变频调速单片机恒压供水设备系统的应用
三晶变频器在恒压供水上的应用
三晶水泵专用型变频器产品特点■针对水泵恒压节能控制设计■内置PID和先进的节能软件■可实现一托一分时段多点压力定时功能■高效节能，节电效果20%～60%(根据实际工况而定)■简便管理，安全保护，实现自动化控制■延长设备寿命、保护电网稳定、保减磨损、降低故障率■实现软启,制动功能应用行业□恒压供水□消防设备□楼宇供水□环保设备□水处理设备□环境工程一、SAJ-8000P系列变频器在恒压供水上的应用1. 节能，可以实现节电20%-40%，能实现绿色用电。
2. 占面积小，投入少，效率高。
3. 配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠。
4. 运行合理，是软起和软停，可以消除水锤效应，电机轴上平均扭矩和磨损减小，减少了维修量和维修费用，水泵寿命大大提高。
5. 变频恒压调速直接从水源供水，减少了原有供水方式二次污染，防止了很多传染疾病传染源头。
6. 通信控制，可以实现无人值守，节约了人力物力。
二、节能原理由水泵工作原理可知：水泵流量与水泵（电机）转速成正比，水泵扬程与水泵（电机）转速平方成正比，水泵轴功率等于流量与扬程乘积，故水泵轴功率与水泵转速三次方成正比（既水泵轴功率与供电频率三次方成正比）。
上述原理可知改变水泵转速就可改变水泵功率。
流量基本公式：Q∝N H∝N2 KW=Q＊H∝N3以上Q代表流量，N代表转速，H代表扬程，KW代表轴功率。
例如：将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=（45/50）3= 0.729，即P45=0.729 P50；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=（40/50）3= 0.512，即P40=0.512 P50。
水泵一般是按供水系统设计时最大工况需求来考虑，而用水系统实际使用中有很多时间不一定能达到用水最大量，一般用阀门调节增大系统阻力来节流，造成电机用电损失，而采用变频器可使系统工作状态平缓稳定，改变转速来调节用水供应，并可降低转速节能收回投资。
基于PLC变频调速的恒压供水系统论文
毕业设计论文目录前言 (1)一、PLC控制的变频恒压供水的概况 (2)（一）PLC技术 (2)（二）变频器技术 (3)二、变频驱动方式和调节方式以及压力传感变送器的使用 (4)（一）恒压供水系统的驱动方式 (4)（二）恒压供水调节方式 (4)（三）关于压力传感变送器的使用 (4)三、常见的供水方式及变频恒压调节的基本原理 (5)四、水泵的转速与其扬程H、流量Q及功率的关系 (7)五、PID控制及调节 (8)六、PLC、变频器控制的恒压供水系统方案 (11)（一）方案特点 (11)（二）变频-工频双回路恒压供水方案优点 (12)（三）设备选型 (12)七、系统设计 (13)（一）电动机调速方案的比较 (13)（二）模拟供水系统的拟定 (14)（三）主电路设计 (15)（四）电气控制系统接线原理图及说明 (16)（五）控制流程图 (18)（七）输入输出元件与PLC地址对照表 (19)（八）PLC程序设计 (20)八、结束语 (24)（一）变频调速常用的闭环调节方法 (24)（二）投资回报 (24)致谢 (25)参考文献 (26)前言随社会经济的迅速发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高，再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然趋势。
本设计是针对居民生活用水/消防用水而设计的。
由变频器、PLC及PID调节器组成控制系统，调节水泵的输出流量。
电动机泵组由三台水泵并联而成，由变频器或工频电网供电，根据供水系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换及速度，使系统运行在最合理的状态，保证按需供水。
