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恒壓變頻熱水供應(yīng)系統(tǒng)

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里面有畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書和所有的電氣CAD圖紙，主要是變頻供水。摘要
本文設(shè)計(jì)的HWABB型恒壓變頻供水,旨在為大學(xué)生宿舍提供生活熱水。該宿舍樓有21層共住學(xué)生約2000人，將21層宿舍樓分三個(gè)區(qū)進(jìn)行單獨(dú)供水：高區(qū)、中區(qū)和低區(qū)。每個(gè)區(qū)由單獨(dú)的恒壓變頻器控制箱進(jìn)行水壓的維持，三個(gè)變頻控制箱由一個(gè)主控箱進(jìn)行總控制。
本設(shè)計(jì)采用能效比4-6的空氣源作為加熱方式然后通過熱交換器將熱量傳給低溫水質(zhì)，通過循環(huán)泵進(jìn)行多次循環(huán)加熱，最終通過溫度傳感器和PLC結(jié)合判斷停止加熱。
本文進(jìn)行了水力計(jì)算，基于計(jì)算參數(shù)進(jìn)行了管路配置與機(jī)電設(shè)備的選型。本文通過三種方案的論述最終確定為電氣控制系統(tǒng)和PLC控制方案，并設(shè)計(jì)了電氣控制電路圖和PLC控制程序。實(shí)現(xiàn)了水位高低控制、水溫控制、供水泵啟停切換控制、補(bǔ)水控制、分時(shí)段加熱與供水等控制功能。
本設(shè)計(jì)根據(jù)恒壓變頻供水要求，設(shè)計(jì)了高、中、低三個(gè)分區(qū)的熱水供給。每個(gè)區(qū)包含一個(gè)變頻器和3個(gè)水泵電機(jī)組。每一個(gè)變頻器對兩臺泵進(jìn)行工頻/變頻切換，并與PLC綜合判斷控制。每一組水泵機(jī)組都實(shí)現(xiàn)兩用一備，并且通過選擇開關(guān)進(jìn)行選擇備用泵。整個(gè)恒壓變頻供水都是以用戶用水壓力恒定為中心進(jìn)行控制的。

關(guān)鍵詞：水系統(tǒng)設(shè)計(jì)；恒壓變頻供水；空氣源熱泵；PLC；

Abstract
In this paper, HWABB constant pressure variable frequency water supply is designed to provide hot water for student undefined dormitory. The 21-story dormitory, which has about 2000 students, is divided into three separate sections: the High, the Central and the low. Each area is maintained by a separate constant-voltage converter control box, and three variable-frequency control boxes are controlled by a single main control box.
This design uses the energy efficiency ratio 4-6 air source as the heating mode and passes the heat transfer through the heat exchanger to the low temperature water. The heat exchanger is heated by the circulating pump for several cycles. Finally, the heating is stopped by the combination of the temperature sensor and the PLC.
In this paper, I did hydraulic calculations. Pipe configuration and electromechanical equipment selection are carried out based on calculation parameters. In this paper, the electric control system and the PLC control scheme are determined through the discussion of three schemes, and the electrical control circuit diagram and the PLC control program are designed. The control functions such as water level control, water temperature control, switch control of water supply pump start and stop, water supply control, heating and water supply are realized.
According to the requirement of constant pressure variable frequency water supply, the hot water supply of high, middle and low zones is designed. Each area contains one inverter and three pump motor groups. Each converter switches the two pumps with frequency / frequency conversion, and synthetically judges and controls with PLC. Each group of pump units are dual-purpose, and by selecting switches to select the backup pump. The whole constant pressure variable frequency water supply is controlled by constant water pressure.

Keywords: Water system design；Constant pressure frequency conversion water supply；Air source heat pump；PLC

目錄
摘要 I
Abstract II
第1章概述 1
1.1設(shè)計(jì)背景 1
1.2設(shè)計(jì)意義 1
1.3設(shè)計(jì)任務(wù) 2
第2章水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3
2.1儲熱水箱與空氣源機(jī)組選型 3
2.2水力計(jì)算與管網(wǎng)設(shè)計(jì) 4
2.3供水泵、循環(huán)泵的選型 6
2.4控制方案論證 9
第3章主控箱電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14
3.1循環(huán)泵電氣控制設(shè)計(jì) 14
3.2水溫、水位、補(bǔ)水電氣控制設(shè)計(jì) 16
3.3主控箱PLC電氣控制設(shè)計(jì) 17
3.4主控箱智能儀表接線原理 18
第4章恒壓變頻供水電氣控制設(shè)計(jì) 20
4.1變頻器工作原理 20
4.2泵與管系配合特性 20
4.3恒壓變頻供水系統(tǒng)原理介紹 21
4.4恒壓變頻供水電氣控制設(shè)計(jì) 23
4.5變頻器輸入輸出 26
第5章 PLC程序設(shè)計(jì)與仿真 30
5.1恒壓變頻程序設(shè)計(jì)及仿真 30
5.2主控箱程序設(shè)計(jì)及仿真 36
總結(jié) 39
參考文獻(xiàn) 40
致謝 41

