A. 求一篇關於自來水水質分析的論文
我國自來水水質現狀
改革開放近三十年來,我國經濟發展迅速,但環境污染日益嚴重,尤其是飲用水污染尤為突出。目前自來水的不安全性主要體現在兩個方面:
1、 水源污染:2004年12月22日水利部部長汪恕誠表示,目前全國70%以上的河流湖泊遭受不同程度污染,水污染不僅加劇了水資源的短缺,水質的惡化嚴重威脅著人民群眾的身心健康。目前全國有3億多人飲水不安全,其中有1.9億人飲用水有害物質含量超標。
2、 自來水輸水鍍鋅管網二次污染:自來水廠輸出自來水時,一般是合格的。當經過漫長的輸水管網及水塔、水箱等設施後,導致自來水質嚴重污染。我國在60年代起,城市內自來水輸水管材質採用的是鍍鋅管,其存在嚴重的污染隱患,如:生銹、結垢、腐蝕等。在自來水停水後又來水時,通過水龍頭可以看到很多鐵銹。這是由於自來水停水後又來水時,自來水沖擊鍍鋅管上的鐵銹,脫落後進入自來水中的。因此可以確定的是輸送自來水的鍍鋅管在自來水中是長期生銹的,平時這些鐵銹是溶解到自來水中,並且人的肉眼一般是無法直接看見的。通過凈來牌的水質演示器可以清楚地觀察到自來水中的鐵銹。多數的高樓水箱、水塔等二次供水設施長期無專人護理,密封條件差,風沙吹落到水箱或水塔。致使各種沉積物越來越多,長出青苔;滋生細菌、病毒等,甚至出現腐爛的動物屍體,並且得不到及時清洗,嚴重污染了自來水水質。
2004年10月,建設部對全國36個大中城市城鎮飲用水抽檢中,僅有9個城市全面合格。
水質污染的危害
水,人類賴以生存和發展的珍貴資源。沒有水就沒有生命,就沒有人類的文明進步,就沒有社會經濟的穩定和發展。然而,由於人口激增和社會經濟的快速發展,水資源遭受的污染也越來越嚴重,人類日常生活用水安全受到越來越嚴重的威脅。生活飲用水質的好壞與人們的身體健康密切相關。據世界衛生組織(WHO)調查表明,全世界80%的疾病和50%的兒童死亡都與水質不良有關。由於水質不良導致的消化疾病、傳染病、各種皮膚病、糖尿病、癌症、結石病、心血管病等多達50多種;由於水質污染,全世界每年有5000萬兒童死亡,3500萬人患心血管病,7000萬人患結石病,9000萬人患肝炎,3000萬人死於肝癌和胃癌。在我國,因為水質不良而引發的地方病也時有報道,如深圳商報的《淮河支流出現癌症村》,南方都市報的《清遠「短命村」肇因水污染 全國四分之一人口飲用不潔水》及新京報的《浙江水危機,催生「水難民」》,06年松花江水污染等水污染問題也不斷出現,解決水質污染問題已經是迫在眉睫。
解決水質污染的途徑
改善水質的途徑一般有:
1、水源水保護;
2、自來水廠工藝設備改造;
3、管道分質供水;
4、家庭管網終端水質凈化。
為控制水源污染,應禁止在水源地流域范圍內發展污染嚴重的產業,以減少污染物的排放。但是從目前經濟發展的勢頭和國家相關法律法規及執行力度的實際情況看,要在短期內使水源水質得到改善是一個非常嚴峻的課題,必將有一個漫長的過程。
自來水廠的改造可從一定程度上提高自來水的質量,但不能從根本上解決問題,尤其是管道的二次污染問題。而且改造費用巨大,從我國目前的國情來看,可以預見自來水廠設備與技術的更新和自來水管網的整體改造在10-20年內是難以實現。
即使是採用管道分質供水,其工程造價、設計施工、管理維護、水費收取、衛生指標及安全程度等方面都存在諸多問題。另外,管道分質供水只能針對新建樓盤,對於我們現有的大量住宅小區,由於牽涉到管道的重新鋪設問題,水污染問題還是無法解決。
國際衛生組織研究表明,享受健康用水最為有效的辦法是在市政供水的管網末端即家庭用水終端加裝一個水質凈化器。
B. 單水泵變頻恆壓供水系統論文
1 引言