本文介绍了采用PLC控制的变频调速供水系统，由PLC进行逻辑控制，由变频器进行压力调节。
在经过PID运算，通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节恒压供水。
运行结果表明，该系统具有压力稳定，结构简单，工作可靠操作方便等优点。
变频调速恒压供水的控制原理
66 | 电气时代·２０１１ 年第 ７ 期
１ ｍ 蓄水池
水泵 １ 水泵 ２ 水泵 ３ 水泵 ４
用户 １ 用户 ２ 用户 ３
压力传感器
ＤＰ３ － ＳＶＡＢ
变频器
三相电源
图 １ 供水系统
其工作原理分析如下：根据管道上压力传感器 所检测到的压力变化，经 ＤＰ３ － ＳＶＡＢ 转换为标准 的 ４～２０ ｍＡ 连续电流信号，控制变频器，调整运 行频率，从而实现自动调整水泵转速，已达到恒压 的功能，因为是根据实际用水情况，选择水泵开动 台数，调整转速让水泵始终在高效区运转，因此节 能效果显著。
电气传动 产品与技术
PRODUCT & TECHNOLOGY
始终工作在高效区，既保证用户恒压供水，又节省 电能。
供水系统控制方案
为实现恒压供水，目前基本上有 几种实施方 案，优、缺点分析如下。
第一种是逻辑电子电路控制。这类控制电路难 以实现水泵机组全部软起动、全流量变频调节。往 往采用一台泵固定于变频状态，其余泵均为工频工 作 状态的方式。因此控制精度较低、水泵切换时水 压波动大，调试较麻烦，工频泵起动时有冲击、抗 干扰能力较低，但成本较低。
在正常的情况下，有两台电动机在工频状态 下运行，一台电动机由变频器控制进行调节，运 行频率在 ３５～４５ Ｈｚ 之间，另一台电动机处于备 用装态，管道压力 ０．３２ ＭＰａ 实现恒压供水。如图 ３ 所示。
偏差 Ｘ
恒压变频供水系统毕业论文
目录绪论 (1)1.恒压变频供简介 (2)1.1恒压变频供水产生背景及国内现状 (2)1.2传统供水系统及特点 (2)1.3恒压变频供水系统的优点 (3)2.恒压变频供水系统的相关原理 (4)2.1恒压变频供水系统的理论框图 (4)2.2供水系统的基本特性 (5)2.3变频调速原理 (6)2.4 PID控制原理 (7)3.元件选择及功能单元设计 (9)3.1变频器选择及系统总体介绍 (9)3.2系统主体电路 (10)3.3系统控制电路 (13)3.4系统反馈电路 (16)3.5 系统总体电路图和使用说明 (16)4.系统软件设计 (18)结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)绪论随着社会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人民对供水的质量和供水系统可靠性的要求不断提高。
把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统的新要求。
变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。
采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便地实现供水系统的集中管理与监控；同时系统具有良好的节能性，这在能量日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。
自从通用变频器问世以来。
变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。
变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点。
在实际应用中发挥了很大的作用。
以往的变频调速恒压供水设备。
大都采用带有模拟量输入/模拟量输出的可编程控制器或PID调节器，PID算法编程难度大，设备成本高，调试困难。
