项目6 恒压供水变频PID控制60页PPT
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恒压供水系统PPT课件
供水能力QG>用水需求QU，则压力上升； 供水能力QG<用水需求QU，则压力下降； 供水能力QG=用水需求QU，则压力不变。 可见，供水能力与用水需求之间的矛盾反映在流体压力的变化上。 因此，压力可以用来作为控制流量大小的参变量。即保持供水系统中 某处压力的恒定，也就保证了该处的供水能力和用水流量处于平衡状 态，恰到好处地满足了用户所需的用水流量。
应求的现象。
传统方法
1 2 3
水塔，就是先用水泵把水抽到高处，然后利用水的压力供水，和 直接用水泵供水有了进一步提高。但是这种方法把水经过两次输 送。输送过程中不可避免的造成二次污染，影响居民健康。所以 这种方法不可取。
高位水箱——采取这种方法不但达到了高层楼房用户不因城市水 管压力减小而用不到水的目标，也尽量避免了水源的二次污染。 可它的投资成本价高。居民负担加重，所以不可取。
• 恒压供水泵站一般需要设多台水泵及电机，这比设单台水泵电机节能而可靠。配单台电机及水泵 时，它们的功率必须足够大，在用水量少时来开一台大电机肯定是浪费的，电机选小了用水量大 时供水量则相应的会不足。而且水泵与电机维修的时候，备用泵是必要的。而恒压供水的主要目 标是保持管网水压的恒定，水泵电机的转速要跟随用水量的变化而变化的，那么这就是要用变频 器为水泵电机供电。在此这里有两种配置方案，一种是为每一台水泵电机配一台相应的变频器， 从解决问题方案这个比较简单和方便，电机与变频器间不须切换，但是从经费的角度来看的话这 样比较昂贵。另一种方案则是数台电机配一台变频器，变频器与电机间可以切换的，供水运行时， 一台水泵变频运行，其余的水泵工频运行，以满足不同的水量需求。
供水系统方案图
主电路图
压力传感器
扩散硅压力传感器原理及应用 工作原理被测介质的压力直接 作用于传感器的膜片上（不锈 钢或陶瓷），使膜片产生与介 质压力成正比的微位移，使传 感器的电阻值发生变化，和用 电子线路检测这一变化，并转 换输出一个对应于这一压力的 标准测量信号。
应求的现象。
传统方法
1 2 3
水塔，就是先用水泵把水抽到高处，然后利用水的压力供水，和 直接用水泵供水有了进一步提高。但是这种方法把水经过两次输 送。输送过程中不可避免的造成二次污染，影响居民健康。所以 这种方法不可取。
高位水箱——采取这种方法不但达到了高层楼房用户不因城市水 管压力减小而用不到水的目标，也尽量避免了水源的二次污染。 可它的投资成本价高。居民负担加重，所以不可取。
• 恒压供水泵站一般需要设多台水泵及电机，这比设单台水泵电机节能而可靠。配单台电机及水泵 时，它们的功率必须足够大，在用水量少时来开一台大电机肯定是浪费的，电机选小了用水量大 时供水量则相应的会不足。而且水泵与电机维修的时候，备用泵是必要的。而恒压供水的主要目 标是保持管网水压的恒定，水泵电机的转速要跟随用水量的变化而变化的，那么这就是要用变频 器为水泵电机供电。在此这里有两种配置方案，一种是为每一台水泵电机配一台相应的变频器， 从解决问题方案这个比较简单和方便，电机与变频器间不须切换，但是从经费的角度来看的话这 样比较昂贵。另一种方案则是数台电机配一台变频器，变频器与电机间可以切换的，供水运行时， 一台水泵变频运行，其余的水泵工频运行，以满足不同的水量需求。
供水系统方案图
主电路图
压力传感器
扩散硅压力传感器原理及应用 工作原理被测介质的压力直接 作用于传感器的膜片上（不锈 钢或陶瓷），使膜片产生与介 质压力成正比的微位移，使传 感器的电阻值发生变化，和用 电子线路检测这一变化，并转 换输出一个对应于这一压力的 标准测量信号。
全自动恒压供水控制系统的组态与调试PPT教案学习
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子任务6：安全机制的组态
1、双击登录用户子菜单，进入菜单属性设置对话框，在脚本程 序属性页编辑区域中输入 !LogOn( ) 点击“确认”，退出。
2、按照上述步骤，在退出登录的菜单脚本程序编辑区中输 入 !LogOff( ) ， 在 进 行 用 户 管 理 的 菜 单 脚 本 程 序 中 输 入 !Editusers( ) ， 在 修 改 密 码 的 菜 单 脚 本 程 序 中 输 入 !ChangePassword( ) 。组态完毕。为保护工程文件，进行工 程密码设置。回到MCGS工作台，选择工具菜单“工程安全管理” 中的“工程密码设置”选项，弹出对话框如图：进行密码设置。
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子任务5：菜单项的组态
第7页/共14页
子任务6：安全机制的组态
