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1、三峽電力職業(yè)學院 畢業(yè)設計（論文） 題目恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)設計 學生姓名 學 號 專 業(yè) 機 電 一 體 化 班 級 指導教師 評閱教師 完成日期2012年10月19日 目 錄 目錄…………………………………………………………………………1 摘要…………………………………………………………………………3 前言………………………………………………………………………3 第一章 變頻調(diào)速技術(shù)……………………………………………………4 　1.1變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展歷史………………………………………………………4 1.2變頻器在工業(yè)

2、中的應用……………………………………………………4 1.3變頻調(diào)速技術(shù)的展望…………………………………………………………5 1.4變頻調(diào)速技術(shù)的原理……………………………………………………5 1.5變頻調(diào)速技術(shù)的原理………………………………………………………5 第二章 生活供水控制系統(tǒng)設計………………………………………………7 2.1系統(tǒng)概述…………………………………………………………………7 2.2系統(tǒng)特點…………………………………………………………………7 2.3本系統(tǒng)適用范圍…………………………………………………………8 2.4工作原理………………………………

3、…………………………………8 第三章 PLC控制系統(tǒng)……………………………………………………10 3.1 PLC的發(fā)展歷程…………………………………………………………10 3.2 PLC應用………………………………………………………………10 3.3 PLC原理………………………………………………………………10 3.4電機啟動順序功能圖……………………………………………………10 3.5 PLC的選擇……………………………………………………………11 3.6 PLC梯形圖……………………………………………………………11 第四章 變頻器的選用………………………………………

4、……………12 3.1 變頻器的要求……………………………………………………………12 3.2 FR-F500功能范圍………………………………………………………12 3.3 變頻器的選擇…………………………………………………………12 3.4 FR-F500的具體參數(shù)……………………………………………………12 第五章 系統(tǒng)安裝…………………………………………………………14 5.1變頻器與PLC的連接……………………………………………………14 5.2 PLC的控制系統(tǒng)連接圖…………………………………………………14 第六章變頻器參數(shù)設置和使用………………………………………

5、…15 6.1 變頻器的基本設置……………………………………………………15 操作面板的名稱和功能……………………………………………15 6.1.2 按[MODE]鍵改變監(jiān)視…………………………………………15 監(jiān)視模式………………………………………………………15 6.1.4 頻率設定模式……………………………………………………15 6.1.5 參數(shù)設定模式…………………………………………………15 6.1.6操作模式…………………………………………………………17 6.2 各種操作模式……………………………………………………19 6.2.1 PU操作模式……………

6、………………………………………19 6.2.2 組合操作模式………………………………………………20 6.3 主要參數(shù)的設置……………………………………………………21 6.3.1 上限頻率的設定…………………………………………………21 6.3.2 下限頻率的設定……………………………………………………21 6.3.3 加減速時間的設定…………………………………………………21 6.3.4 電子過流保護設定……………………………………………………21 6.3.5 使用負荷選擇……………………………………………………21 第七章 工程清單……………………………………………………

7、……22 7.1低壓區(qū)生活變頻供水系統(tǒng)………………………………………………22 7.2 高壓區(qū)生活變頻供水系統(tǒng)………………………………………………23 致謝…………………………………………………………………………24 附錄…………………………………………………………………………25 參考文獻……………………………………………………………………32 恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)設計 —馨島國際名宛供水系統(tǒng)設計 摘 要：本文在介紹最新技術(shù)——恒壓變頻供水系統(tǒng)的基礎上，分析了整個供水系統(tǒng)的和和設計過程，從變頻器和PLC的選擇到具體線路的連接，及系統(tǒng)控制的設計。其中變頻器的保養(yǎng)和維護是本設計

8、的一個關(guān)鍵。變頻調(diào)速給水的供水壓力可調(diào)，可以方便地滿足各種供水壓力的需要。在設計階段可以降低對供水壓力計算準確度的要求，因為隨時可以方便地改變供水壓力。并且變頻器可靠性好，節(jié)能效果明顯。 關(guān)鍵詞： 變頻供水；PLC；變頻器；頻率；壓力傳感器；異步電動機 前言 交流電動機特別是異步電動機由于結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、維修方便等優(yōu)點被廣泛使用。但其調(diào)速性能在以前趕不上直流電動機，所以交流電動機的調(diào)速技術(shù)一直是世界各國研究的課題。20世紀60年代以后，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，半導體變流技術(shù)應用到交流調(diào)速系統(tǒng)中，特別是大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，以及現(xiàn)代控制理論的應用，都為交流調(diào)速的進一步

