HD4000
变频恒压供水电脑控制器
使
用
手
册
目录
系统概述 (2)
主要性能指标 (2)
安装尺寸和接线端子说明 (3)
操作面板指示及参数设定说明 (5)
恢复系统参数出厂值 (5)
参数列表及参数出厂默认值 (6)
系统参数功能详细说明 (9)
故障显示代码说明 (17)
外部输入信号端子说明 (17)
系统当前时间的调整 (18)
手动临时开机的调整 (18)
外部输出端子与部分变频器端子的连接表 (19)
4-20mA压力变送器的连接方法 (20)
RS485远程通讯接口 (20)
一、系统概述
HD4000系列微电脑变频供水/补水控制器是专为变频恒压供水系统和锅炉及换热系统补水而设计的电脑控制器，可与各种品牌的变频器配套使用。具有压力控制精度高、压力稳定、第二消防压力（动压）设定、系统超压泄水自动控制、设定参数密码锁定等多项功能。
二、主要性能指标
1.可编程设定多种泵工作方式，最多可拖4台泵循环启动；
2.配备RS485远程通讯接口，标准组态软件支持远程通讯；
3.液晶汉字显示，参数调整和设定具有密码锁定及保护功能；
4.采用人工智能模糊控制算法，设定参数少，控制精度高，双看门
狗电路，采用数字滤波及多项抗干扰措施，防止软件跑飞；
5.可接无源远传压力表、有源电压及电流型压力变送器；
6. D/A输出控制频率电压为DC 0-10V, 也可设定为DC 0-5V;
7.具有压力传感器零点和满度补偿功能；
8.具有定时自动倒泵和退泵功能，不用的泵可以设定退出循环；
9.具有动压、静压（消防压力）设定和控制功能；
10.具有缺水自动检测保护功能和外部输入停机保护功能；
11.具有超压自动泄水设定和控制功能；
12.具有供水附属小泵控制功能，可设定小泵变频或工频模式；
13.具有定时自动开、关机控制功能；
14.具有小流量水泵睡眠控制功能；
15.具有手操器功能，可手动调节输出电压来控制变频器的频率；
16.可代替电接点压力表进行上、下限压力控制；
17.具有分时分压供水控制功能，最多有六段时间控制；
18.具有上限保护压力控制功能，超压自动停泵；
19.系统运行状态和故障状态汉字提示，运行状况一目了然；
三、安装尺寸和接线端子说明
1.控制器外形尺寸: 160mm×80mm×90mm
2.控制柜面板开口尺寸151mm×75mm，面板卡入式安装。
3.使用环境为:无水滴、蒸汽、腐蚀、易燃、灰尘及金属微粒的场所；
4.使用环境温度:-20℃～50℃
5.相对湿度:<95%;
6.额定工作电压:AC220V±10%;
7.控制器额定功耗:<=AC 5W;
8.控制器接线端子输出容量：3A/ AC220V
9.面板及接线端子说明：
HD4000型控制器面板示意图
HD4000 型控制器端子接线图
HD4000型控制器接线端子说明：
1------TX+ (RS485通讯接口+) 2------TX –(RS485通讯接口-)
3------GND(信号地) 4------CM1(正转运行信号)
5------FWD(正转运行信号) 6------ V+ (远传压力表高端+5V)
7------IN(压力信号输入0-5V) 8------ GND(压力信号输入地)
9------ DI2(缺水或停机信号输入) 10------DI1(第二压力信号输入端)
11----- D/A (DC 0-10V输出) 12------ CM2(信号公共端2)
13----- N(AC 220V零线)14------L( AC 220V火线)
15-----B1(1#变频运行触点) 16------B2(2#变频运行触点)
17-----B3(3#变频运行触点) 18-----G1(1#工频运行触点)
19-----G2(2#工频运行触点) 20-----G3(3#工频运行触点,泄压阀触点) 21-----B4(4#变频运行触点) 22-----G4(4#工频运行触点)
23-----NC(空端子) 24-----NC(空端子)
4.1面板及按键:
PV窗口为测量值显示窗口，SV窗口为设定值显示窗口。"S"键为参数设定键，"▲"和"▼"为两个数字加减键，在参数设定状态，"M"键和""键为参数翻页键；在正常工作状态，""键为显示方式转换键，用来转换显示压力值和输出频率值；"●"键为工厂保留测试键．
4.2 工作状态指示灯
四个泵工作状态指示灯P1、P2、P3、P4表示四台泵，当指示灯为绿色时表示对应泵工作在变频方式，当指示灯为红色时，表示对应泵工作在工频方式。
4.3 参数的设定
正常运行状态下，按住"S"键5秒，当显示窗口显示提示信息时松开"S"键，进入参数设定状态。"M"键或""键为参数项翻页键，用来显示不同的设定参数项；按"▲"或"▼"键改变当前参数项的值，改变后的值将被自动存储在仪表的存储器中。当参数设定完成后，再按一下"S"键，仪表将返回正常工作状态下。此时如果P00=18，按"▲"和"▼"键将直接改变当前的压力设定值（P01的设定值）。在第二压力（消防）开关（端子１０和端子１２）闭合时，窗口显示的是第二设定压力。按"▲"和"▼"键将直接改变当前的第二设定压力值，第二压力也可以在P02中设定。
4.4 恢复系统参数出厂值
断电状态下按住”S”键不松手，开机上电，当显示窗口显示提示信息时松开"S"键，系统自动将所有参数恢复为出厂默认值。
五、控制器参数列表及出厂默认值
六、控制器参数功能详细说明
P00----参数修改密码。
当P00=18时，所有的参数和设定值均可修改，当P00<>18时，参数和设定值只能查看，不能修改。
P01----压力设定值，也称第一压力设定值或下限压力设定值。
当P03<>5时，P01就是系统当前的压力设定值,可在P01中设定或在运行状态直接在控制面板用"▲"和"▼"键直接设定。当P03=5时，
此值为下限压力设定值。
P02----第二压力设定值，也称消防压力或动压设定值。
当外部输入信号端子DI1与CM2闭合超过2秒，则当前系统控制的设定压力值即变为P02的值，此时可在控制面板上直接用"▲"和"▼"键进行修改，修改后的数值直接存入P02参数项中。当外部输入信号端子DI1与CM2断开后，控制面板上的设定压力值又重新变回P01的压力设定值。
P03----泵工作方式。通过P03参数的改变，控制器可以控制单台或多台泵工作在不同的工作方式；
P03=1,2，为一用一备工作模式，B1和B2互为备用泵。当P12=1时，B1和B2按照P13中设定的时间定时相互轮流接通工作，G3为超压泄水触点。P20=0时，泄压功能无效；
P03=3，为一台变频泵加一台工频泵工作模式。此时系统定义B1为变频泵，G1为工频泵。当B1工作频率达到50Hz后，延时P05秒的时间，如果测量压力值仍然达不到系统设定值，则系统直接接通G1触点将工频泵投入系统运行。如果系统出现超压，则将G1工频泵关掉，仍然靠调节B1泵的工作频率来稳定系统压力。
P03=4，是为锅炉补水或换热机组补水设计的工作模式。此模式下系统定义B1为变频补水泵，G3为超压泄水电磁阀控制端子。当测量压力>=(P01(或P02)+P20)时，G3接通，控制泄压电磁阀开启进行泄水。当测量压力<=P01(或P02)时，G3断开，泄压停止。P20=0时，泄压功能无效；
P03=5, 为开关位式控制模式。这种工作模式下，定义G1为1#工频补
水泵，G2为2#工频补水泵，G3为超压泄水电磁阀控制端子。此时SV 压力设定值窗口显示的设定值为P21上限压力设定值。此工作模式下，系统以P01为下限压力，P21为上限压力，代替电接点压力表进行压力控制。当测量压力<=P01时，延时2秒，G1接通；经过P05时间后，如果压力仍然达不到P21,则G2接通；当测量压力>=P21时，G1断开；G1断开后；如果测量压力还高于P21,G2也断开；当测量压力>=(P21+P20)时，G3接通，控制泄压电磁阀开启进行泄水；当测量压力<=P21时，G3断开，停止泄压。P20=0时，泄压功能无效；
P03=6,为两泵循环软启动控制模式。在此工作模式下，系统定义B1、B2为两台泵变频工作端子，G1、G2为两台泵工频工作端子。此模式下系统上电工作时，先接通B1,启动1#泵变频工作。当1#泵变频工作在50Hz时，延时P05秒，如果测量压力仍然达不到设定值，则将B1断开，接通G1，将1#泵由变频状态转换为工频工作状态，延时3秒，接通B2，启动2#泵进行变频工作。当系统超压时，当2#泵变频工作在0Hz时，延时P06秒，系统仍然超压，将G1断开，切断1#泵工频，由2#泵进行变频调节保持系统的压力稳定。当测量压力>=P01+P20时，G3接通，控制泄压阀泄水。P20=0时，泄压功能无效；
