1、淺談恒壓供水變頻調速系統的應用畢業設計主要內容本文中所闡述的恒壓供水變頻調速系統是現在乃至今后的必然發展趨勢，尤其是應用在高層建筑的供水系統中。采用恒壓變頻調速供水控制系統能夠為企業帶來客觀的經濟效益，應廣泛推廣。1.節能，可以實現節電20%-40%，能實現綠色用電，同時，也可以為企業降低成本。2.配置靈活，自動化程度高，功能齊全，靈活可靠。、3.電機軸上的平均扭矩和磨損減小，減少了維修量和維修費用，并且水泵的壽命大大提高。4.通過通信控制，可以實現無人值守，節約了人力物力。具體要求要求利用通用變頻器和PLC實現了對三相異步電動機的控制，通過合理的設備選型、參數設置和軟件設計，提高對電機的使用

2、可靠性。主要參考文獻變頻調速應用與實踐作者：張燕賓機械工業出版社2001-01-01最新實用交流調速系統 作者：吳安順機械工業出版社1998-06-01電機與拖動 作者：王桂英東北大學出版社2004-02-01PLC技術及應用 作者：齊從謙機械工業出版社 2000-08-01指導教師評語及能否參加答辯的意見：指導教師 2010年 月 日答辯委員會評語及綜合評定成績：答辯委員會主任簽名 2010 年 月 日系主任意見： 系主任簽名 2010年 月 日（此任務書一式三份，一份入學生學籍檔案，一份為系部存檔，一份為學院教務處存檔） 目錄引言.1：變頻器技術的發展及設計的目的.31.1 變頻器技術的發

3、展31.2 恒壓供水變頻調速系統設計的目的4第二章：變頻器.4 2.1變頻器概述.42.2 變頻調速原理.4 2.3 變頻器的基本構成62.4 變頻器驅動降轉矩負載8第三章：電動機容量選擇8 3.1泵類負載所許的驅動動力8 3.2 泵的選水擇.9第四章：氣壓罐的選擇.9第五章：變頻器的選擇9 5.1變頻器容量選擇9 5.2 ABB 通用變頻器105.3 ABB ACB-400型特點11第六章：變頻恒壓供水控制系統的工作原理166.1 控制系統.176.2 防干擾處理措施.206.3 PLC控制下的變頻器調速原理.21第七章：總結23參考文獻24致謝25 摘要：恒壓供水系統對于某些工業或特殊用戶

4、是非常重要的，例如在某些生產過程中，若自來水供水因故壓力不足或短時缺水時，可能影響產品質量，嚴重時使產品報廢和設備損壞。又如當發生火警時，若供水壓力不足或無水供應，不能迅速滅火，可能引起重大經濟損失和人員傷亡。所以某些用水區采用恒壓轟水系統，具有較大的經濟和社會意義。在舊加壓設備中，恒壓供水一般采用起動或停止加壓站的水泵和調節出口閥開度來實現。控制系統是采用繼電接觸器控制線路，這種系統線路復雜，維護困難，操作麻煩，工人要24小時值班看守，勞動強度大。所以有必要對之進行改造，提高自動化水平。關鍵詞：三相異步電動機 變頻器 調速 自動化控制第一章 變頻器的發展及設計目的變頻器技術的發展變頻技術是應

5、交流電機無級調速的需要而誕生的。20世紀60年代以后，電力電子器件經歷了SCR(晶閘管)、GTO(門極可關斷晶閘管)、BJT(雙極型功率晶體管)、MOSFET(金屬氧化物場效應管)、SIT(靜電感應晶體管)、SITH(靜電感應晶閘管)、MGT(MOS控制晶體管)、MCT(MOS控制晶閘管)、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、HVIGBT(耐高壓絕緣柵雙極型晶閘管)的發展過程，器件的更新促進了電力電子變換技術的不斷發展。20世紀70年代開始，脈寬調制變壓變頻(PWMVVVF)調速研究引起了人們的高度重視。20世紀80年代，作為變頻技術核心的PWM模式優化問題吸引著人們的濃厚興趣，并得出諸多優化模式

6、，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世紀80年代后半期開始，美、日、德、英等發達國家的VVVF變頻器已投入市場并獲得了廣泛應用。 當今的運動控制系統包含多種學科的技術領域，總的發展趨勢是：驅動的交流化，功率變換器的高頻化，控制的數字化、智能化和網絡化。因此，變頻器作為系統的重要功率變換部件，提供可控的高性能變壓變頻的交流電源而得到迅猛發展。 隨著新型電力電子器件和高性能微處理器的應用以及控制技術的發展，變頻器的性能價格比越來越高，體積越來越小，而廠家仍然在不斷地提高可靠性實現變頻器的進一步小型輕量化、高性能化和多功能化以及無公害化而做著新的努力。變頻器性能的優劣，一要看其輸出交流電壓的諧波對

7、電機的影響；二要看對電網的諧波污染和輸入功率因數；三要看本身的能量損耗如何。可編程序控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工作環境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算，順序控制、定時、記數、算術運算等操作指令，并通過數字式的輸入和輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器、PID調節器、變頻調速三者相結合應用到恒壓供水系統中，能很大程度上提高自動化控制，無須人工不停地監控，對企業來講不但提高了工作效率，還降低了用工成本。1.2 恒壓供水變頻調速系統設計的目的1.節能，可以實現節電20%-40%，能實現綠色用電，同時，也可以為企業降低成本。2.配置靈活，自