9、發(fā)展創(chuàng)造了條件。人們研究出很多類型的交流調(diào)速系統(tǒng)，其中有些方法的調(diào)速性能已可與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美。因此，交流調(diào)速得到日益廣泛的應用，目前在調(diào)速傳動領域交流電動機已有取代直流電動機的趨勢 。 前期的交流電動機調(diào)速方法，如采用繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、鼠籠異步電動機變極調(diào)速，在定子繞組串電抗器調(diào)速等都存在效率低，不經(jīng)濟等缺點。交流變頻調(diào)速的優(yōu)越性早在20世紀20年代就已被人們認識，但受到元器件的限制，當時只能用閘流管構(gòu)成逆變器，由于投資大，效率低，體積大而未能推廣。20世紀50年代中期，晶閘管的研制成功，開創(chuàng)了電力電子技術(shù)發(fā)展的新時代。由于晶閘管具有體積小、重量輕、響應快、管壓低等一系列優(yōu)

10、點，交流電動機調(diào)速技術(shù)有了飛躍發(fā)展，出現(xiàn)了交流異步電動機調(diào)壓調(diào)速、串級調(diào)速等系統(tǒng)。20世紀70年代發(fā)展起來的變頻調(diào)速，比上述兩種調(diào)速方式效率更高，性能更好，在近30年得到了迅速發(fā)展。 第一章 變頻調(diào)速技術(shù) 1.1 變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展歷史 三次中東戰(zhàn)爭后，西方一度發(fā)生石油危機，廉價能源喪失，使人們認識到節(jié)能的重要性，許多傳統(tǒng)的工藝過程必須從節(jié)能的角度加以重新評價。其直接影響是要求一大批原來恒速運行的機械改成調(diào)速運行，特別是用量很大，通常占總用電量一半左右的風機、泵類負載，采用調(diào)速方式來調(diào)節(jié)輸出流量，與傳統(tǒng)的恒速運行節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量的方式相比，可節(jié)電30％左右；這一事實，促使人們從生產(chǎn)系統(tǒng)總

11、效率的角度來重新評價交流調(diào)速系統(tǒng)的經(jīng)濟技術(shù)指標，變頻調(diào)速系統(tǒng)由于具有顯著的節(jié)電效果；低廉的運行費用，?？傻窒b置價格偏高的不利因素，受到用戶的歡迎。 ?????????在環(huán)境惡劣的生產(chǎn)場合（如冶金、建材、礦山、化工等工業(yè)）常有防爆或高速運行的要求，目前世界上還很難生產(chǎn)出大功率、高速的防爆直流電動機，再如水泥行業(yè)灰塵大，污染大，直流電動機很不適應，而且直流電機經(jīng)常換電刷，維護量大，因而常常停機影響生產(chǎn)。 ?????????發(fā)展生產(chǎn)力的需要大大促進科學技術(shù)的發(fā)展，因此自從7O年以來，以電子電子器件、微電子器件技術(shù)和控制技術(shù)等為基礎的變頻調(diào)速技術(shù)，有了突破性的進展，生產(chǎn)出滿足變頻調(diào)速要求的變頻器

12、，從此交流調(diào)速進入了一個嶄新時代，為了與以前傳統(tǒng)的交流調(diào)速相區(qū)別，人們通常把實現(xiàn)變頻調(diào)速為特征的交流調(diào)速稱為近代交流調(diào)速 變頻調(diào)速技術(shù)問世為標志的近代交流調(diào)速近二十年來取得了驚人的進展。首先是由于生產(chǎn)力的發(fā)展，生產(chǎn)機械的功率愈來愈大，1000千瓦以上功率裝置愈來愈多。在這樣的功率范圍內(nèi)，直流電動機由于受機械換向器及電刷等工藝制造的限制，很難制造額定電壓超過1000伏的電動機，因而額定電流變得很大，供電須采用專用匯流排，這樣供電電壓降和傳輸損耗增加，相比之下，交流電動機制造超過6000伏以上高壓電機并不困難，從而避免了上述直流電動機制造工藝的難點，換言之，功率愈大，交流拖動的經(jīng)濟效益優(yōu)勢將更為

13、明顯，制造出功率大大超過直流電動機是形勢要求的一個方面；另一方面還要利用先進控制技術(shù)使其性能指標達到甚至超過直流電動機。 1.2 變頻器在工業(yè)中的應用 變頻調(diào)速應用領域?qū)⒉粩鄶U大。隨著科學技術(shù)的進步、大功率電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，大規(guī)模集成電路和微機技術(shù)的突飛猛進，交流電動機變頻技術(shù)已日趨完善，變頻調(diào)速器用于交流異步電動機調(diào)速，其性能勝過以往任何一種交流調(diào)速方式，已成為電動機調(diào)速最新潮流。在國外交頻調(diào)速已廣泛在鋼鐵、有色冶金、油田、煉油、石化、化工、紡織、印染、醫(yī)藥、造紙、卷煙、高層建筑供水、建材及機械行業(yè)應用，功率大到上萬千瓦的軋鋼機，小到只有幾十瓦的公園噴水頭，從工廠裝備到家用電器，應