供水系統在人們生活和工業應用當中是必不可少的。隨著人們生活水平的提高和現代工業的發展,人們對供水系統的質量和可靠性的要求越來越高。變頻恆壓供水系統能夠很好的滿足現代供水系統的要求。
在變頻恆壓供水系統出現以前,有以下供水方式:
(1) 單台恆定轉速泵的供水系統
這種供水方式是水泵從蓄水池中抽水加壓直接送往用戶,嚴重影響了城市公用水管管網壓力的穩定,水泵整日不停運轉。這種系統簡單、造價最低,但耗電嚴重,水壓不穩,供水質量極差。
(2) 恆定轉速泵加水塔(或高位水箱)的供水系統
這種供水方式是由水泵先向水塔供水,再由水塔向用戶供水。水塔注滿水後水泵停止工作,水塔水位低於某一高度時水泵啟動,水泵處於斷續工作狀態中。這種方式比前一種省電,供水壓力比較穩定,但基建設備投資大,佔地面積大,水壓不可調,供水質量差。
(3)恆定轉速泵加氣壓罐的供水系統
這種供水方式是利用封閉的氣壓罐代替水塔蓄水,通過檢測罐內壓力來控制水泵的開與停。當罐中壓力降到壓力下限時,水泵啟動;當罐中壓力升到壓力上限時,水泵停止。這種方式,設備的成本比水塔要低很多。但是電機起動頻繁,易造成電機的損壞,能耗大。
變頻恆壓供水系統不僅克服了過去供水系統的缺點,而且有其自身的優點。此系統採用了先進的s7-200plc和變頻器mm440,s7-200具有低廉的價格和強大的指令,可以滿足多種多樣的小規模的控制要求,變頻器mm440具有很高的運行可靠性、功能的多樣性和全面而完善的控制功能。這種供水方式不僅提高了供水系統的穩定性和可靠性,而且實現水泵的無級調速,使供水壓力能夠跟蹤系統所需水壓,提高了供水質量。同時變頻器對水泵採取軟啟動,啟動時沖擊電流很小,啟動能耗小。
2 供水系統的基本特性
供水系統的基本特性是水泵在某一轉速下揚程h與流量q之間的關系曲線f (q),前提是供水系統管路中的閥門開度不變。揚程特性所反映的是揚程h與用水流量q之間的關系。由圖1的揚程特性表明,流量q越大,揚程h越小。在閥門開度和水泵轉速都不變的情況下,流量q的大小主要取決於用戶的用水情況。
管阻特性是以水泵的轉速不變為前提,閥門在某一開度下,揚程h與流量q之間的關系h=f (q)。管阻特性反映了水泵轉動的能量用來克服水泵系統的水位及壓力差、液體在管道中流動阻力的變化規律。由圖1可知,在同一閥門開度下,揚程h越大,流量q也越大,流量q的大小反映了系統的供水能力。
揚程特性曲線和管阻特性曲線的交點,稱為供水系統的平衡工作點,如圖1中a點。在這一點,用戶的用水流量和供水系統的供水流量達到平衡狀態,供水系統既滿足了揚程特性,也符合了管阻特性,系統穩定運行。當用水流量和供水流量達到平衡時,揚程ha穩定,供水系統的壓力也保持恆定。
圖1 供水系統的基本特性
3 變頻恆壓供水系統的構成及工作原理
3.1 系統的構成
變頻恆壓供水系統採用西門子的s7-200 plc作為控制器,變頻器mm440是頻率調節器,交流接觸器和電動機作為執行機構,壓力感測器作為控制的反饋元件。s7-200 plc選用內部控制模塊cpu224,模擬量2路輸入通用模塊、模擬量2路輸出通用模塊和pid模塊。cpu224有14路輸入/10路輸出,對於小型的控制系統而言夠用。pid模塊使用方便,在軟體中只需要配置pid的每個參數。
三相交流電與mm440的電源輸入口連接,經過變頻器變頻後的交流電接非同步電動機,非同步電動機帶動水泵轉動。s7-200數字輸出口輸出控制信號到交流接觸器,交流接觸器兩端連接的是工頻或變頻的三相交流電,主要起接通或斷開三相交流電與非同步電動機。s7-200的模擬輸出口輸出控制電壓信號給mm440的模擬電壓輸入口ain1+和ain1-,該控制電壓主要調節交流電的頻率。壓力感測器從供水網路中反饋壓力信號,壓力信號經過濾波放大後輸入給s7-200的模擬輸入口。系統的結構如圖2所示。
圖2 變頻恆壓供水系統的總體框圖