8、動化程度高，功能齊全，靈活可靠。、3.電機軸上的平均扭矩和磨損減小，減少了維修量和維修費用，并且水泵的壽命大大提高。4.通過通信控制，可以實現無人值守，節約了人力物力。第二章：變頻器2.1變頻器概述由于直流調速系統具有較好的靜、動態性能指示，調速傳動領域基本上被直流電動機調速系統所壟斷。但這種系統也有其自身的缺點，如容量大、電壓、電流和轉速的上限值均受到換向條件的制約，控制系統結構復雜，在一些大容量上調速領域無法應用，同時維護工作量大，故障率高等。而交流電動機的一些優點：結構簡單、造價低、容易維護；電壓、電流和轉速不受限制。雖然目前異步機的調速種類很多，但是效率高、性能好，應用最廣泛的是變頻調

9、速，它可以構成高動態性能的交流調速系統來取代直流調速系統。是交流調速的主要發展方向。變頻調速是以變頻器向交流電機供電，并構成開環或閉環系統，從而實現對交流電動機的寬范圍內的無極調速。變頻器可以把固有電壓、頻率的交流電變換為可調電壓、可調頻率的交流電。在變換過程中，沒有直流環節的稱為交交變頻器，有中間直流環節的稱為交直交變頻器。由直流電變為交流電的變換器稱為逆變器。目前應用最廣泛的是交直交變頻器通常由整流器（ACDC變換）、中間直流儲能電路、逆變器（DCAC變換）三部分構成。脈寬調制（PWM）變頻就是把通訊系統中的調制技術推廣應用到交流變頻中，可使變頻器有良好的輸出波形，降低了噪聲和諧波，提高了

10、系統的性能，采用了全數字微機控制技術，使變頻器減小了體積，降低了成本，提高了效率，增強了功能。可實現電動機平穩運行、無噪聲、無震動。隨著交流電動機調速理論的突破和變頻器性能的不斷完善，從而使變頻調速開始成為交流調速的主流。2.2 變頻調速原理根據電機學可知，交流電動機的轉速公式： N=60f/p(1-S) 式中：f-定子供電頻率;p-極對數；s-轉差率；由上式可知，若均勻地改變定子供電頻率f,則可以平滑地改變電動機轉速。然而只調節是不行的，因為：式中：定轉子每相由氣隙通感應的電動勢的均方跟值（V）； 定子頻率（Hz）； 定子相繞組匝數； 與電機繞組結構有關的常數；每極磁通量（Eb）；定子相電壓

11、（V）；當定子電壓不變時，與成反比，的升高或降低會導致磁通的減小或增大，從而使電動機最大轉矩減小，嚴重時將導致電動機堵轉或者磁通路飽和，鐵損急劇增加。應此在調節電源頻率時要調節電壓的大小，以維持磁通的恒定，使最大轉矩不變。根據和不同的比例關系，變頻器有以下調速方式。 eq oac(,1)基頻以下的恒磁通變頻調速要保持不變，當頻率從額定值向下調時，必須降低,使/=常數，即采用恒定電勢頻率比的控制方式。繞組中的感應電動勢是難以直接檢測和控制的，當電勢較高時，可以認為相電壓，則有/=常數。這就是恒壓頻比的控制方式，是近似的恒磁通控制。低頻時，和都比較小，如圖21所示。 圖21 恒壓頻比控制特性 eq

12、 oac(,2)基頻以上的若磁變頻調速 在基頻上調速時，頻率可以從往上增高，但是電壓卻不能增加比額定電壓還要大，這是由于受到電源電壓的制約，最多只能保持=不變。這樣，必然會使主磁通隨著的上升而減小，相當于直流電動機弱磁調速的情況，屬于近似的恒功率調速方式。綜合上述兩種情況，異步電動機變頻調速的基本控制方式如圖22所示。圖2-2 異步電動機變壓變頻調速控制特性2.3 變頻器的基本構成變頻器分為交交和交直交兩種，交交變頻器將工頻交流電直接變換成頻率、電壓均可控制的交流電稱直接式變頻器。而交直交變頻器則是先把工頻交流電整流器變成直流電，然后把直流電換成頻率、電壓均可控制的交流電，稱為間接式變頻器，本

13、論文主要討論間接式變頻器。圖23 變頻器的構成輸出電壓的調節主要有PAW方式。PMW方式兩種，只文中討論PWM、變頻器中的整流電路采用不可控的二極管整流電路，變頻器的輸出電壓和頻率的調節均由逆變器按PWM方式來完成，利用參考電壓波與頻率三角波互相比較，來決定主開關器件的導通時間，從而實現調壓，這種參考信號為正弦波，輸出電壓平均值近似為正弦波的PWM方式，稱為正弦PWM調節，簡稱SPWM方式。變頻器中常采用SPWM方式調節。變頻器按控制方式分：U/F控制、轉差頻率控制、矢量控制三種；本文中只討論U/F控制方式2.4 變頻器驅動降轉矩負載 如水泵等流體機械，均屬于降轉矩負載，降轉矩負載的特點是隨著

14、轉速的降低，轉矩也變小。如果水泵在低速下運行，水的流量、流速小，所須轉矩也小，隨著轉矩的增加，水的流量、流速也隨著增大，所需轉矩也越來越大。由于軸功率與轉速的立方成正比，當水泵速度下降時，其功率將以立方根方式大幅度下降。水泵在轉速控制時，流量Q、揚程H、軸功率N之間的關系為：流量與轉速成正比；揚程與轉速的平方成正比；軸功率與轉速的立方成正比。因此，用變頻器控制流體機械與閥門控制相比，可起到顯著的節能效果，從而使電動機效果提高。所以低頻時的負載電流很小，電動機也不會出現過熱現象，因此一般的泵類設備很適用U/F控制的變頻器進行驅動，所須的轉矩大小以轉速平方的比例增減。 調節水泵轉速，改變出水流量，