14、用范圍相當廣闊，并且還將繼續(xù)擴大。 1.3 變頻調(diào)速技術(shù)的展望 變頻器自八十年代初以來；國際市場已實現(xiàn)產(chǎn)品的商品化，變頻技術(shù)的發(fā)展主要有以下幾個趨勢； ???（1）最新的是第三代。（2）變頻器產(chǎn)品系列化、通用化、小型化，目前在市場已可看到用于一般產(chǎn)業(yè)用和用于風機和泵類的兩個系列，功率從0.4千瓦到280千瓦。產(chǎn)品不同功率都統(tǒng)一了功能，統(tǒng)一了性能，統(tǒng)一了式樣，統(tǒng)一了端子符號，統(tǒng)一功能碼內(nèi)容等；方便了設計和維修。由于集成電路的高密度和冷卻技術(shù)的高效率，產(chǎn)品實現(xiàn)了小型化，體積只有過去的60％。 ???（3）性能智能化：新產(chǎn)品采用了對電動機的最先進的轉(zhuǎn)矩矢量控制，能獲得與負載自動適應的電機轉(zhuǎn)

15、矩；低速時提高起動轉(zhuǎn)矩，大幅度提高轉(zhuǎn)矩響應速度等。 ???（4）裝置功能多樣化：提供便于安全、便于操作的顯示器、監(jiān)視器、測試器，各種完善的保護環(huán)節(jié)，便于維護更換的模塊和器件等。 1.4 變頻調(diào)速技術(shù)的原理 異步電機的轉(zhuǎn)速方程是n=60f(1-s)/p，其中n為電動機的轉(zhuǎn)數(shù)，f為電源頻率，s為轉(zhuǎn)差率，p為定子旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)，所以從這個公式就可以看出，要想改變電動機的轉(zhuǎn)速，可以改變f，s，p這三個量中的任意一個，就能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)速，又因為電機的旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)出廠后是固定的，且由于技術(shù)和成本問題旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)不能無限制的增加，所以通過改變旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)來進行調(diào)速，并且還有調(diào)速范圍小，連續(xù)性

16、差等缺點！ 而隨著大功率開關(guān)器件更新?lián)Q代速度加快，電壓、電流頻率定額不斷提高，開關(guān)損耗不斷減少，開關(guān)頻率不斷提高，最近幾年已經(jīng)推出比雙極晶體管（BJT）更新的絕緣柵雙極晶體管（IGBT）已經(jīng)在新一代的變頻器上大量應用，生產(chǎn)出滿足變頻調(diào)速要求的變頻器，且調(diào)速范圍比較寬，對交流電機實現(xiàn)了無級調(diào)速。因此改變電源頻率f是比較方便和有效的方法，只要改變了電源頻率f就夠改變電動機的轉(zhuǎn)速。 1.5 變頻調(diào)速技術(shù)的常用技術(shù) （1）SPWM控制技術(shù)PWM的調(diào)制原理是使變頻器的輸出脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應區(qū)間內(nèi)面積相等，改變調(diào)制波的頻率和幅值即可調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的頻率和幅值。 正弦波脈寬

17、調(diào)制(SPWM)技術(shù)在變頻器中得到廣泛的應用。SPWM變頻器調(diào)壓調(diào)頻一次完成，整流器無需控制，簡化了電路結(jié)構(gòu)，而且由于以全波整流代替了相控整流，因而提高了入端的功率因數(shù)，減小了高次諧波對電網(wǎng)的影響。此外，由于輸出波形由方波改進為PWM波，減少了低次諧波，從而解決了電動機在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動問題，也降低了電動機的諧波損耗和噪聲。PWM技術(shù)的應用是變頻器的發(fā)展主流。但感應電動機本身因為氣隙磁通、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子電流是強耦合的，所以調(diào)速性能不如直流電動機。 （2）電流控制PWM技術(shù)電流控制PWM技術(shù)是一種新穎的控制技術(shù)，近年來得到了相當大的發(fā)展及較廣泛的應用。電流控制PWM技術(shù)有不同的線路方案來實現(xiàn)，其共

