离心泵及液位(完整版)实用资料.doc

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1、离心泵及液位（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑 完整版实用资料，欢迎下载） 第三章 离心泵及液位一、工艺说明1工作原理 离心泵一般由电动机带动。启动前须在离心泵的壳体内充满被输送的液体。当电机通过联轴结带动叶轮高速旋转时，液体受到叶片的推力同时旋转，由于离心力的作用，液体从叶轮中心被甩向叶轮外沿，以高速流入泵壳，当液体到达蜗形通道后，由于截面积逐渐扩大，大部分动能变成静压能，于是液体以较高的压力送至所需的地方。当叶轮中心的流体被甩出后，泵壳吸入口形成了一定的真空，在压差的作用下，液体经吸入管吸入泵壳内，填补了被排出液体的位置。2“气缚”现象 离心泵若在启动前未充满液体，则离心泵壳内极易存

2、在空气，由于空气密度很小，所产生的离心力就很小。此时在吸入口处形成的真空不足以将液体吸入离心泵内，因而不能输送液体，这种现象为“气缚”。所以离心泵在开动前必须首先将被输送的液体充满泵体，并进行高点排气。3“汽蚀”现象 通常，离心泵叶轮入口处是压力最低的部位，如果这个部位液体的压力等于或低于在该温度下液体的饱和蒸汽压力，就会有蒸汽及溶解在液体中的气体从液体中大量逸出，形成许多蒸汽和气体混合物的汽泡。这些小汽泡随着液体流入高压区后，汽泡破裂重新凝结。在凝结过程中，质点加速运动相互撞击，产生很高的局部压力。在压力很大、频率很高的连续打击下，离心泵体金属表面逐渐因疲劳而损坏，寿命大为缩短。离心泵的安装

3、位置不当、流量调节不当或入口管路阻力太大时都会造成“汽蚀”。4离心泵的特性曲线 离心泵的流量（F）、扬程（H）、功率（N）和效率（h）是其重要的性能参数。这些性能参数之间存在一定的关系，可以通过实验测定。通过实验测定所绘制的曲线，称为离心泵的特性曲线。常用的离心泵特性曲线有如下三种。 H-F曲线，表示离心泵流量F和扬程H的关系。离心泵的扬程在较大流量范围内是随流量增大而减小。不同型号的离心泵，HF曲线有所不同。相同型号的离心泵，特性曲线也不一定完全一样。 N-F曲线，表示离心泵流量F和功率N的关系，N随F的增大而增大。显然，当流量为零时，离心泵消耗的功率最小。因此，启动离心泵时，为了减少电机启

4、动电流，应将离心泵出口阀门关闭。 h-F曲线，表示离心泵流量F和效率h的关系。此曲线的最高点是离心泵的设计点，离心泵在该点对应的流量及压头下工作，其效率最高。5离心泵的操作要点 离心泵的操作包括充液、启动、运转、调节及停车等过程。离心泵在启动前必须使泵内充满液体，通过高点排气保证泵体和吸入管内没有气体积存。启动时应先关闭出口阀门，防止电机超负荷。停泵时亦应先关闭出口阀门，以防出口管内的流体倒流使叶轮受损。长期停泵，应放出泵内的液体，以免锈蚀和冻裂。6工艺流程说明如流程图3-1所示，离心泵系统由一个贮水槽、一台主离心泵 、一台备用离心泵、管线、调节器及阀门等组成。上游水源经管线由调节阀V1控制进

5、入贮水槽。上游水流量通过孔板流量计FI检测。水槽液由调节器LIC控制，LIC的输出信号连接至V1。离心泵的入口管线连接至水槽下部。管线上设有手操阀V2及旁路备用手操阀V2B、离心泵入口压力表PI1。离心泵设有高点排气阀V5、低点排液阀V7及高低点连通管线上的连通阀V6。主离心泵电机开关是PK1，备用离心泵电机开关是PK2。离心泵电机功率N、总扬程H及效率M分别有数字显示。离心泵出口管线设有出口压力表PI2、止逆阀、出口阀V3、出口流量检测仪表、出口流量调节器FIC及调节阀V4。 图3-1 离心泵单元流程图画面图3-1离心泵电机上方的小流程图表示了主离心泵和备用离心泵的安装方式。为了节省画面，本