随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能越来越强。
可以充分利用变频器内置的各种功能，合理地设计变频调速恒压供水设备。
变频调速恒压供水设备一般具有设备投资少，系统运行稳定可靠，占地面积小，节电节水，自动化程度高，操作控制方便等特点。
因此，变频调速恒压供水设备在住宅小区及高层建筑生活消防供水系统中起着非常重要的作用。
变频技术和PLC技术在恒压供水系统中的应用研究
变频技术和PLC技术在恒压供水系统中的应用研究作者：田宇光来源：《科技创新导报》2013年第05期摘要：恒压供水系统的设计及应用研究是针对提高供水质量和节能问题而提出的，该文通过对旧系统中一直存在的问题简单地介绍水位在变频技术、PLC技术及恒压供水系统的作用下如何为用户进行供水，并从实践方面说明，此系统在节约资源、供水质量及运作方面的良好效果。
关键词：变频技术 PLC技术恒压供水系统供水质量中图分类号：TQ08 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（b）-0061-01现在，各个地方的生活用水量正随着各住宅小区楼房的增多而大幅度地快速增加。
随着人们节能意识的增强，人们对供水的质量要求也在迅速提高，而且，在对供水系统的可靠性和安全性方面的要求也在慢慢地提高。
运用PLC技术和变频器而实现高质量供水的无塔恒压供水系统，不但在很大程度上大大地节约了资源，而且还使供水系统的可靠性和安全性得到了很好的改进。
恒压供水在一定程度上满足了用户对水质水量的需求，变频调速为了节约能源，通常通过调节变频器的速度来使输水管道的压强得到一定的稳定。
为了有效减少抚慰运作和手动运作，为了避免某些继电器因与机械接触而发生不必要的故障，为了能够使系统实现有效的软启动，于是，运用了PLC技术，以使整个供水系统的可靠性得到增强。
下面主要根据变频技术和PLC技术在恒压供水系统的设计和应用方面展开论述。
1.变频器的工作原理变频技术是在安全而先进的恒压供水系统的主要技术。
就目前而言，变频变压调速控制系统是众多调控系统中性能最好、效率最高的。
1.1变频器的基本构成完整的变频器主要由控制电路和主回路（包括逆变器、滤波器、整流器）组合而成。
把三相交流整合成直流是整流器的主要作用，而用于缓冲负载和直流环流间的无功能量的则是滤波器。
运用六个半导体器件开关组合而成的三相桥式逆变电路是逆变器最主要的结构模式，通过对逆变器主开关的通或断的有效控制，能够促使任意频率的三相交流输出。
恒压变频供水系统
恒压变频供水系统1. 简介恒压变频供水系统是一种用于水泵控制的先进技术。
传统的水泵系统在供水过程中，由于水位的变化，输出水压往往不稳定，无法满足实际需求。
而恒压变频供水系统通过智能控制水泵的运行，以实现恒定的供水压力，提供稳定的水压，增加供水系统的可靠性和效率。
2. 工作原理恒压变频供水系统主要由水泵、变频器、压力传感器和控制器组成。
通过控制器对变频器和水泵进行智能调节，使得水泵的运行速度能够根据系统需求进行自动调整。
系统工作的流程如下：1.控制器通过压力传感器实时监测供水系统的压力。
2.控制器根据设定的目标压力，对变频器进行控制，调整水泵的运行频率。
3.变频器通过改变电源的频率，控制电机的转速，从而调整水泵的出水量。
4.控制器根据实际压力和目标压力之间的差异，实时调整水泵的运行状态，以使得供水系统的压力能够保持恒定。
3. 优势恒压变频供水系统相比传统的水泵系统具有以下优势：1.省电节能：恒压变频供水系统根据实际需求智能调节水泵的运行频率，避免了传统水泵系统长时间运行的浪费，从而节省了大量的电能。
2.稳定可靠：恒压变频供水系统通过实时监测压力并自动调节水泵的运行状态，保持了恒定的供水压力，有效避免了水压波动和水位变化对供水系统的影响，提高了供水系统的可靠性。
3.声音低噪：恒压变频供水系统采用先进的变频器技术，使得水泵运行时的噪音较小，减少了对周围环境和使用者的影响。