18、同特點是：通過監(jiān)測電感電流直接反饋去控制功率開關(guān)的占空比，使功率開關(guān)的峰值電流直接跟隨電壓反饋回路中誤差放大器輸出的信號變化而變化。但流控制PWM技術(shù)還存在一些局限性，而應用現(xiàn)代控制理論可以克服這些缺點，所以應用現(xiàn)代控制論是它的必然發(fā)展趨勢。 （3）電壓矢量“等效”三電平PWM變頻調(diào)電壓矢量“等效”三電平PWM變頻調(diào)速方式是一種新型的PWM變頻調(diào)速方式，其工作原理是使變頻器瞬時輸出三相脈沖電壓合成空間電壓矢量與屆時所期望輸出的三相正弦波電壓的合成空間電壓矢量的模相等，而它的幅角按一定的間隔跳變。這種變頻調(diào)速方式除了具有SPWM變頻調(diào)速方式各方面的優(yōu)異性能外，還具有SPWM變頻調(diào)整方式望塵莫及

19、的優(yōu)異性能。 第二章生活供水控制系統(tǒng)設計 2.1、系統(tǒng)概述 宜昌××××××生產(chǎn)的全自動變頻調(diào)速供水控制系統(tǒng)是集現(xiàn)代變頻調(diào)速技術(shù)、PLC技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)和計算機技術(shù)為一體的新一代給水控制系統(tǒng)。性能優(yōu)良，系統(tǒng)壓力、流量、各機組工作狀態(tài)實時顯示，便于操作、噪音低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、不僅高效節(jié)能（年節(jié)電率20%---35%左右）、投資收回快并且使用年限長，完全滿足用戶對供水所需壓力的要求，而且大大地減少生活用水的二次污染現(xiàn)象。該系統(tǒng)完全可以取代傳統(tǒng)的水塔、高位水箱和氣壓罐等給水方式。與傳統(tǒng)的給水方式相比，該系統(tǒng)不但滿足了現(xiàn)代工礦企業(yè)、城鎮(zhèn)居民和高層建筑對新型給水系統(tǒng)的要求，同時還具備如下特點：

20、 2.2、系統(tǒng)特點 1）流量連續(xù)可調(diào)，給水壓力穩(wěn)定。系統(tǒng)采用內(nèi)置PID的矢量變頻調(diào)速器、先進的可編程控制器等現(xiàn)代控制技術(shù)，對水泵機組進行閉環(huán)控制，確保壓力波動小、達到設定壓力時間短、且可隨用水量的變化自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速及工作水泵臺數(shù)，確保恒壓變量供水。2）技術(shù)先進。系統(tǒng)采用現(xiàn)代計算機數(shù)字控制技術(shù)和模塊化、標準化的設計，滿足多種本地和遠程聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，系統(tǒng)的可擴展性強。 3）功能齊全。系統(tǒng)具有手動、自動操作方式，系統(tǒng)壓力、電機電流、電機頻率和電機累計運行千瓦時LED顯示，變頻器、電機工況與故障指示及防誤操作等功能。 4）安全可靠。系統(tǒng)具有輸入電源缺相、不平恒、過壓、過流、過載、短路、電機過熱、

21、飛速啟動、斷水及低水位停機等完善的安全保護功能，有效的提高了給水成套設備的安全可靠性。該系統(tǒng)還配有完善的故障自診斷、故障檢修手動工作方式等功能，使維修工作十分輕松快捷。 5）抗干擾能力強。由于控制回路與負載回路之間是通過中間繼電器實現(xiàn)電隔離和信號耦合的，因此系統(tǒng)的抗干擾能力強。 6）節(jié)約能源、節(jié)省投資、提高水質(zhì)。系統(tǒng)自動檢測瞬時水壓，并據(jù)此調(diào)節(jié)水泵的供水量，機組特性曲線接近管網(wǎng)損失特性曲線，節(jié)能效果顯著。由于變頻器對電機實行的是循環(huán)軟啟動控制，啟動平穩(wěn)無沖擊，提高了電機、水泵和管道等的壽命，減少了管網(wǎng)的泄露。此外由于系統(tǒng)無需高位水箱等設備，不但節(jié)省了投資，而且無水質(zhì)二次污染問題。? 7）

22、經(jīng)濟效益明顯。本系統(tǒng)還可以將生產(chǎn)、生活、消防等系統(tǒng)合為一體，投資省、占地少、經(jīng)濟效益明顯。 2.3、本系統(tǒng)適用范圍1）城鄉(xiāng)居民生活小區(qū)、高層建筑、賓館、飯店的生產(chǎn)生活用水和消防用水。 2）各種類型的自來水廠、工業(yè)用水、工業(yè)鍋爐定壓補水系統(tǒng)、深井泵恒壓給水系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)排灌用給水站增壓系統(tǒng)。 3）供熱、空調(diào)等循環(huán)用水系統(tǒng)。 4）舊有給水系統(tǒng)（氣壓、水塔、高位水箱給水）的改造。 2.4、工作原理 全自動變頻調(diào)速供水控制系統(tǒng)采用專用供水控制器控制變頻調(diào)速器，通過安裝在管網(wǎng)上的遠傳壓力表（壓力傳感器）對水壓時時進行監(jiān)視并進行數(shù)據(jù)采樣，把采集到的水壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號，通過接口輸入控制器內(nèi)置的PI