15、使壓力穩定在恒壓線上，就能夠完成流體的恒壓給水。如采用U/F控制方式的變頻器，在輸出某一頻率，負載一定時存在著一個最佳工作點，負載變化時，最佳工作點也移動。針對這一特點，大部分變頻器設置了節能運行的功能。選用此功能，變頻器能夠自動搜索最佳工作點，使電動機總是在最佳工作點上運行，從而實現節能的目的。但是，當變頻器在節能方式下運行時，起動態響應性能是較差的。當遇到突變的沖擊負載時，拖動系統可能因為電壓來不及增加到必要的值而堵轉。因此，節能運行方式主要應用在轉矩較穩定的負載。第三章 電動機容量選擇 選擇電動機功率的原則，是在電動機能夠滿足生產機械負荷要求的前提下，最經濟最合理地確定電動機的功率大小；

16、如果功率選擇過大，將出現“大馬拉小車”現象，形成不經濟運行情況。反之，功率選擇過小，電動機經常過載運行，使電動機溫度升高，絕緣老化，縮短電動機壽命。實際的電動機容量可梗據電動機容量=被驅動負載所須的容量+將負載加速或減速到所須速度的容量原則確定。3.1 泵類負載所許的驅動動力： P=(KPQh/6.12)10式中：K裕量系統（1.1-1.2）；P液體的密度（Kg/m3）,水為1.0Kg/Q流量（m3/min）H全揚程（m）； 泵的效率，一般在0.6-0.83之間。 假設一大廈高170米，最高用水的管網末端在100米左右，水泵揚程應選在135米，因為要將管網的水損失考慮到，如各類閥門、彎頭等。水

17、的流量在每小時18m3P=(KPQh/6.12)10 =(1.71.00.3m3/min135)6.120.6=(1.710000.3m3/min135)6.120.6 所以P7Kw電動機的理論功率為7Kw。但在選擇電動機容量時應大于負載所須功率。所以電動機實際功率應選擇9KW為宜。而工作現場應是一臺變頻器帶兩臺電動機，所以總功率為9Kw2臺=30Kw。3.2 水泵的選擇 在恒壓變頻調速供水系統中，水泵作為執行單元，其性能的優劣，直接關系到整個控制系統是否能正常工作。在設計選型水泵時泵的性能曲線全面而直觀地反映了水泵的工作性能，它是選擇和使用水泵所必須的基本依據。在選擇水泵及其管路系統時，應使

18、水泵的實際工作在最佳工況點附近，以便有高的運行經濟性。在實際的工作中，一般常用水泵的揚程H與流量Q性能曲線來選擇水泵。 梗據已知參數一般選用多級加壓泵，通過每級葉片的旋轉加壓將能量傳遞給流體。在本論文中的供水系統，初步選定水泵的數量及工作方式為：主水泵1臺，輔助水泵1臺。 主水泵和備用泵均可以在變頻器拖動下工作。工作方式是：主泵、備泵互為交替，即：一臺水泵工作另一臺水泵備用。當一臺水泵出現故障時，另一臺水泵投入運行。當主泵工作到50Hz時，系統的流量或壓力不能達到要求時，此時將備用水泵投入運行，其補充流量的作用。 在正常工作時，只有一臺水泵工作，另一臺水泵處于未工作狀態。第四章 氣壓罐的選擇

19、在本文中的恒壓供水系統中配有一個氣體壓力罐。設備是一個密閉的壓力容器，里面注滿了被管網中的水壓縮了的空氣，它的主要功能是：當供水系統中用戶的耗水量非常的少時，變頻器的輸出頻率也為零時。此時泵即便停機或進入休眠時間。這時罐內已儲存了一定的壓力（因為空氣是可以壓縮的），當罐內的水壓增大時，那么相應的水壓對罐內的空氣壓縮也要相對增大。所以，在非常小的用水量時此設備便發揮了作用，它可以將罐內的壓力補充到系統中。從而延長了泵機的休眠時間，同時也避免了泵機的頻繁啟動，從而達到了更加節能的效果。第五章 變頻器的選擇 異步電動機利用變頻器進行調整轉速的，因合理地選擇變頻器的內容，以及外圍設備。變頻器的選擇包括

20、變頻器的類型選擇和容量選擇兩方面。本文中所闡述的是泵類負載，通常可選擇普通功能型U/F控制變頻器。5.1 變頻器容量選擇 實際應用中根據電動機的額定電流和額定功率來決定變頻器的容量。變頻器的選型原則是：交變頻器的額定容量所使用的電動機功率電動機額定電流；變頻器的額定輸出電壓電動機的額定電壓。即：PCNKpm/COS（kvA） ICNKIN（A） PCNK1.732UMIM10-3式中：pm：電動機軸輸出功率； ：電動機的效率（取0.85）； COS ：電動機的功率因數（取0.75）； UM：電動機電壓（V）； IM：電動機電流（A）； K：電流波形的修正系數（PWM方式時，取1.05-1.0）

21、所以根據所選用的電動機15KW；額定電流30A；代入51式及52式；PCNKpm/COS（KvA）=1.08150.80.75=27（KvA）變頻器的額定容量為27KvA。 ICNKIN（A）=1.0830=32.4（A）變頻器額定輸出電流為32.4A。所以根據以上計算數據可適量放大裕量：變頻器的額定容量為30KvA。變頻器額定輸出電流為32.4A。所以選用ABB公司的ACS400系列通用變頻器運用到本論文中的恒壓供水系統中。5.2 ABB 通用變頻器 ABB集團是世界知名的技術集團之一。ABB傳動裝置的功率范圍從0.12KW4300KW，廣泛應用于水泵、風機、傳送帶、壓縮機和起重機等。ABB