P03=7,为三泵循环软启动控制模式。在此工作模式下，系统定义B1、B2、B3为三台泵变频工作端子，G1、G2、G3为三台泵工频工作端子。此模式下系统上电工作时，先接通B1,启动1#泵变频工作。当1#泵变频工作在50Hz时，延时P05秒，如果测量压力仍然达不到设定值，则将B1断开，接通G1，将1#泵由变频状态转换为工频工作状态，延时3秒，接通B2，启动2#泵进行变频工作。当2#泵变频工作在50Hz时，延时P05秒，如果测量压力仍然达不到设定值，则将B2断开，接通G2，将
2#泵由变频状态转换为工频工作状态，延时3秒，接通B3，启动3#泵进行变频工作。当系统超压时，按先起先停的原则，逐个停掉工频泵，最后保留一台泵变频工作。当系统欠压时，再按顺序逐个启动没投入工作的泵。
P03=8,为一台变频泵、两台工频泵的工作模式。在此工作模式下，系统定义B1为变频工作泵，G1、G2为两台工频工作泵。当B1工作频率达到50Hz后，延时P05秒的时间，如果测量压力仍然达不到系统设定值，则接通G1直接启动1#工频泵投入运行，当B1工作频率达再次到50Hz 后，延时P05秒的时间，如果测量压力仍然达不到系统设定值，则接通G2启动2#工频泵投入运行，系统靠调节B1泵的工作频率来稳定压力。如果系统出现超压，则先关闭1#工频泵，然后关闭2#工频泵。
P03=9,为一台变频泵、三台工频泵的工作模式。在此工作模式下，系统定义B1为变频工作泵，G1、G2、G3为三台工频工作泵。当B1工作频率达到50Hz后，延时P05秒的时间，如果测量压力仍然达不到系统设定值，则接通G1直接启动1#工频泵投入运行，当B1工作频率达再次到50Hz后，延时P05秒的时间，如果测量压力仍然达不到系统设定值，则接通G2启动2#工频泵投入运行，如果三台泵满负荷运行，延时P05秒后，测量压力仍然达不到设定值，则接通G3,启动3#工频泵投入运行。如果系统出现超压，则先关闭1#工频泵，然后关闭2#工频泵，最后关闭3#工频泵。
P03=10,为两台工频泵，一用一备消防工作模式。在此工作模式下，G1、G2定义为两台工频泵，G1为主泵，G2为备用泵。G3定义为泄压电磁阀控制端子，B3定义为报警输出端子。正常工作状态下，DI1端子没有信号输入，PV窗口显示P02消防压力值。系统以P01为低压，P02为高压，以主泵G1控制系统的压力。如果测量压力<=P01,G1接通，启动主泵工作，如果测量压力>=P02,G1断开，停止主泵。如果测量压力>P02，
则接通G3进行泄压。如果测量压力<=P02，则泄压停止。当DI1与CM2端子闭合超过2秒，即有消防信号输入时，则立即启动G1消防工频泵，超压也不泄水，B3报警端子接通，DI1信号撤掉也不停泵。在此状态下如果P05秒钟后测量压力<=P01,则认为主泵故障或启动失败，则将G2端子同时接通，启动备用泵投入工作。这种状态下DI2端子有停机信号输入也认为无效，只有将控制器电源停掉才能解除此状态。
P03=11,为一拖五模式：一台变频泵、四台工频泵的工作模式。在此工作模式下，系统定义B1为变频工作泵，G1、G2、G3、G4为四台工频工作泵。当B1工作频率达到50Hz后，延时P05秒的时间，如果测量压力仍然达不到系统设定值，则接通G1直接启动1#工频泵投入运行，当B1工作频率再次到50Hz后，延时P05秒的时间，如果测量压力仍然达不到系统设定值，则接通G2启动2#工频泵投入运行，以此类推。如果5台泵投入运行后系统出现超压，则先关闭1#工频泵，然后关闭2#工频泵，依次最后关闭4#工频泵。
P03=12，为1#泵与3#泵两泵循环软起动工作模式，参照P03=6
P03=13，为2#泵与3#泵两泵循环软起动工作模式，参照P03=6.
P03=14，为3#泵单泵变频工作模式，此模式下三台泵可以定时轮流切换。
P03=15，为4台泵循环启动工作模式，动作方式参考P03=7。
P04----变频泵切换为工频泵的时间。当P03=6,7,12,13,15时，控制器的控制模式为两泵、三泵和四泵循环软启动控制模式。在此模式下，当变频泵工作到50Hz时，如果此时系统压力达不到设定值，则要将变频泵切换成工频泵，此切换过程的时间长短，由P04所设定的时间来控制。根据泵功率的大小，通常此时间在0.1-5秒之间设定。
P05----欠压加泵时间。当P03=3,5,6,7,8,9,11,12,13,15时，此参数有效。当一台泵工作时，如果压力达不到设定值，启动下一台泵时，间隔的时间为P05。
P06----超压减泵时间。当P03=3,5,6,7,8,9,11,12,13,15时，此参数有效。当多台泵工作时，系统超压减泵时，间隔的时间为P06。
P07----输出电压选择。控制变频器工作频率的电压信号。有0--5V和0--10V两种输出选择，以适应不同品牌变频器频率输入的要求。
P08----输入传感器类型选择。控制器可以接受三种类型的压力传感器输入信号。P08=1时，可以直接接入无源的远传压力表，或有源输出的0-5V电压输出型压力变送器。要接0-10V输出型压力变送器需在订货时特别说明。
如果要接4-20mA（1—5V）的电流型压力变送器，需P08=2，此时还需在压力信号输入的两个端子(IN和GND)之间外接一个250欧姆/0.5W的精密电阻，或在订货时直接由厂家在控制器内部加上。
如果要接0-20mA的电流型压力变送器，需P08=1，此时还需在压力信号输入的两个端子（IN和GND）之间外接一个250欧姆/0.5W的精密电阻，或在订货时直接由厂家在控制器内部加上。
P09----传感器量程选择。控制器可接入不同量程的压力传感器，此值要与外接传感器的最大量程一致，否则，会造成测量压力与实际压力不符。
P10----传感器零点校正。一般在接入压力变送器时，此值无需校正。但在接入远传压力表时，一般情况下零点压力值会有误差，此参数就是为了消除零点误差。
P11----传感器满度校正。当实际压力与控制器测量压力有误差时，用P11来修正此误差。此参数修正的是控制器满量程的百分比值。
P12----定时换泵设定。当P03=1,2,6,7,12,13,14,15且P12=1时,定时换泵功能有效。P13----定时换泵时间设定。
P14----定时换泵剩余时间。当定时换泵功能有效时，此参数用来显示离换泵还剩多少时间，只能察看，不能修改。
P15----手动输出频率控制。当P18=1时，控制器的频率控制输出电压
受P15的数值大小控制。可以再运行状态下直接更改输出频率。
P16----增益系数。控制系统跟踪压力误差的速度。此值越大，控制器D/A输出调节的幅度越大，跟踪压力变化的速度也越快，易产生超调。P17----抑制系数。用来调节系统压力稳定程度的参数。数值越大越稳定性越好。当P17=0时，控制无抑制效果。
P18----D/A输出控制选择。P18=0,D/A输出受控制器自动控制，P18=1,D/A输出受P15值控制。当P18=1时，退出设定状态后，PV窗口显示的值就是P15的值，按"▲"和"▼"键可直接改变当前D/A电压的输出值，从而手动改变变频器的运行频率。
P19----压力测量滤波系数。当测量压力显示值抖动过大时，用于补偿远传压力表或压力变送器测量值抖动造成的测量值不稳定。数值越大，补偿效果越明显。
P20----泄压偏差限。当P03=1,2,3,4,5,6,10时，此值为泄压偏差上限值。当系统压力超过设定的压力上限，超过的偏差值>=P20时，控制G3端子接通，控制泄压电磁阀产生泄压动作。当P20=0时，此功能无效。P21----上限压力设定值。当P03=5时，控制模式为位式控制，模拟电接点压力表控制方式，P21为此控制模式的上限压力设定值。
P22----水泵睡眠频率。P22=0时无睡眠功能。P22>0时,当D/A输出频率值P27分钟以上仍然<=P22，则认为系统不缺水或需水量很小，此时控制器将关闭变频器，停止供水。当测量压力<=（P01-P31）时，重新启动变频器开始供水。
P23----附属小泵控制。P23=0时，无附属小泵功能。当P03=1,2,6,7,15且P23=1时，附属小泵为变频控制。当系统只有一台变频主泵工作，且工作频率<=P24，延时P28分钟后，关闭变频主泵，接通小泵变频接触器B4，启动小泵变频工作。当小泵工作频率达到50Hz后延时P05秒，压力还达不到设定值，则关闭小泵，重新启动主泵。当P03=1,2,6,7,15且P23=2时，附属小泵为工频控制。当系统只有一台变频主泵工作，且