23、D控制器上，然后與用戶設定的壓力值進行比較和運算，并將結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)節(jié)信號送至變頻器。變頻器通過調(diào)節(jié)水泵電機的電源頻率；進而調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速。當用戶用水量增大，管網(wǎng)壓力低于設定壓力時，變頻調(diào)速器的輸出頻率將增大，水泵轉(zhuǎn)速提高，供水量加大。當達到設定壓力時，水泵恒速運轉(zhuǎn)，使管網(wǎng)壓力穩(wěn)定在設定值上。反之當用戶用水量少，管網(wǎng)壓力高于設定壓力時，變頻調(diào)速器的輸出頻率將降低，水泵轉(zhuǎn)速下降，供水量減少，使管網(wǎng)壓力穩(wěn)定在設定壓力，這樣反復循環(huán)就達到了恒壓變量供水的目的。對于高區(qū)供水的水位，我×××采用歐姆龍公司生產(chǎn)的水位控制器來保證高區(qū)水箱的供水量；采用浮球閥控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)四個不同高區(qū)水箱水位的平衡問題。

24、 本系統(tǒng)水泵設為一主一備（二臺泵），當本區(qū)生活用水量處于低峰期時，變頻器通過傳感器傳給的信號，給水泵電機一個合適的頻率。當區(qū)內(nèi)用水量增加時變頻器自動調(diào)整增大水泵的轉(zhuǎn)速。當這臺泵工作頻率已達到50Hz，而壓力還達不到設定值時，此時把這臺水泵轉(zhuǎn)為工頻下工作，變頻啟動另一臺泵，并調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速，使供水量與用水量平衡，供水壓力穩(wěn)定在設定壓力。當這臺水泵已在50Hz下工作，還不能滿足供水的需要，此時再通過變頻器起動第二臺水泵。一般情況下一臺水泵能夠滿足供水需要。第二臺水泵一般只作為另一臺泵的備用（當其中一臺水泵發(fā)生故障時，系統(tǒng)將自動啟動備用泵代替故障水泵）。 調(diào)速供水控制系統(tǒng)工作原理方框圖 第三章

25、 PLC控制系統(tǒng) 3.1 PLC的發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。 上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)

26、字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 3.2 PLC應用 PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。 3.3 PLC原理 PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(包括其常開或常閉觸點)不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作。 為了消除二者之間由于運行方式不同而造成的差異，考慮到繼電器控制裝置各類

27、觸點的動作時間一般在 100ms以上，而PLC掃描用戶程序的時間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計算機的運行方式---掃描技術(shù)。這樣在對于I/O響應要求不高的場合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了 3.4 電機啟動順序功能圖 3.5 PLC的選擇 本設計需要用4入5出I/O接口，因此我們采用FX1S-14MR-001（8點輸入/ 6點繼電器出），足以滿足要求，而且可支持以后擴展，價格適中。 3.6 PLC梯形圖 第四章 變頻器的選用 3.1 變頻器的要求 a) 功率必須分別達到12KW和18KW b) 滿足調(diào)速需求 c) 要求工作穩(wěn)

28、定， d) 電耗低 e) 價格適中 3.2 FR-F500功能范圍0.75-900KW （3相380V,FR-F540（L）系列） （1）風機、水泵適用 （2）采用最適磁通控制方式,實現(xiàn)更高節(jié)能運行。 （3）內(nèi)置PID,變頻器/工頻切換和多泵循環(huán)運行功能。 （4）柔性PWM,實現(xiàn)更低噪音運行。 （5）內(nèi)置RS485通信口 3.3 變頻器的選擇 根據(jù)本設計要求選用四臺三菱FR-F500系列變頻器，其中兩個為FR-F540-18K-CH，另外兩個則選擇FR-F540-15K-CH，這樣就保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定，即使有一臺變頻器壞了，另外的一臺也能用上，且小區(qū)內(nèi)不用停止供水，所以也

29、便于日常的停機維護！使機械的壽命達到最大值 3.4 FR-F500的具體參數(shù) FR-F500系列 型號FR-F540-□□K-CH 0.75 1.5 2.2 3.7 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 適用電機容量(kW)(注1) 0.75 l.5 2.2 3.7 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 ? 額定容量(kVA)(注2) 1.5 2.7 3.7 5.7 8.8 12.2 7.5 22.1 26.7 32.8 43.4 53.3