第1章概述
1.1設(shè)計(jì)背景
水在人類生活中扮演一個(gè)重要角色。對于水的需求，一般居民用戶基本上靠自來水公司加壓離心泵增加壓力通過管道輸送給用戶。但是這樣供水耗能大，用戶用水端水壓得不到可靠保障。這就需要一項(xiàng)新技術(shù)，在保證用戶水壓穩(wěn)定的同時(shí)，還能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，并且經(jīng)濟(jì)節(jié)能。變頻恒壓供水在我國發(fā)展相對落后于外國，這就使我國變頻恒壓技術(shù)發(fā)展成為必然的發(fā)展趨勢。恒壓變頻供水技術(shù)是通過遠(yuǎn)程壓力表時(shí)刻監(jiān)測著用戶的用水壓力，將檢測的壓力信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電流信號送入變頻器內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器。通過與設(shè)定的值進(jìn)行對比和運(yùn)算后，改變完的電壓和頻率被輸出。此頻率作用于電動(dòng)機(jī)使電動(dòng)機(jī)的速度得到變化，從而改變供水壓力，保持用戶的用水壓力。變頻器與PLC結(jié)合使用能達(dá)到智能控制的功能。PLC主要負(fù)責(zé)接收信號和輸出控制信號，內(nèi)部主要通過軟件編程實(shí)現(xiàn)各種控制功能。
恒壓變頻供水可以實(shí)現(xiàn)冷水、熱水的供應(yīng)，對于熱水的供應(yīng)就得考慮加熱源的問題。目前市場上加熱方式比較多。這些加熱方式多多少少都存在一些節(jié)能，安全的問題。就能效比來講，空氣源加熱能達(dá)到4-5，相對于各種加熱方式而言，是目前最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的加熱源選擇。
1.2設(shè)計(jì)意義
交流電動(dòng)機(jī)恒壓變頻調(diào)速供水主要有以下四大優(yōu)點(diǎn)：
1)通過三臺泵機(jī)的工頻/變頻切換，實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的恒壓供水保障，確保供水系統(tǒng)的安全可靠經(jīng)濟(jì)。
2)采用變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)，降低電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)和停止時(shí)的轉(zhuǎn)矩，使供水流量不會再一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間內(nèi)發(fā)生劇烈改變[6]。能減少供水設(shè)備受到的沖擊，延長設(shè)備使用時(shí)間。
3)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)，不僅能降低轉(zhuǎn)矩還能降低啟動(dòng)電流，對于電動(dòng)機(jī)本身使用壽命是有用的，而且對于相關(guān)電氣元件的保護(hù)也是有用的。
4)根據(jù)用戶實(shí)際使用水壓流量，自行進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整，減少了泵葉片、軸承等旋轉(zhuǎn)部件的磨損，降低了維護(hù)費(fèi)用，減少了設(shè)備的損耗風(fēng)險(xiǎn)。
1.3設(shè)計(jì)任務(wù)
設(shè)計(jì)用于大學(xué)生宿舍2000人的生活熱水供給加壓系統(tǒng)，按一個(gè)儲熱水箱和三個(gè)分區(qū)集中供水方式設(shè)計(jì)，控制功能要求：（1）宿舍樓高21層；（2）要求供水壓力3至4BAR；（3）要求分時(shí)段供水控制；（4）要求具有水位控制和水位保護(hù)功能；（5）要求ABB恒壓變頻供水。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，要將21層宿舍樓分為高、中、低三個(gè)區(qū)供水。要求用戶壓力保持在3至4BAR，涉及到恒壓變頻供水。恒壓變頻用水就要對變頻器進(jìn)行選型和變頻器的參數(shù)設(shè)置。要實(shí)現(xiàn)時(shí)段供水、水位控制、水位保護(hù)，就得將變頻器和PLC進(jìn)行連接，用PLC進(jìn)行邏輯控制，輸出控制信號。在此過程中涉及到各組部件的接線、供水泵機(jī)組的選型、宿舍樓的管徑分布及管徑選擇、變頻器選型及參數(shù)設(shè)置、PLC邏輯編程、各控制的布置設(shè)計(jì)等。...

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