6、仿真软件设定：当事故状态开启备用泵PK2时，相关的所有仪表阀门默认为属于备用泵。7控制组画面控制组画面（详见图3-2）集中了离心泵系统相关的调节器、指示仪表、手操器及开关。可以在本画面中完成所有操作。图3-1及图3-2中的控制、指示仪表及阀门说明如下。 图3-2 控制组画面（1）指示仪表 PI1 离心泵入口压力 MPa PI2 离心泵出口压力 MPa FI低位贮水槽入口流量 kg/s H 离心泵扬程 m N 离心泵电机功率 kW M 离心泵效率 %（2）调节器及调节阀 LIC 低位贮水槽液位调节器 % FIC 离心泵出口流量调节器 kg/h V1 低位贮水槽入口调节阀 V4 离心泵出口流量调节

7、阀（3）手操器 V2 离心泵入口阀 V2B 离心泵入口旁路备用阀 V3 离心泵出口阀（3）开关及快开阀门 V5 离心泵高点排气阀 V6 排气排液连通阀 V7 离心泵排液阀 PK1 离心泵电机开关 PK2 离心泵备用电机开关8报警限说明 FIC 离心泵出口流量低限报警 80 % (H) LIC 低位贮水槽液位低限报警 20 % (L) PI1 离心泵入口压力低限报警 0.1 MPa (L) 二、离心泵冷态开车 检查各开关、手动阀门是否处于关闭状态。 将液位调节器LIC置手动，调节器输出为零。 将液位调节器FIC置手动，调节器输出为零。 进行离心泵充水和排气操作。开离心泵入口阀V2，开离心泵排气阀

8、V5，直至排气口出现蓝色点，表示排气完成，关阀门V5。 为了防止离心泵开动后贮水槽液位下降至零，手动操作LIC的输出使液位上升到50%时投自动。或先将LIC投自动，待离心泵启动后再将LIC给定值提升至50%。 在泵出口阀V3关闭的前提下，开离心泵电机开关PK1，低负荷起动电动机。 开离心泵出口阀V3，由于FIC的输出为零，离心泵输出流量为零。 手动调整FIC的输出，使流量逐渐上升至6 kg/s且稳定不变时投自动。 当贮水槽入口流量FI与离心泵出口流量FIC达到动态平衡时，离心泵开车达到正常工况。此时各检测点指示值如下： FIC 6.0 kg/s FI 6.0 kg/s PI1 0.15 MPa

9、 PI2 0.44 MPa LIC 50.0 % H 29.4 m M 62.6 % N 2.76 kW三、离心泵停车操作 首先关闭离心泵出口阀V3。 将LIC置手动，将输出逐步降为零。 关PK1（停电机）。 关离心泵进口阀V2。 开离心泵低点排液阀V7及高点排气阀V5，直到蓝色点消失，说明泵体中的水排干。最 后关V7。四、测取离心泵特性曲线 离心泵开车达到正常工况后，FIC处于自动状态。首先将FIC的给定值逐步提高到9 kg/s。当贮水槽入口流量FI与离心泵出口流量FIC达到动态平衡时， 记录此时的流量（F）、扬程（H）、功率（N）和效率（M）。 然后按照每次1 kg/s（或0.5 kg/s

10、）的流量降低FIC的给定值。每降低一次，等待系统动态平衡后记录一次数据，直到FIC的给定值降为零。 将记录的数据描绘出H-F、N-F和h-F三条曲线。完成后与“G2” 画面（详见图3-3）的标准曲线对照,应当完全一致。 图3-3 离心泵特性曲线画面五、事故设置及排除1离心泵入口阀门堵塞 （F2） 事故现象：离心泵输送流量降为零。离心泵功率降低。流量超下限报警。 排除方法：首先关闭出口阀V3，再开旁路备用阀V2B，最后开V3阀恢复正常运转。 合格标准：根据事故现象能迅速作出合理判断。能及时关泵并打开阀门V2B，没有出 现贮水槽液位超上限报警，并且操作步骤的顺序正确为合格。2电机故障 （F3） 事