3.2 系統的工作原理
變頻恆壓供水系統是由三相非同步電動機帶動水泵旋轉來供水,通過變頻器調節輸入交流電的頻率而調節非同步電動機的轉速,從而改變水泵的出水流量來調節供水系統的壓力。因此,供水系統變頻的實質是三相非同步電動機的變頻調速,通過改變定子供電頻率來改變同步轉速而實現調速的。
非同步電機的轉速為:
其中:
n0為非同步電機同步轉速;
n為非同步電機轉子轉速;
f為非同步電機的定子輸入交流電的頻率;
s為非同步電機的轉差率;
p為非同步電機的極對數。
由上式可知,當非同步電機的極對數p不變時,電機轉子轉速n與定子輸入交流電頻率f成正比。
當系統啟動,運行在自動模式時,此時手動模式無效。系統按照給定的水壓進行設定,plc根據給定的水壓自動調節交流電的頻率,精確跟蹤給定的供水壓力。在用水量高峰時期,系統的用水量猛增,揚程降低,供水量不足,供水水壓下降,1#電機輸入交流電的頻率會升高,以提高供水水壓。當交流電的頻率達到最大頻率,供水水壓仍然小於設定的水壓時,1#電機會自動切換到工頻狀態下,同時2#電機啟動並工作在變頻狀態。在夜間,系統的用水量遞減,揚程升高,供水量過大,2#電機會退出變頻狀態,1#電機由工頻切換到變頻狀態,並不斷調節交流電頻率,系統最終要維持供水的設定壓力。當系統運行在手動模式時,自動模式無效。在自動模式出現問題或系統在維護期間時,系統才會採用手動模式。用戶根據需要,可以從plc的輸入開關輸入信號,選擇1#電機或2#電機運行在工頻狀態。
變頻恆壓供水系統的功能要求:系統的供水壓力能夠准確跟蹤給定供水壓力(穩態誤差在5%內);可以自動進行自動模式/手動模式切換。
系統的控制原理框圖如圖3所示。壓力感測器從供水管網反饋電壓信號,電壓信號經過濾波放大後送到s7-200的模擬輸入口,與給定的供水壓力信號比較形成壓力偏差信號,經過plc(s7-200)pid模塊pi調節後發出控制電壓信號,送到變頻器mm440的模擬輸入調節埠。送到變頻器mm440的模擬電壓信號與連接到變頻器mm440的三相交流電的頻率一一對應,調節控制電壓信號就可以調節三相交流電的頻率。系統是以供水管網的供水壓力為控制對象而構成的閉環控制系統,其設計是按照兩個電機就可以完全滿足供水要求。
圖3 變頻恆壓供水系統的控制原理框圖
4 硬體電路設計
4.1 主電路
變頻恆壓供水系統就是利用非同步電機拖動水泵的。系統的主電路由電源開關q、熔斷器fu、交流接觸器km、熱繼電器kr等組成,採用了一台變頻器切換控制兩台電機,1#電機和2#電機可以在工頻和變頻狀態下進行切換,交流接觸器的通斷由s7-200的輸出口控制。主電路如圖4所示。
圖4 系統主電路圖
4.2 控制電路
控制電路主要由plc(s7-200)、變頻器mm440等組成,plc外圍電路接線圖如圖5所示。總電源開關為q,sb0為plc的程序啟動按鈕,與plc的i0.0輸入口相連接,當按下sb0時,i0.0為「1」,plc程序啟動。k1為系統的自動模式開關,當k1接通時,i0.1為「1」,交流接觸器km1閉合,系統自動運行。當變頻器的頻率達到上限頻率時,i0.5為「1」,1#泵和電機切換到工頻狀態下,2#泵和電機變頻啟動。當變頻器的頻率達到下限頻率時,i0.6為「1」,2#電機停止運行,1#電機由工頻切換到變頻狀態下。i0.5和i0.6的狀態由變頻器輸入。k2為系統的手動模式開關,當k2接通時,i0.2為「1」,交流接觸器km1斷開,系統不能自動運行,用戶可以根據需要接通k3或k4來選取1#電機或2#電機工頻運行。km1為控制1#電機和2#電機在自動模式下運行的交流接觸器,km2為控制1#電機在變頻下運行的交流接觸器,km3為控制1#電機在工頻下運行的交流接觸器,km4為控制2#電機在變頻下運行的交流接觸器,km5為控制2#電機在工頻下運行的交流接觸器。
