次將軟啟動下一臺水泵。當(dāng)用水量減少時，首先表現(xiàn)為變頻器已工作在最低速信號有效，這時實際壓力值大于設(shè)定壓力， 最后啟動的工頻泵停掉，以減少供水量。 4一段緩沖時間后，當(dāng)變頻器仍工作在出水頻率以下時， 軟停車停掉第 2 臺工頻運行的電機，此時管網(wǎng)壓力恒定依靠調(diào)節(jié)變頻泵頻率實現(xiàn)。 為了防止備用泵銹死，用 時， B、 C 泵循環(huán)備用。循環(huán)時間可默認定在每周三凌晨 2 點，因為這時用水量較少，備用泵循環(huán)可順利進行。主要參數(shù)的設(shè)定可用文本顯示器來設(shè)定。 5省去了改寫程序的麻煩。 系統(tǒng)的特點 提高備用泵的利用率，是本系統(tǒng)的第一個目的，也是第一個特點。 節(jié)能，是設(shè)計這套系統(tǒng)的另一個重要目的。第一，普通二級加壓水廠只單純手動控制電機的啟動和切換，這樣在電機啟動時會產(chǎn)生很大的啟動電流，長此以往對電機壽命有很大損害，而且在供水時一直按工頻全速運轉(zhuǎn)效率低、能耗大。而本系統(tǒng)可根據(jù)實際壓力變化自動調(diào)整變頻器頻率，從而改變電機轉(zhuǎn)速，第一章 緒 論 - 6 - 減少了能量的消耗。第二，普通恒壓供水在用水量變化較大時有高效、節(jié)能的作用，但在用水量很小的情況下，如晚上 ， 變頻器工作在出水頻率附近，耗電量增大。下面引用我的校外導(dǎo)師的一篇文章來說明。 在山東農(nóng)村，每村平均戶數(shù)在 260 戶左右，每戶每月用水量大約在 3t，每月全村用水量約 780t，平均每天用水約 26t。經(jīng)過統(tǒng)計，每天早、中、晚各 10左右，即 31t，平均 7t/h。而其他21h 供水總量為 均 h。如該村選用的潛水電泵是 252/4，額定流量 32m/h，額定功率 在除早、中、晚三時的時間里，其流量占額定流量的 不足 1，而在早中晚三時，流量占額定流量的 21。根據(jù)試驗，當(dāng) 252/4 潛水電泵與變頻設(shè)備合理匹配的情況下，當(dāng)流量達到額定流量 21，其能耗為 由上面的分析可知，早中晚三時供水總量為 80，而耗電量為 h；而其他 21 個小時，供水總量為 20，而耗電量為 h。 6早、中、晚三時供水量 80，只占全天耗電的 21，而其余時間供水量 20，耗電卻占全天的 79。這顯然是極不合 理的現(xiàn)象。因此，必須解決好微小流量時能耗大效率低的問題。 當(dāng)流量較小時，恒壓供水模式將轉(zhuǎn)換成壓差供水模式。壓差供水模式的工作過程如下，當(dāng)流量條件滿足壓差方式時，系統(tǒng)自動切換。變頻泵以 50頻率開啟，向微泄露補償器壓水，當(dāng)壓力達到 壓差上限時，水泵停止供水并停機。這時管道的壓力由微泄露補償器來提供。當(dāng)壓力傳感器檢測到壓力低于壓差下限時，變頻泵再次以工頻把補償器壓滿。在壓力達到壓差上限時，定時器同時計時，在變頻器若干次的啟停后（系統(tǒng)默認為 4 次）， 動比較壓力由壓差上限到壓差下限的的時間是否低于系統(tǒng)設(shè)定的 頻率上升時間，若都低于說明需水量已增大，系統(tǒng)就自動切換到恒壓供水狀態(tài)。微泄露補償器是比傳統(tǒng)的壓力罐、氣壓罐更先進、更環(huán)保的恒壓裝置。只使用普通氣囊儲氣，而微泄露補償器使用高質(zhì)量橡膠囊儲氣，杜絕了二次污染。 本系統(tǒng)是由變頻技術(shù)、壓差 恒壓自動轉(zhuǎn)換技術(shù)及微泄露補償技術(shù)組成。采用這種技術(shù)供水時，變頻設(shè)備能自動的根據(jù)供水流量轉(zhuǎn)換供水方式，并利用第一章 緒 論 - 7 - 微泄漏補償器儲能，來實現(xiàn)微小流量下高效率供水的目標。 課題的主要工作 本文所做的工作分為兩個方面，一是電氣圖的設(shè)計；二是 序的編制滿足工藝要求。全文主體思路共 分為 5 章，第一章概述恒壓供水問題的提出和意義，國內(nèi)恒壓供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀，明確論文要解決的問題并提出總體方案；第二章概述恒壓供水方案解決的基礎(chǔ)上，介紹恒壓供水系統(tǒng)的主要器件的原理和使用方法。第三章詳細介紹全自動供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計。第四章詳細闡述供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計。