11、故现象：电机突然停转。离心泵流量、功率、扬程和出口压力均降为零。贮 水槽液位上升。 排除方法：立即启动备用泵。步骤是首先关闭离心泵出口阀V3，再开备用电机开关 PK2，最后开泵出口阀V3。 合格标准：判断准确。开备用泵的操作步骤正确，没有出现贮水槽液位超上限 报警，为合格。3离心泵“气缚”故障 （F4） 事故现象：离心泵几乎送不出流量，检测数据波动，流量下限报警。 排除方法：及时关闭出口阀V3。关电机开关PK1。打开高点排气阀V5，直至蓝色点出现后， 关阀门V5。然后按开车规程开车。 合格标准：根据事故现象能迅速作出合理判断。能及时停泵，打开阀门V5排气，并使离 心泵恢复正常运转为合格。4离心

12、泵叶轮松脱 （F5） 事故现象：离心泵流量、扬程和出口压力降为零，功率下降，贮水槽液位上升。 排除方法：与电机故障相同，启动备用泵。 合格标准：判断正确。合格标准与电机故障相同。5FIC流量调节器故障 （F6） 事故现象：FIC输出值大范围波动，导致各检测量波动。 排除方法：迅速将FIC调节器切换为手动，通过手动调整使过程恢复正常。 合格标准：判断正确。手动调整平稳，并且较快达到正常工况。 六、开车评分信息 本软件设有三种开车评分信息画面。1. 简要评分牌能随时按键盘的F1键调出。本评分牌显示当前的开车步骤成绩、开车安全成绩、正常工况质量（设计值）和开车总平均成绩。为了有充分的时间了解成绩评定

13、结果，仿真程序处于冻结状态。按键盘的任意键返回。2. 开车评分记录 图3-4 开车评分记录画面 能随时按键盘的Alt+F键调出。本画面记录了开车步骤的分项得分、工况评分 的细节、总报警次数及报警扣分信息。显示本画面时，软件处于冻结状态。按键盘的任意键返回。详见图3-4。3 趋势画面 本软件的趋势画面记录了重要变量的历史曲线，可以与评分记录画面配合对开车全过程进行评价。七、开车评分标准1开车步骤评分要点 各阀门关闭，调节器LIC置手动 11分 各阀门关闭，调节器FIC置手动 11分 开入口阀V2，关出口阀V3，用V5完成高点排气 35分 开泵电机开关PK1 15分 当PK1开时刻，出口阀门V3处

14、于关闭状态 26分 总计：98分 2正常工况质量评分要点 FIC投自动且达到稳定 24.5分 LIC投自动且达到稳定 24.5分 49.5 LIC 50.5 % 24.5分 5.95 FIC 6.05 kg/s 24.5分 总计：98分离心式引风机使用无功就地补偿器的效果分析1引言礼经电器离心式引风机是我公司电解生产过程中用来给输送氧化铝的风动溜槽供应高压风的主要设备。全公司3个电解厂共36台功率为37kW的离心式引风机，都是长时间满负荷运行，要消耗巨大的电能。本文简要地从无功就地补偿原理出发，分析了离心式引风机节能效果及为公司节能创汇带来的效益。2离心式引风机的工作原理Y160L-237kW

15、，380V，离心式引风机的驱动电动机型号：电压：风机所产生的高压风通过管道进入风动溜槽风室。它为铝电解生产过程中输送氧化铝的风动溜槽提供高压风，保证电解槽生产过程中氧化铝的供应，风动溜槽分为走料室和风室，中间通过帆布作为隔层，只要风室内通有高压风，氧化铝就会被高压风吹起沸腾，并顺着风向向前沸腾流动，就可完成氧化铝输送任务。3无功就地补偿器的特点无功就地补偿器系采用日本指月株式会社和ABB电气公司制造的自愈式金属化并联电容器组装而成，每个电容器都有独特的保险装置。具有如下特点：（1）体积小、质量轻、容量大，适合各种场合的0.4kV、3kV、6kV、10kV各种高低压电动机安装，起到终端补偿的最佳