本工程建立后，参数一般是不需要调整的，因此本工程的安全机 制要求：只有负责人才能进行用户和用户组管理；只有负责人才 能进行“打开工程”、“退出系统”的操作；只有负责人才能进 行PID参数调整控制；普通操作人员只能进行基本菜单和按钮的 操作。
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子任务4：控制策略及报警策略的组态
曲线画面在系统的循环策略，添加如下策略： IF 水位<2 or 水压>0.6 THEN 水泵1=0 水泵2=0 水泵3=0 Endif
采用三个指示灯1作为报警提示，并分别做以下设置： 水泵<2 变频器频率>=50 水压>0.6
达到这三个要求，均使指示灯改变颜色。
全自动恒压供水控制系统的组态与调试
会计学
1
子任务1：分析工程任务
2、实时数据分析 为设置系统的PID参数值，定义Kp—比例、对象； 为显示变频器的运行频率，定义变频器频率，为数值型数据对
子任务6：安全机制的组态
1、双击登录用户子菜单，进入菜单属性设置对话框，在脚本程 序属性页编辑区域中输入 !LogOn( ) 点击“确认”，退出。
2、按照上述步骤，在退出登录的菜单脚本程序编辑区中输 入 !LogOff( ) ， 在 进 行 用 户 管 理 的 菜 单 脚 本 程 序 中 输 入 !Editusers( ) ， 在 修 改 密 码 的 菜 单 脚 本 程 序 中 输 入 !ChangePassword( ) 。组态完毕。为保护工程文件，进行工 程密码设置。回到MCGS工作台，选择工具菜单“工程安全管理” 中的“工程密码设置”选项，弹出对话框如图：进行密码设置。
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子任务5：菜单项的组态
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子任务6：安全机制的组态
本工程建立后，参数一般是不需要调整的，因此本工程的安全机 制要求：只有负责人才能进行用户和用户组管理；只有负责人才 能进行“打开工程”、“退出系统”的操作；只有负责人才能进 行PID参数调整控制；普通操作人员只能进行基本菜单和按钮的 操作。
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子任务4：控制策略及报警策略的组态
曲线画面在系统的循环策略，添加如下策略： IF 水位<2 or 水压>0.6 THEN 水泵1=0 水泵2=0 水泵3=0 Endif
采用三个指示灯1作为报警提示，并分别做以下设置： 水泵<2 变频器频率>=50 水压>0.6
达到这三个要求，均使指示灯改变颜色。
全自动恒压供水控制系统的组态与调试
会计学
1
子任务1：分析工程任务
2、实时数据分析 为设置系统的PID参数值，定义Kp—比例、对象； 为显示变频器的运行频率，定义变频器频率，为数值型数据对
运用PID与变频器实现恒压供水控制方案
运用PID与变频器实现恒压供水控制方案2008-01-20 19:58一：PID概念1. PID解释：即由比例（Proportion）+积分（Integral）+微分（Differential coefficient）组合而成。
2. 比例P控制：调节量按误差成比例输出，纯比例时误差不会为零。
即一对一的对应关系。
3. 积分I控制：调节量按误差的积分输出，误差为零时，输出恒定。
既有一定的延迟。
4. 微分D控制：调节量按误差的微分输出，误差突变时，能及时控制。
既快速反应。
5. PI控制动作：所谓PI控制就是将比例控制P和积分控制I结合起来，根据偏差及时间变化，产生一个操作变量。
二：运用PI控制系统方框图运用于PID可实现压力负反馈单闭环控制。
控制理论与算法。
1. PID配合变频器与压力传感器实现单泵闭环恒压供水控制系统。
2. 通常压力传感器分电流型与电压型两种。
PID有内置变频器与单独的外置两种。
三：设定任何一个控制系统都需要经过反复地调试后方可达到最佳性能，没有调试的系统是不能工作或不能良好地运行。
下面举例AMB-G7系列单泵恒压供水调试方法。
A. 首先必须知道控制对象的参数。
对象特征、需要的最大供水压力、需要给定用户的恒定压力、供水最小压力、上限压力、下限压力等。
B. 假设对一小区进行恒压供水改造，其要求管道最大供水压力为（A）11Kpa ，对应传感器输出电流为20mA , 要求最小供水压力为（B）1Kpa,对应输出的电流为4mA , 用户要求恒定的供水压力为（C）5Kpa 。
根据以上三个参数可以确定PID的设定值，既：（必须保证在最大供水压力时对应于压力传感器电流输出最大，反之亦然，可求出用户要求供水压力时的传感器电流）C. 传感器给定电流（Iset）正比于用户所需的恒定供水压力。
