變頻器在節(jié)能領域的應用畢業(yè)設計論文-資料下載頁

　　

【正文】 KMKM6分別控制MMM3的變頻運行，F(xiàn)RFRFR3分別為三臺水泵的電機過載保護用的熱繼電器， QFQFQF3為三臺電機主電路的斷路器（檢修電機用），F(xiàn)U為主電路的熔斷器，VVVF為臺達M系列變頻器。 圖61主回路電氣原理圖 控制電路圖如圖62所示為電控系統(tǒng)控制回路。控制方式分自動和手動兩種方式，由SA1進行切換，水位控制也分自動和手動兩種控制方式，由SA2進行切換。每臺水泵均有兩種運行方式，由LW進行切換。，M0、MMM5分別為變頻器的多段速運行輸入端子。圖62控制回路原理圖圖63為變頻器外圍接線圖，其中BFB為無熔絲斷路器，目的是防止啟動電流過大損壞變頻器，也可以裝設漏電斷路器。M0、MM。20mA的電流表作為模擬電流輸入的指示，蜂鳴器作為變頻器故障指示。圖中的E接地的目的是避免高壓突破沖擊以及噪聲干擾。對于供水這樣頻繁啟動的場合必須加裝制動電阻。　圖63 變頻器外圍接線圖 系統(tǒng)功能簡介該恒壓供水控制系統(tǒng)采用1臺變頻器控制3臺離心式水泵的方式，即只有一臺水泵在變頻運行，其它2臺做工頻運行，其二次供水系統(tǒng)結構如圖所示 ：圖64 二次供水系統(tǒng)在供水系統(tǒng)中水泵運行和蓄水池水位均由電控柜進行控制，該系統(tǒng)采用變頻器、可編程序控制器以及水壓傳感器、水位傳感器和智能型數(shù)字顯示控制儀表等器件，運行狀態(tài)指示清晰，操作方便，不但供水壓力穩(wěn)定而且可以節(jié)約電能，降低運行費用。電控柜外部接線圖如圖65所示。 圖65 電控柜外部接線圖該系統(tǒng)具有“手動”、“自動”、“消防”等三種供水方式，儲水池水位也能有效控制，電控系統(tǒng)的工作原理及其操作方法扼要敘述如下：（1）水泵運行控制 水泵運行方式設置通過三只萬能轉換開關LW13（見圖51）選擇水泵工作方式，將其分別設定為“變頻”、“備用”、“工頻”三個檔位之一。就整體而言，變頻、工頻、備用這三種不同狀態(tài)只能分別設置一臺水泵，如果有兩臺以上的水泵選擇了同一種工作狀態(tài)，則控制柜上方“系統(tǒng)運行”黃色指示燈HL0閃亮，系統(tǒng)無法投入運行，提示值班人員應調整設置，如設置正確則HL0常亮，表明控制系統(tǒng)可以正常工作。（2）手動控制方式 將“運行方式”選擇開關SA1置于“手動”檔位，其上方黃色指示燈亮，值班人員操作三臺水泵的“起動”（綠色）或者“停止”（紅色）按鈕，便可直接控制水泵的運行狀態(tài)，非常方便。水泵由變頻電源供電時，相應的藍色指示燈亮，水泵由工頻電源供電，相應的白色指示燈亮，備用泵不參加運行。（3）自動控制方式 將“運行方式”選擇開關SA1置于“自動”檔位，上方藍色指示燈亮。控制柜上裝有壓力數(shù)字顯示控制儀WP，其壓力上限、下限已預先設定，面板上還有一只電壓表，用表指示變頻器輸出頻率，這只電壓表滿刻度時的頻率為50Hz。 值班人員按下上面的綠色按鈕SB1，首先是變頻泵啟動運行，由于這臺水泵是由變頻器供電的，當用水量增加時，供水壓力將上升，通過變頻器內部的PID調節(jié)器的作用，使變頻器輸出頻率上升，水泵轉速自動提高以維持水壓恒定；反之，當用水量減小時，水泵轉速又會自動降低，水壓不會下降，水壓的給定值通過多圈電位器VR（見圖63）調節(jié)。當用水量增加時變頻器已達到其設定的最高輸出頻率（50Hz）,供水壓力降至下限且維持一定的時間，工頻泵會自動投入運行；當用水量顯著增加時，供水壓力再次降至下限時，則備用泵也回投入運行。當用水量逐步減少時，供水壓力升高至上限，則備用泵，工頻泵便依次退出運行，由變頻泵維持正常供水。綜上所述，采用自動運行方式時，供水壓力將在設定的上限、下限之間波動，變頻泵連續(xù)運行，工頻泵、備用泵則在用水高峰期參加運行，不須值班人員管理。 按下紅色按鈕SB2（見圖62），全部水泵均停止運行。（4）水泵退出運行 當某臺水泵需要進行檢修不能使用時，應將其置于“備用”狀態(tài)，打開柜門將其供電開關（QF13之一）斷開，這臺水泵的電源就被完全切斷。還要補充說明的時，QF13開關具有保護功能，當水泵的電動機發(fā)生故障時可以自動跳閘，將電路斷開。（5）消防供水 按下電控柜門上的紅色“消防”蘑菇形自鎖按鈕SB3后，紅色消防指示燈HL12亮，變頻泵、工頻泵、備用泵均投入運行，不受SA1檔位和水壓高低的限制，直接再次旋動“消防”按鈕，解除自鎖狀態(tài)為止，HL12燈滅，供水系統(tǒng)恢復正常的運行狀態(tài)。（6）水泵全部停止時的供水 通常情況下深夜時段用水量很小，而此時城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)的壓力較小，在這種情況下可以將水泵全部停止，公共供水管道通過另一只管道的逆止閥接通該小區(qū)供水總管直接供水，當控制柜遇到突然停電時也時如此，對提高小區(qū)供水可靠性有所幫助。