工作频率<=P24，延时P28分钟后，关闭变频主泵，接通小泵工频接触器G4,以P01为低压，P21为高压，进行位式(高低)压力控制。如果工频小泵运行P05秒后仍然达不到P01压力值，则关闭工频小泵，重新启动变频主泵投入工作。
在此工作模式中，定义B4端子为变频小泵控制端子，G4端子为工频小泵控制端子。
P24----附属小泵最低工作频率。在系统运行中当变频器的工作频率低于P24所设定的频率下限P28分钟后，认为系统不缺水或用水量很小,将附属小泵投入工作。
P25----缺水保护最小压力。系统运行中，当测量压力<=P25,并且运行时间>=P26时,认为系统缺水或泵故障，控制器切断所有输出,PV窗口交替1秒显示故障代码Er1和测量值。此时只有将控制器电源关掉才能退出此状态，重新运行。
P26----缺水保护运行时间设定。与P25配合使用。P26=0无缺水保护功能。P26参数的每个时间值代表5秒钟。
P27----水泵睡眠等待时间。当P22>0,并且输出频率P27分钟以上仍然<=P22,则启动水泵睡眠动作。
P28----附属小泵投入等待时间。当P23>0，并且系统只有一台变频主泵工作且工作频率<=P24,经过P28分钟后，启动附属小泵工作。
P29----最低输出频率设定。用来保证水泵的最低转速。
P30----D/A输出选择控制，用来控制模拟输出为正控制或反控制。P31----睡眠后重新起泵的压力偏差，睡眠后，当前测量压力值<=((P01或P02)-P31)时重新起动水泵工作。
P32----定时开、关机控制。P32=0,无定时开、关机功能。P32=1,定时定压控制；当定时开机工作时，系统以P01或P02的压力为基准进行恒压控制；P32=2,分时段分压控制供水；当系统开机工作时，L1—L6六个定时开机时段分别对应P46—P51六个不同的设定压力进行供水。
L1-----第一开机时间H1-----第一关机时间
L2-----第二开机时间H2-----第二关机时间
L3-----第三开机时间H3-----第三关机时间
P39----系统当前实时时钟。
L4-----第四开机时间H4-----第四关机时间
L5-----第五开机时间H5-----第五关机时间
L6-----第六开机时间H6-----第六关机时间
P46-----第一开机时段的供水压力设定值
P47-----第二开机时段的供水压力设定值
P48-----第三开机时段的供水压力设定值
P49-----第四开机时段的供水压力设定值
P50-----第五开机时段的供水压力设定值
P51-----第六开机时段的供水压力设定值
P52-----上限保护压力设定值。当测量压力>=P52时，2秒后所有的运行信号及触点完全关闭断开；
P53-----液晶背光持续时间；按任意键，背光灯点亮，延时自动熄灭
P54-----1#泵退泵选择；当P03=7,15时，此参数有效，1#泵不参加循环P55-----2#泵退泵选择；当P03=7,15时，此参数有效，2#泵不参加循环P56-----3#泵退泵选择；当P03=7,15时，此参数有效，3#泵不参加循环P57-----4#泵退泵选择；当P03=7,15时，此参数有效，4#泵不参加循环P58-----备用参数
P59-----备用参数
P60-----本机号选择；多机通讯时，用来设定分机的机号
八、外部输入端子功能说明：
DI1第二压力/消防信号输入端。当DI1与CM2端子闭合超过两秒钟后，压力设定值即变为第二压力设定值P02,此时也可在面板上更改此值并存储。断开后，设定值恢复为第一压力设定值，并可在面板上直接更改并存储。
DI2停机信号（或缺水检测）。当DI2与CM2端子闭合超过两秒钟后，控制器所有的输出都关闭，包括D/A输出。设定与测量显示都正常。输出关闭的顺序为先关D/A 3秒，关RUN (CM1, FWD)2秒,关变频泵继电器，最后顺序关闭工频继电器（先起先停），中间间隔2秒。当(P02-P01)>=0.2MPa时，DI2停机信号无论闭合与否，控制器都不停机，保证有消防状态时，控制器不停机。上电时，先检测DI2状态，如果处于闭合状态,输出都不动作,其他正常。当DI2断开两秒后，控制器开始动作。
九、系统当前时间的调整：
按住"S"键，当显示窗口显示提示信息时松开"S"键，进入参数设定状态，按""键翻到参数项P39，此时显示窗口显示的六位数字即为当前系统时间，按"▲"修改小时，按"▼"键修改分钟，秒位不能修改。时间修改完成后，按一下"S"键退出时间设定状态。
当系统处于定时关机状态时，显示器窗口显示当前的系统时间，同时五个指示灯交替闪烁，表示处于定时关机状态。定时关机状态下，可以进入参数设定状态，通过修改P32=0，可以取消定时状态。
如要进行手动临时开机，可按住“M”键3秒钟，当显示提示信息时松开，系统处于临时开机状态。此时再按住“M”键3秒，当显示提示信息时松开，系统又处于定时关机状态。注意：只有当P32=1、2时，“M”键才有此功能。
十、控制器端子与部分变频器端子连接表
注意事项：
1、多泵循环软起动的控制接触器之间接线时要进行互锁。
2、当控制器驱动的接触器触点电流超过12A时，控制器和
接触器之间要加中间继电器或小接触器进行驱动，否则当大功率接触器动作时，有可能对控制器产生强烈的电磁干扰，产生无法预料的误动作。
3、定时开关机功能、分时段分压供水功能及通讯功能为控
制器的可选功能，普通控制器不具备此两项功能，需要在订货时特别说明。
4、由于产品在使用中不断地进行升级和完善，如本使用手
册中个别参数或说明与实际产品不符，恕不另行通知，均以实际产品为主或向经销商及厂家咨询。
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恒压供水控制器说明书
一、系统概述 VC-3200系列微电脑变频供水/补水控制器是专为变频恒压供水系统和锅炉及换热系统补水而设计的微电脑控制器，可与各种品牌的变频器配套使用。具有压力控制精度高、压力稳定、第二消防压力（动压）设定、系统超压泄水自动控制、设定参数密码锁定等多项功能。 二、主要性能指标 1.可编程设定多种泵工作方式，最多可拖五台泵（1变频+4工频）； 2.具有压力测量值防抖动补偿控制功能； 3.参数调整和设定具有密码锁定及保护功能； 4.采用人工智能模糊控制算法，设定参数少，控制精度高，内带看门狗电路，采用数字滤波及多项抗干扰措施。 5.可接无源远传压力表、有源电压及电流型压力变送器； 6. D/A输出控制频率电压为DC 0-10V, 也可设定为DC 0-5V; 7.具有压力传感器零点和满度补偿功能； 8.具有定时自动倒泵功能； 9.具有第二压力（消防压力）设定和控制功能； 10.具有缺水自动检测保护功能和外部输入停机保护功 能； 11.系统补水控制时，具有超压自动泄水控制功能； 12.具有供水附属小泵控制功能，可设定小泵变频或工频 模式； 13.具有可选的定时自动开、关机控制功能； 14.具有小流量水泵睡眠控制功能； 15.具有手操器功能，可手动调节输出电压来控制变频器的频率； 16.可代替电接点压力表进行上、下限压力控制； 17.具有可选分时分压供水控制功能，最多有六段时间控制； 三、安装和配线端子说明 1.控制器外形尺寸: 160mm×80mm×80mm（AC-3200） 160mm×80mm×90mm （AC-3200） 2.控制柜面板开口尺寸152mm×76mm，面板卡入式安装。 3.使用环境为:无水滴、蒸汽、腐蚀、易燃、灰尘及金属微粒的场所； 4.使用环境温度:-20℃～50℃ 5.相对湿度:<95%; 6.额定工作电压:AC220V±10%; 7.控制器额定功耗:<=AC 5W; 8.控制器接线端子输出容量：3A/ AC220V