16、效果；（2）质量可靠，各种性能指标均符合GB3483-89电气标准；（3）安全措施齐全，内装放电电阻和独特的保险装置，并具有自愈功能；（4）整机可按需要的容量组合，以达到最佳的补偿状态；（5）无投切装置和运转器件，安装简便易行，不影响生产。4电动机无功就地补偿原理4.1基本原理无功功率是感性电气设备运行中，与电源间往返交换以建立交变磁场，保证电能转换为其它形式的能或传递的不直接做功的电能。按功率三角形S2P2+Q2，式中S为视在功率；P为有功功率；Q为无功功率。P/Qcos，cos为功率因数。电动机功率因数高低是影响其电流大小及电源索取电能多少的决定因素。而无功功率的多少又直接决定功率因数的高

17、低。在电源变压器的高压或低压侧安装集中补偿器，主要是解决电网的无功，提高电网的功率因数，用电单位内部的电动机和输电线路的无功并没有从集中补偿得到有效的解决。因此，给电动机加装无功就地补偿器很有必要，如图1所示。该无功就地补偿器是由并联电容器组成，它与电动机绕组并联同时投切，以改善电动机和用电线路、设备的功率因数，降低线路电流，减少无功消耗，提高电源变压器负载率。礼经电器4.2选型根据补偿后的要求，将功率因数提高的百分数折算成降低无功功率的百分数，就可以确定补偿器的容量值，根据我公司的要求选定补偿器的容量是16kvar。4.3功率因数与线损的关系流经供电线路的电流I包括有功分量（IP）和无功电流

18、分量（IQ），I2IP2+IQ2线路功率损耗：P3I2R3（IP2+IQ2）R3IP2R+3IQ2R，当降低功率因数时，无功电流IQ增加，线路损耗也随之增加。功率因数升高时，无功电流IQ减少，线路损耗也随之减少。所以，提高用电的功率因数对节电有重要的意义。功率因数升高或降低与功率损耗的增减关系如表1和表2所示。基于上述分析，决定首先对风机侧做平衡。平衡后各轴承的振动都明显改善（见表3）。5节能分析根据电力部门出版的相关资料介绍，无功经济当量是每kvar时节电0.080.16kW/h，取最低值0.08kW/h，以单台全年300天计算：三班制：7200h0.0816kvar9216kWh。电价按0

19、.4元/kWh计算，92160.43686.4元，36台每年可节约：363686.4132710可节约：元。这只是带来的直观效益，它对电气方面的益处也是非常可观的。6效果分析（1）改善设备的功率因数，使之提高到9297，降低无功损耗5080，平均节电1015。（2）提高变压器负载率，经过补偿可以使变压器增容2030。（3）减小用电单位内部线损，改善电压质量。（4）可减少输电导线截面积，平均减小线径40。（5）延长相关电气的使用寿命，降低维修费用。（6）一般每kvar补偿器一年可以节电300500kWh，仅以节电的电费计算，半年至一年即可收回投资。4.3功率因数与线损的关系流经供电线路的电流I包

20、括有功分量（IP）和无功电流分量（IQ），I2IP2+IQ2线路功率损耗：P3I2R3（IP2+IQ2）R3IP2R+3IQ2R，当降低功率因数时，无功电流IQ增加，线路损耗也随之增加。功率因数升高时，无功电流IQ减少，线路损耗也随之减少。所以，提高用电的功率因数对节电有重要的意义。功率因数升高或降低与功率损耗的增减关系如表1和表2所示。基于上述分析，决定首先对风机侧做平衡。平衡后各轴承的振动都明显改善（见表3）。5节能分析根据电力部门出版的相关资料介绍，无功经济当量是每kvar时节电0.080.16kW/h，取最低值0.08kW/h，以单台全年300天计算：三班制：7200h0.0816kv

