变频恒压供水控制新版系统标准设计.doc

变频恒压供水控制系统设计
摘 要

伴随中国社会经济发展，城市建设发展十分快速，同时也对基础设施建设提出了更高要求。城市供水系统建设是其中一个关键方面，供水可靠性、稳定性、经济性直接影响到用户正常工作和生活。伴随大家对供水质量和供水系统可靠性要求不停提升，利用优异自动化技术、控制技术和通讯技术，设计出高性能、高节能、能适应供水厂复杂环境恒压供水系统成为肯定趋势。
本文首先依据管网和水泵运行特征曲线，说明了供水系统变频调速节能原理；具体分析了变频恒水压供水原理及系统组成结构，经过研究和比较，得出结论:变频调速是当今国际上一项效益最高、性能最好、应用最广、最有发展前途电机调速技术。所以本文以采取变频器和PLC 组合组成系统方法，以某居民小区水泵电动机控制系统为对象，逐步说明怎样实现水压恒定供水。
进行了控制系统主电路设计，控制电路设计。对输入输出点进行了统计，共有13个输入输出点，依据PLC选型标准，设备选择了在生产中应用最为广泛西门子企业生产S7-200系列(CPU222)PLC和MM430泵类专用变频器，利用变频器本身自有软开启功效实现水泵电机开启。在控制过程中，电控系统由S7-200完成，PID控制由变频器内置PID控制方法完成，依据控制系统软硬件设计和控制要求，结合变频器功效参数表预置了相关参数。在介绍了PLC编程方法基础上，选择了适合初学者逻辑代数编程，写出了恒压变频供水逻辑代数，并设计了梯形图，利用PLCSIM仿真软件进行了仿真，仿真结果表明了设计程序正确性。利用了WinCC组态软件设计了高楼变频恒压供水控制系统界面，界面可动态反应水泵变频供水工作状态。最终对恒压供水进行了经济效益分析，分析结果表明含有显著节能效益。
关键词：恒压供水，变频调速，PLC，设计，仿真

ABSTRACT

As China's social and economic development, urban construction and development very quickly, but also the construction of infrastructure facilities has put forward higher requirements. City water supply system construction is one of the important aspects of the water supply reliability and stability, the economy of a direct impact on the user's normal work and life. As people on the water quality and water supply systems in the continuous improvement of reliability requirements, the use of advanced automation technology, control technology and communication technology, design a high-performance, high-energy, water supply plants to adapt to the complex environment of constant pressure water supply Systems become an inevitable trend
In this paper, pipe network and pumps under the operation of the curve, clarify the water supply system for energy-saving Frequency Control Principle; specific analysis of the frequency of the principle of constant pressure water supply system and the composition of the structure, through research and comparison, concluded: Frequency Control is the highest international one-effectiveness, performance, the best and most widely, the most The future development of the Motor technology. Therefore this paper to adopt the PLC and inverter combination of a systematic approach to a small residential area pump motor control system for the target, and gradually clarified how to achieve a constant supply pressure.
A control system for the main circuit design, control circuit design. The input and output points to the statistics, a total of 13 input and output, the PLC in accordance with the principle of selection, equipment selection in the production of the most widely produced by Siemens S7-200 series (CPU222) of the PLC and pumps for MM430 The converter, using its own frequency converter itself to achieve the soft-start the pump motor launch. In the control process, the electronic control system completed by the S7-200, PID control by the converter built-in PID control manner, in accordance with control system software and hardware design and control requirements, combining the functions of converter table preset parameters of the relevant parameters . After the introduction of the PLC programming methods, based on the choice of the logic of algebra for beginners programming, the constant pressure to write the logic of algebra frequency of water supply and design of the ladder, use of simulation software PLCSIM the simulation, simulation The results show that the correctness of the design process. WinCC use of the configuration software designed high frequency constant pressure water supply control system interface, dynamic interface may reflect the work of pumping frequency of water supply status. Finally, the constant pressure of water supply for the economic benefit analysis, analysis of the results showed that a significant energy efficiency.