30、 64.8 80.9 額定電流(A) 2.0 3.5 4.8 7.5 1.5 16 23 29 35 43 57 70 85 106 輸 過載能力(注3) ???120％60秒，150％0.5秒(反時限特性) 出 電壓(注4) ???三相，380V至480V 50Hz/60Hz ? 再生制 最大值/時間 ???15％(注5) 動轉(zhuǎn)矩 允許使用率 ???連續(xù)(注5) ? 額定輸入交流電壓，頻率 ???三相，380V至480V 50Hz/60Hz 電 交流電壓允許波動范圍 ???323至528V 50Hz/60Hz 源

31、允許頻率波動范圍 ???±5％ 電源容量(kVA)(注6) 2.1 4.0 4.8 8.0 11.5 16 20 27 32 41 52 65 79 99 保護結(jié)構(gòu)0EM 1030) ???封閉型(IP20 NEMAI) ???開放型(IP00) 冷卻方式 ???自冷 ???強制 風冷 大約重量(kg)，連同DU 3.0 3.0 3.0 3.0 5.5 6.0 7.0 13.0 13.0 13.0 24.0 24.0 35.0 36.0 第五章 系統(tǒng)安裝 5.1 變頻器與PLC的連接 5.2 PLC的控制系統(tǒng)連接

32、圖 第六章 變頻器參數(shù)設置和使用 6.1 變頻器的基本設置 6.1.1 操作面板的名稱和功能 6.1.2 按[MODE]鍵改變監(jiān)視 注：頻率設定模式僅當操作模式為PU模式時顯示 6.1.3 監(jiān)視模式 l 監(jiān)視模式下的指示的操作命令 EXT指示燈亮表示外部的操作： PU指示燈亮表示PU操作 EXT和PU燈同時亮表示PU和外部操作模式組合方式 l 監(jiān)視顯示在運行中也能改變 頻率設定模式 在PU模式下設定運行頻率 6.1.5 參數(shù)設定模式 l 一個參數(shù)設定既可以用數(shù)字鍵也可用[UP/DOWN]鍵增減 l 按下[SET]鍵1.5S寫入設定值并更新 請把Pr.79

33、操作模式選擇設定為1，或操作模式設定為PU模式 6.1.6操作模式 l 報警紀錄 用[UP/DOWN]鍵能顯示最近4次報警（帶有“.”的表示最近的報警）。 當報警存在時，顯示E.__ __0 l 報警紀錄清除 清除所有報警紀錄 l 參數(shù)清除 將參數(shù)值初始化到出廠設定,校準值不被初始化 (Pr.77設定為1時(即寫入?yún)?shù)禁止),參數(shù)值不能被消除.) l 全部消除 將參數(shù)值和校準值全部初始化到出廠設定。 l 用戶消除 初始化用戶參數(shù)。 其他參數(shù)被初始化為出廠設定值 6.2 各種操作模式 6.2.1 PU操作模式 （1）以50HZ運行 在電機運行中重復步驟2、3

34、，可以改變運行速度。 步驟 說明 圖示 1 上電—確認運行狀態(tài)， 將電源處于ON，確認操作模式中顯示“PU”。 如PU未亮，請切換到PU操作模式。 2 運行頻率的設定 設定運行頻率為50HZ。 首先，按[MODE]鍵切換到頻率切換模式，顯示輸出頻率。 3 開始 按[FWD]或[REV]鍵。 電機啟動，自動的變?yōu)楸O(jiān)視模式，顯示輸出頻率。 4 停止 按[STOP]鍵。 電機減速后停止。 （2）PU點動運行 l 僅在按[FWD]或[REV]鍵的期間內(nèi)運行，松開后則停止。 l 設定參數(shù)Pr.15“電動頻率”和Pr.16“電動頻率加/減速時間”

35、的值。 l 選擇PU運行模式。 l 按著[FWD]或[REV]鍵，則運行。 6.2.2 組合操作模式 l 外部輸入啟動信號，用PU設定運行頻率 l 不接受外部的頻率設定信號和PU的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止鍵。 步驟 說明 圖示 1 上電 電源ON。 2 操作模式選擇 將Pr.79操作模式選擇設定為3。 選擇組合操作模式，運行狀態(tài)EXT和PU指示燈都亮。 3 開始 將啟動開關(guān)處于ON（STF或STR）。 4 運行頻率的設定 用參數(shù)單元設定運行單步設定。 5 停止 將啟動開關(guān)處于OFF（STF或STR）。 電機停止運行。 注：當Pr.