第五章是結(jié)論，總結(jié)該系統(tǒng)的設(shè)計思路及優(yōu)點。 第二章 恒壓供水系統(tǒng)的原理 - 8 - 第二章 恒壓供水系統(tǒng)的原理 頻器 頻器的基本原理 變頻器是利用 電力半導(dǎo)體器件 的 通斷 作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們 公司 現(xiàn)在使用的變頻器主要采用 交 直 交 方式（ 頻），先把 工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源 ，然后再把 直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源 以供給電動機。變頻器的電路一般由 整流 環(huán)節(jié) 、中間直流環(huán)節(jié) 、 逆變 環(huán)節(jié) 和 控制 環(huán)節(jié) 4 個部分組成。整流部分為 三相橋式不可控整流器 ，逆變部分為 相橋式逆變器 ，且輸出為 形，中間直流環(huán)節(jié)為 濾波、直流儲能和緩沖無功功率 。 從理論上可知電機的轉(zhuǎn)速 N 與供電頻率 )1(602 sq ( （ 2 由上式可知，轉(zhuǎn)速 n 與頻率 f 成正比，如果不改變電動機的級數(shù)，只要改變頻率 f 即可改變電動機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率 f 在 0 50范圍內(nèi)變化時，電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過 改變電動機電源頻率 實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。 變頻器在工頻以下和工頻以上工作時的情況： （ 1）變頻器小于 50于 I*R 很小，所以 U/F=E/F 不變時，磁通為常數(shù)，轉(zhuǎn)矩和電流成正比，這也就是為什么通常用變頻器的過流能力來描述其過載（轉(zhuǎn)矩）能力，并成為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 （ 2） 變頻器 50上 時，通常的電機是按 50壓設(shè)計制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 (T= X 會相應(yīng)減小 。 對于電機來說 ， ( （ 2 因此轉(zhuǎn)矩 T 會跟著磁通 X 減小而減小。 結(jié)論 ： 當(dāng)變頻器輸出頻率從 50 電機的輸出轉(zhuǎn)矩會減小。 頻器結(jié)構(gòu)電路圖 主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路和檢測取樣電路部分組成。 變頻器結(jié)構(gòu)圖如圖 2示。 第二章 恒壓供水系統(tǒng)的原理 - 10 - 圖 2頻器 結(jié)構(gòu)圖 頻器的配線 1、主回路端子臺的配線圖如圖 2示。 圖 2頻器配線圖 2、控制回路端子 （ 1）控制回路端子圖 變頻器實際應(yīng)用中接線端子排列如圖 2示。 第二章 恒壓供水系統(tǒng)的原理 - 11 - 圖 2頻器端子圖 （ 2）控制回路端子功能說明 變頻器中所用的各個端子說明如表 2示。 線說明： 電源 ： 1接， 8V+輸出 5V/50 電源 ： 2接， V+輸出 10V/10 表 2頻器端子功能表 種類 端子符號 端子功能 備 注 模 擬 輸 入 V+ 向 外提供 +5V/50源 或 +10V/10源 由控制板上 擇 外提供 0源 率設(shè)定電壓信號輸入端 1 0 10V 率設(shè)定電壓信號輸入端 2 10V 率設(shè)定電流信號輸入正端（電流流入端） 0 20率設(shè)定電壓信號的公共端（ V+、 頻率設(shè)定電流信號輸入負端（電流流出端） 控 制 端 功能輸入端子 1 多功能輸入端子的具體功能由參數(shù) 定， 端子與 閉合有效 功能輸入端子 2 功能輸入端子 3 功能輸入端子 4 功能輸入端子 5 功能輸入端子 6 功能輸入端子 7，也可作外部脈沖信號的輸入端子 轉(zhuǎn)控制命令端 與 閉合有效， 定面板第二章 恒壓供水系統(tǒng)的原理 - 12 - 子 轉(zhuǎn)控制命令端 控制方式時的運轉(zhuǎn)方向。 