22、通用變頻器的核心技術是目前最先進的異步電動機變頻調速控制方式直接轉矩控制（DTC）和被稱為部件傳動理念的COMPACTM5.3 ABB ACB-400型特點1. 采用模塊化結構，組臺靈活、調試簡單、便捷。2. 具有6個可編程的數字輸入，2個模擬輸入（0-10V、0-20mA）2個可編程的模擬輸出（0-20mA）、3個可編程的繼電器輸出。3. 電動機分級運行控制，一臺變頻器可以控制四臺水泵電動機，實現多泵循環控制。即：一臺用變頻器控制轉速，其余三臺作為輔助水泵。4. 變頻器工作溫度范圍為：-10 +40。可以實現手動和自動互換操作。5. 變頻器具有過載、過電壓、欠電壓、過溫保護功能，具有短路保護

23、和接地保護特性。6. 對電動機具有過熱保護、閉鎖保護和防止電動機失速。 7. 具有比例、積分、微分（PID）控制功能的閉環控制。8. 在WINDOWS95/98和NT/2000環境下運行，可以從微機直接控制變頻器。9. 具有線性V/f、平方V/f、可編程的V/f特性。第六章 變頻恒壓供水控制系統的工作原理變頻器是恒壓供水系統的核心部件，水泵電動機為輸出執行裝置。所謂“恒壓”，就是指不管用戶端用水的大小，總保持管網中水壓基本恒定，這樣即可滿足用戶對水的需要，又不使電動機空轉而造成電能浪費。為實現上述目標，需要變頻器梗據給定壓力信號和反饋壓力信號來調節水泵轉速。控制器綜合給定信號與反饋信號后，進過

24、PID調節，向變頻器輸出運轉頻率指令。壓力傳感器檢測出管網的實時出水壓力，并將其轉變為控制器可接受的模擬信號（即反饋信號）。這樣就構成了一個閉環實時控制系統。如圖61所示。 圖61 變頻器恒壓供水系統圖6.1.1 控制系統 該系統主要采用ABB ACS400變頻器和微電腦控制器組成，如圖：62所示。圖62 恒壓供水主電路圖本系統為一用一備、變頻/工頻自動轉換的恒壓供水系統，兩臺水泵均為變頻器驅動，且當變頻器出現故障時，可自動實現變頻/工頻切換。M1為主泵電動機;M2為備用泵電動機；QF為低壓斷路器；KM10、KM20為工頻接觸器；KM11、KM21為變頻接觸器；FR1、FR2為熱繼電器。6.1

25、.2 PID 的控制原理 本文中采用的PXW9BF1IV數字式多功能控制器具有模糊邏輯控制功能。水泵出口上裝一只遠傳壓力表，將壓力信號送到PXW9控制器，控制器采樣并與壓力設定信號比較求其偏差，經自身模糊控制，輸出一個直流420mA的信號進行運算處理，此信號由PLC控制變頻器輸出頻率，從而改變水泵電動機的轉速，以消除偏差。經過反復調節，最終使管網壓力與設定值保持一致，而實現恒壓供水。這種形式的PID控制器的優點是：控制性能好，柔性好，在調節結束后，壓力穩定，信號受干擾小，調節簡單，接線工作量少，可靠性高。不足是編程工作量增加。軟件、硬件成本增加較大。6.1.3 可編程序控制器（PLC）的原理可

26、編程序控制器的簡稱PLC，是微機技術和繼電器常規控制感念相結合的產物，是在順序控制器、一位微處理控制器和微機控制器的基礎上發展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心的用作數字控制的特殊計算機，因此它的硬件配置與一般微機裝置類似。PLC主要由中央處理單元（CPU）、輸入輸出單元（I/0）、編程器、電源等組成。如圖63所示。圖63 PLC裝置配置結構圖6.1.4 遠傳壓力表的作用 遠傳壓力表是將被測的非電物理量液體的壓力轉換成使用的電學物理量電流或電壓，傳送至控制器，達到所需要的控制要求。 壓力變送器的要求 1. 測量精度高，測量誤差小。 2. 工作穩定性好，抗干擾性好。 3. 響應速度快。 4

27、. 輸出的信號符合標準要求，即：電流為420mA.DC 電壓為 15V.DC 5. 使用及維護簡單、方便。6.1.5 變頻器運行的環境條件 1. 環境的溫度為：-10+50 2. 空氣的相對濕度95%，無結露 3. 海拔高度1000米 4. 不允許安裝在經常受到振動的地方。 5. 不允許安裝在接近電磁輻射元的地方。 6. 不允許安裝在灰塵、腐蝕性氣體等的環境中。6.1.6 變頻器的機械安裝 1. 變頻器可以一個接一個并排安裝，中間不需要空隙。當一臺變頻器安裝在另一臺變頻器之上時，對MM43055Kw變頻器，規定的空隙為：350mm。2. MM43055Kw 變頻器在其四個角部用4M8螺栓固定，

28、禁錮扭矩為3.0Nm。6.1.7 變頻器的電氣安裝1.變頻器必須接地。2.變頻器的控制電纜，電源電纜和電動機的連接電纜的走線必須相互隔離。不要把它們放在同一個電纜槽中或電纜架上。3.變頻器的控制電纜長度規定為：屏蔽電纜長度為50米；不屏蔽電纜長度為100米。6.1.8 其他設備的安裝1.遠傳壓力表可直接安裝在管道上，但必須在管道與壓力變送器之間安裝S型緩沖管。2.遠傳壓力表的信號電纜采用頻蔽電纜，長度50米。3.主水泵在安裝時，必須注意聯軸器的同心度。主、輔水泵在進、出管道上最好安裝橡皮緩沖連接器。6.1.9 遠傳壓力表的調試 由于系統的壓力變化范圍為01.3MPa。變頻器輸入的電流信號為02