Keywords：Constant pressure Water Supply ，Variable velocity Variable frequency，PLC，Design，Simulation

目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 本课题产生背景和意义 2
1.3 变频恒压供水现况 2
1.3.1 中国外变频供水系统现实状况 3
1.3.2 变频供水系统应用范围 3
1.4 本人关键工作 4
第二章 变频恒压供水理论分析 4
2.1 水泵工作原理 4
2.2 供水电机搭配 5
2.3 水泵调整方法 6
2.4 恒压供水系统能耗分析 7
2.5 供水系统安全性问题 9
2.5.1 水锤效应 9
2.5.3 水锤效应消除 10
2.5.4 延长水泵寿命其它原因 11
第三章 变频恒压供水控制系统硬件设计 12
3.1 变频恒压供水控制系统组成方案 12
3.2 变频恒压供水系统控制方案 13
3.3 供水设备选择标准 14
3.4 参数计算和供水设备选型 16
3.4.1 水泵参数计算和型号选择 16
3.4.2 变频器选择 17
3.4.3 压力传感器选择 19
3.4.4 水位传感器选择 19
3.4.5 其它低压电器选择 20
3.5 PLC选型 20
3.5.1 I/O点统计 20
3.5.2 PLC选型基础标准 21
3.5.3 I/O分配 22
3.6 系统硬件线路设计 22
3.7 PID参数预置 23
第四章 变频恒压供水控制系统软件设计 25
4.1 常见编程方法 25
4.1.1 经验设计法 25
4.1.2 翻译设计法 25
4.1.3 逻辑代数设计法 26
4.2 编程软件简单介绍 28
4.3 恒压供水系统梯形图设计 29
4.4 程序仿真和调试 33
4.4.1 仿真软件介绍 33
4.4.2 恒压供水系统程序仿真调试 34
4.5 恒压变频供水系统WinCC界面设计 37
4.5.1 WinCC软件介绍 37
4.5.2 恒压供水系统WinCC界面设计 38
4.6 经济效益分析 42
第五章 总结和期望 44
5.1 总结 44
5.2 展望 44
参考文件 46
致 谢 47
附录 语句表 48

第一章 绪论

1.1 引言
水是生命之源，人类生存和发展全部离不开水。在通常城市及乡镇供水中，基础上全部是靠供水站电动机带动离心水泵，产生压力使管网中自来水流动，把供水管网中自来水送给用户。但供水机泵供水同时，也消耗大量能量，假如能在提升供水机泵效率、确保供水机泵可靠稳定运行同时，降低能耗，将含相关键经济意义。中国供水机泵特点是数量大、范围广、类型多，在工程规模上也有一定水平，但在技术水平、工程标准和经济效益指标等方面和国外优异水平相比，还有一定差距。
伴随社会经济快速发展，大家对供水质量和供水系统可靠性要求不停提升。衡量供水质量关键标准之一是供水压力是否恒定，因为水压恒定于一些工业或特殊用户是很关键，如当发生火警时，若供水压力不足或无水供给，不能快速灭火，会造成更大经济损失或人员伤亡.不过用户用水量是常常变动，所以用水和供水之间不平衡现象时有发生，而且集中反应在供水压力上：用水多而供水少，则供水压力低；用水少而供水多，则供水压力大。保持管网水压恒定供水，可使供水和用水之间保持平衡，不仅提升了供水产量和质量，也确保了供水生产和电机运行安全可靠性。
变频调速技术以其显著节能效果和稳定可靠控制方法，在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用。利用变频技术和自动控制技术相结合，在中小型供水企业实现恒压供水，不仅能达成比较显著节能效果，提升供水企业效率，更能有效确保从水系统安全可靠运行.变频 恒 水 压供水系统集变频技术、电气传动技术、现代控制技术于一体。采取该系统进行供水能够提升供水系统稳定性和可靠性，方便地实现供水系统集中管理和监控;同时可达成良好节能性，提升供水效率。所以设计基于变频调速恒定水压供水系统(简称变频恒压供水，图1.2)，对于提升企业效率和人民生活水平，同时降低能耗等方面含相关键现实意义。

