恒压变频热水供应系统
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- 里面有毕业设计说明书和所有的电气CAD图纸，主要是变频供水。摘 要
本文设计的HWABB型恒压变频供水,旨在为大学生宿舍提供生活热水。该宿舍楼有21层共住学生约2000人，将21层宿舍楼分三个区进行单独供水：高区、中区和低区。每个区由单独的恒压变频器控制箱进行水压的维持，三个变频控制箱由一个主控箱进行总控制。
本设计采用能效比4-6的空气源作为加热方式然后通过热交换器将热量传给低温水质，通过循环泵进行多次循环加热，最终通过温度传感器和PLC结合判断停止加热。
本文进行了水力计算，基于计算参数进行了管路配置与机电设备的选型。本文通过三种方案的论述最终确定为电气控制系统和PLC控制方案，并设计了电气控制电路图和PLC控制程序。实现了水位高低控制、水温控制、供水泵启停切换控制、补水控制、分时段加热与供水等控制功能。
本设计根据恒压变频供水要求，设计了高、中、低三个分区的热水供给。每个区包含一个变频器和3个水泵电机组。每一个变频器对两台泵进行工频/变频切换，并与PLC综合判断控制。每一组水泵机组都实现两用一备，并且通过选择开关进行选择备用泵。整个恒压变频供水都是以用户用水压力恒定为中心进行控制的。
关键词：水系统设计；恒压变频供水；空气源热泵；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 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 概述 1
1.1设计背景 1
1.2设计意义 1
1.3设计任务 2
第2章 水系统设计 3
2.1储热水箱与空气源机组选型 3
2.2水力计算与管网设计 4
2.3供水泵、循环泵的选型 6
2.4控制方案论证 9
第3章 主控箱电气控制系统设计 14
3.1循环泵电气控制设计 14
3.2水温、水位、补水电气控制设计 16
3.3主控箱PLC电气控制设计 17
3.4主控箱智能仪表接线原理 18
第4章 恒压变频供水电气控制设计 20
4.1变频器工作原理 20
4.2泵与管系配合特性 20
4.3恒压变频供水系统原理介绍 21
4.4恒压变频供水电气控制设计 23
4.5变频器输入输出 26
第5章 PLC程序设计与仿真 30
5.1恒压变频程序设计及仿真 30
5.2主控箱程序设计及仿真 36
总结 39
参考文献 40
致谢 41
第1章 概述
1.1设计背景
水在人类生活中扮演一个重要角色。对于水的需求，一般居民用户基本上靠自来水公司加压离心泵增加压力通过管道输送给用户。但是这样供水耗能大，用户用水端水压得不到可靠保障。这就需要一项新技术，在保证用户水压稳定的同时，还能保证系统的稳定，并且经济节能。变频恒压供水在我国发展相对落后于外国，这就使我国变频恒压技术发展成为必然的发展趋势。恒压变频供水技术是通过远程压力表时刻监测着用户的用水压力，将检测的压力信号转换为标准的电流信号送入变频器内部的PID调节器。通过与设定的值进行对比和运算后，改变完的电压和频率被输出。此频率作用于电动机使电动机的速度得到变化，从而改变供水压力，保持用户的用水压力。变频器与PLC结合使用能达到智能控制的功能。PLC主要负责接收信号和输出控制信号，内部主要通过软件编程实现各种控制功能。
恒压变频供水可以实现冷水、热水的供应，对于热水的供应就得考虑加热源的问题。目前市场上加热方式比较多。这些加热方式多多少少都存在一些节能，安全的问题。就能效比来讲，空气源加热能达到4-5，相对于各种加热方式而言，是目前最经济实用的加热源选择。
1.2设计意义
交流电动机恒压变频调速供水主要有以下四大优点：
1)通过三台泵机的工频/变频切换，实现供水系统的恒压供水保障，确保供水系统的安全可靠经济。
2)采用变频调速技术实现电动机的软启动，降低电动机在启动和停止时的转矩，使供水流量不会再一点点时间内发生剧烈改变[6]。能减少供水设备受到的冲击，延长设备使用时间。
3)电动机的软启动，不仅能降低转矩还能降低启动电流，对于电动机本身使用寿命是有用的，而且对于相关电气元件的保护也是有用的。
4)根据用户实际使用水压流量，自行进行转速调整，减少了泵叶片、轴承等旋转部件的磨损，降低了维护费用，减少了设备的损耗风险。
1.3设计任务
设计用于大学生宿舍2000人的生活热水供给加压系统，按一个储热水箱和三个分区集中供水方式设计，控制功能要求：（1）宿舍楼高21层；（2）要求供水压力3至4BAR；（3）要求分时段供水控制；（4）要求具有水位控制和水位保护功能；（5）要求ABB恒压变频供水。
根据设计要求，要将21层宿舍楼分为高、中、低三个区供水。要求用户压力保持在3至4BAR，涉及到恒压变频供水。恒压变频用水就要对变频器进行选型和变频器的参数设置。要实现时段供水、水位控制、水位保护，就得将变频器和PLC进行连接，用PLC进行逻辑控制，输出控制信号。在此过程中涉及到各组部件的接线、供水泵机组的选型、宿舍楼的管径分布及管径选择、变频器选型及参数设置、PLC逻辑编程、各控制的布置设计等。...
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