21、ar9216kWh。电价按0.4元/kWh计算，92160.43686.4元，36台每年可节约：363686.4132710可节约：元。这只是带来的直观效益，它对电气方面的益处也是非常可观的。6效果分析（1）改善设备的功率因数，使之提高到9297，降低无功损耗5080，平均节电1015。（2）提高变压器负载率，经过补偿可以使变压器增容2030。（3）减小用电单位内部线损，改善电压质量。（4）可减少输电导线截面积，平均减小线径40。（5）延长相关电气的使用寿命，降低维修费用。（6）一般每kvar补偿器一年可以节电300500kWh，仅以节电的电费计算，半年至一年即可收回投资。礼经电器青岛理工大学

22、检测技术与控制仪表课程设计报告题目名称：液位检测与控制试验系统设计专业 _ 自动化_班级 09级 2班_姓名 _ 吴兆锋_ 学号_202128111_时间_2021_年_12_月_25_日指导教师 刘素花_目 录封 面1 目 录2 课程任务 3 课程名称、实验目的及要求4 实验步骤 51.系统结构设计 52、过程仪表选择 5(1液位变送器 6(2调节器 9(3调节阀 11(4变频器 13(5水泵 15设计总结 17 附录：参考文献 18液位检测与控制试验系统设计设 计 任 务1、设计参数上位水箱尺寸：800500600mm ；上位水箱离地200mm 安装，通过直径为20mm 的PVC 管道与其

23、它设备相连，设备离地30mm ，要求测量水箱的液位。测量误差不超过液位高度示值的1mm 。2、设计要求（1）上位水箱通过水泵供水，通过变频器控制水泵的转速；（2） 通过查阅相关设备手册或上网查询，选择液位传感器、调节器、调节阀、变频器、水泵等设备（包括设备名称、型号、性能指标等）；（3）设备选型要有一定的理论计算；（4）用所选设备构成实验系统，画出系统结构图；（5）列出所能开设的实验，并写出实验目的、步骤、要求等。 液位检测与控制试验系统设计摘要：本系统设计了一种基于AT89C52的水箱液位控制系统。由液位设定值进行相应计算得变频器的频率，控制水泵的输入电压，从而控制进入水箱的液体量。液位传感

24、器采集液位数据进行AD 转换后，送入单片机与设定的液位进行比较得到误差后再进行DA 转换。并由此误差进行相应的PID 调节后作用于调节阀控制液体进入水箱的速度，进而控制液体流出水箱的速度。由以上进行水箱的液位控制。本次试验模拟了水箱水位的检测与控制系统，在整个设计过程中，完成了用PID 算法对水箱液位的控制，在上水箱液位PID 控制和，取得了满意的曲线。其次是过程控制对象特性的确定和PID 算法的研究，整个控制系统的组成，包括检测装置和执行机构的选择。利用液体静力学原理测量液位或水深，是近代压力传感器的一种重要应用。利用当代最先进的微机械加工技术制作的高灵敏度、高精度硅压阻力敏感元件作为液位传

25、感器的心脏，精密的温度补偿技术，辅之一带通气导管的专用电缆及专门的水密封技术，既保证了侵入式传感器的水密封，又使得参考压力腔与环境气压相通。通过对接触介质的各种材料包括敏感元件、壳体、电缆、护管等材料的选择、试验与设计，设计出正确的控制系统。关键词：调节器、调节阀、变频器、水泵，液位*实验目的：通过设计本系统进一步了解各种过程器件的各种性能特征以及使用的场合与条件，更加清楚地知道各种仪表在自动化过程控制中的应用。通过本次独立的完成系统设计培养一种严密、整体的思维能力，以及独立完成各种工作的能力。*实验要求（1）上位水箱通过水泵供水，通过变频器控制水泵的转速；（2） 通过查阅相关设备手册或上网查