图1.1 传统供水机示意图 图1.2 变频供水机示意图
1.2 本课题产生背景和意义
中国长久以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，工业自动化程度低。传统调整供水压力方法，多采取频繁启/停电机控制和水塔二次供水调整方法，前者产生大量能耗，而且对电网中其它负荷造成影响，设备不停启停会影响设备寿命；后者则需要大量占地和投资。而变频调速式运行十分稳定可靠，没有频繁开启现象，开启方法为软开启，设备运行十分平稳，避免了电气、机械冲击，也没有水塔供水所带来二次污染危险。由此可见，变频调速恒压供水系统含有供水安全、节省能源、节省钢材、节省占地、节省投资、调整能力大、运行稳定可靠优势，含有宽广应用前景和显著经济效益和社会效益。
1.3 变频恒压供水现况
1.3.1 中国外变频供水系统现实状况
变频恒压供水是在变频调速技术发展以后逐步发展起来。现在国外恒压供水系统变频器成熟可靠，恒压控制技术优异。国外变频供水系统在设计时关键采取一台变频器只带一台水泵机组方法。这种方法运行安全可靠，变压方法更灵活。此方法缺点必是电机数量和变频数量一样多，投资成本高。
现在中国有不少企业在从事进行变频恒压供水研制推广，国产变频器关键采取进口元件组装或直接进口国外变频器，结合PLC 或PID调整器实现恒压供水，在小容量、控制要求低变频供水领域，国产变频器发展较快，并以其成本低廉优势占领了相当部分小容量变频恒压供水市场。但在大功率大容量变频器上，国产变频器有待于深入改善和完善。
1.3.2 变频供水系统应用范围
变频恒压供水系统在供水行业中应用，按所使用范围大致分为三类:
(1) 小区供水(加压泵站)变频恒压供水系统
这类变频供水系统关键用于包含工厂、小区供水、高层建筑供水、乡村加压站，特点是变频控制电机功率小，通常在135kW以下，控制系统简单。因为这一范围用户群十分庞大，所以是现在中国研究和推广最多方法。
(2) 中国中小型供水厂变频恒压供水系统
这类变频供水系统关键用于中小供水厂或大中城市辅助供水厂。这类变频器、电机功率在135kV～320kW之间，电网电压通常为220V或380V。受中小水厂规模和经济条件限制，现在关键采取国产通用变频恒压供水变频器。
(3) 大型供水厂变频恒压供水系统
这类变频供水系统用于大中城市主力供水厂，特点是功率大(通常全部大于320kW)、机组多、多数采取高压变频系统。这类系统通常变频器和控制器要求较高，多数采取了国外进口变频器和控制系统。
现在，中国除了高压变频供水系统，多数变频供水系统均声称只要改变容量就能够通用于多种供水范围，但在实际利用中，不一样供水环境对变频器要求和控制方法是不一致，大多数变频器并不能真正实现通用。所以在部分条件复杂中小水厂，采取通用恒压供水变频系统并不能完全满足实践要求，现部分中小水厂已认识到这一情况，并针对实际情况对变频恒压供水系统加以改善和完善[1][2][3][4]。
1.4 本人关键工作
本课题关键经过研究PLC来控制变频器实现恒压供水，经过设计解并熟悉了PLC工作原理，编程原理和编程方法。进行了控制系统主电路设计、控制电路设计，系统控制设备选择S7-200系列PLC（CPU222），变频器选择西门子泵类专用变频器MM430。进行了控制程序（梯形图）设计。在控制过程中，电控系统由S7-200完成，PID控制由变频器完成。最终，对变频恒压供水系统进行调试，对该系统在供水中所取得节省电耗、恒定压力、保护管网等进行了总结，指出变频技术在供水领域所取得结果及不足。

第二章 变频恒压供水理论分析

2.1 水泵工作原理
供水所用水泵关键是离心泵，一般离心泵图2.1所表示，叶轮安装在泵2内，并紧固在泵轴3上，泵轴由电机直接带动，泵壳中央有一液体吸入口4和吸入管5连接，液体经底阀6和吸入管进入泵内，泵壳上液体排出口8和排出管9连接。
在泵开启前，泵壳内灌满被输送液体:开启后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间液体也必需伴随转动。在离心力作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并取得能量，以高速离开叶轮外缘进入泵壳。在蜗壳中，液体因为流道逐步扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最终以较高压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定真空，因为贮槽液面上方压力大于泵入口处压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不停地转动，液体便会不停地被吸入和排出[5]。

