高效變頻恒壓供水系統(tǒng)研制與應(yīng)用.pdf

1、在水資源和電能逐漸緊缺的時代，“節(jié)水節(jié)能”已成為建設(shè)可持續(xù)發(fā)展社會的重要主題，長期以來在市政供水，高層建筑供水，工廠生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動化程度低。因供水不足，造成城市不能正常生活、生產(chǎn)、甚至火災(zāi)的經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)2300億元。因此，一個穩(wěn)定可靠、高效節(jié)能、舒適用水的供水系統(tǒng)研制具有重要意義。本課題對高效變頻恒壓供水系統(tǒng)調(diào)速機(jī)理和控制機(jī)理進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究，對變頻控制技術(shù)進(jìn)行了提升，本文的主要工作和成果如下:
　

2、　本文首先基于變調(diào)速理論和交流異步電動機(jī)原理，根據(jù)管網(wǎng)和水泵的運(yùn)行特性曲線，闡明了供水系統(tǒng)的變頻調(diào)速節(jié)能原理。對各種交流異步電動機(jī)的調(diào)速方式的特性進(jìn)行了比較分析，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了變頻調(diào)速的合理性與可靠性，在此基礎(chǔ)上對變頻器最重要的負(fù)載參數(shù)進(jìn)行了計算并進(jìn)行了校核。其次，基于PID控制理論，建立變頻恒壓供水的理論模型及數(shù)學(xué)模型。探討變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制策略，并歸納實(shí)用性的控制方案，結(jié)果表明:通用變頻器+PLC+人機(jī)界面+壓力

3、傳感器組合是合理的控制方案。然后，闡述了系統(tǒng)的各個組成部分及其作用。根據(jù)選用的方案，對變頻恒壓控制程序圖、壓力恒定控制程序圖、電機(jī)增減控制程序圖進(jìn)行了設(shè)計，應(yīng)用S7-200軟件對PLC進(jìn)行了編程，主要有主程序、子程序、中斷程序。接著，基于Fuzzy-PID理論，對模糊控制自適應(yīng)PID進(jìn)行了設(shè)計，建立了模糊規(guī)則表、隸屬函數(shù)，運(yùn)用MATLAB軟件對模糊模糊控制自適應(yīng)PID模型進(jìn)行了仿真，得出了階躍響應(yīng)曲線，及KP、KI、KD自調(diào)整等曲線，仿

4、真結(jié)論:系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間短，迅速地達(dá)到穩(wěn)定，超調(diào)量比一般的PID控制要小，雖有動態(tài)超調(diào)存在，但很小。最后，在完成的樣機(jī)供水系統(tǒng)中運(yùn)行該系統(tǒng)，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)果表:水泵消耗的功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比，節(jié)能效果明顯;恒壓供水的壓力能穩(wěn)定在設(shè)定范圍周圍，達(dá)到預(yù)期目標(biāo);通過實(shí)踐驗(yàn)證了變頻調(diào)速與PID控制結(jié)合組成閉環(huán)控制系統(tǒng)在生產(chǎn)實(shí)踐中的可行性與先進(jìn)性。
　　本文的研究成果為國內(nèi)制造更高效穩(wěn)定的變頻恒壓供水系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)，可用于指導(dǎo)變頻恒