花式喷泉的PLC控制设计 (3)

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（2）变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。 （3）变频器与负载的匹配问题：

1.电压匹配：变频器的额定电压与负载的额定电压相符。

2.电流匹配：普通的离心泵，变频器的额定电流与电动机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等需要参考电机的性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。

3.转矩匹配：这种情况在恒转矩负载或又减速装置时有可能发生。

Ⅰ.在使用变频器驱动告诉电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流地阿牛值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。

Ⅱ.变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样的情况下，变频器容量要更大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。

Ⅲ.对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器的容量要放大一档。

本设计是通过变频器苏调技术来控制每环喷水的高度。我选用的是FR-S520（E）系列变频调速器。其实物图如图3-1示。

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3.3水泵的选型

泵是一种面大量广通用型号机械设备，它广泛地应用于石油、化工、电力、

冶金、矿山、选船、轻工、农业、民用和国防各部门，在国民经济中占有重要的地位。泵的电能消耗起了积极作用。但是目前在国民经济各个领域中，由于选型不合理，许多的泵处于不合理运行状况，运行效率低，浪费了大量能量。还有的泵由于选型不合理，根本不能使用，或者使用维修成本增加，经济效益低。由此可见，合理选泵对节约能源同样具有重要意义。所谓合理选泵，就是要综合考虑泵机组和泵站的投资和运行费用等综合性的技术经济指标，使之符合经济、安全、适用的原则。具体来说，有以下几个方面：必须满足使用流量和扬程的要求，即要求泵的运行工次点经常保持在高效间运行，这样既能剩动力又不易损坏。所选择的水泵既要体积小、重量轻、造价便宜，又要具有良好的特性和较高的效率。具有良好的抗气蚀性能，这样既能减小泵房的开挖深度，又不使水泵发生气蚀，运行平衡、寿命长。

3.3.1水泵的参数及性能

（1）水泵的主要参数

水泵参数是指工作性能的主要技术数据，包括流量、扬程、转速、效率和

比转数等。 1.流量（Q）

泵的流量市直单位时间所排出的液体的数量。通常泵的流量用体积计算，以Q表示，单位为米3/时（m3/h）、米3/秒（m3/s）、升/秒（1/s），也可用重量计，以G表示，单位为吨/时（t/h）、吨/秒（t/S）、千克/秒（kg/s）。 G与Q的关系：

G=r*Q r-液体的重量（千克/米3）

因水的重量近似1000千克/米3，故 1升/秒=3.6米3/时=3.6吨/时 2.扬程（H）

泵的扬程是指单位重量的液体通过泵所增加的能量。以H表示，实质上就

是水泵能够扬水的高度，又叫总扬程或全扬程。单位为米液柱高度，习惯上省去

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“液柱”，以米（m）表示。

泵的总扬程由吸水扬程两部分组成，因此

总扬程=吸水扬程=出水扬程

但由于水流经过管路时受到各种阻力而减少了泵的吸水扬程和出水扬程，因此

吸水扬程=实际吸水扬程+吸水损失扬程 出水扬程=实际出水扬程+出水损失扬程 损失扬程=吸水损失扬程+出水损失扬程

总扬程=实际扬程+损失扬程

由于水泵铭牌上表明的扬程是上述水泵的总扬程，因此不能误认为铭牌上的扬程是实际扬程数值，水泵的实际扬程都比水泵铭牌上的扬程数值小。因此在确定水泵扬程时，这一点要特别注意，否则，如果只按实际扬程来确定水泵的扬程，订购来的水泵扬程就低了，那可能会降低水泵的效率，甚至打不上水来。损失扬程与管路上的水管和附近种类（低阀、闸阀、逆止阀、直管、弯管）、数量、水管内径、管长、水管内壁粗糙程度以及水泵流量等都有密切关系，这一点在管路设计和选配水管和附件时也应注意。 1.允许吸上真空高度（HS）

