5 系统仿真 29

结 论 32

参考文献 33

致  谢 34

附  录 35

1 绪  论 

1。1 论文研究背景与意义来自优I尔Q论T文D网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

我国的水资源和电能十分短缺，因此在设计供水系统时不但要考虑电能的节约也要考虑水资源的充分利用。随着国家城市化进程速度逐渐加快，我国建成了许多住宅楼小区和宿舍楼，相应的生活用水量也大幅上升，人们迫切需要高效率的供水系统。由于传统的供水系统自动化程度很低，电能和水资源都因此遭到了极大的浪费。例如普通工频驱动恒速泵供水、气压罐供水、建设高位高位水塔实现自压供水等，这些供水方法的缺陷如下：

(1) 恒速泵供水是一种纯手动调节压力的供水系统，由于系统中没有设置恒压供水自动调节的反馈调节装置，所有的压力调节都需要人工操作减压阀完成。这种供水方案自动化程度极低，而且在用水量较大时居住在高层的用户甚至无水可用，而用水量较小时，水压却太大，甚至超出了管路的承受范围，这种方案已经逐步淘汰。

(2) 虽然气压罐供水系统装置简单，不受楼层高度限制，但是由于水泵电机没有实现软启动或变频器启动，由于电机的带载启动功率较大，因此在启动时对电机和接触器的冲击都超出了电路的承受能力，而停泵时泵压往往过高，导致水泵不能高效率运行，供水水压无意义的增高，这种系统会极大的浪费电能，系统维护量也很大，因此应用范围不是很广。

(3) 采用高位水塔的方式则对基础建设的投资过大，需要建设一个高于用水建筑的水塔，不但占地面积大，也不便于维修。给高位水塔供水的系统中，由于为了保证水位满足用水需求，需要电机频繁启动或停止，因此系统的故障率也很高。

总的来说，采用传统的供水方案，不但电能和水力资源浪费严重，供水系统的维护量也较大，用户经常停水或水压过低的现象很常见。而现在多数供水系统都向高效节能的方向发展，伴随着PLC技术和变频器技术以及新型供水泵及压缩机制造技术的发展，变频恒压供水技术发展很成熟，可以很容易的实现。其优越性表现在：一是节能明显，能节省大量的供水电费；二是由于采用的变频启动，电机的启动过程平滑，对电机和电路的保护更加完善，而且对供水的机械系统冲击也明显减小，因此系统维护量大大降低。

本文要实现的正是基于PLC和变频器技术的恒压供水系统方案设计，利用该系统实现的供水可靠性高稳定性强。由于这种系统良好的性能和较低的维护量，再加上具有很大的节能性，在节能理念深入发展的今天尤为重要，因此对该系统的研究在提高工业生产和生活供水用水质量方面以及节能方面意义重大[3]。

1。2 变频恒压供水系统的国内外研究现状

1。2。1 变频调速技术的国内外发展与现状

变频器技术随着电机控制理论以及电力电子器件快速发展，进入21世纪之后，由于计算机技术发展迅速，使得变频器的性能明显提升。上世纪60年代初，最早提出将通信技术中使用的脉宽调制PWM技术应用到电机的变频调速控制的是德国人，后来日本科研人员将磁通轨迹的磁通轨迹控制方法应用于变频器控制中。在20世纪80年代开始，欧美发达国家和日本已经开始将VVVF技术应用于变频器产品，并推出了多种型号的系列化变频器。在我国，电动机占电能消耗的比重为60%，业内人士已经普遍认为采用变频调速可以节约电能。目前，我国研究变频器技术的企业和单位多达200余家，生产了不同档次和种类的变频器，但是总体控制技术还远远不如欧美国家。因此现状就是一部分国产变频器企业引进国外技术进行合资实现国外品牌本地化生产，一部分企业采用自主技术设计制造，形成自主品牌销售，总的来说近些年也取得了一些骄人的成绩。但是由于国内的技术较为落后，而国外技术壁垒的存在使得自主开发的变频器产品性能上仍然落后，因此我国变频器行业对国外技术依赖严重[2]。