4.易维护：恒压变频供水系统可以通过控制器对水泵进行智能监控和维护，及时发现和解决问题，提高了供水系统的可维护性和可操作性。
4. 应用领域恒压变频供水系统广泛应用于以下领域：1.水务公司：恒压变频供水系统能够提供稳定的水压，满足居民和企业的用水需求，减少供水压力不足和停水的问题。
2.商业楼宇：恒压变频供水系统能够在商业楼宇中提供稳定的水压，满足楼宇内各个部门的用水需求，提高楼宇的运营效率。
3.工业厂区：恒压变频供水系统能够根据生产线的需求，实现水压的恒定，确保生产线的正常运行。
基于变频调速技术的恒压供水系统研究
关键词 ： 变频恒压 供水系统， 控制机理 ， 点 特
中 图分 类 号 ：Ｕ ９ Ｔ９１ 文献标识码 ： Ａ
２ ０世纪 ８ ０年代以前 ， 国的住宅小区供水 、 业生产循环供 的能量消耗在调节 阀门上 。这样 ， 仅造成 大量 的能量 浪 费， 我 工 不 而 更换 频繁。此外 ， 由于电动机全速 运行 ， 加剧 水等供水系统普 遍使 用高位水 箱 、 压力罐 ， 或恒 速 电动泵等 设备 且调节阀磨损严重 ， 进行供水。对 于恒速 泵供水 系统 ， 当需 要对 流量进 行控 制时 ， 大 了水 泵和管道 的磨损和 汽蚀 ， 使其使 用寿命缩 短 。２ ０世 纪 ８ ０年 都是通过调节阀门开度来满足要求 。采 用这样 的控 制方法 ， 当运 代 以后 ， 随着现代电力电子技术 、 交流变频 调速技术 、 计算机技 术
第３ ６卷 第 ３ ２期
２０１ ０年 １１月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ． ２ Ｉ３６ Ｎｏ ３
Ｎｏ ． ２ １ ｖ ００
・１ ７ ・ ６
・
水
・暖
・电
・气
・
文 章 编号 ：０ ９６ ２ （０ ０ ３ — １７０ １０ －８５ ２ １ ） ２０ ６ —２
参考文献 ：
３ ２ 再 生骨料 应 用建议 ．
基于AT89C51单片机的恒压变频供水控制系统
Ke乃研。rds : 3ingl e一e卜iP eompj te r ;van毅 e 触 quency 面 ver ;wal er su pp生y l门 eon幼ant p比55毗 ;PID 崛 。n由口
澳 1 引言
2 恒压变频供水系统的结构及工作原理
给排水与人民生活密切相关 如果供水劲 不稳定，会导致
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207年第，期
·计算 技术与 自动化 ·
基 于 AT89 C51 单 片 机 的 恒 压 变 频 供 水 控 制 系 统
姚建峰 ’杨小林 ( 1.信阳师范学院计算机科学系，河南 信阳 4麟0 。; Zt空军第一航空学院，河南 信阳 46 礴。0
摘 要:本文介绍了由AT89C引 单片机控制的恒压变频供水系统的系统结构及供水原理，给出了系统的硬件框图和控
中供 户使用 当水塔中的水位低于设定水位的下限时，水泵启 器的控制 变频调速部分由空气开关、交流接角喘和变频调速器组
动;当水塔中的水位高于设定水位的上限时，水泵停止。该系统 成。电动机、水泵丰甩奎部分由交流异步电机和离心式水泵组成。
尽管可以基本满足人们的日常用水要求，但是，也存在着许多不 3 恒压变频供水系统的工作原理 足之处。首先，修建水塔占地面积大;其次，水塔要经常清洗，维
制算法流程图，并说明了PI D 算法在单片机上的实现方法
关 键 词:单片机; 变频器;恒压供水;PI D 算法
《PLC实现恒压变频供水系统的设计》范文
《PLC实现恒压变频供水系统的设计》篇一一、引言随着工业自动化水平的不断提高，PLC（可编程逻辑控制器）在供水系统中的应用越来越广泛。
恒压变频供水系统作为一种高效、节能的供水方式，其设计及实现成为现代供水工程的重要课题。
本文将详细介绍PLC在恒压变频供水系统设计中的应用，包括系统构成、工作原理、设计方法及实施效果等方面。