26、询，选择液位传感器、调节器、调节阀、变频器、水泵等设备（包括设备名称、型号、性能指标等）；（3）设备选型要有一定的理论计算；（4）用所选设备构成实验系统，画出系统结构图；（5）列出所能开设的实验，并写出实验目的、步骤、要求。*实验步骤一、 系统结构设计1、 控制方案本系统由液位设定值进行相应计算得变频器的频率，控制水泵的输入电压，从而控制进入水箱的液体量。液位传感器采集液位数据进行AD 转换后，送入单片机与设定的液位进行比较得到误差后再进行DA 转换。并由此误差进行相应的PID 调节后作用于调节阀控制液体进入水箱的速度，进而控制液体流出水箱的速度。由以上进行水箱的液位控制。2、系统总体框图 二

27、、过程仪表的选择1、液位传感器根据设计参数，水箱高度为600mm ，测量误差不超过液位高度示值的1mm 。假设所设定的液位高度为100mm500mm,由误差的计算式得（2/100=2%；2/500=0.4%），所以计算得到所需传感器的误差大致为2%0.4%，即只要小于2%即可满足要求。且设计题目中说明该传感器通过直径为20mm 的PVC 管道与其它设备相连，通过查阅大量的资料选择了扩散硅（进口芯片）液位变送器AOB136。 静压测量原理：当传感器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：=.g.H + Po式中：P ： 液位计迎液面所受压力 ： 被测液体密度g ： 重力加速度（

28、调试时按照9.8015） Po ： 液面上大气压H ： 传感器投入液体的深度 同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的Po ，使传感器测得压力为：.g.H ，显然, 通过测取压力P ，可以得到液位深。 选择理由AOB136液位变送器采用先进电路处理技术，性能稳定、高灵敏度；多种量程，最大可测200m(水柱压力 ；采用316L 不锈钢隔离膜片，适用于多种测量介质；配置灵活，根据需要可选择不同配置；一体式、分体式可选；反极性和过电压保护；抗冲击、防雷击设计；激光调阻温度补偿，零点、量程可现场调节；范围宽抗腐蚀，适于多种介

29、质；过载及抗干扰能力强，性能稳定。采用高性能的扩散硅压阻式压力传感器作为测量元件，经过高可靠性的放大处理电路及精密温度补偿，将被测介质的表压或绝压转换为标准的电压或电流信号。本产品体积小巧，使用安装方便，直接投入水中即可测量出变送器末端到液面的液位高度 特点采用扩散硅敏感元件，测量精确，稳定性好变送器探头采用全不锈钢密封结构，内充硅油，传感器芯片与介质完全隔离，可测量多种介质的液位外部可直接调整零点和满度 结构紧凑坚固，安装使用方便 可配数字显示器做现场输出指示主要技术指标：测量范围：0.1100m测量精度：0.2%FS、0.5%FS 输出信号：420 mA或15VDC 过载能力：23倍量程

30、温度漂移：0.02%FS/ 供电电源：1836VDA 介质温度：-2080 环境温度：-3080 环境湿度：85%RH 型号说明型谱说明A0B-136投入式液位变送器防爆形式 P普通型B本安型F隔爆型连接方式L1导气电缆连接L2不锈钢管连接，最长2.5mL3特殊连接输出信号A420 m ADCV15VDCZ指定信号显示方式M0100%模拟显示 E数字表头显示 C液晶表头显示 测量范围 （） （）内记入量程电气连接两线制420 mA连接红线： 电源 ； 绿线： 输出实物图 . 应用工业现场液位测量与控制、城市供水及污水处理、石油、化工、电厂、水文监测、水库、大坝、水电建设等领域的液位的测量与控制

31、。2、 调节器调节器即控制器，可编程调节器属于调节器的一种，可编程调节器又称数字调节器或单回路调节器。它是以微处理器为核心部件的一种新型调节器。它的各种功能可以通过改变程序（编程）的方法来实现，故称为可编程调节器。调节器（单片机）的选择51单片机简单实用，本次选择51单片机调节器外围电路 键盘显示电路键盘显示电路主要是实现液位设定值的输入和显示实时液位的功能。键盘接口及其软件的设计任务主要包括：是否有键按下的检测并判断键值，有操作则进行延时去消抖，并根据键值计算出调整量送执行机构开启进水或排水阀，进行一系列的动作处理和执行。本系统采用4行4列的16键行列式键盘，占用单片机P1口的8个端口。显示