图2.1 离心泵结构示意图
2.2 供水电机搭配
供水电机驱动离心泵运行，和离心泵共同组成了供水系统整体，电机配置关键以水泵供水负载来决定。电动机功率应依据生产机械所需要功率来选择，尽可能使电动机在额定负载下运行。选择时应注意以下两点:
(1) 假如电动机功率选得过小，就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长久过载，使其绝缘因发烧而损坏，甚至电动机被烧毁。
(2) 假如电动机功率选得过大，就会出现“小马拉小车”现象，其输出机械功率不能得到充足利用，功率因数和效率全部不高，不仅对用户和电网不利，而且还会造成电能浪费。
所以，要正确选择电动机功率， 对恒定负载连续工作方法，假如知道负载功率(生产机械轴上功率)（kW），可按式(2.1)计算所需电动机功率[6](kW)：
(2.1)
式中，为生产机械效率，为电动机效率，即传动效率。
按上式求出功率，不一定和产品功率相同。所以，所选电动机额定功率应等于或稍大于计算所得功率。
2.3 水泵调整方法
水泵调速运行，是指水泵在运行中依据运行环境需要，人为改变运行工作情况点(简称工况点)位置，使流量、扬程、轴功率等运行参数适应新工作情况需要。水泵调整方法和节能关系很亲密，过去普遍采取改变阀门或挡板开度节流调整方法，即改变装置管网特征曲线进行调整。大量统计调查表明，部分在运行中需要进行调整水泵，其能量浪费关键原因，往往是因为采取不适宜调整方法。所以，研究并设计它们调整方法，是节能最有效路径和关键所在。
水泵调整方法可分为恒速调整和变速调整。具体划分以下[6]：

2.4 恒压供水系统能耗分析
在供水系统中，最根本控制对象是流量。所以，要讨论节能问题，必需从考察调整流量方法入手。常见方法有阀门控制法和转速控制法两种。供水系统中对水压流量控制，传统上采取阀门调整实现。因为水泵轴功率和转速立方成正比，所以水泵用变频器来调整转速能实现压力或流量自动控制，同时可取得大量节能。闭环恒压供水系统正越来越多地替换高位水箱、水塔等设施及阀门调整。
(1) 阀门控制法：经过关小或开大阀门来调整流量，而转速保持不变。
阀门控制法实质是水泵本身供水能力不变，而是经过改变水路中阻力大小来强行改变流量，以适应用户对流量要求。这时，管阻特征将随阀门开度改变而改变，不过扬程特征不变。
图 2.3所表示，设用户所需流量QX为额定流量60%(即QX=60%QN)。当经过关小阀门来实现时，管阻特征将改变为曲线③，而扬程特征则仍为曲线①，故供水系统工作点移至E点，这时，流量减小为QE(=Qx)；扬程增加为HE；供水功率PC和面积ODEJ成正比。

图2.3 调整流量方法和比较
(2) 恒压控制法：即经过改变水泵转速来调整流量，而阀门开度保持不变，也称为转速控制法。
转速控制法实质是经过改变水泵供水能力来适应用户对流量要求。当水泵饿转速改变时，扬程特征将随之改变，而管阻特征不变。
以用户所需流量等于60%Qn为例，当经过降低转速使得Qx=60%Qn时，扬程特征仍为曲线②，故工作点移向C点。这时流量减小为QE（=Qx），扬程减小为Hc，供水功率PC和面积0DCK成正比。
比较上述两种调整流量方法能够看出，在所需流量小于额定流量(Qx<100%QN)情况下，转速控制时扬程比阀门控制方法小得多，所以转速控制方法所需供水功率也比阀门控制方法小得多。二者之差△P便是转速控制方法节省供水功率，它和面积KCEJ成正比。这是变频调速供水系统含有节能效果最基础方面。
对供水系统进行控制，归根结底是为了满足用户对流量要求。所以，流量是供水系统基础控制对象。而流量大小又取决于扬程，不过扬程难以进行具体测量和控制。考虑到动态情况下，管道中水压大小和供水能力（由流量QG表示）和用水要求（由流水量QU表示）之间平衡情况相关。
如：供水能力QG>用水需求QU，则压力上升（P↑）；
如：供水能力QG<用水需求QU，则压力上升（P↓）；
如：供水能力QG=用水需求QU，则压力上升（P不变）。
可见，供水能力和用水需求之间矛盾具体地反应在流体压力改变上。从而，压力就成为了用来作为控制流量大小参变量。就是说，保持供水系统中某处压力恒定，也就确保了使该处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用水流量，这就是恒压供水所要达成目标[7][8]。
2.5 供水系统安全性问题[9]
2.5.1 水锤效应
异步电动机在全电压开启时，从静止状态加速到额定转速所需要时间只有在0.25S。这意味着在0.25S时间里，水流量从零增到额定流量。因为水含有动量和不可压缩性，所以，在极短时间内流量巨大改变将引发对管道压强过高或过低冲击，并产生空化现象。压力冲击将使管壁受力而产生噪声，如同锤子敲击管子一样，故称为水锤效应。
水锤效应含有极大破坏性，压强过高，将引发管道破裂，反之，压强过低又会造成管道瘪塌。另外，水锤效应也可能破坏阀门和固定件。在直接停机时，供水系统水头将克服电动机惯性而使系统急剧地停止。这也一样会引发压力冲击和水锤效应。
2.5.2 水锤效应产生原因
产生水锤效应根本原因，是在开启和制动过程中动态转矩太大.在开启过程中，异步电动机和水泵机械特征图2.4a所表示，图中曲线1是异步电动机机械特征，曲线2是水泵机械特征，阴影部分是动态转矩TJ(即二者之差)。
（a）全压开启 （b）变频开启