二、系统构成恒压变频供水系统主要由水源、水泵、压力传感器、PLC控制器、变频器等部分组成。
其中，水源提供系统所需的水资源，水泵负责将水输送到指定地点，压力传感器实时监测水管中的水压，PLC控制器则负责整个系统的控制与调节，变频器则用于调节水泵电机的转速，实现恒压供水。
三、工作原理恒压变频供水系统的工作原理是通过PLC控制器实时采集压力传感器的数据，根据设定的压力值与实际压力值的差异，通过变频器调节水泵电机的转速，从而保持水管中的水压恒定。
当实际水压低于设定值时，PLC控制器会增加水泵电机的转速，提高水压；反之，则会降低水泵电机的转速，降低水压。
此外，系统还具有过载、过流、过压等保护功能，确保系统的安全稳定运行。
四、设计方法1. 确定系统参数：根据实际需求，确定供水系统的流量、扬程、工作压力等参数。
2. 选择设备：根据系统参数，选择合适的水泵、压力传感器、PLC控制器及变频器等设备。
3. 设计电路：设计PLC控制电路及变频器驱动电路，确保电路的稳定性和可靠性。
4. 编程控制：使用编程软件对PLC进行编程，实现恒压控制、故障诊断及保护等功能。
5. 安装调试：将设备安装到现场，进行系统调试，确保系统正常运行。
五、实施效果PLC实现恒压变频供水系统的设计具有以下优点：1. 节能：通过实时调节水泵电机的转速，实现恒压供水，避免了能源的浪费。
2. 稳定：系统具有较高的稳定性，能够根据实际需求自动调节水压，保证供水的稳定性和连续性。
3. 智能：通过PLC控制器实现智能化控制，具有故障诊断及保护等功能，提高了系统的安全性。
变频调速技术在铁路供水中的应用
一、概况水资源及能源紧缺是制约我国经济发展的重要因素,节水节能是我国社会经济持续发展的基本国策.美国从20世纪90年代将变频节水节能技术应用于水泵电机等系统,经测试其节能率为29%～46%。
当时,在我国城镇水泵供水系统中,水泵一旦开始工作,电机便以额定转速运行,并以额定出水量供水,当用水量减少或在用水低谷时,管网压力过高,水龙头(或喷头)和输水管道往往被损坏,使水白白流掉,电能白白耗掉,造成电能与水资源的浪费。
变频调速供水控制装置能够极大地改善给水管网的供水环境,该系统可根据管网瞬间压力变化,自动调节水泵电机的转速和多台水泵电机的投入及退出,使管网主干管出口端压力值根据管网瞬时压力,保持调节出口压力,使整个供水系统始终保持高效节能和运行在最佳状态。
我们铁路供水企业,由于受大环境的约束,以前供水方式均采用传统的电泵工频运行方式。
因此,每年耗电量非常巨大。
据统计:2004年郑州铁路局供水企业年供水量约3200万吨,耗电量约1400万度,电费约1092万元,浪费非常惊人。
如60%水泵采用变频水泵,按节约20%计算,年节约电费140万元左右。
供水泵房的主要任务是要满足管网中用户对水量、水压的要求。
水泵节能离不开工况点的合理调节。
其调节方式不外乎以下两种:管路特性曲线的调节,如关阀调节;水泵特性曲线的调节,如水泵调速、叶轮切削等。
在节能效果方面,改变水泵性能曲线的方法,比改变管路特性曲线要显著得多。
因此,改变水泵性能曲线成为水泵节能的主要方式。
而变频调速在改变水泵性能曲线和自动控制方面优势明显,因而应用广泛。
铁路供水大部分集中在火车站周围,相对比较集中,特别是一些加压站供水点,一般是供应某地区的客车上水、站区生产生活或者家属区生活用水,供水量较大。
因此,可以大部分采用变频变压供水方式。
二、变频调速原理水泵变频调速节电原理:异步电动机采用变频器调速的原理是:通过整流桥将工频交流电压变为直流电压,再由逆变桥变换为频率可调的交流,作为交流异步电动机的驱动电源,使电动机获得无级调速所需的电压、电流和频率。
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变频调速单片机恒压供水系统的应用
1、单片机恒压供水系统工作原理
变频调速单片机恒压供水系统与水塔或楼顶的高位水箱供水相比，具有投资省、节约能