(假设压力传感器输出电流为4~20mA)既：Iset/(Imax-Imin)=C/(A-B)→Iset/(20mA-4mA)=5/(11-1)→Iset/16=5/10→Iset=16*0.5=8mA(5 0%电流)其中Imax=最大电流 Imin=最小电流 Iset=需要给定的电流值D. 而G7系列F84设定电压也正比与设定电流。
《变频供水系统》课件
常见故障及排除方法
故障现象：水泵不启动 排除方法：检查电源和控制系统是否正常 排除方法：检查电源和控制系统是否正常
故障现象：水泵运行不稳定 排除方法：检查水泵和管道是否堵 塞，调整水泵参数
排除方法：检查水泵和管道是否堵塞，调整水泵参数
故障现象：水压不稳定 排除方法：检查水泵和管道是否泄漏， 调整水泵参数
《变频供水系统》 PPT课件
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汇报人：PPT
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 变 频 器 原 理 及 应 用 05 变 频 供 水 系 统 调 试 与
维护
07 总 结 与 展 望
02 变 频 供 水 系 统 概 述 04 变 频 供 水 系 统 设 计 06 案 例 分 析 与 实 践 应 用
排除方法：检查水泵和管道是否泄漏，调整水泵参数
故障现象：控制系统故障 排除方法：检查控制系统是否正常， 必要时更换控制系统
排除方法：检查控制系统是否正常，必要时更换控制系统
维护保养建议
定期检查变 频器、水泵、 阀门等设备 的运行情况
定期更换过 滤器、润滑 油等易损件
定期进行系 统清洗，保 持水质清洁
Part One
单击添加章节 标题
Part Two
变频供水系统 概述
定义与工作原理
变频供水系统：通过变频器 控制水泵转速，实现供水压 力的稳定和节能
工作原理：根据用水量变化， 自动调节水泵转速，保持供 水压力恒定
变频器：通过改变频率和电 压，控制水泵转速
节能效果：减少水泵运行能 耗，降低运行成本
添加标题
添加标题
智能化：变频供水系统将更加智 能化，实现远程监控、自动调节 等功能
变频器课件PID控制功能PPT教学课件
2020/12/11
8
• （3）微分控制
• 在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号 的微分（即误差的变化率）成正比关系。自动控 制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡 甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性环节或 滞后环节，其变化总是落后于误差的变化。
• 解决的办法是使抑制误差的作用变化“超前”， 即在误差接近于零时，抑制误差仅是放大误差的 幅值，而目前需要增加的是微分项。它能预测误 差变化的趋势。
• PI控制是由比例控制（P）和积分控制（I）组合 成的，根据偏差及时间变化，产生一个执行量。PI 运算是P和I运算之和。
• ②PD控制。
• PD控制是由比例控制（P）和微分控制（D）组 合成的，根据改变动态特性的偏差速率，产生一个 执行量。PD运算是P和D运算之和。
• ③PID控制。
• 利用PI控制和PD控制的优点组合成的控制。 PID运算是P、I和D三个运算的总和。
•
2020/12/11
13
• 为调试简便起见，一般在供排水、流量控制中只需用P、I 控制即可，D参数较难确定，它容易和干扰因素混淆，在 此类场合也无必要，通常用在温度控制场合。
• PI参数中，P是最为重要的，定性的讲，由于P=1/KP，
所以P越小系统的反应越快，但过小的话会引起振荡而影 响系统的稳定，它起到稳定测量值的作用。
•
XG＝KP（XT－XF）
• 式中，
• XG——频率给定信号； • XT——目标信号； • XF——反馈信号； • KP——放大倍数，也叫比例增益。
2020/12/11
6
• 对于变频器来说，比例控制实际上就是 将偏差信号（XT－XF）放大了KP倍后再作 为频率给定信号。
•
变频恒压供水机组结构及原理-PPT课件
水塔或高位水箱 供水可靠性高，对过流、过欠压、水位过低及
变频器故障可自行判断处理，具有完备的电气 安全保护及电机故障跨越功能
3
变频恒压供水机组应用范围
高层建筑、城镇居民小区、企事业等 生活用水
各种类型的工业用水 各种水厂、污水处理厂、农业排灌站
等供水系统 空调冷热水循环系统 锅炉恒压补水系统 各类旧有供水系统的改造
压力罐的供水原理都是相同的，根据都是 波－马定律：P1V1=P2V2，一定质量的压缩 气体是气压供水设备正常工作的基础。
我司一般采用碳钢隔膜式压力罐。
18
补气式压力罐