图2.4 水泵全压开启和变频开启
在拖动系统中，决定加速过程是动态转矩

由图2.4a可知，水泵在直接开启过程中，拖动系统动态转矩写大小如阴影部分所表示，是很大。所以，加速过程很快。
2.5.3 水锤效应消除
采取了变频调速后，能够经过对升速时间预置来延长开启过程，使动态转矩大为减小，图2.4b命所表示。图中，曲线簇1是异步电动机在不一样频率下机械特征，曲线2是水泵机械特征，中间锯齿状线是升速过程中动态转矩(即不一样频率时电动机机械特征和水泵机械特征之差)。
在停机过程中，一样能够经过对降速时间预置来延长停机过程，使动态转矩大为减小，从而根本消除了水锤效应。
2.5.4 延长水泵寿命其它原因
水锤效应消除，无疑可大大延长水泵及管道系统寿命。另外，因为水泵平均转速下降、工作过程中平均转矩减小原因，使:
(1) 叶片承受应力大为减小。
(2) 轴承磨损也大为减小。
所以，采取了变频调速以后，水泵工作寿命将大大延长。
第三章 变频恒压供水控制系统硬件设计

3.1 变频恒压供水控制系统组成方案
从变频恒压供水原理分析可知，该系统关键有压力传感器、压力变送器、变频器、恒压控制单元、水泵机组和低压电器组成。系统关键设计任务是利用恒压控制单元使变频器控制一台水泵或循环控制多台水泵，实现管网水压恒定和水泵电机软开启和变频水泵和工频水泵切换，同时还要能对运行数据进行传输。依据系统设计任务要求，结合系统使用场所，此次设计才用通用变频器+PCL(包含变频控制、调整器控制)+人机界面+压力传感器组成方案。系统组成框图图3.1所表示。

图3.1 系统组成框图
这种控制方法灵活方便。含有良好通信接口，能够方便地和其它系统进行数据交换；通用性强，因为PLC产品系列化和模块化，用户可灵活组成各规模和要求不一样控制系统。在硬件设计上，只需确定PLC硬件配置和变频器外部接线，当控制要求发生改变时，能够方便地经过PC机来改变存贮器中控制程序，所以现场调试方便。同时因为PLC抗干扰能力强、可靠性高，所以系统可靠性大大提升。所以该系统能适适用于各类不一样要求恒压供水场所，而且和供水机组容量大小无关[10]。
3.2 变频恒压供水系统控制方案
变频恒压供水系统控制方案有多个，有1台变频器控制一台水泵简单控制方案，也有一台变频器控制几台水泵方案，下面关键介绍一台变频器控制几台水泵特点。
利用单台变频器控制多台水泵控制方案适适用于大多数供水系统，是现在应用中比较优异一个方案。下面以单台变频器控制2台水泵方案来说明。该控制方案控制原理图3.2所表示。