源、水质遭二次污染的机会少等优点，越来越多的城市和生活小区已经或正打算采用变频调
速恒压供水。
单片机恒压供水系统工作原理是：控制器通过检测实际水压值，比较设定水压值和实际
水压值的差别，按PID控制规律运算后，输出控制信号至变频器，变频器则根据控制器的
输入信号调节水泵电机的供电电压和频率。
当用水量增加时，控制器控制变频器使电动机的电压和频率加大，水泵转速升高，出水
量增加；当用水量减少时，控制器控制变频器使电动机的电压和频率降低，水泵转速下降，
出水量减少。通过这种控制方式，就可以使自来水管道压力保持在设定值上。
由于变频器的价格较高，变频调速恒压供水系统通常采用多台水泵并联运行，几台水泵
共用一台变频器。工作时，控制器根据用水量的大小，控制配电系统自动选择所需投入运行
的水泵数量，一般方法是保持其中一台水泵处于变频器控制下，其它水泵则根据供水量的变
化，在工频下全速运行或停机待命。
2、单片机恒压供水系统单片机控制器设计
2.1硬件设计
单片机控制器及变频调速恒压供水系统的原理接线图如图2。系统采用Ａｔｍｅｌ公司
的AT89C51单片机作为控制CPU(因为该单片机片内具有4KB的ＦｌａｓｈＭｅｍｏｒｙ)；
为确保系统稳定可靠运行，采用MAX813 www.kfgssb.com作为系统的电压监控及Ｗａｔｃ
2
ｈｄｏｇ电路；压力变送器送来的4～２０ｍＡ的压力信号经IC7转换为0～５Ｖ的电压信
号；由A／D转换电路ADC0809将压力传感器的检测水压值和设定电位器的设定值转换为
数字量，供单片机使用；D／A转换电路采用DAC0832，将单片机输入的控制量转换为4～
２０ｍＡ电流环，控制变频器的输出频率。由单片机到配电部分的控制信号及系统的一些控
制开关命令，均通过光电耦合电路进行隔离，以减少强电回路对单片机的影响。
2.2软件设计
假设供水系统共有2台水泵，
其中水泵1为变频运行，水泵2为
工频运行，由接触器分别启动或停
止，单片机通过继电器控制接触器
的工作。软件设计如下：
2.2.1单片机接口地址分配和
控制端口功能
A／D转换器ADC0809：80XXH～８７XXH；压力传感器为IN0通道，设定电位器为
IN1通道。
D／A转换器DAC0832：08XXH。
水泵1继电器控制P1.0：当P1.0＝0时，水泵1开；当P1.0＝1时，水泵1停。
水泵2继电器控制P1.1：当P1.1＝0时，水泵2开；当P1.1＝1时，水泵2停。
开机命令P1.2：当P1.2＝0时，系统开始工作，当P1.2＝１时，系统停止工作。
2.2.2软件程序设计
变频调速恒压供水系统的单片机控制器软件包括主程序、控制量计算子程序、继电器控
制子程序、A／D转换子程序、延时子程序等。
3
主程序包括系统初始化，开机命令的检测等，主程序框图见图3。
T1中断服务程序包括了除主程序以外的所有子程序的管理和应用，程序框图见图4。
A／D转换采用定时转换方式，启动A／Ｄ后，用软件延时150μｓ，再读出转换结果。
继电器控制子程序完成水泵2的运转和停止控制。由于变频器的控制量与水泵1的运转
速度直接相关，因此程序根据变频器的控制量大小就可判断水泵1的工作状态。如控制量为
零，说明系统压力过高，水泵1已经调至最低转速，www.kfccgs.com这时需要水泵2停止
工作；如果控制量为最大值，说明系统压力过低，水泵1已经调至最高转速，这时需要水泵
2投入运行。由于供水系统压力的变化惯性较大，所以当控制量出现最大值或最小值后，需
延时一段时间，在延时阶段经过反复测量，如果控制量一直不变，再进行切换。系统多于2
台水泵时，切换原理相同，但需增加判断多台水泵开、停状态的循环判断程序。
控制量计算子程序包括变频器控
制量的计算和控制量的输出，其中控
制规律采用PID调节规律。
3、结论
变频调速单片机恒压供水系统是
现代化城市和生活小区供水的发展方向，采用单片机控制的变频供水系统具有工作可靠、实
现容易、价格低廉等特点，是较理想的控制器。