29、0mA，工作頻率為050Hz。而壓力變送器的輸出電流為420mA。因此為了準確地傳遞量值，必須對遠傳壓力表進行標定。 標定方法有兩種,具體如下： 第一種方法：在高值時，使遠傳壓力表的輸出電流20mA與變頻器輸入的電流20mA、工作頻率50Hz和系統的壓力1.3MPa相對應。 在底值時，當遠傳壓力表的輸出電流小于4mA時，相對應的變頻器的輸入電流為0mA，頻率為0Hz，即限定變頻器在04mA區域內不工作，此區域為死區寬度，系統的壓力也為0MPa。 當遠傳壓力表的輸出電流等于4mA時，變頻器開始工作。（死區寬度的調試方法：令P0003=3，P0004=2，P2000=50Hz，P0759=8mA，

30、P0757=4mA，P0756=0） 第二種方法：在壓力變送器的輸出端再加裝信號裝換器，將壓力變送器的420mA電流轉換為020mA電流，輸入給變頻器，做到量值的統一，此時，壓力變送器、變頻器、系統的高值和低值就統一了。 比較兩種方法，第二種方法比較準確，第一種方法簡單實用。6.2 防干擾處理措施 變頻器由主回路和控制回路兩大部份組成，由于主回路的非線性（進行開關動作），變頻器本身就是諧波干擾源，所以對電源側和輸出側的設備會產生影響。與主回路相比，變頻器本身就是諧波干擾源，所以對電源側和輸出側的設備會產生影響。與主回路相比，變頻器的控制回路卻是小能量、弱信號的回路，極易遭受其它裝置產生的干擾。

31、因此，變頻器在安裝使用時，必須對控制回路采取抗干擾措施。 干擾的基本類型及抗干擾措施：靜電耦合干擾：指控制電纜與周圍電氣回路的靜電容耦合，在電纜中產生的電勢。措施：加大與干擾源電纜的距離，達到導體直徑40倍以上時，干擾程度就不大明顯。在兩電纜間設置屏蔽導體，再將屏蔽導體接地。靜電感應干擾：指周圍電氣回路產生的磁通變化在電纜中感應出的電勢。措施：一般將控制電纜與主回路電纜或其它動力電纜分離敷設，分離距離通常在30cm以上（最低為10cm），分離困難時，控制電纜穿過鐵管鋪設。將控制導體絞合，絞合間距越小，敷設的路線越短，抗干擾效果越好。電波干擾：指控制電纜成為天線，由外來電波在電纜中產生電勢。措施

32、：將變頻器放入鐵箱內進行電波頻蔽，屏蔽用的鐵箱要接地。4. 接觸不良干擾：指變頻器控制電纜的電接點及繼電器觸電接觸不良電阻發生變化產生的干擾。措施：對繼電器觸點接觸不良，采用并聯觸點或鍍金觸點繼電器或選用密封式繼電器。對電纜連接點應定期做擰緊加固處理。 5. 電源線傳導干擾：指各種電氣設備從同一電源系統獲得電時，由其它設備在電源系統直接產生電勢。 措施：變頻器的控制電源由另外系統供電；在控制電源的輸入側裝設線路濾波器；裝設絕緣變壓器，且屏蔽接地。 6. 接地干擾：指機體接地和信號接地。對于弱點電壓電流回路及任何不合理的接地均可誘發的各種意想不到的干擾，比如設置兩個以上接地點，接地處會產生電位差

33、，產生干擾。 措施：速度給定的控制電纜取1點接地，接地線不作為信號的通路使用。電纜的接地在變頻器側進行，使用專設的接地端子，不與其它接地端子共用。并盡量減少接地端子引接地的電阻，一般不大于100。6.3 PLC控制下的變頻器調速原理 本文中變頻恒壓供水系統共2臺水泵（單臺15KW），可使任意一臺電動機處于工頻或變頻下運行，并分別依次進行軟啟動。如圖*所示。所選用的是歐姆龍公司的可編程序控制器（OMRON PLC CPM1A-30CDR-A）。在SAC轉換開關旋到自動位置，系統開始工作，遠傳壓力表將信號送到PXW9調節器。開始時水壓低于設定值，PLC啟動升速程序，并按其設定好的程序控制變頻器運行

34、，頻率逐漸上升，并使1#電動機啟動逐漸升速，同時管網水壓上升。當水壓升至PXW9調節器設定值時，1#泵機在此頻率下穩定運行，保持水壓恒定。若1#泵機頻率達到電網工頻時，水壓還未到設定值時，此時PXW9調節器給出信號至PLC。PLC自動將1#泵切換到工頻電網（KM11釋放，KM10吸合）；變頻器輸出為零，PLC發出指令使2#泵啟動運行補水（KM21吸合）；此時變頻器輸出頻率逐步上升，2#泵在工頻下運行，當水壓達到PXW9的設定值時，使水壓轉速恒定。當水壓超過設定值時，2#水泵輸出頻率降低至頻率為零時（KM21釋放），2#水泵停機；PLC發出指令使KM10釋放，同時發出指令使變頻器至工頻輸出，（1