变频恒压供水控制系统 发表时间：2019-01-08T16:21:17.107Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：蒋正锋[导读] （四川理工技师学院四川成都 611130） 1、系统构成 整个系统由一台PLC，一台变频器，水泵机组（3台），一个压力传感器，低压电器及一些辅助部件构成。 2、系统硬件设计 2.1.1 PLC选型 本系统选用FX2N-32MR型PLC。 2.1.2 接线及I/O分配 2.3 变频器选型及接线 2.3.1 变频器选型 根据设计的要求，本系统选用FR-A740系列变频器。 2.3.2变频器的接线 变频器端子 PLC端子功能 STF Y7 电机正转 FU X2 增泵、减泵 OL X3 增泵、减泵 2.6系统主电路设计 系统主电路接线 3 系统的软件设计 （1）自动运行部分 LD M8002 SET M0 LD X015 CJ P0 LD M0 AND X000 RST M0 SET M2 SET M7 SET M8 1）启动1#泵 按下启动按钮，系统检测采用那种运行模式。如果按钮SB7没按，则使用自动运行模式。变频启动1#水泵。 LD M2 AND X002 RST M2 SET M1 SET M4 2）启动1#，2#泵： 接收到变频器上限信号，PLC通过这个上限信号后将1#水泵由变频运行转为工频运行，KM1断开KM0吸合，同时KM3吸合变频启动第2#水泵。 LD M1 AND M4 AND X003 RST M1 RST M4 SET M2 3）启动1#泵： 接到下限信号就关闭KM3、KM0，吸合KM1，只剩1#水泵变频运行。 LD M1 AND M3 AND M6 AND X003 RST M6 RST M3 SET M4 4）启动1#，2#泵： 输出的下限信号使PLC关闭KM5、KM2，开启KM3，2#水泵变频启动。 LD M1 AND M4 AND X003 RST M4 RST M1 SET M2 5）启动1#泵： 接到下限信号关闭KM3、KM0，吸合KM1，只剩1#水泵变频运行。
安邦信AM300变频器供水参数表 F0.04=1 端子COM 与X1短接启动变频器 F0.02=30 加速时间 如启动过程中出现过流报警现象请加大此值 F0.03=30 减速时间 F0.05=5 PID 控制设定 闭环控制 F0.07=50 上限频率 F0.08=30 下限频率 F4.01=1 P 型机 F9.01= 键盘预置PID 给定 压力设定（100%对应压力表满量程）1Mpa （10公斤）压力 设定值40，则设定压力为4公斤 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。 安邦信G7-P7系列变频器供水参数表 F9= 给定压力值（0—50对应压力表压力） F10= 1：外部端子0（本机监视） 3：外部端子1（远程监视） F11=0 本机键盘/远控键盘 F17= 下限频率，休眠启动模式下为休眠频率 F76= 运行监视功能选择 0：C00输出频率/PID 反馈 1：C01参考频率/PID 给定 6：C06机械速度（PID 模式下变频器输出频率） F80=1 PID 闭环模式有效 F87=4 比例P 增益 F88=0.2积分时间常数Ti F114= 休眠时间，10秒，0表示休眠关闭 F115= 唤醒频率，唤醒压力，此值要低于给定的压力值（小于F9）。需根据现场情况自行调整 F116= 0：G 型机 1：P 型机 压力表判断方法： 用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。
课题名称变频恒压供水控制系统设计 学院(部) 电子与控制工程学院 专业电气工程及其自动化 班级 学生姓名阿不都热扎克·阿不都拉 _ 学号 06 月 23 日至 06 月 27 日共 1 周 指导教师(签字) 2011年 06 月 7 日
目录 摘要 (3) 一、设计内容 (4) 二、设计要求 (4) 三、设计内容 1、方案的确定 (5) 2、变频调速恒压供水系统简介及工作原理 (6) 3、水泵的容量计算 (8) 4、水泵/变频器/PLC的选择 (9) 5、变频器参数设定 (10) 6、PID控制器参数选择 (10) 7、PLC外部接线图的设计 (11) 8、主电路的设计 (12) 9、系统的工作原理 (12) 四、设计图纸 (13) 五、操作使用说明书 (14) 六、设计体会 (15) 七、主要参考资料 (16) 附录一/附录二 (17) 附录三 (18) 附录四 (19)
摘要 随着我国社会经济的不断发展，住房制度改革的不断深入，人民生活水平的不断提高，城区中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到小区住户的正常生活与工作，也直接体现了小区物业水平的高低。传统的恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水灯供水方式普遍不通话程度的存在效率低、可靠性差、自动化不高等缺点，难以满足当前经济生活的需要。 论文分析了采用变频调速方式实现恒压供水的工作机理，通过对PID模块的参数预置，利用远传压力表的水压反馈量，构成闭环调节系统，利用变频器与水泵的配合作用实现恒压供水且有效节能。 论文论述了多种供水方案的合理性，同时也指出各种方案存在的问题，通过对比比较给出了比较适合该系统的方案——PLC控制变频恒压供水。 关键字：恒压供水变频调速 PLC 一、设计内容 变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。本课程设计是电气工程及其自动化专业《交流调速》课程的实践性环节，其主要目的是培养学生初步掌握交流调速系统的设计方法及理论知识的应用能力。本课程设计的基本任务是提高学生在调速系统设计方面的实践技能，培养学生综合运用知识，分析和解决实际问题的能力。通过控制系统的设计，初步掌
课程设计 课题名称变频恒压供水控制系统设计学院(部) 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师(签字)
14 / - 1 - 一、设计概述 变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。本课程设计为实现恒压供水功能而按照设计任务书要求完成设计任务。最终实现控制系统的自动稳定运行。 根据设计要求本系统采用西门子PLC300控制系统对变频器进行调速控制和系统输入输出信号的采集以及系统报警功能的实现。本系统内的电机调速由变频器来实现，通过PLC控制变频器和现场压力仪表检测的反馈信号来实现对电机的自动恒压控制功能。 二、设计任务 例如一楼宇供水系统，正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。本恒压供水系统，要求以1.0Mpa的恒定压力对用户进行供水。水泵有2台，由一台变频器驱动。PLC按照压力变送器（PIT）的信号，调节
变频器的输出，使水泵的转速变化，从而保证供水压力的恒定。两台水泵互为备份，可任意选择一台水泵处于变频模式或工频模式。控制系统原理如图1所示： 14 / - 2 - PLC 变频PIT 恒压供水变频控制系统原理图图1 系统设备选型三、 主要电气元件参数指标1，三相异步电动机水泵：35KW1.0Mpa 恒压设定点：，两线制，4-20mA电流输出压力变送器：0-1.6Mpa VVVF变频器变频器： 1）水泵（小时，35m3/根据设计要求水泵正常供水20m3/小时，最大供水量50 ，流量扬程45m扬程。参考相关资料选择型号为IS50-32-125(50m 的水泵即可满足要求。m3/小时) (2)远传压力表结合具体有数据读取表盘等优点，由于远传压力表具有价格低、14 / - 3 - 实际设计，故在此处选择其作为反馈信号。 四、系统控制要求 1、设两台水泵。一台工作，一台备用。正常工作时，始终有 一台水泵供水。当工作泵出现故障时，备用泵自投。 2、两台泵可以互换。 3、给定压力可调，压力控制点设在水泵处。 4、具有自动，手动工作方式，各种保护、报警装置。 5、用PLC为主要器件完成控制系统的设计。
CPS-21F变频恒压供水调节器 使用说明书 湘淮电气2 目录 一、CPS-21F系列变频恒压供水调节器的特点 (3)
二﹑控制器的产品规格及选型 (3) 三、调节器的工作条件 (4) 四﹑调节器示意图及说明 (4) 五﹑端子说明 (4) 六﹑功能代码一览表 (5) 七﹑安装 (5) 八﹑显示面板操作 (5) 九、包装、运输和贮存 (5) 一、CPS-21F系列变频恒压供水调节器的特点 CPS-21F系列变频恒压供水调节器（以下简称为21F调节器）是我公司按照ISO9000质量体系的要求研发的调节器。我们综合了十年来广大用户的需求，参照最新的标准，采用最新的单片机技术，结合高可靠性的设计，开发出的21F调节器具有高可靠性、高稳定性。 21F调节器的主要特点： 1、五路模拟量输入（其中4路4~20mA电流输入，1路0~5V电压输入），10位AD采样，从 而 可实现单模拟量输入控制，叠压控制，以及液位、电机电流、温度等物理量的采集和相 关控制；每路模拟量均可校零和调节增益。 2、1路模拟量输出（0~10V输出），可调节增益。 3、4路开关量输入。 4、6路开关量输出，与PLC接口方式灵活。 5、5种控制方式，可设定成P、I系数的比例积分调节方式，也可设定成模糊调节的控制方 式，