补气式压力罐工作原理如图所示，当 压力罐内没有水时，控制器启动水泵 往压力罐内注水，水位上升，罐内的 空气被压缩，压力升高，当水位升高 到A点时，控制器控制水泵停机。当 用户用水时，罐内净水在压缩空气的 作用下向用户供水，随着罐内水量减 少，压力下降，当水位下降到B点时， 电脑控制器启动水泵向罐内和管网注 水，这样反复动作达到了自动向用户 加压供水的目的。
28
29
8
两种工作模式的比较
在变频泵固定方式中，各并联水泵是按工频方式自动投入或退出的。当 用水流量变化，变频泵始终处于运行状态，变频泵运行时间最长。为了 均衡各水泵的运行时间，对于变频泵固定运行方式，可以设计成变频泵 定时轮换运行方式。变频泵定时轮换，即任何一台并联泵都有可能成为 变频泵。
按变频器工作原理，在运行中的变频器不允许在其输出端进行切换；否 则在切换过程中会使变频器中的某些电子器件受到大电流冲击而降低其 寿命。在变频泵自动轮换过程中，要在变频器的输出端进行切换；为了 保护变频器，在进行自动切换之前应使变频器停止运行。在变频器停止 运行的条件下， 在其输出端进行切换。在切换好后再重新启动变频器 恢复正常运行。因此，自动轮换控制的电路比较复杂，会增加变频控制 柜的造价并降低其使用可靠性。
变频器故障可自行判断处理，具有完备的电气 安全保护及电机故障跨越功能
3
变频恒压供水机组应用范围
高层建筑、城镇居民小区、企事业等 生活用水
各种类型的工业用水 各种水厂、污水处理厂、农业排灌站
等供水系统 空调冷热水循环系统 锅炉恒压补水系统 各类旧有供水系统的改造
压力罐的供水原理都是相同的，根据都是 波－马定律：P1V1=P2V2，一定质量的压缩 气体是气压供水设备正常工作的基础。
我司一般采用碳钢隔膜式压力罐。
18
补气式压力罐
补气式压力罐工作原理如图所示，当 压力罐内没有水时，控制器启动水泵 往压力罐内注水，水位上升，罐内的 空气被压缩，压力升高，当水位升高 到A点时，控制器控制水泵停机。当 用户用水时，罐内净水在压缩空气的 作用下向用户供水，随着罐内水量减 少，压力下降，当水位下降到B点时， 电脑控制器启动水泵向罐内和管网注 水，这样反复动作达到了自动向用户 加压供水的目的。
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8
两种工作模式的比较
在变频泵固定方式中，各并联水泵是按工频方式自动投入或退出的。当 用水流量变化，变频泵始终处于运行状态，变频泵运行时间最长。为了 均衡各水泵的运行时间，对于变频泵固定运行方式，可以设计成变频泵 定时轮换运行方式。变频泵定时轮换，即任何一台并联泵都有可能成为 变频泵。
按变频器工作原理，在运行中的变频器不允许在其输出端进行切换；否 则在切换过程中会使变频器中的某些电子器件受到大电流冲击而降低其 寿命。在变频泵自动轮换过程中，要在变频器的输出端进行切换；为了 保护变频器，在进行自动切换之前应使变频器停止运行。在变频器停止 运行的条件下， 在其输出端进行切换。在切换好后再重新启动变频器 恢复正常运行。因此，自动轮换控制的电路比较复杂，会增加变频控制 柜的造价并降低其使用可靠性。
变频恒压供水简介 ppt课件
PPT课件
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2 变频恒压供水介绍
• 下面结合ATV61 变 频器特点来介绍施耐德 变频器在恒压供水中的 应用。Fra bibliotekPPT课件
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3 ATV61 变频器在恒压供水中的应用
ATV61 是针对工业变转矩而于2006 年 3 月推出的一款高性能应用的变频器，功率 范围从 0.75KW 直到 800kW；主要应用于 工业市场的风机、泵和商用建筑热力、通 风、空调暖通（统称HVAC）的专门的风机 泵类的高端应用产品。
PPT课件
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3 ATV61 变频器在恒压供水中的应用
• (2) 限制流量功能： 本功能实现流体的流量限幅，例如在
泵的情况下，为实现需要将变频器的某一 模拟输入设定为外部流量传感器，通过限 制内部速度给定实现流量限制。如果本功 能跟PID 调节器一起使用，限制的将是PID 调节器的输出；
PPT课件
PPT课件
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3 ATV61 变频器在恒压供水中的应用
3.1 ATV61 的基本特点
• (1) 产品开发用于全球市场，符合主要的标 准和国际规范；
• (2) 全中文图形面板，友好的人机界面； • (3) 操作调试简单，可以采用简单配置的
