2。4 供水规模以及扬程流量的确定 9

3 系统的硬件设计 11

3。1水泵电机的选型 11

3。2 PLC的选型 11

3。3变送器的选型 11

3。4变频器的选型 14

3。5 系统的主电路图 20

3。6系统的控制电路 21

4 系统运行的软件设计 25

4。1 系统运行的切换流程 25

4。2 PLC程序梯形图设计 28

5 总结 37

参考文献 38

致谢 40

1 绪论

1。1背景及意义   

水是生命之源，是我们生活中离不开的必需品。由于季节、昼夜等条件都是变化的，所以居民的用水量也会不同，因为不同时间段的人们对于水的需求是不同的，因此常常会出现供水不足或者是供水过剩的情况，这些因素会影响人们生活需求，另一方面来说也会造成能源的浪费。在人们日常用水会出现的不平衡现象，可以从供水系统管网内的压力上反应出来，简单的说就是用水多则压力大；用水少则压力小[1]。如果按照传统的一些供水方式供水，譬如采用高位水箱、水塔、气压罐等设施来实现的供水方式供水，论文网造成大量不必要的能源浪费不说，还也会影响人们的供水需求。随着时代的发展，变频技术也随之发展与日趋成熟，采用变频器来调节恒压供水系统代替老传统的供水系统渐渐的成为了主流的供水方式，对恒压供水系统这项技术来说也是具有重要的意义的。恒压供水系统就是在人们日常用水系统中用水量改变时，在供水网系中出口压力不随着用水压力的改变而改变，用传感器的检测水网管压力反馈信号给变频器，进而来调节变频器进而改变水泵运行机组与频率来控制水压恒定，保持供水水压不变的供水方式，这项技术的优点是启动平稳，除了变频器的PID实现无级平滑调速外，还可以控制启动电流，保证启动电流限制在额定电流以内，可以安全可靠稳定的启动系统，从而避免了启动大电流时对电网的冲击，消除了电流冲击引起电机损坏的情况发生[10]。另一方面，由于水泵不用长时间高速运转，所以以这种方式来驱动水泵的运转不仅使水泵以及相关的硬件设备延迟寿命，一直受水锤效应困扰的问题也得以解决，最大程度的减小了运行发生故障时对人们供水需求的影响，同时降低了系统运行与维护的开支。因为恒压供水系统是由用户的需求量来改变供水系出口压力值，所以保证了恒压供水系统的各项性能。随着科技的发展，变频器性能的提高，为实现恒压供水系统提供了可靠的硬件基础和软件设施。我们利用PLC作为控制器，变频器与压力变送器结合来检测监控，构建起恒压供水系统来调节网管水压的的恒定，变频器通过改变原有的频率来改变水泵的流量输出，实现恒压供水。变频恒压供水系统已逐渐取代原有的供水系统，在多层住宅小区生活消防供水系统应用极其广泛，变频器的发展使变频调速恒压供水逐渐完善，最终实现节水、节电、节省人力的目的。

1。2 水锤效应

水锤效应：水锤效应就是指水泵突然停止运行或者其他一些操作让水管道内的压力不平衡，水压对于管道进行一次拍打，产生一些不良的影响，这是由于突然间改变的运行方式而产生的惯性导致管内压力的不平衡，无论是对管壁还是阀门或者水泵都是一次破坏，在这种巨大的压力下，难免不会损坏整个运转系统，严重的还会引起巨大损失，同时在这样的水压冲击下，水的冲击力会对管道冲击时发出锤子敲击管道的声音，就如同锤子在敲打管道，所以这样的影响破坏方式被称做“正水锤效应”；还有一种“负水锤效应”的产生，是由于当水泵突然运转起来时，管道内的状态也会随者水流的加快运转而产生压力，所以对于其改变便会引起管道内的压力不平衡，无论是对水泵还是阀门或者管道同样会造成一定的损伤，同时也会发出锤子的敲击声，所以水锤效应的产生主要是由于突然停止或者突然运转的作用引起的。水锤效应的损害是我们必须要避防，无论是正水锤效应还是负水锤效应都应该尽量的去消除，正水锤效主要应该避免的是水压过大引起的一系列问题，负水锤效应该避免的是管道内的压力的不平衡引起管道的塌陷问题。因为传统的起动水泵方式是全压起动，这种起动方式的响应速度过快，电机转子在极短的时间从静止变化到额定转速，完全不给系统的缓冲与反应的时间，流量的瞬间变化让水锤效应必然发生，如果系统直接停机了，电机的定子转速由额定转速瞬间静止，阀门突然关闭，管道阀门又是一次损伤，所以对于水锤效应采取必要的措施是变频恒压供水系统必不可少的环节。