35、#泵KM11吸合）為變頻運行。如果當系統嚴重缺水時，PLC發出指令使KM11釋放及發出指令使變頻器退出運行。同時發出指令使KM10、KM20接觸器短時間先后依次吸合，1#泵、2#泵此時為工頻下運行，迅速向管網補水，保持壓力平穩。為保證電控系統的安全可靠運行，1#泵的KM10與KM11，2#泵的KM20與KM21都有電氣和機械的互鎖功能。整個控制系統可將用水量從最小至最大全面控制，對水泵進行工頻與變頻的相互切換。各接觸器的動作時間由PLC設定。圖64 PLC控制電氣原理圖另外，利用PLC控制還可以進行循環控制；即在管網水壓均衡的時候，1#泵和2#泵可設定時間周期實現一主、一備交替循環運行，來延長

36、設備的使用周期。同時，還可以利用人們每天的作息時間或節假日，來外加設一個時鐘控制器，利用人們工作時段與休息時段的作息時間，進行水泵的運行時段與休眠時段的運行時間進行時間設定控制，輸出信號使微型繼電器KTC吸合或斷開。KTC的吸合或斷開都給PLC的輸入端（007）一個信號，由PLC進行程序判斷后再輸出一個指令起泵或停泵。以此來更加可靠地延長水泵的使用周期，電力節能也更加完善。7.結論本文中所闡述的恒壓供水變頻調速系統是現在乃至今后的必然發展趨勢，尤其是應用在高層建筑的供水系統中。根據流體理論，離心式風機水泵的軸功率是轉速的三次方函數，因此有表達式： N1/N=Q1/Q=n式中：Q水泵的額定流量；

37、N水泵的軸功率；n水泵的額定轉速；Q1水泵的實際流量；N1水泵的實際功率；n當水泵滿負荷運行時，即：Q1=Q、 N1=N、 當水泵實際轉速n1為額定轉速的90%時，即：n N1=( Q1=n1/n 即可節約電27.1%。當水泵實際轉速n1為額定轉速的80%時，即：n N1=( Q1=n1/n 即可節約電48.8%。假設主水泵在24小時內滿負荷運行，其一天的耗電量為：30Kw24h=720Kwh因此，按電費0.70元/Kwh,一天電費為720Kwh0.7=504元 按 n1=90%n 計算，一天節約電費：504 按 n1=80%n 計算，一天節約電費：504由此可以看出，采用恒壓變頻調速供水控制

38、系統能夠為企業帶來客觀的經濟效益，應廣泛推廣。參考文獻變頻調速應用與實踐 作者：張燕賓機械工業出版社2001-01-01最新實用交流調速系統 作者：吳安順機械工業出版社1998-06-01電機與拖動 作者：王桂英東北大學出版社2004-02-01PLC技術及應用 作者：齊從謙機械工業出版社 2000-08-01致謝落筆之際，思緒萬千。求學十幾載，終于修成正果，即將告別學生時代，走進工作世界。靜下心，回頭看看自己的求學歷程，可謂“坎坷”，為此，心中充滿著感激之言。對于處在這個時代的我輩來說，經歷從農村到城市的轉變，我們付出的代價將是巨大的，是一般城市同齡人所難以想象的。對于我個人來說，能夠擁有今

39、天，心中感到知足，因為我深知走到今天的幸運與艱辛。為此，我要在這具有象征意義的論文“致謝”中特別感謝那些我要感謝的人。首先要感謝我的家人，從高中到現在全力的在經濟上與精神上對我以最大、最真、最親的支持。其次感謝我的老師們，他們在我的學習之路上給我的鼓勵與鞭策，促使我不斷成長。這些老師有小學的、中學的以及大學的，其中我要特別感謝我張秀萍老師，在論文開題到論文定稿期間,是他一直給我細心的指導,在百忙之中給我修改論文，并給出許多可貴的建議，使我切身感受到其嚴謹的學術作風,認真的學術態度,深厚的學術功底。從他那里我也學到了很多。還要感謝在百忙之中評閱我的論文的所有老師們，感謝你們的評閱。再次我要感謝我

40、的同學與朋友，是他們在我的生活與學習中給我幫助和鼓勵，使我感受到生活的溫馨。感謝新疆輕工職業技術學院，那里我開始了成長，經歷了從“農村到城市”的轉變；后者使我與時代接軌，跟上了時代的步伐；特別是“厚德強計，奮發有為”的校訓使我受益終生；兩年來，各類學術報告不僅使自己增長了知識，而且也使自己開闊了視野，特別的是在這美麗的校園里識了很多的人，經歷了很多的事，這將是自己一生的精神財富。最后，我要感謝所有對我有過幫助的人我順利走完這段美麗的學習生涯，我為自己感到驕傲和自豪。 附錄資料：不需要的可以自行刪除 C語言曲線函數像素函數putpixel() 畫像素點函數 getpixel()返回像素色函數 直

41、線和線型函數line() 畫線函數 lineto() 畫線函數 linerel() 相對畫線函數 setlinestyle() 設置線型函數 getlinesettings() 獲取線型設置函數 setwritemode() 設置畫線模式函數 多邊形函數HYPERLINK /view/553113.htmrectangle() 畫矩形函數 bar() 畫條函數 bar3d() 畫條塊函數 drawpoly() 畫多邊形函數 圓、弧和曲線函數getaspectratio()獲取縱橫比函數 circle()畫圓函數 arc() 畫圓弧函數 ellipse()畫HYPERLINK /view/369

42、81.htm橢圓弧函數 fillellipse() 畫橢圓區函數 pieslice() 畫扇區函數 sector() 畫橢圓扇區函數 getarccoords()獲取圓弧坐標函數 填充函數setfillstyle() 設置填充圖樣和顏色函數 setfillpattern() 設置用戶圖樣函數 floodfill() 填充閉域函數 fillpoly() 填充多邊形函數 getfillsettings() 獲取填充設置函數 getfillpattern() 獲取用戶圖樣設置函數 圖像函數imagesize() 圖像存儲大小函數 getimage() 保存圖像函數 putimage() 輸出圖像函數