圖5 plc外圍接線圖
5 程序設計
5.1 plc程序設計
plc程序設計的主要流程如圖6所示。合上開關q,按下起動按鈕sb0,plc程序復位。當合上開關k1,i0.1為「1」,系統在自動模式下運行,交流接觸器km1接通,系統將根據程序跟蹤設定供水壓力。
圖6 主程序流程圖
當用戶用水量遞增,變頻器達到頻率50hz,供水壓力還沒有達到設定的供水壓力時,mm440輸出高電平到i0.5。此時,q0.1為「0」, q0.2為「1」,交流接觸器km2斷開,km3接通,1#電機由變頻切換到工頻。定時器計時3s,變頻器停止,變頻器的頻率由最高頻率50hz逐漸下降,3s後q0.3為「1」,2#電機接到變頻器開始變頻運行。設置延遲時間主要原因是讓變頻器的頻率下降,軟啟動靜止的2#電機,減小電機啟動電流,避免電機燒毀。
當用戶用水量減小,變頻器達到下限頻率30hz,供水壓力還是高於設定的供水壓力時,mm440輸出高電平到i0.6。此時,q0.4為「0」,km2斷開,2#電機退出變頻並逐漸停止。同時q0.1為「1」,q0.2為「0」,交流接觸器km2接通,km3斷開,1#電機由工頻切換到變頻。下限頻率設定在30hz主要原因:在供水系統中,轉速過低時會出現水泵的全揚程小於基本揚程(實際揚程)形成水泵「空轉」的現象。在多數情況下,下限頻率應定為30hz~35hz。
當合上開關k2,系統在手動模式下運行,交流接觸器km1斷開。用戶可以根據需要,合上開關k3,交流接觸器km3接通,選擇1#電機在工頻下運行。合上開關k4,交流接觸器km5接通,選擇2#電機在工頻下運行。
5.2 變頻器mm440的參數配置
變頻器mm440主要使用的是模擬輸入口ain1+和ain1-,模擬電壓信號輸入後通過a/d轉換器得到數字信號。由plc模擬輸出口輸出模擬控制電壓信號,輸入到變頻器的模擬口,變頻器的頻率和控制電壓一一對應。系統使用變頻器的模擬埠,最高頻率應該設置為50hz,最低頻率為30hz。mm440的參數配置如附表所示。
附表 mm440的參數配置
6 結束語
應用西門子plc(s7-200)內部的pid模塊和變頻器mm440的無極調速控制恆壓供水系統,高效節能,調速供水效果突出,抗干擾能力強。同時採用變頻器對電機實行軟起動,減少了設備損耗,延長了水泵、電機設備的使用壽命。以供水水壓為控制對象的閉環控制,穩態誤差小,動態響應快,運行穩定。實驗效果表明,採用plc(s7-200)和變頻器mm440構成的變頻恆壓供水系統,具有很強的實用性,體現了變頻調速恆壓供水的技術優勢,為供水領域開辟了切實有效的途徑。
參考文獻
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C. 畢業論文電氣工程及其自動化
學校,和市級或市級以上的職業鑒定所和學校。都可以有設備提供給你用的。只要你有錢,裝備絕對全。不過我看你要的都是小部件。可以去淘寶和關廣村上買呀。。很便宜來著。。像我在深圳,要小元器件,直接可以去華強北。你也可以自己看看你那邊有沒有大點的電子交易場所。
D. 高分懸賞 電氣工程及其自動化專業 畢業論文 求原創
基於給定指標的電機設計
我肯定好事情
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F. 自來水廠主要有什麼電氣設備
該設備集洗瓶、灌裝、套蓋、壓蓋和成品送出為一體,使用的原材料符合食品行業和其他行業要求。 該設備採用380V(220V)、50HZ交流電源和性能可靠、操作簡便
G. 畢業論文 《基於智能儀表的自來水廠自動化系統設計》
在這真不好解決。。。你可以去找你們畢設老師啊