“简单起动”功能，可很好的控制电机；
PPT课件
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3 ATV61 变频器在恒压供水中的应用
• (6) 用传感器检测零流量： 如果过程使用了流量传感器 (有或无)： 其输出可 以配置给变频器的逻辑输入，在没有流量的情况 下，变频器自由停车。故障消失后过程重新启动；
• (7) 可以配置专用于恒压供水的多泵卡： 最多可以用一台变频器拖动五台泵，使用此卡可 以使ATV61 的功能更加完善：任何流量下系统中 均保持恒定的压力。通过ATV61 对泵设备进行简 单的设置和诊断。更方便的实现恒压供水，同时， 不必再配置软起来起动辅助泵，为客户节省了成 本。
恒压供水系统课件
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特点
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自动化程度高，可实现无人值守。
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供水压力稳定，满足各种用水需求。
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节能高效，可有效降低运行成本。
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提高供水品质，减少水锤和压力波动对管网的冲击。
系统组成与工作原理
系统组成
恒压供水系统主要由水泵、电机、压力传感器、控制器等组 成。
02
恒压供水系统的设计与实现
需求分析
用户需求
恒压供水系统需要满足用户对水 压稳定、水量充足的需求，同时
要保证供水安全可靠。
技术要求
系统需要具备高效、稳定、智能的 特点，能够实现自动化控制和远程 监控，提高供水效率和管理水平。
成本预算
在满足用户需求和技术要求的前提 下，系统设计应考虑成本预算，合 理选用材料和设备，降低建设和运 行成本。
定期检查与大修
定期检查
根据设备运行情况，定期对设备 进行全面检查，确保设备正常运 行。
大修
根据设备使用情况，对设备进行 大修，更换磨损的零部件，提高 设备性能和使用寿命。
06
恒压供水系统的案例分析
案例一：某小区恒压供水系统设计
总结词
高效稳定、节能环保
详细描述
该小区采用恒压供水系统，通过变频器调节水泵电机转速，实现管网压力恒定 。该设计提高了供水效率，保证了供水稳定，同时具有节能和环保的优点。
工作原理
通过压力传感器检测管网压力，将压力信号反馈给控制器， 控制器根据设定的压力值与实际压力值进行比较，调节水泵 电机的转速或控制水泵的启停，使供水压力保持恒定。
恒压供水系统的应用场景
高层建筑、居民小区 、公共设施等场合的 供水。
特点
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自动化程度高，可实现无人值守。
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供水压力稳定，满足各种用水需求。
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节能高效，可有效降低运行成本。
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提高供水品质，减少水锤和压力波动对管网的冲击。
系统组成与工作原理
系统组成
恒压供水系统主要由水泵、电机、压力传感器、控制器等组 成。
02
恒压供水系统的设计与实现
需求分析
用户需求
恒压供水系统需要满足用户对水 压稳定、水量充足的需求，同时
要保证供水安全可靠。
技术要求
系统需要具备高效、稳定、智能的 特点，能够实现自动化控制和远程 监控，提高供水效率和管理水平。
成本预算
在满足用户需求和技术要求的前提 下，系统设计应考虑成本预算，合 理选用材料和设备，降低建设和运 行成本。
定期检查与大修
定期检查
根据设备运行情况，定期对设备 进行全面检查，确保设备正常运 行。
大修
根据设备使用情况，对设备进行 大修，更换磨损的零部件，提高 设备性能和使用寿命。
06
恒压供水系统的案例分析
案例一：某小区恒压供水系统设计
总结词
高效稳定、节能环保
详细描述
该小区采用恒压供水系统，通过变频器调节水泵电机转速，实现管网压力恒定 。该设计提高了供水效率，保证了供水稳定，同时具有节能和环保的优点。
工作原理
通过压力传感器检测管网压力，将压力信号反馈给控制器， 控制器根据设定的压力值与实际压力值进行比较，调节水泵 电机的转速或控制水泵的启停，使供水压力保持恒定。
恒压供水系统的应用场景
高层建筑、居民小区 、公共设施等场合的 供水。