图3.2 控制原理框图
控制系统工作原理以下:依据系统用水量改变，控制系统控制2台水泵按1—2—3—4—1次序运行，以确保正常供水。开始工作时，系统用水量不多，只有1号泵在变频器控制下运行，2号泵处于停止状态，控制系统处于状态1。当用水量增加，变频器输出频率增加，则1号泵电机转速也增加，当变频器增加到最高输出频率时，表示只有1台水泵工作己不能满足系统用水要求，此时，经过控制系统，1号泵从变频器电源转换到一般交流电源，而变频器电源开启2号泵电机，控制系统处于状态2。
当系统用水高峰过后，用水量降低时，变频器输出频率降低，若减至设定频率时，表示只有1台水泵工作已能满足系统用水要求，此时，经过控制系统，可将1号泵电机停运，2号泵电机仍由变频器电源供电，这时控制系统处于状态3。
当用水量再次增加，变频器输出频率增加，则2号泵电机转速也增加，当变频器增加到最高输出频率时，表示只有1台水泵工作已不能满足系统用水要求，此时，经过控制系统控制，2号泵从变频器电源转换到一般交流电源，而变频器电源开启1号泵电机，控制系统处于状态4。
当控制系统处于状态4时，用水量降低，变频器输出频率降低，若减至设定频率时，表示只有1台水泵工作已能满足系统供水要求，此时，经过控制系统控制，2号泵从变频器电源转换到一般交流电源，而变频器开启1号泵电机，控制系统处于状态4。
当控制系统处于状态4时，用水量又降低，变频器输出频率降低，若减至设定频率时，表示只有1台水泵工作已能满足系统用水要求，此时，经过控制系统控制，可将2号泵电机停运，1号泵电机仍由变频器供电，这时，控制系统又回到了状态1。如此循环往复工作，以满足系统用水需要[11]。
3.3 供水设备选择标准
在做供水系统时，应先选择水泵和电机，选择依据是供水规模（供水流量）。而供水规模和住宅类型和用户数相关。相关选择依据标准使用表格以下。
1. 不一样住宅类型用水标准。
不一样住宅类型用水标准，依据《城市居民生活用水标准》GB/T 50331-，节录如表3.1。
表3.1 不一样住宅类型用水标准
住宅类型
给水卫生器具完善程度
用水标准（/人日）
小时改变系数
1
仅有给水龙头
0.04～0.08
2.5～2.0
2
有给水卫生器具，但无淋浴设备
0.085～0.13
2.5～2.0
3
有给水卫生器具，并有淋浴设备
0.13～0.19
2.5～1.8
4
有给水卫生器具，但无淋浴设备和集中热水供给
0.17～0.25
2.0～1.6
2. 供水规模换算表。
不一样住宅类型用水标准，依据《城市居民生活用水标准》GB/T 50331-，节录如表3.2。上面一行为用水标准(/人日)，中间数据为用水规模(/h)。
表3.2 供水规模换算表
户数
用水标准（/人日）
0.10
0.15
0.20
0.25
450
39.40
59.00
78.70
98.40
500
43.80
65.60
87.50
109.40
600
52.50
78.80
105.00
131.30
700
61.30
91.90
122.50
153.10
800
70.00
105.00
140.00
175.00
1000
87.50
131.30
175.00
218.80
3. 依据供水量和高度确定水泵型号和台数,并对电动机进行选型,见表3.3。

表3.3 水泵，电机和变频器选型表

50xN
40
80LG50-20x2
11
11
60
80LG50-20x3
15
15
80
80LG50-20x4
18.5
18.5
100
80LG50-20x5
22
22
120
80LG50-20x6
30
30