36、75“PU停止選擇=14——17”時，停止鍵有效。 6.3 主要參數(shù)的設置 6.3.1 上限頻率的設定（Pr.1上限頻率） 當限制輸出頻率上限時，請設定此參數(shù)。 用Pr.903，Pr.905頻率設定電壓增益，可以把輸出頻率限定在設定的范圍，僅在必要時變更。 出廠設定值：120HZ 6.3.2 下限頻率的設定 當輸出頻率的下限時，請設定此參數(shù)。 如果設定下限頻率，頻率設定即使為0HZ。只要啟動信號為ON，電機就可以在設定的頻率下運行。 出廠設定值：0HZ 6.3.3 加減速時間的設定 當用出廠值以外的時間加減速時，變更此時間。 參數(shù) 出廠設定值 Pr.7加速時間

37、15S Pr.8減速時間 30S Pr.44第二加速時間 5S Pr.45第二減速時間 9999 6.3.4 電子過流保護設定 出廠設定值為變頻器的額定電流。 變更設定值時，請按電機額定名牌50HZ時的電流設定。 6.3.5 使用負荷選擇 根據(jù)用途、負荷特性，選擇輸出特性（V/F特性） 用途 設定值 橫轉(zhuǎn)矩負荷用 0 低轉(zhuǎn)速負荷用 1 第七章 工程清單 7.1低壓區(qū)生活變頻供水系統(tǒng) 名稱 型號 數(shù)量 單價（元） 金額（元） 備注 多級水泵 65LG36-20*5 2臺 7665.00 15330.00 上海遠博公司 全自動變頻控制

38、柜 JDW05—22 1臺 22600.00 22600.00 宜昌華一電氣 壓力傳感控制器 YTZ--150 1套 580.00 580.00 上海儀表總廠 水池液位控制器 FSC.05B 1套 680.00 680.00 日本歐姆龍公司 閥門管件 全套 6500.00 6500.00 上海閥門管件廠 氣體穩(wěn)壓罐 V體積=10M3 壓力0.8MPa 1個 7800.00 7800.00 上海遠博公司 無負壓罐 V體積=10M3 壓力大于0.4MPa 1個 24920.00 24920.00 上海遠博公司 鋼結(jié)構(gòu)機座

39、 JDW05-22-6 1臺 3850.00 3850.00 宜昌華一電氣 安裝調(diào)試費 2380.00 2380.00 合計 84640.00 7.2 高壓區(qū)生活變頻供水系統(tǒng) 名 稱 型 號 數(shù)量 單價（元） 金額（元） 備注 多級水泵 65LG36-20*6 2臺 10126.00 20252.00 上海遠博公司 全自動變頻控制柜 JDW05—23 1臺 38200.00 38200.00 宜昌華一電氣 壓力傳感器 YTZ--150 1套 280.00 280.00 上海儀表總廠 水池液位控制器

40、 FSC.05B 1套 680.00 680.00 日本歐姆龍公司 閥門管件 全套 8150.00 8150.00 上海閥門管件廠 氣體穩(wěn)壓罐 V體積=10M3 壓力0.8MPa 1個 15500.00 15500.00 上海遠博公司 無負壓罐 V體積=10M3 壓力大于0.4MPa 1個 24920.00 24920.00 上海遠博公司 鋼結(jié)構(gòu)機座 JDW05-22-6 1臺 3850.00 3850.00 宜昌華一電氣 安裝調(diào)試費 2380.00 2380.00 合 計 114212.00 總計項目

41、報價 壹拾玖萬捌仟捌佰伍拾貳圓整 198852.00 致謝 經(jīng)過一個月的忙碌的學習研究，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，作為一個畢業(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 在這里首先要感謝我的指導老師×××。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從資料的收集，開題報告的寫作，設計的檢查，后期的設計完整性指導等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為繁瑣，但是×××老師仍然細心地糾正我設計中的錯誤。我敬佩×××老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積

42、極影響我今后的學習和工作。 其次要感謝和我一起作畢業(yè)設計的全體同學，他們在學習生活和精神上給我很大的幫助，且在資料查找過程中我也得到了同學熱情的幫助。 然后還要感謝大學三年來所有的老師，為我們打下機電專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。 最后感謝××××××學院三年來對我的大力栽培！ 附錄1： 具體的交流調(diào)速裝置的分類 從節(jié)能的角度，交流電動機的調(diào)速裝置可以分為高效調(diào)速裝置和低效調(diào)速裝置兩大類。高效調(diào)速裝置的特點是：調(diào)速時基本保持額定轉(zhuǎn)差，不增加轉(zhuǎn)差損耗，或可以將轉(zhuǎn)差動率回饋至電網(wǎng)。低效調(diào)速裝置的特點是：調(diào)速時改變轉(zhuǎn)