43、 圖形和圖像函數對許多圖形HYPERLINK /view/330120.htm應用程序，直線和HYPERLINK /view/400.htm曲線是非常有用的。但對有些圖形只能靠操作單個像素才能畫出。當然如果沒有畫像素的功能，就無法操作直線和曲線的函數。而且通過大規模使用像素功能，整個圖形就可以保存、寫、擦除和與屏幕上的原有圖形進行疊加。 (一) 像素函數putpixel() 畫像素點函數功能： 函數putpixel() 在圖形模式下屏幕上畫一個像素點。 用法： 函數調用方式為void putpixel(int x,int y,int color); 說明： 參數x,y為像素點的坐標，color

44、是該像素點的顏色，它可以是顏色符號名，也可以是整型色彩值。 此函數相應的HYPERLINK /view/668911.htm頭文件是graphics.h 返回值： 無 例： 在屏幕上(6,8)處畫一個紅色像素點： putpixel(6,8,RED); getpixel()返回像素色函數功能： 函數getpixel()返回像素點顏色值。 用法： 該函數調用方式為int getpixel(int x,int y); 說明： 參數x,y為像素點坐標。 函數的返回值可以不反映實際彩色值，這取決于HYPERLINK /view/1120949.htm調色板的設置情況(參見setpalette()函數)。

45、 這個函數相應的頭文件為graphics.h 返回值： 返回一個像素點色彩值。 例： 把屏幕上(8,6)點的像素顏色值賦給變量color。 color=getpixel(8,6); (二) 直線和線型函數有三個畫直線的函數，即line(),lineto(),linerel()。這些直線使用整型坐標，并相對于當前圖形視口，但不一定受視口限制，如果視口裁剪標志clip為真，那么直線將受到視口邊緣截斷；如果clip為假，即使終點坐標或新的當前位置在圖形視口或屏幕極限之外，直線截斷到屏幕極限。 有兩種線寬及幾種線型可供選擇，也可以自己定義線圖樣。下面分別介紹直線和線型函數。 line() 畫線函數功能

46、： 函數line()使用當前繪圖色、線型及線寬，在給定的兩點間畫一直線。 用法： 該函數調用方式為void line(int startx,int starty,int endx,int endy); 說明： 參數startx,starty為起點坐標,endx,endy為終點坐標，函數調用前后，圖形狀態下屏幕光標(一般不可見)當前位置不改變。 此函數相應的頭文件為graphics.h 返回值： 無 例： 見函數60.linerel()中的實例。 lineto() 畫線函數功能： 函數lineto()使用當前繪圖色、線型及線寬，從當前位置畫一直線到指定位置。 用法： 此函數調用方式為void l

47、ineto(int x,int y); 說明： 參數x,y為指定點的坐標，函數調用后，當前位置改變到指定點(x,y)。 該函數對應的頭文件為graphics.h 返回值： 無 例： 見函數60.linerel()中的實例。 linerel() 相對畫線函數功能： 函數linerel() 使用當前繪圖色、線型及線寬，從當前位置開始，按指定的水平和垂直偏移距離畫一直線。 用法： 這個函數調用方式為void linerel(int dx,int dy); 說明： 參數dx,dy分別是水平偏移距離和垂直偏移距離。 函數調用后，當前位置變為增加偏移距離后的位置，例如，原來的位置是(8,6)，調用函數li

48、nerel(10,18)后，當前位置為(18,24)。 返回值：無 例： 下面的程序為畫線函數調用實例： #i nclude void main() int driver,mode; driver=DETECT; mode=0; initgraph(&driver,&mode,); setcolor(15); line(66,66,88,88); lineto(100,100); linerel(36,64); getch(); restorecrtmode(); setlinestyle() 設置線型函數功能： setlinestyle() 為畫線函數設置當前線型，包括線型、線圖樣和線寬。

49、用法： setlinestyle() 函數調用方式為void setlinestyle(int stly,unsigned pattern,int wigth); 說明： 參數style為線型取值，也可以用相應名稱表示，如表1-10中所示。 參數pattern用于自定義線圖樣，它是16位(bit)字，只有當style=USERBIT_LINE(值為1)時，pattern的值才有意義，使用用戶自定義線圖樣，與圖樣中“1”位對應的像素顯示，因此，pattern=0 xFFFF，則畫實線；pattern=0 x9999，則畫每隔兩個像素交替顯示的虛線，如果要畫長虛線，那么pattern的值可為0 x

50、FF00和0 xF00F，當style不為USERBIT_LINE值時，雖然pattern的值不起作用，但扔須為它提供一個值，一般取為0。 參數wigth用來設定線寬，其取值見表1-11，表中給出了兩個值，即1和3，實際上，線寬取值為2也是可以接受的。 若用非法參數調用setlinestyle()函數，那么graphresult()會返回錯誤代碼，并且當前線型繼續有效。 Turbo C提供的線型與線寬定義在頭文件graphics.h中，表1-10和1-11分別列出了參數的取值與含義。 表1-10 線型 名稱取值含義SOLID_LINE0實線DOTTED_LINE1點線CENTER_LINE2中