障復(fù)位輸入端 制端子的公共端 +24 向外提供的 +24V/50電源 （ 子 為該電源地） 模擬 輸出 編程電壓信號輸出端，外接電壓表頭（由參數(shù) 定） 最大允許電流 1出電壓 0 10V 編程頻率信號輸出端，外接頻率計（由 參數(shù) 定） 最高輸出信號頻率 50值 10V M、 子的公共端 內(nèi)部與 相連 輸出 編程開路集電極輸出，由參數(shù) 定 最大負載電流 50高承受電壓24V 故 障 輸 出 B 頻器正常： 合 開 變頻器故障： 開 合 觸點容量： A 阻性負載 A B 訊端子 3、變頻器的基本配線圖如圖 2示。 第二章 恒壓供水系統(tǒng)的原理 - 13 - 圖 2頻器基本配線圖 障診斷與對策 當(dāng)變頻器有故障時， 1 泵故障輸入置 1， 1 泵停止，具體故障如表 2 表 2頻 器故障對策表 故障代碼 故障說明 可能原因 對 策 速中過流 1. 加速時間過短 2. 轉(zhuǎn)矩提升過高或 V/F 曲線不合適 1. 延長加速時間 2. 降低轉(zhuǎn)矩提升電壓、調(diào)整 V/F 曲線 速中過流 減速時間太短 增加減速時間 M 電動機 T a T b T c U W V R S T F W D R E V 故障報警輸出 電壓表（ 0 1 0 V ） 頻率計（ 0 . 2 K 1 0 K 三相電源 正轉(zhuǎn)指令 反轉(zhuǎn)指令 E R S T 可編程輸入端 脈沖輸入端 （也可作一般輸入口） 故障復(fù)位 V+ V G N D V - P - P B 外接制動電阻 開路集電極輸出 R S 4 8 5 通訊 O C 1 O C 2 A B 接大地 三相斷路器 P + 2 4 輔助直流電源 - 1 0 V 1 0 V 頻率設(shè)定 0 V 1 0 V 頻率設(shè)定 V 0 2 0 m A 頻率設(shè)定 第二章 恒壓供水系統(tǒng)的原理 - 14 - 行中過流 負載發(fā)生突變 減小負載波動 速中過壓 1. 輸入電壓太高 2. 電源頻繁開、關(guān) 1. 檢查電源電壓 2. 用變頻器的控制端子控制變頻器的起、停 速中過壓 1. 減速時間太短 2. 輸入電壓異常 1. 延長減速時間 2. 檢查電源電壓 3. 安裝或重新選擇制動電阻 行中過壓 1. 電源電壓異常 2. 有能量回饋性負載 1. 檢查電源電壓 2. 安裝或重新選擇制動電阻 機時過 壓 電源電壓異常 檢查電源電壓 行中欠壓 1. 電源電壓異常 2. 電網(wǎng)中有大的負載起動 1. 檢查電源電壓 2. 分開供電 頻器過載 1. 負載過大 2. 加速時間過短 3. 轉(zhuǎn)矩提升過高或 V/F 曲線 不合適 1. 減小負載或更換成較大容量變頻器 2. 延長加速時間 3. 降低轉(zhuǎn)矩提升電壓、調(diào)整 V/F 曲線 4. 檢查電網(wǎng)電壓 機過載 1. 負載過大 2. 加速時間過短 3. 保護系數(shù)設(shè)定過小 4. 轉(zhuǎn)矩提升過高或 V/不合適 1. 減 小負載 2. 延長加速時間 3. 加大電機過載保護系數(shù)（ 4. 降低轉(zhuǎn)矩提升電壓、調(diào)整 V/F 曲線 頻器過熱 1. 風(fēng)道阻塞 2. 環(huán)境溫度過高 3. 風(fēng)扇損壞 1. 清理風(fēng)道或改善通風(fēng)條件 2. 改善通風(fēng)條件、降低載波頻率 3. 更換風(fēng)扇 出接地 1. 變頻器的輸出端接地 2. 變頻器與電機的連線過長 且載波 頻率過高 1. 檢查連接線 2. 縮短接線、降低載波頻率 擾 由于周圍電磁干擾而引起的誤動作 給變頻器周圍的干擾源加吸收電路 出 缺相 變頻器與電機之間的接線不良或斷開 檢查接線 障 1. 輸出短路或接地 2. 負載過重 1. 檢查接線 2. 減輕負載 部設(shè)備故障 變頻器的外部設(shè)備故障輸入 端子有信號輸入 檢查信號源及相關(guān)設(shè)備 流檢測錯誤 1. 電流檢測器件或電路損壞 2. 輔助電源有問題 向廠家尋求服務(wù) 饋故障 1. 饋信號線斷開 2. 用于檢測反饋信號的傳感器發(fā)生故障 3. 反饋信號與設(shè)定不符 1. 檢查反饋通道 2. 檢查傳感器有無故障 3. 