32、采用12864液晶显示当前液位测量值。AD 、DA 转换电路及控制输出AD 转换电路在控制器中起主导作用，用它将传感器输出的模拟电压信号转换成单片机能处理的数字量。该控制器采用CMOS 工艺制造的逐步逼近式8位AD 转换器芯片ADC0809。在使用时可选择中断、查询和延时等待3种方式编制AD 转换程序。图6是AD 转换部分原理图，在接线时先经过运算放大器和分压电把传感器输出的电流信号转换成电压信号，然后输入到AD 转换器。DA 转换器则采用DAC0832.程序流程图如下所示： 3、调节阀调节阀又称控制阀，它是过程控制系统中用动力操作去改变流体流量的装置。调节阀由执行机构和阀（调节机构）组成。执

33、行机构是将控制信号转换成相应的动作来控制阀内截流件的位置或其他调节机构的装置。信号或驱动力可以为气动、电动、液动或这三者的任意组合。 阀是调节阀的调节部分，它与介质直接接触，在执行机构的推动下，改变阀芯与阀座之间的流通面积，从而达到调节流量的目的。以压缩空气为动力源的调节阀称为气动调节阀；以电为动力源的调节阀则为电动调节阀。这两种是用得最多的调节阀。此外，还有液动调节阀、智能阀、调节阀等。电动调节阀与气动调节阀的对比电动调节阀优点是结构简单，应用范围广，调节过程可控性好，行程准确。缺点是可能产生电火花，或者静电火花。气动调节阀的优点是动作迅速，能够快速的完成调节命令，且安全，不会产生电火花。但

34、缺点是控制复杂，造价高，结构复杂。所以调节上大多都使用的是电动阀，但是在某些要求快速关启的关路上和油管，易燃易爆气体，化工危险品管路上还是使用气动阀。且因为单片机直接输出电气信号，根据整个系统设计的需要电动调节阀更为合适。所选产品YDF01 实物图： 概述YDF01系列直行程智能一体化电动执行机构，体积小、重量轻、功能强、智能操作器内装、操作方便。PSL 系列直行程电动执行机构最大行程达到100mm ，最大推力可达到25KN ，适合于直线动作的阀门开关或调节控制。特点一体化结构设计，执行器选用铸铝支架及塑料外壳，体积小、重量轻选用永磁同步电机，并带有磁滞离合机构，具有可靠的自我保护功能。功能模

35、块式结构设计，通过不同可选功能的组合，实现从简单到复杂的控制，满足不同应用要求。适合多种控制信号：增量（浮点）、电压（010V ）、电流（420mA ）具有010V 或420mA 反馈信号（选配）传动全部采用小齿隙密封齿轮，具有效率高、噪声低、寿命长、稳定可靠、无需加油，多种运行速度，可满足各种控制系统的要求，以保证系统的快速响应及稳定性阀体有螺纹连接和法兰连接两种，安装方便，其构造符合IEC 国际标准驱动电机采用高性能稀土磁性材料制作的高速同步电机，运行平稳。具有体积小、力矩大、抗堵转、控制精度高等特点。功耗低、输出力大、噪音小阀体有铸铜、铸铁、铸钢、不锈钢多种材质可供选择，以适合不同工作介

36、质及温度的要求阀位反馈元件采用全密封高精度多圈电位器，具有体积小、精度高、死区小、使用寿命长等特点。全部电器元件均采用世界名牌产品，质量可靠。电器部件布线严谨并与传动部件完全隔离，提高了执行机构运行性的可靠。 结构YDF01主要是由相互隔离的电器控制部分和齿轮传动部分组成。电机作为连接两隔离部分的中间部件，电机按控制要求输出转矩，通过多极正齿轮传递到梯形丝杆上，丝杆通过杆螺纹变换转矩为推力。此杆螺纹能自锁，并且将直线行程通过与阀门的适配器传递到阀杆。执行机构出轴带有一个防止转动的止转销，出轴的径向锁定装置可以作为位置指示器。锁定装置连有一个连杆，连杆随输出轴同步运行，通过与连杆连接的线路板将输