（7）儲水池水位控制①手動操作 將閥門工作方式“選擇開關SA2置于”“手動”檔位，上方黃色指示燈亮，繼電器KA1得電吸合，進水電磁閥V開啟，下方綠色指示燈HL18亮，在水位光柱顯示儀WH上可以看到水位變化情況，當水位已達到上限位置時，應該SA2置于中間位，進水電磁閥V關閉，綠色指示燈滅，避免儲水池溢流，浪費資源。②自動補水 將SA2置于“自動”檔位，上方藍色指示燈亮。當儲水池水位下降到“下限”位置時，繼電器KA1吸合，電磁閥V便會自動開起浸水，下方綠色指示燈HL18亮；當水位上升到“上限”位置時，KA1斷電，電磁閥自動關閉停止，因此儲水池水位將在下限與上限之間變化，總有合理的儲備以保證供水和消防的需要。光柱數(shù)字顯示控制儀直接顯示水位變化情況，光柱高低與水位成正比，十分形象直觀一目了然。在特殊情況下（例如公共供水管網(wǎng)停水）儲水池水位下降到低于“下下限”位置時，水泵全部停止運行，防止水泵受到損傷。 系統(tǒng)的PID設定本程序利用定時器中斷功能實現(xiàn)PID控制的定時采樣及輸出控制。生活供水時系統(tǒng)設定值為70%,消防供水時系統(tǒng)設定值為90%。在本系統(tǒng)中,只是用比例(P)和積分(I)控制,其回路增益和時間常數(shù)可以通過工程計算初步確定,但還需要進一步調整以達到最優(yōu)控制效果。初步確定的增益和時間常數(shù)為：增益 Kc=。采樣時間 TS= s。積分時間 Ti=30 min 程序中使用的PLC元器件及功能如表61所示。表61 程序中使用的PLC元器件及功能器件地址功能器件地址功能VD100過程變量標準化值T38工頻泵減泵濾波時間控制VD104壓力給定值T39工頻/變頻轉換邏輯控制VD108PI計算值故障結束脈沖信號VD112比例系數(shù)泵變頻啟動脈沖VD116采樣時間倒泵變頻啟動脈沖VD120積分時間復位當前變頻運行泵脈沖VD124微分時間當前泵工頻運行啟動脈沖VD204變頻器運行頻率下限值新泵變頻啟動脈沖VD208生活供水變頻器運行頻率上限值泵工頻/變頻轉換邏輯控制VD212消防供水變頻器運行頻率上限值泵工頻/變頻轉換邏輯控制VD250PI調節(jié)結果存儲泵工頻/變頻轉換邏輯控制VD300變頻工作泵的泵號故障信號匯總VD301工頻運行泵的總臺數(shù)水池水位下限故障邏輯VD310倒泵時間存儲器水池水位下限故障消鈴邏輯T33工頻/變頻轉換邏輯控制變頻器故障消鈴邏輯T34工頻/變頻轉換邏輯控制火災消鈴邏輯T37工頻泵增泵濾波時間控制 致 謝通過這兩個多月的努力，終于順利完成了畢業(yè)論文的設計。這與畢業(yè)設計指導老師的耐心輔導是分不開的，也和同組人員協(xié)助分不開的。這段時間在張國同老師的指導下以及本組同學的大力協(xié)助下幫我找資料，我對所學知識進行了系統(tǒng)復習，并根據(jù)寫作要求，查閱了很多有關資料，使我深刻的體會到了良師益友給我?guī)淼膸椭＿@也使我自己越來越意識到協(xié)作的重要性，只有團結合作，你才能做的更好。畢業(yè)設計是在校期間最后一個重要的綜合性實踐學習環(huán)節(jié),是全面運用所學基礎理論、專業(yè)知識、基本技能，實踐問題進行設計的綜合性訓練，更是對自己的綜合考評。通過畢業(yè)設計，進一步培養(yǎng)和提高了運用所學知識解決實際問題的能力和創(chuàng)新精神，鍛煉了自主學習、獨立工作和團結協(xié)作的能力，增強了工程意識觀念，端正了學習態(tài)度，樹立了嚴肅認真、實事求是和刻苦鉆研的工作作風，為我能夠更好地適應工作需要進一步奠定了堅實基礎。為此，我衷心地感謝學校的老師們對我三年來的辛勤培養(yǎng)和精心教導，在此向老師們道一聲謝謝，特別感謝張國同老師，在您殷切指導、大力支持和幫助下，才使我的畢業(yè)設計得以順利完成，在此表示忠心的感謝。 參 考 文 獻[1]曾毅 王效良 .變頻調速控制系統(tǒng)的設計與維護. 山東科學技術出版社，2002[2]. 北京機械工業(yè)出版社，2004[3]. 北京機械工業(yè)出版社，2007[4]周志敏 .變頻電源實用技術設計與應用. 中國電力出版社，2001[5]. 北京機械工業(yè)出版社，2005[6]. 中國電力出版社，2004[7]，1993[8]，1981[9]. 重慶大學出版社，2001[10]. 北京機械工業(yè)出版社，2001[11]，1993[12]，1981[13]. 重慶大學出版社，2001[14]. 北京機械工業(yè)出版社，2001指導教師評語及成績評定論文成績： 指導教師（簽字）：年 月 日 答辯小組評語及成績評定答辯成績： 畢業(yè)設計成績：答辯小組負責人(簽字)：年 月 日 答辯委員會審定意見：答辯委員會主任（簽字）： 年 月 日 答 辯 小 組 成 員姓名職稱工作單位備注