亦可完全手动控制；均可实现正反控制。 6、双排数码管显示，可同时显示多个物理量。 7、菜单分级显示，同时做到不用不显示，方便调试。 8、抗干扰能力强，使系统工作更可靠。 9、国际化的标准外形尺寸，便于安装。 二﹑控制器的产品规格及选型 2.1产品规格型号 C P S – 21 F–□□ 功能代号（如：Ⅰ、Ⅱ等） C: C极输出 E: E极输出 F: F型 21: 多泵系统，模糊控制 变频恒压供水系统 图1 调节器型号说明 2.2 选型说明： 21F调节器配合PLC控制，21F调节器完成对变频器的控制，PLC完成其它逻辑控制，二者通过开关量接口进行通讯。 2.2.1 CPS-21F-C□型调节器 CPS-21F- C□调节器的开关量输出为C极输出，请参看第5.1节“接线图”（第2页）。 2.2.2 CPS-21F-E□型调节器 CPS-21F- E□调节器的开关量输出为E极输出，请参看第5.1节“接线图”（第2页）。 三、调节器的工作条件 3.1 温度：-5℃+55℃ 3.2 相对湿度：≤95%（无凝露） 3.3 电源：AC 175V265V 50Hz 3.4 海拔高度不超过2000米 3.5 外壳防护等级：IP20 3.6 产品的执行标准：Q/HD LLK001-2004 四﹑调节器示意图及说明 CPS-21F型调节器面板示意图
恒压供水变频柜 恒压供水变频柜变频控制原理 用变频调速来实现恒压供水，与用调节阀门来实现恒压供水相比，节能效果十分显着(可根据具体情况计算出来)。其优点是： 1、起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击; 2、由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命; 3、可以消除起动和停机时的水锤效应; 一般地说，当由一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时，可考虑适当减小变频器的容量，但应注意留有足够的容量。 恒压供水变频柜的特点： 1.节能，可以实现节电20%-40%，能实现绿色用电。 2.占地面积小，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，由于是软起和软停，不但可以消除水锤效应，而且电机轴上的平均扭矩和磨损减小，减少了维修量和维修费用，并
且水泵的寿命大大提高。 5. 由于恒压供水变频柜直接从水源供水，减少了原有供水方式的二次污染，防止了很多传染疾病的传染源头。 6. 通过通信控制，可以实现无人值守，节约了人力物力。 恒压供水变频柜性能特点： 1、恒压供水变频柜具有强大的贮能保压能力，特别是在夜间时应付少量供水时,可以大大节约电能。 2、调节容积(水泵每启动一次可供用户使用的水量)大.泵每启动一次,可以长时间地维持管网压力,设备启动次数少,运行费用低 3、恒压供水变频柜设备采用国际领先的补气技术 气压罐的补气采用微电脑电子检测、限量补气与排气技术，随时保证罐内气体有一定容积，根本解决了气体长期失效带来的水泵频繁启动问题，填补了国际、国内在该问题上的技术空白。 4、恒压供水变频柜的现场条件,无塔自动上水器可采取以下不同的配置 (1)、恒压供水变频柜的水源是自备井: 1)潜水泵+控制系统+气压罐 2)潜水泵+水池(水箱)+控制系统+气压罐 (2)恒压供水变频柜的水源是自来水: 1)离心管道泵+控制系统+气压罐 2)离心管道泵+水池(水箱)+ 控制系统+气压罐
变频恒压供水系统 产 品 说 明 书 XX市XXXXXX有限公司
目录 一、概述 (1) 二、型号规格和表示意义 (2) 三、主要技术参数与设备示意图 (2) 四、变频恒压供水系统安装指引与注意事项 (3) 五、使用注意事项 (3)
一、概述 1、变频恒压供水系统的特点: 变频恒压供水系统是在气压给水设备的基础上开发的一种能直接与自来水管网连接、且对自来水管网不产生任何副作用的成套给水设备。他取代了蓄水池的和屋顶水箱，能充分利用自来水管网的压力直接或间接供水，避免了能源的二次浪费和水质的二次污染，大幅度节约了基建投资并缩短了施工工期。 变频恒压供水系统由智能型变频控制柜、稳流罐、水泵机组、仪表、阀门及管路、基座等组成，适用于一切需要增高水压、恒定流量的给水系统。 特点： (1)供水系统的控制对象是用户管网的水压，它是一个过程控制量，同其他一些过程控制量(如:温度、流量、浓度等)一样，对控制作用的响应具有滞后性。同时用于水泵转速控制的变频器也存在一定的滞后效应。 (2)用户管网中因为有管阻、水锤等因素的影响，同时又由于水泵自身的一些固有特性，使水泵转速的变化与管网压力的变化成正比，因此变频调速恒压供水系统是一个线性系统。 (3)变频恒压供水系统设备要具有广泛的通用性，面向各种各样的供水系统，而不同的供水系统管网结构、用水量和扬程等方面存在着较大的差异，因此其控制对象的模型具有很强的多变性。 (4)在变频恒压供水设备中，由于有定量泵的加入控制，而定量泵的控制(包括定量泉的停止和运行)是时时发生的，同时定量泵的运行状态直接影响供水系统的模型参数，使其不确定性地发生变化，因此可以认为，变频调速恒压供水系统的控制对象是时时变化的. 2、应用范围： 1)住宅小区、别墅、写字楼、综合楼生活供水。 2)气压给水,地面水池加压等传统供水系统改造。 3)各种锅炉冷水供水系统、锅炉热水。 4)自来水厂的中间加压泵站、自来水二次增压。 5)各工矿企业的生产、生活用水、管网稳压。 6)各种类型的循环水、冷却水供应系统。
目录 1 变频器恒压供水系统简介 (1) 1.1变频恒压供水系统理论分析 (1) 1.1.1变频恒压供水系统节能原理 (1) 1.1.2 变频恒压控制理论模型 (2) 1.2恒压供水控制系统构成 (3) 1.3 变频器恒压供水产生的背景和意义 (4) 2 变频恒压供水系统设计 (5) 2.1 设计任务及要求 (5) 2.2 系统主电路设计 (5) 2.3 系统工作过程 (6) 3 器件的选型及介绍 (8) 3.1 变频器简介 (8) 3.1.1 变频器的基本结构与分类 (8) 3.1.2 变频器的控制方式 (8) 3.2 变频器选型 (9) 3.2.1 变频器的控制方式 (9) 3.2.2 变频器容量的选择 (10) 3.2.3 变频器主电路外围设备选择 (12) 3.3 可编程控制器(PLC) (14) 3.3.1 PLC的定义及特点 (14) 3.3.2 PLC的工作原理 (15) 3.3.3 PLC及压力传感器的选择 (15) 4 PLC编程及变频器参数设置 (16) 4.1 PLC的I/O接线图 (16) 4.2 PLC程序 (17) 4.3 变频器参数的设置 (21) 4.3.1 参数复位 (21) 4.3.2 电机参数设置 (21) 总结 (22) 参考文献 (23)
1 变频器恒压供水系统简介 1.1变频恒压供水系统理论分析 1.1.1变频恒压供水系统节能原理 供水系统的基本特性和工作点扬程特性是以供水系统管路中的阀门开度不 变为前提，表明水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线f(Q)，如图1-1 所示。 图1-1供水系统的基本特征 由图可以看出，流量Q越大，扬程H越小。由于在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量的大小主要取决于用户的用水情况，因此，扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q(u)间的关系。而管阻特性是以水泵的转速不变为前提，表明阀门在某一开度下，扬程H与流量Q之间的关系H J (Qu )。管阻特性反映了水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图可知，在同一阀门开度下，扬程H越大，流量Q也越大。由于阀门开度的改变，实际上是改变了在某一扬程下，供水系统向用户的供水能力。因此，管阻特性所反映的是扬程与供水流量Qc之间的关系H f (Qc )。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的工作点，如图中A点。在这一点，用户的用水流量Qu和供水系统的供水流量Qc处于平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。图1-1供水系统的基本特征。