43、差，增加轉(zhuǎn)差損耗。 高效調(diào)速包括： ???????變極對數(shù)調(diào)速——鼠籠式電機 ???????變頻調(diào)速——鼠籠式電機 ???????串級調(diào)速——繞線式電機 ?天換向器電機調(diào)速——同步電機 低效調(diào)速包括： ???????定子調(diào)壓調(diào)速——鼠籠式電機 ???????電磁滑差離合器調(diào)速——鼠籠式電機 ???????轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速——繞線式電機?? 備注：交流電動機結(jié)構(gòu)簡單、慣量小、維護方便，可在惡劣環(huán)境中運行，容易實現(xiàn)大容量化，高壓化、高速化、價格低廉。 附錄2： 各種調(diào)速裝置的特點 （1）變極對數(shù)調(diào)速 ?優(yōu)點：①無附加差基損耗，效率高； ???????②控制電路簡單，易維

44、修，價格低； ???????③與定子調(diào)壓或電磁轉(zhuǎn)差離合器配合可得到效率較高的平滑調(diào)速。 ?缺點：①有級調(diào)速，不能實現(xiàn)無級平滑的調(diào)速。且由于受到電機結(jié)構(gòu)和制造工藝的限制，通常只能實現(xiàn)2～3種極對數(shù)的有級調(diào)速，調(diào)速范圍相當有限。（2）變頻調(diào)速 ?優(yōu)點：①無附加轉(zhuǎn)差損耗，效率高，調(diào)速范圍寬； ???????②對于低負載運行時間較多，或起停運行較頻繁的場合，可以達到節(jié)電和保護電機的目的。 ?缺點：①技術(shù)較復雜，價格較高。（3）天換向器電機調(diào)速 ?優(yōu)點：①具有交流同步電動機結(jié)構(gòu)簡單和直流電動機良好的調(diào)速性能： ???????②低速時用電源電壓、高速時用電機反電勢自然換流，運行可靠； ??

45、???③無附加轉(zhuǎn)差損耗，效率高，適用于高速大容量同步電動機的啟動和調(diào)速。 ?缺點：①過載能力較低，原有電機的容量不能充分發(fā)揮。（4）串級調(diào)速 ?優(yōu)點：①可以將調(diào)速過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差能量加以回饋利用。效率高； ???????②裝置容量與調(diào)速范圍成正比，適用于70％～95％的調(diào)速。 ?缺點：①功率因素較低，有諧波干擾，正常運行時無制動轉(zhuǎn)矩，適用于單象限運行的負載。（5）定子調(diào)壓調(diào)速 ?優(yōu)點：①線路簡單，裝置體積小，價格便宜； ???②使用維修方便。 ?缺點：①調(diào)速過程中增加轉(zhuǎn)差功率，且此功率全部用于轉(zhuǎn)子發(fā)熱，效率較低； ???????②調(diào)速范圍比較?。? ???????③要求采用高轉(zhuǎn)

46、差電機，比如特殊設計的力矩電機，所以特性較軟，一段適用于55kW以下的異步電動機。（6）電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速 ?優(yōu)點：①結(jié)構(gòu)簡單，控制裝置容量小，價值便宜。 ???????②運行可靠，維修容易。 ???????③無諧波干擾。 ?缺點：①速度損失大，因為電磁轉(zhuǎn)差離合器本身轉(zhuǎn)差較大，所以輸出軸的最高轉(zhuǎn)速僅為電機同步轉(zhuǎn)運的80％～90％； ???????②調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差功率全部轉(zhuǎn)化成熱能形式的損耗，效率低。 ?（7）轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 ?優(yōu)點：①技術(shù)要求較低，易于掌握； ???????②設備費用低； ???????③無電磁諧波干擾。 ?缺點：①串鑄鐵電阻只能進行有級調(diào)速。若用液體電阻進

47、行無級調(diào)速，則維護保養(yǎng)要求較高； ???????②調(diào)速過程中附加的轉(zhuǎn)差功率全部轉(zhuǎn)化為所串電阻發(fā)熱形式的損耗，效率低。 ???????③調(diào)速范圍不大。 附錄3：變頻器數(shù)據(jù)代碼表 參考文獻 （1）《FR-F500系列變頻器使用手冊》 （2）王曉敏，《機電控制技術(shù)》，中國電力出版社，2009 （3）王曉敏，《電機與拖動》，黃河水利出版社，2008 （4）張萬忠、劉明芹，《電器與PLC控制技術(shù)》，化學工業(yè)出版社，2003 （5）曾毅等.變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設計與維護.山東科技技術(shù)出版社， 2004.2 （6） （7） （8） （9） （10） （11） （12） （13） （14） （15）