允许吸上真空高度是指真空表读数吸水扬程，也就是泵的吸水扬程（简称

泵的吸程），包括实际吸水扬程和吸水损失扬程之和。以Hs表示，单位为米（m）。允许吸上真空高度是安装水泵高度的重要参数，安装水泵时，应使水泵的吸水扬程小于允许吸上真空高度值，否则安装过高，就吸不上水或产生气蚀现象、 2.转速（n）

转速是指泵叶轮每分钟的转数，以n表示，单位为转/分（r/min）。每台泵都有一定的转速，不能随意提高或降低，这个固定的转速称为额定转速，水泵铭牌上标定的转速即为额定转速。如果远大于额定转速，不但会引起动力机超载或转不动，而且泵的零部件也容易损坏；转速降低，泵的效率就会降低，影响水泵的正常工作。 3.比转数（ns）

在前述水泵型号中，有些型号的组成部分有比转数这个参数。比转数与转速是两个概念，水泵的比转数，简称比速，通常用符号为ns。水泵的比转数是

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指一个假象的所谓标准水泵叶轮的转数，这个假想的水泵与真实水泵的叶轮各部分都几乎相似而在消耗功率为0.735千瓦、扬程为1米、流量为0.075立方米/秒时所具有的转数。叶轮形状相同或相似的水泵比转数相同，叶轮形状不相同或不相似的水泵比转数不相同。如轴流泵比转数比混流泵大，混流泵比转数也是放映水泵特性的综合性指标。此外，要注意比转数大的水泵，其转速不一定高；比转数小的，转速不一定低。大流量、低扬程的水泵，比转数大，防止则小。一般比转数较低的离心泵，其流量小、扬程高；而比转数较高的轴流泵，其流量大、扬程低。 4.功率

功率是指机组在单位时间内作功的大小。水泵功率可分为有效功率、轴功率和配套功率三种。 （1）有效功率

它是出丢水泵内部损失功率后，纯用于羊水所消耗的功率，因此又称为净功率、输出功率或水马力。常用符号为N效，单位为千瓦（或马力）。有效功率只可用水泵的流量和扬程计算得出：

（2）轴功率

它是动力机传给水泵轴上的功率，因此称为轴功率或输入功率。要包括泵体内轴承的摩擦、水泵轴与填料的摩擦、水与叶轮、泵壳间的摩擦，以及泵内高压水的回漏等所消耗的功率。 （3）配套功率

它是指水泵应选配的动力机的功率，一次又称有用功率。常用符号为N配，它比轴功率大。这是因为动力机把动力传递给水泵的过程中，有传动损失；同时还要考虑水泵工作时，流量及扬程有波动而可能出现动力机超载，因此动力机需要比水泵轴功率大的功率储备。配套功率可按下式求得：

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动力安全系数（或称备用系数）可根据水泵轴功率大小确定，轴功率小时取大值。 传动交率要根据传动类型和传动方式确定。采用联轴器直接传动时，取0.99。采用皮带传动时，开口式传动取0.98，交叉传动取0.9，半交叉取0.92～0.94；三角带传动取0.96。 5.、效率（n）

效率是指有效功率与轴功率的比值，因此他是反映泵对动力所给予的功率

利用程度的技术经济指标。常用符号为n，其大小用百分数来表示。可用下式表达：

由于有效功率小与轴功率，因此水泵效率永远小于1。但水泵效率值越大说明有效功率越大，泵内损失功率越小。我们选择水泵时，应尽量选择效率高的水泵铭牌上的效率是指水泵可能达到的最高效率，一般农用水泵的最高效率为60%～80%，有些大型水泵超过了80%。

3.3.2选择步骤

（1）列出基本数据：

1.介质的特性：介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。 2.介质中所含固体和颗粒、含量多少。

3.所需要的流量，一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量， 5.压力，吸水池压力，排水池压力，管道系统中的压力降。 （2）确定流量扬程和流量

1.如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量，应按最大流量考虑。 2.如果生产工艺中只给出正常流量，应考虑留有一定的余量。

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