核 實反饋信號是否符合設(shè)定要求 第二章 恒壓供水系統(tǒng)的原理 - 15 - 起動 起動的基本原理 軟 起動器是一種用來控制鼠籠型異步電動機的新設(shè)備，集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的 新型 電機控制裝置，國外稱為 軟啟器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機達到 額定轉(zhuǎn)數(shù)時，啟動過程結(jié)束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動機正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。 9軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。 見故障的排除 啟動器有 10 種保護功能。當(dāng)軟啟動器故障保護功能動作時，軟啟動器立即停機。操作鍵盤顯示故障保護代碼，用戶可根據(jù)代碼所對應(yīng)的故障原因進行分析處理。在故障排除后，可通過復(fù)位 鍵 行復(fù)位。使軟啟動器回到啟動準備狀態(tài)。詳見表 2 表 2啟動器故障對策表 常見故障 原因說明 處理辦法 線電源相序錯誤 調(diào)換任兩相進線 線電源缺相 檢查進線使之可靠接入 起動峰值電流過流保護 起動電流超過 4 倍 整起動時間及起始電壓 2t 保護 調(diào)整限流參數(shù)或起動時間參數(shù)設(shè)定 動機過流保護 避免負載急劇變化 動機過載保護 減小電機負載 第二章 恒壓供水系統(tǒng)的原理 - 16 - 非法起動保護 重新確認控制模式 起 動或運行中缺相 檢查進線電源 擾保護 處理干擾源 定參數(shù)丟失 重新設(shè)定各參數(shù) 熱保護 降低起動頻度 本顯示器 在 序設(shè)計中，有一些參數(shù)需要根據(jù)實際情況變動，這時如果再重新改變程序的話，會增加出錯率。這時通過串口線把 口 和文本顯示器的 口連接起來，顯示器中設(shè)置的參數(shù)和 設(shè)定的特定寄存器值相對應(yīng)。通過屏幕鍵盤的操作可該變程序里寄存器的數(shù)值。 10文本顯示器面板如下圖所示。 圖 2本顯示器面板第三章 供水系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 - 17 - 第三 章 供水系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 要器件選型 水泵的選擇 在我們山東理工大學(xué)學(xué)校里，設(shè)定每人一天的用水量為 30 升，我校共有32000 多名學(xué)生、 2600 多名教職工，共 34000 多人，可按 30000 人來計算。則一天的最大用水量為 0 0 0 0 0303 0 0 0 0 （ 3 每小時最大時的用水量為 )/( 0 0 0/9 0 0 0 0 0 3 （ 3 最高的樓為 11 層，每層高度按 3樓高為 33m，供水高度為 33m。一般由現(xiàn)實需要還要加上一層，即供水高度為 36m，再加上經(jīng)驗值 15m 20m，則泵的總揚程為 51 56m。選擇離心泵 配 15電機（ 共 3 臺。 頻器和軟起動選型 由于電機的功率為 15擇康沃生產(chǎn)的 列 起動器選擇 率為 水系統(tǒng)的電氣設(shè)計 壓供水思路 本系統(tǒng)具體 控制方案為： 1、供水 （ 1）單泵工作 開機延時 5 秒，首先開啟真空泵，開啟 1 泵真空電磁閥和 1 泵電動閥，真空泵工作 1 分鐘后（可以設(shè)置），開啟變頻 1 泵，關(guān)閉真空泵，關(guān)閉 1 泵真空電磁閥； 1 泵按 2 速度上升至出水頻率（可以設(shè)置），再按 1 速度工作。 （ 2）進泵 第三章 供水系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 - 18 - 當(dāng) 1 泵到達全速但壓力達不到設(shè)定值，延時（可以設(shè)置）開啟真空泵，開啟 2 泵真空電磁閥和 2 泵電動閥，真空工作 1 分鐘后（可以設(shè)置），軟起工頻 2泵，關(guān)閉真空泵，關(guān)閉 2 泵真空電磁閥； 1 泵下降至出水頻率（可以設(shè)置），若壓力超過設(shè)定壓力，重新執(zhí)行單泵工作程序。 （ 3）退泵 當(dāng) 1 泵頻率下降至出水頻率（可以設(shè)置），實際壓力超過設(shè)定壓力，延時（可以設(shè)置），停止 2 泵，關(guān)閉 2 泵電動閥，重新執(zhí)行單泵工作程序； （ 4） 3 泵為手動 /自動備用泵，本系統(tǒng)考慮到當(dāng)遇到特殊情況時兩個泵達不到需求時，要啟動 3 泵。故在 序中編寫了進退 3