TG3000恒压供水控制器 适用范围 TG3000系列微电脑变频供水/补水控制器是专为变频恒压供水系统和锅炉及换热系统补水而设计的电 脑控制器，可与各种品牌的变频器配套使用。具有压力控制精度高、压力稳定、第二消防压力（动压） 设定、系统超压泄水自动控制、设定参数密码锁定等多项功能。 主要性能指标 ◇可编程设定多种泵工作方式，最多可拖五台泵（1变频+4工频）； ◇具有压力测量值防抖动补偿控制功能； ◇参数调整和设定具有密码锁定及保护功能； ◇采用人工智能模糊控制算法，设定参数少，控制精度高，内带看门狗电路，采用数字滤波及多项抗干 扰措施，防止软件跑飞； ◇可接无源远传压力表、有源电压及电流型压力变送器； ◇“0～10V ”输出控制频率电压为DC 0-10V , 也可设定为DC 0-5V; ◇具有压力传感器零点和满度补偿功能； ◇具有定时自动倒泵功能； ◇具有第二压力（消防压力）设定和控制功能； ◇具有缺水自动检测保护功能和外部输入停机保护功能； ◇系统补水控制时，具有超压自动泄水控制功能； ◇具有供水附属小泵控制功能，可设定小泵变频或工频模式； ◇具有可选的定时自动开、关机控制功能； ◇具有小流量水泵睡眠控制功能； ◇具有手操器功能，可手动调节输出电压来控制变频器的频率； ◇可代替电接点压力表进行上、下限压力控制； ◇具有分时分压供水控制功能，最多有六段时间控制； 型号及其含义 TG 3000 控制器设计序列号 浙江天正电气股份有限公司 安装尺寸和接线端子说明 ◇控制器外形尺寸：160mm ×80mm ×90mm ； ◇控制柜面板开口尺寸151mm ×75mm ，面板卡入式安装； ◇使用环境为：无水滴、蒸汽、腐蚀、易燃、灰尘及金属微粒的场所； ◇使用环境温度：-20℃～50℃； ◇相对湿度：<95%； ◇额定工作电压：AC220V ±10%； ◇控制器额定功耗：<=AC 5W ； ◇控制器接线端子输出容量：3A/ AC220V 。 d i a n q i 16 3. c o m
供水系统方案图
变频恒压供水系统构成及工作原理 1系统的构成 图3-1 系统原理图 如图3-1所示，整个系统由三台水泵，一台变频调速器，一台PLC和一个压力传感器及若干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵协调工作以满足供水需要；变频供水系统中检测管路压力的压力传感器，
一般采用电阻式传感器(反馈0～5V电压信号)或压力变送器(反馈4～20mA电流)；变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。 从原理框图，我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、以及报警装置等部分组成。 (1)执行机构 执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，图2.3中的3个水泵分为二种类型: 调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。 恒速泵:水泵运行只在工频状态，速度恒定。它们用于在用水量增大而调速泵的最大供水能力不足时，对供水量进行定量的补充。 (2)信号检测 在系统控制过程中，需要检测的信号包括自来水出水水压信号和报警信号: ①水压信号:它反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。 ②报警信号:它反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有异常。该信号为开关量信号。 (3)控制系统 供水控制系统一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。 ①供水控制器:它是整个变频恒压供水控制系统的核心。供水控制器直接对系统中的工况、压力、报警信号进行采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，通过变频调速器和接触器对执行机构(即水
变频恒压供水设备工作原理及原理图 变频恒压供水设备工作原理这一相关知识，由兴崛供水为您全面讲述并提供工作原理图。 变频恒压供水设备工作原理：交流电动机的旋转速度与输入电的频率成正比，变频调速供水设备就是基于上述原理，采用压力传感器、可编程控制器、变频器及水泵电机构成以及设定压力为基准的闭环自动调节系统，具有控制水泵恒压供水的功能；通过压力传感器按受管网的压力信号，经微机与设定压力进行比较运算，输出调节参数送给变频器控制其频率的变化。用水量多时，频率提高，电机泵转数加快；反之频率降低，电机泵转数下降，既能保证用户用水又节省电能。 变频恒压供水设备一台变频器控制多台水泵”的多泵控制系统。在这里兴崛供水利用PLC设计一套变频调速恒压供水系统，该系统可根据管网瞬间压力变化自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入及退出，使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值，并满足用户的流量需求，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。可实现恒压变量、双恒压变量等控制方式，多种启停控制方式，该系统可以通过人意修改参数指令（如压力设定值、控制顺序、控制电机数量、压力上下限、PID值、加减速时间等）；具有完善的电气安全保护措施，对过流、过压、欠压、过载、断水等故障均能自行诊断并报警。 兴崛变频恒压供水设备是非常理想的一种节能供水设备，节能效果好，结构紧凑，占地面积小，运行稳定可靠，使用寿命长，方案设计灵活，供水压力可调，流量可大可小，完全可以取代水塔、高位水箱及各种气压式供水设备，可彻底免除水质的二次污染。全自动变频恒压供水设备亦用于改造原有老式泵房设备，改造后同样可以达到高效节能、自动恒压供水的目的。 变频恒压供水设备组成： 变频恒压供水设备主要由水泵机组、测压稳压罐、压力传感器、变频控制柜等组成，能
2013年 5 月 31 日
目录 一、设计目的 (2) 二、设计任务 (2) 2.1 设计内容 (2) 2.1 设计原始资料 (2) 三、方案论证 (3) 3.1 供水方式 (3) 四、变频恒压供水系统理论分析 (3) 4.1 离心泵的工作特性 (3) 4.2 变频调速原理 (4) 五、方案设计 (5) 5.1主电路设计 (5) 5.2控制电路设计 (5) 5.3 软件设计 (7) 六、元器件的选型 (9) 6.1 水泵电机的选择 (9) 6.2 变频器的选择 (9) 6.3 低压断路器的选择 (10) 6.4 接触器的选择 (11) 6.5 热继电器的选择 (11) 6.6 中间继电器的选择 (11) 6.7 压力传感器的选择 (12) 6.8 PID 调节器的选择 (12) 6.9 数字频率计的选择 (12) 七、使用说明书 (12) 八、总结 (13) 参考文献 (13) 附录（元件明细表、指令语言、电气原理图、梯形图） (14)
一、设计目的 初步掌握交流变频调速系统的设计方法及理论知识的应用能力。提高调速系统设计方面的实践技能，培养综合运用知识，分析和解决实际问题的能力。通过控制系统的设计，初步掌握交流变频调速控制系统设计的方法。 二、设计任务 2.1 设计内容（论文阐述的问题） 变频调速是一种新兴的技术，将变频调速技术用于供水控制系统中,具有高效节能、水压恒定等优点。本课程设计是电气工程及其自动化专业《交流调速》课程的实践性环节，其主要目的是培养学生初步掌握交流变频调速系统的设计方法及理论知识的应用能力。本课程设计的基本任务是提高学生在调速系统设计方面的实践技能，培养学生综合运用知识，分析和解决实际问题的能力。通过控制系统的设计，初步掌握交流变频调速控制系统设计的方法。 2.2 设计原始资料（实验、研究方案） 一楼宇供水系统，正常供水量为35m3/小时，最大供水量40m3/小时，扬程25米。采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。 设计要求： 1．设二台水泵。一台工作，一台备用。正常工作时，始终由一台水泵供水。 当工作泵出现故障时，备用泵自投。 2. 二台泵可以互换。 3．给定压力可调。压力控制点设在水泵出口处。 4．具有自动、手动工作方式，各种保护、报警置。 采用OMRON CPM1A PLC、富士变频器完成设计。 2.3 设计完成后提交的文件和图表 1. 课程设计说明书，包括： 方案的确定