37、出轴位移转换成电信号，提供给伺服放大器做为比较信号和阀位反馈输出，同时执行机构的行程也可由开关板上的两个主限位开关来限制，并由两个机械限位档块来调整限定位置。4、变频器变频器是利用电力半导体器件将工频电源转换成另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素、过流/过压/过载保护等功能变频器变频调速原理变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。现在使用的变频器主要采用交直交方式（VVVF 变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电

38、源以供给电动机。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。 交-直部分整流电路：由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。对于380V 的额定电源，一般二极管反向耐压值应选1200V ，二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。 变频器分类变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。因为我们使用的是电压源供电，所以使用电压型。泵用变频器调速控制原理水泵的负载性质是平方递减转矩型, 有下列关系:水

39、泵的流量Q 与转速n 成正比; 扬程H 与转速n 的三次方成正比; 电动机的转速n 与电源频率F 成正比. 因此改变电动机电源频率, 可改变电机即水泵的转速, 从而达到调节给水流量和水泵的扬程的目的.水泵专用型针对水泵恒压节能控制设计内置PID 和先进的节能软件可实现一托一分时段多点压力定时功能高效节能，节电效果20%60%(根据实际工况而定简便管理，安全保护，实现自动化控制延长设备寿命、保护电网稳定、保减磨损、降低故障率实现软起, 制动功能实物： 产品图简述：高防护等级 IP54内置PID 功能，外加压力传感器，即可实现闭环控制傻瓜式调试方法，方便使用具备水泵电机保护功能停电后自动恢复和低水

40、位保护功能零流量自动停机功能，用户不用水的情况下可自动停机，节能环保应用场合：家庭、小高层、别墅、宾馆、学校、果园、农场、工厂等需要恒压供水或需要加压的场所电气特性电压： 220V/380V 0.4KW0.75KW1.5KW2.2KW 0.75KW 1.5KW 2.2KW计算与选择实验设计中要求水箱高度为600mm ，离地200mm ，设备离地30mm ，所以最大扬程应大于600+200-30=770mm，为保有一定裕量，选择2.2KW 三晶杜威-IQ 变频器5、水泵定义：通常把提升液体、输送液体或使液体增加压力 , 即把原动机的机械能变为液体能量从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。分类：根据

41、不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量；叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。工作原理：1 、容积式泵: 利用工作腔容积周期变化来输送液体。 2 、叶片泵 : 利用叶片和液体相互作用来输送液体选择：实验设计中要求水箱高度为600mm ，离地200mm ，设备离地30mm ，所以最大扬程应大于600+200-30=770mm，扬程要高出实际使用高度20%，为924mm ，根据这一要求及其它电器、安全等要求，选择普兰迪2202的水泵，如下图所示：实物 性能指标电压：12V 24V 电流：1.3-1.8A 左右 最

42、大压力：1.0Mpa平时压力：0.3-0.5 Mpa， 工作时间：可以连续工作2500个小时流量：1L-3.5L/min 80 米。 该系列特点 外型尺寸：160X100X60mm 最大吸程 2 米，扬程可达 1.压力大，可达 5-6kg . 2耗电量小：只有 1.3-1.8A。 3智能化：溢压回流型和压力开关型。 4寿命长：电机寿命在 5 年以上。 5耐腐蚀：使用的大小膜片，由多种进口材料合成。具有耐油、热、酸、碱、 腐蚀、耐化学品等性能。 6.独具防尘帽设计，避免异物落入进出水口内，延长寿命。 7.做工精致、体积小、重量轻、流量较大(最大可达 4.0 升/分钟 、压力高(最大 可达 5.5 公斤、性能稳定、安装方便 型号 从节能角度综上考