51、心線DASHED_LINE3虛線USERBIT_LINE4用戶自定義線型表1-11 線寬 名 稱取 值說 明NORM_WIDTH（常寬）1一個像素寬（缺省值）THICK_WIDTH（加寬）3三個像素寬這個函數的頭文件是graphics.h 返回值： 無 例： 下面的程序顯示了BC中所提供的線型圖樣： #i nclude void main() int driver,mode;i; driver=DETECT; mode=0; initgraph(&driver,&mode,); for(i=0;i4;i+) setlinestyle(i,0,1); line(i*50,200,i*50+60,

52、200) ; getch(); restorecrtmode(); getlinesettings() 獲取線型設置函數功能： 函數getlinesettings() 用當前設置的線型、線圖樣和線寬填 寫linesettingstype型結構。 用法： 函數調用方式為void getlinesettings(struct linesettingstype *info); 說明： 此函數調用執行后，當前的線型、線圖樣和線寬值被裝入info指向的結構里，從而可從該結構中獲得線型設置。 linesettingstype型結構定義如下： struct linesettingstype int line

53、style; unsigned upattern; int thickness; ; 其中linestyle用于存放線型，線型值為表1-10中的各值之一。 upattern用為裝入用戶自定義線圖樣，這是16位字，每一位等于一個像素，如果哪個位被設置，那么該像素打開，否則關閉。 thickness為線寬值存放的變量，可參見表1-11。 getlinesettings()函數對應的頭文件為graphics.h 返回值： 返回的線型設置存放在info指向的結構中。 例： 把當前線型的設置寫入info結構： struct linesettingstype info; getlinesettings(&

54、info); setwritemode() 設置畫線模式函數功能： 函數setwritemode() 設置畫線模式 用法： 函數調用方式為 void setwritemode()(int mode); 說明： 參數mode只有兩個取值0和1，若mode為0，則新畫的線將覆蓋屏幕上原有的圖形，此為缺省畫線輸出模式。如果mode為1，那么新畫的像素點與原有圖形的像素點先進行異或(XOR)運算，然后輸出到屏幕上，使用這種畫線輸出模式，第二次畫同一圖形時，將擦除該圖形。調用setwritemode()設置的畫線輸出模式只影響函數line(),lineto(),linerel(),recangle()和

55、drawpoly()。 setwritemode()函數對應的頭文件是graphics.h 返回值： 無 例： 設置畫線輸出模式為0： setwritemode(0); (三)、多邊形函數對多邊形，無疑可用畫直線函數來畫出它，但直接提供畫多邊形的函數會給用戶很大方便。最常見的多邊形有矩形、矩形塊(或稱條形)、多邊形和多邊形塊，我們還把長方形條塊也放到這里一起考慮，雖然它不是多邊形，但它的特例就是矩形(塊)。下面直接介紹畫多邊形的函數。 rectangle() 畫矩形函數功能： 函數rectangle() 用當前繪圖色、線型及線寬，畫一個給定左上角與右下角的矩形(正方形或長方形)。 用法： 此函

56、數調用方式為void rectangle(int left,int top,int right,int bottom); 說明： 參數left,top是左上角點坐標，right,bottom是右下角點坐標。如果有一個以上角點不在當前圖形視口內，且裁剪標志clip設置的是真(1)，那么調用該函數后，只有在圖形視口內的矩形部分才被畫出。 這個函數對應的頭文件為graphics.h 返回值： 無 例： 下面的程序畫一些矩形實例： #i nclude void main() int driver,mode; driver=DETECT; mode=0; initgraph(&driver,&mode,

57、); rectangle(80,80,220,200); rectangle(140,99,180,300); rectangle(6,6,88,88); rectangle(168,72,260,360); getch(); restorecrtmode(); bar() 畫條函數功能： 函數bar()用當前填充圖樣和填充色(注意不是給圖色)畫出一個指定上左上角與右下角的實心長條形(長方塊或正方塊)，但沒有四條邊線)。 用法： bar()函數調用方式為void bar(int left,int top,int right,int bottom); 說明： 參數left,topright,bo

58、ttom分別為左上角坐標與右下角坐標，它們和調用函數rectangle()的情形相同，調用此函數前，可用setfillstyle()或setfillpattern()設置當前填充圖樣和填充色。 注意此函數只畫沒有邊線的條形，如果要畫有邊線的的條形，可調用下面的函數bar3d()來畫，并將深度參數設為0，同時topflag參數要設置為真，否則該條形無頂邊線。 這 應的頭文件為graphics.h 返回值： 無 例： 見函數bar3d()中的實例。 bar3d() 畫條塊函數功能： 函數bar3d() 使用當前繪圖色、線型及線寬畫出三維長方形條塊，并用當前填充圖樣和填 充色填充該三維條塊的表面。

59、用法： 此函數調用方式為void bar3d(int left,int top,int right,int bottom,int depth,int topflag); 說明： 參數left,top,right,bottom分另為左上角與右下角坐標，這與bar()函數中的一樣。參數depth為條塊的深度，以像素為單位，通常按寬度的四分之一計算。深度方向通過屏顯縱橫比調節為約45度(即這時x/y比設置為1：1)。 參數topflag相當于一個HYPERLINK /view/46060.htm布爾參數，如果設置為1(真)那么條塊上放一頂面；若設置為0(假)，則三維條形就沒有頂面，這樣可使多個三維條

60、形疊加在一起。 要使圖形更加美觀，可利用函數floodfill()或setfillpattern()來選擇填充圖樣和填充色(參見本小節(五)填充函數 )。 bar3d()函數對應的頭文件為graphics.h 返回值： 無 例： 下面的程序畫一個條形和條塊： #i nclude void main() int driver,mode; driver=DETECT; mode=0; initgraph(&driver,&mode,); setfillstyle(SOLID-FILL,GREEN); bar(60,80,220,160); setfillstyle(SOLID-FILL,RED);