变频恒压供水系统组成及工作原理变频恒压供水最简单的方式：一台变频器，一个电接点压力表。变频器是电子元件，没有机械运动；水泵总的转速还是跟水量成比例的。另外，供水系统对水压没精度要求，况且压力波动不会超过0.02MPa(设定0.3MPa时）。变频器在恒压供水系统中的应用变频恒压供水主要有分为：恒压变流量和变压变流量两大类。 一、变频恒压供水系统组成 系统为变频恒压的供水系统，分为冷水、热水两大供水系统，系统为1拖1的恒压供水，两台电机为互备，可选择使用1#泵或2#泵运行，KM3、 KM8为手动工频运行选择，作为变频的维修系统备用，KM2 ，KM3、 KM7，KM8为机械互锁的接触器，保证选择变频运行和工频运行的正确切换。 变频恒压供水的基本原理:以压力传感器和变频器组成闭环系统，根据系统管网的压力来调节电机的转速，实现高峰用户的水压恒定，和低峰时的变频的休眠功能，得到恒压供水和节能的目的。 二、系统硬件参数 热水系统： 电机参数： Pe=15kw Ue=380v Ie=26.8A Ne=1490rpm 变频器型号： 6SE64430-2AD31-8DA0 Pe=18.5kw Ie=38A 压力传感器： GYG2000 反馈信号4-20mA 供电+24V 量程0-0.5Mpa 冷水系统： 电机参数： Pe=22kw Ue=380v Ie=39.4A Ne=2940rpm 变频器型号： 6SE64430-2AD33-7EA0 Pe=30.5kw Ie=62A 压力传感器： GYG2000 反馈信号4-20mA 供电+24V 量程0-0.5MPa 三、PID闭环控制功能原理及调试方法 变频器的内置PID功能，利用装在水泵附近的主出水管上的压力传感器，感受到的压力转化为4-20mA电信号作为反馈信号。根据变频恒压的层高设定压力值作为给定值，变频器内置调节器作为压力调节器，调节器将来自压力传感器的压力反馈信号与出口压力给定值比较运算，其结果作为频率指令输送给变频器，调节水泵的转速使出口压保持一定。即当用水量增加，水压降低时，调节器使变
KZ-300变频恒压供水控制器 一、KZ-300简介 KZ300变频恒压供水控制器是专为变频恒压供水系统、空压机变频、锅炉及换热系统补水而设计的电脑控制器，可与各种品牌的变频器配套使用。具有压力控制精度高、压力稳定、第二消防压（动压）设定、系统超压泄水控制、设定参数密码锁定等多项功能。该产品已获得中国国家专利。专利号为：ZL201220343135.4 二、功能概述 1、可编程设定多种泵工作方式，最多可拖五台泵（1变频+4工频）； 2、具有压力测量值防抖动补偿控制功能； 3、参数调整和设定具有密码锁定及保护功能； 4、采用人工智能控制算法，设定参数少，控制精度高，内带看门狗电路，采
用数字滤波及多项抗干扰措施； 5、可接无源远传压力表、有源电压及电流型压力变送器； 6、D/A输出控制频率电压为DC0-10V,也可设定为DC0-5V; 7、具有压力传感器零点和满度补偿功能； 8、具有定时自动倒泵功能； 9、具有第二压力（消防压力）设定和控制功能； 10、具有缺水自动检测保护功能和外部输入停机保护功能； 11、具有供水附属小泵控制功能，可设定小泵变频或工频模式； 12、具有可选的定时自动开、关机控制功能； 13、具有小流量水泵睡眠控制功能； 14、具有手操器功能，可手动调节输出电压来控制变频器的频率； 15、具有分时分压供水控制功能，最多有六段时间控制。
三、接线端子原理图 端子类别名称功能说明 L、N 输入电源信号交流220V 输入：“L”220V 火线，“N”220V 零线 B1输出1#泵变频运行触点B1、B2、B3、B4、G1、G2、G3、G4为输出的继电器触点经过外部的接触器线圈连接到N （220V 零线），控制外部的接触器线圈电源通断。 B2输出2#泵变频运行触点B3输出3#泵变频运行触点B4 输出 4#泵变频运行触点 G1、G2、 G3、G4输出 分别是1#、2#、3#、4#泵工频运行触点NC 空空点 CM1FWD 输出变频正转运行控制信号FWD 输出点，CM1地端无源输出继电器触点 V+压力信号输入远传压力表高端接压力变送器时，只使用IN 和GND 端，V+端不需要接。电流传感器接法见20页（图3）IN 压力信号输入端GND 压力信号公用端DI2控制输入停机信号输入DI1、DI2、D/A 都以CM2为公共地点 DI1第二压力信号输入端CM2公共地点信号公共点2 D/A 输出DC0-10V 或0-5V 输出 TX+通讯输出 RS485通讯接口，可在订货时选配，标准配置不带此接口。 TX-GND
恒压变频给水装置 使 用 说 明 书
一、产品概述 变频恒压给水设备利用可编程控制器，可根据管网瞬间的压力和流量变化自动调节水泵的转速及多台水泵的启停，在满足用户流量需求的基础上，使供水压力始终恒定在预先设定的压力值上，整套系统设计合理，运行可靠。 在供水中应用，可取代水塔、高位水箱和气压罐等供水方式，性能稳定、节能效果显着。 变频供水设备主要有微机变频控制柜、水泵机组、压力传感器、液位控制器（可选）、管道管件和阀门等构成。二、适用的水质范围 适用于生活饮用水、中水，水温00 C—900 C、PH值。三、使用范围 本设备设计合理、系统运行可靠、压力稳定高效节能、安装方便，操作简单，噪音底，可使用于各种需要恒压变量供水的场合； 1、高层建筑、住宅小区、企事业等生活供水系统； 2、各类自来水厂、给水加压泵站； 3、以上旧有系统的节能、降耗改造。 四、主要性能和特点 1、自动化程度高，可实现恒压变量、多恒压变量、变压变量多种控制方式，多种启停方式，压力稳定精度≤±1%； 2、节能效果显着；
3、控制柜控制对多台泵均实现变频软启动，无冲击电流，机械冲击磨损较小，可延长设备使用寿命、提高系统的稳定性和减小对电网的冲击； 4、设备中多台水泵可实现循环启动运行，以均稀各泵的工作量进一步延长水泵寿命； 5、系统设计配置灵活，可根据需求设定多达6台水泵及1台附属小泵的供水控制系统。 五、技术参数 本系列变频给水装置参数如下： 1、电源：3相5线。380V（±10%），50Hz（±5%）； 2、供水流量范围：0—3900m3/h; 3、压力调节范围：0—; 4、适用电机容量：—315kw 5、加减速时间：0—6500秒； 6、变频器效率：85%—95% 7、产品标准：Q/0112GT001-2005 六、设备工作原理简述 以多台水泵并联供水为例，系统设定一恒定的压力值，当用水量变化而产生管网压力的变化，通过远传压力表，将管网压力反馈给变频器内置控制器，通过控制器调整变频器的输出频率，调节泵的转速以保持恒压供水；如不能满足供水要求时，则变频器将控制多台变频泵和工频泵的启停而达
变频恒压供水工作原理标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