100xN
40
100DL2
18.5
18.5
60
100DL3
30
30
80
100DL4
37
37
100
100DL5
45
45
120
100DL6
55
55
注：N为水泵台数
4. 设定供水压力经验数据：平方供水压力P=0.12MPa；楼房供水压力[12]
P=（0.08+0.04×楼层数）MPa (3.1)
（5）系统设计还应遵照以下标准：
① 蓄水池容量应大于每小时最大供水量；
② 水泵扬程应大于实际供水高度；
③ 水泵流量总和应大于实际最大供水量。
3.4 参数计算和供水设备选型
3.4.1 水泵参数计算和型号选择
(1) 依据表3.1确定用水量标准为0.19/人日。
(2) 依据表3.2确定每小最大用水量为175.00/h。
(3) 依据10层楼高度35m，根据式(3.1)计算得
P =（0.08+0.04×楼层数）MPa=0.48MPa
可确定设置供水压力值为0.48MPa。
依据表3.3确定水泵型号为100DL3，工3台(其中一台做备用)，水泵自带电动机功率为30kW。
3.4.2 变频器选择
本系统中 ，采取MciorMaster430系列变频器，型号为HVAC(风机和水泵节能型)EC01—4500/3，额定电压为380V—500V，额定功率35kW。MicroMaster430系列变频器是全新一代标准变频器中风机和泵类变转矩负载教授，功率范围7.5kW至250Kw。它根据专用要求设计，并使用内部功效互联(BiCo)技术，含有高度可靠性和灵活性，牢靠EMC(电磁兼容性)设计；控制软件能够实现专用功效：多泵切换、手动/自动切换、旁路功效、断带及缺水检测、节能运行方法等[14]。
1. MM430变频器介绍
MciorMaster430变频器端子接口分布图3.3所表示。

图3.3 MM430 端子接口分布图
2. 端子功效介绍
各端子功效如表3.4所表示。
表3.4 端子功效表
引脚序号
引脚名称
功效
引脚序号
引脚名称
功效
1
+10V
电源电压
12
AOUT1+
模拟输出1
2
0
13
AOUT1-
3
AIN1+
模拟输入1
14
PTCA

4
AIN1-
15
PTCB

5
DINN1
数字输入
16
DIN5
数字输入
6
DINN2
17
DIN6
7
DINN3
26
AOUT2+
模拟输出2
8
DINN4
27
AOUT2-
9
+24V
电源电压
28
PE
RS-485
10
AIN2+
模拟输入2
29
P+
11
AIN2-
30
P-
18
RL1-A
输出继电器触头
22
RL2-C
输出继电器触头
19
RL1-B
23
RL3-A
20
RL1-C
24
RL3-B
21
RL2-B
25
RL3-C
3.4.3 压力传感器选择
CYYB-120系列压力变送器为两线制4～20mA电流信号输出产品。它采取CYYB-105系列压力传感器压力敏感元件。经后续电路给电桥供电，并对输出信号进行放大、温度赔偿及非线性修正、V/I变换等处理，对供电电压要求宽松，含有4～20mA标准信号输出。一对导线同时用于电源供电及信号传输，输出信号和环路导线电阻无关，抗干扰性强、便于电缆铺设及远距离传输，和数字显示仪表、A/D转换器及计算机数据采集系统连接方便。CYYB-120系列压力变送器新增加了全密封结构带现场数字显示隔爆型产品。可广泛应用于航空航天、科学试验、石油化工、制冷设备、污水处理、工程机械等液压系统产品及全部压力测控领域[13]。关键特点：
（1）高稳定性、高精度、宽工作温度范围；
（2）抗冲击、耐震动、体积小、防水；
（3）标准信号输出、良好交换性、抗干扰性强；
（4）最含有竞争力价格。
3.4.4 水位传感器选择
SL980-投入式液位变送器，广泛用于储水池、污水池、水井、水箱水位测量，油池、油罐油位测量，江河湖海深度测量。接收和液体深度成正比液压信号，并将其转换为开关量输出，送给计算机、统计仪、调整仪或变频调整系统以实现液位全自动控制。关键特点是：安装简单，精度高，可靠性高，性能稳定，能实现本身保护等[14]。
3.4.5 其它低压电器选择
1. 断路器选择
（1） ，选择。断路器含有隔离,过电流及欠电压等保护功效,当变频器输入侧发生短路或电源电压过低等故障时,可快速进行保护。考虑变频器许可过载能力为150%，时间为1min。所以为了避免误动作，断路器额定电流应选
（A） (3.2)
式中为变频器额定输出电流
所以，选90A。
（2） 断路器选择。在电动机要求实现工频和变频切换驱动电路中，断路器应按电动机在工频下起动电流来考虑，断路器额定电流应选
(A)
式中为电动机额定电流，=60A。
所以选160A。
2. 接触器选择
接触器选择应考虑到电动机在工频下起动情况，其触点电流通常可按电动机额定电流再加大一个档次来选择，因为电动机额定电流为60A，所以接触器触点电流选70A即可。
3.5 PLC选型
3.5.1 I/O点统计
恒压变频供水控制系统输入输出点统计如表3.5所表示。
表3.5 I/O