变频恒压供水工作原理 产品工作原理: 全自动变频调速供水设备是应用先进的现代控制理论，结合可编程控制技术、变频控制技术、电机泵组控制技术的新型机电一体化供水装置。该设备通过安装在水泵出水总管上的远传压力表（内为一滑动电阻），将出口压力转换成0-5V电压信号，经A/D转换模块将模拟电压信号转换成数字量并送入可编程序控制器，经可编程内部PID运算，得出一调节参量并将该参量送入D/A转换模块，经数摸转换后将得出模拟量传送变频器，进而控制其输出频率的变化。设备采用多泵并联的供水方式，用户用水量的大小决定了投入运行的水泵的数量，当用水量较小时，单台泵变频工作，当用水量增加，水泵运行频率随之增加，如达到水泵额定输出功率仍无法满足用户供水要求时，该泵自动转换成工频运行状态，并变频启动下一台水泵。反之，当用水量减少，则降低水泵运行频率直至设定下限运行频率，如供水量仍大于用水量，则自动停止工频运行泵同时变频泵转速增加。当用水量降至某一程度时（如夜间用水很少时），变频主泵停止工作，改由辅泵及小型气压罐供水。 产品特点： ※采用先进的供水专用变频器 ※最新供水专利技术 ※全中文人机界面，操作简单 ※RS485远程通讯 ※压力控制精度5‰ ※压力频率全数字显示 ※一次水高、低水位报警 ※供水压力过压、欠压保护 ※系统故障自诊断 ※水泵过载、过流保护 ※水泵软启动，软切换 ※适用于各种泵站 ※故障水泵自动切除运行系统 ※体积小，安装调试方便 ※全部进口低压电器集成，运行更安全可靠 ※优化的控制软件更利于系统节能运行 变频恒压供水控制器采用最新微电脑设计处理器设计制造配备液晶中文显示,参数显示、设定一目了然，故障时弹出供货商公司名称及2个服务电话（可按要求设置）,多达75个功能参数项、9种应用宏选择，能满足五台以下的所有运行程序，其主要特点有： 1．外部接线简单:用户只需通过菜单设置，即可使控制器适用于不同的供水控制系统；无需改变复杂的外部接线。 2．可靠性:由于控制器已将各种功能模块集成于内部，外部配件少，、进一步降低了整个系统出现故障的机会。 3．调试简单方便:丰富而完美的汉字提示。使一般的操作人员无需经过复杂的培训，也能对各种操作应用自如。
CPC系列变频恒压供水控制器使用说 明书 1
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CPC-2&3可编程序控制器 CPC系列变频恒压供水控制器 使 用 说 明 书 常州市雄华自动化设备有限公司一、概述
以往,恒压供水系统的控制中心一般由可编程序控制器和压力差传感器组成。这种组合模式可变 功能少(修改参数需要专业编程人员),控制算法简单,难以适应各种供水方式和运行工况。而且,由两个独立单元构成,体积大,成本高,调试复杂。 CPC系列控制器是一种新型的可编程序控制器。开发人员希望本产品象变频供水电控柜中的一个"交流接触器"一样应用简单,接线方便。使调试人员和用户更快地理解变频供水的原理。它包含了恒压供水的许多功能: ■双压力设定,两种压力相互切换; ■外部水池无水报警,水泵抽真空无水报警; ■小流量工作方式多种选择; ■增泵延时,减泵延时; ■内置PID调节。 ■CPC-5 控制器具有双压力控制(进、出口压力)还带有Modbus通讯协议(双端口),与触摸屏连接后,可实现在触摸屏上进行监控和参数修改;同时另一个通讯口能够和电脑实现远程监控。 CPC系列控制器的所有参数能够直接从面板输入数字量,不需要特殊仪器或专业编程人员。外围所配的远传压力表,与常规的压力传感器相比要更加节省成本。 二、主要技术性能和特点 1、输入部分: 四路开关量输入(无源); 一路模拟量输入,一般是远传压力表电阻信号(也能够是4--20mA电流信号或者是0-5V电压信号。电流、
电压信号输入,需要在购货时予以选择)。 2、输出部分: 一路模拟量输出(由变频器供电,控制器电源与变频器电源完全隔离); 八路开关量输出。 3、数据设定部分: 向用户开放多个可编程功能,详见功能表。这些功能包含了恒压供水系统各种工况所需的参数。根据 实际工况对相应功能编程,可达到最佳运行条件。 4、操作部分:根据功能表的指导,无需多少专门知识便可进行用户参数的设定。 5、可靠性:系统应用高性能的单片机集成系统,配合断电记忆存储器,运行性能稳定可靠。断电记忆参 数理论上可保持一百年,读写次数超过一百万次。 6、设计合理:水泵是按先开先关的原则运行,负荷均匀。小流量工作方式使供水系统更具有压力稳定性 和能源的节约。 7、CPC—2CPC-5控制器是底板式安装,CPC-3控制器是面板式安装,其功能没有任何差异。 8、CPC-5控制器主要用于无负压供水设备控制,她比其它两种控制器功能更多,应用更灵活 CPC-5控制器以下特点: 8路开关量输入, 10路开关量输出 两路模拟量输入
一、系统概述 VC-3200系列微电脑变频供水/补水控制器是专为变频恒压供水系统和锅炉及换热系统补水而设计的微电脑控制器，可与各种品牌的变频器配套使用。具有压力控制精度高、压力稳定、第二消防压力（动压）设定、系统超压泄水自动控制、设定参数密码锁定等多项功能。 二、主要性能指标 1.可编程设定多种泵工作方式，最多可拖五台泵（1变频+4工频）； 2.具有压力测量值防抖动补偿控制功能； 3.参数调整和设定具有密码锁定及保护功能； 4.采用人工智能模糊控制算法，设定参数少，控制精度高，内带看门狗电路，采用数字滤波及多项抗干扰措施。 5.可接无源远传压力表、有源电压及电流型压力变送器； 6. D/A输出控制频率电压为DC 0-10V, 也可设定为DC 0-5V; 7.具有压力传感器零点和满度补偿功能； 8.具有定时自动倒泵功能； 9.具有第二压力（消防压力）设定和控制功能； 10.具有缺水自动检测保护功能和外部输入停机保护功 能； 11.系统补水控制时，具有超压自动泄水控制功能； 12.具有供水附属小泵控制功能，可设定小泵变频或工频 模式； 13.具有可选的定时自动开、关机控制功能； 14.具有小流量水泵睡眠控制功能； 15.具有手操器功能，可手动调节输出电压来控制变频器的频率； 16.可代替电接点压力表进行上、下限压力控制； 17.具有可选分时分压供水控制功能，最多有六段时间控制； 三、安装和配线端子说明 1.控制器外形尺寸: 160mm×80mm×80mm（AC-3200） 160mm×80mm×90mm （AC-3200） 2.控制柜面板开口尺寸152mm×76mm，面板卡入式安装。 3.使用环境为:无水滴、蒸汽、腐蚀、易燃、灰尘及金属微粒的场所； 4.使用环境温度:-20℃～50℃ 5.相对湿度:<95%; 6.额定工作电压:AC220V±10%; 7.控制器额定功耗:<=AC 5W; 8.控制器接线端子输出容量：3A/ AC220V
兴崛变频恒压供水系统的构成 从原理框图，我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、通讯接口以及报警装置等部分组成。 1、执行机构 执行机构是由一组水泵组成，他们用于将水供入管网，图3.3中的4个水泵分为三种类型: 调速泵：是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。 快速泵：水泵运行只在工频状态，速度恒定，它们用以在用水量增大而调速泵的最大供水能力不足时，对供水量进行定量的补充。当水泵采用循环的控制方式时，M1、M2、M3既可以做调速泵，也可以作为恒速泵，如果水泵采用固定的控制方式时，M1、M2、M3中只有一台可以调速泵，其余两台作为恒速泵。 附属小泵：它只运行于启、停两种工作状态，用以在用水量很小的情况下（例如：夜间）对管网用水量进行少量的补充。系统中使用附属小泵的原因在于变频泵暂时无法在实际使用中实现其恒压供水，尤其是夜间和管网有小流泄压现象时会出现超压或断流。 在变频调速恒压供水系统中，这样构成水泵组有下几个原因： （1）用几个小功率的水泵代替一台大功率的水泵，使水泵选型容易，同时这种结构更适合于大功率的供水系统。 （2）供水系统的增容和减容容易，不需要更换水泵，只要再增加恒速水泵即可。（3）以小功率的变频器代替大功率的变频调速器，以降低系统投入成本，增加系统运行可靠性。 （4）附属小泵的加入，使系统在用水量很低时（如：夜间）可以停止所有的主水泵，用小水泵进行补水，降低系统的运行噪音。 （5）在用水量不太大时，系统中不是所有的水泵在运行，这样可以提高水泵的运行寿命，同时降低系统的功耗，达到节能的目的。 对于多泵并联的母管制供水系统，既要保证恒压供水，又要实现经济调度，一般均采用如下的设计原则：多泵并联，大小泵结合，调速泵保证管网压力，水泵台数的增减保证流量，小泵实现小流量保压。 具体方案如下： （1）一般不用一台大泵，宁可用多台小泵，这样有利于经济调度。 （2）调速泵为主泵，流量最大，扬程要比其他水泵高出30%-50%,有利于扩大调速效果，只能在超过实际压力的富裕扬程内调节流量，大大的制约其调节范围。（3）定速泵的选择可以采用相同扬程，不同流量的泵，这样也有利于经济调度。（4）为了进行小流量的保压（例如深夜），系统中有一台小流量的泵。 （5）调速泵采用变频器调速，一备一用的固定拖动不进行切换操作。水泵检修时可采用冷切换方式暂时切换到其他泵上做调速运行。 （6）其他泵可采用一台软启动器或用PLC实现循环软启动操作。 变频器与工频电网之间的相互切换问题，使用冷切换是最简单、最安全的切换方式，但是它只能用于可以分为异步切换和同步切换两种方式。目前流行的多泵恒压供水系统变频循环软启动控制方案都采用异步切换的方式，因此就不可避免