西门子变频器在热轧供水系统上的应用
摘 要当下，由于经济的快速发展。人们对钢铁业的需求不断加大，从而带来的工业用水的问题也不断加剧。工业中的水资源利用、系统的应用。设备的维修都是越来越需要重视的问题。中国的钢铁行业发展越来越迅速，但是反观工业供水处理的问题确是落后于其他许多国家。这是因为中国的钢铁行业起步晚，在最初水资源的利用没有得到应有的重视。本文介绍的是现今热门的热轧供水系统，主要针对的是热轧用水后的废水处理，并通过研究设计了一套基于西门子变频器的热轧供水系统。文章首先告诉我们此次设计的意义，然后介绍了热轧水处理的流程以及相关的工艺。接着介绍了系统的工作原理、硬件结构的设计、以及PLC控制系统的基本原则。根据热轧供水系统的要求设计了控制线路及设备电气控制。主要包括设备的启停、液位的控制、控制信号的处理等。接下来是系统的初步设计，以及PLC的选择、各项硬件设施的要求。在然后是对软件的设计，接着就是对系统的调试、问题的处理、总结以及对未来的展望。
目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景 1
1.2本设计的研究意义 1
1.3 本设计的研究内容 2
1.4 本文框架 2
第二章 热轧供水系统 3
2.1 设计流程图 3
2.2 本设计的功能 3
2.3 本设计的总体方案 4
2.4 本设计的设计原则与步骤 4
2.5设计难点 6
第三章 系统硬件简介 6
3.1 系统简介 6
3.2 触摸屏概述 7
3.3 变频器概述及PLC简介 7
第四章 热轧供水系统的设计过程 8
4.1 控制系统总体框图 8
4.2 PLC编程语言的概述 9
4.2 PLC的选型 10
4.3 I/O地址分配 11
4.3 PLC控制接线图 12
4.4 变频器的选型 13
4.4 变频器的参数设定 13
4.5触摸屏的选择 13
4.6程序调试与触摸屏仿真 13
4.7结论 19
4.8使用说明 19
第五章 结论与
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
展望 20
5.1总结 20
5.2问题及决方案 20
5.3对热轧供水系统的展望 20
结束语 21
致 谢 23
参考文献 23
第一章 绪论
1.1设计背景
随着经济的不断发展，工业废水污水的处理也在日益改变。热轧供水的发展也在进一步的提高。传统的污水处理方法已经跟不上工业的发展与进步。现在的大多数都是延续的以前的工艺和手法，并不能做到水资源的最大化利用。随意的污水排放更是使得江河湖海的水资源遭到严重的污染。热轧工业水循环可以使水资源得到重复的利用，利用西门子变频器的控制可以使水资源得到较好的处理与应用，这样可以减少污染。随着工业的不断发展，工业用水循环进一步得到重视。中国是一个水资稀缺的国家，也是一个钢铁大国，所以工业水处理在应用更加的需要重视。因此选择合理的废水处理方法，保证水资源的节约利用是热轧供水的关键。
相比较于国外中国的热轧污水处理还是有待进一步的提高与发展。毕竟国外的工业发展起步早，他们经历了先污染，后治理的过程。如今的水处理已经有很大的成就。其中的新加坡，北欧等国家，基本实现了100%处理和回收率。工业污水的处理在各个发达国家的投资都是比较大的，所以中国必须重视这个问题，并进一步的加大对污水处理的管理。
1.2本设计的研究意义
在工业污水处理供水的系统中，水泵的维护管理以及设备的消耗在生产的成本中占有很重要的位置，水泵电机是一种高耗能的通用机械，对于全国的总耗电量而言，它占有很大的比重，但也因此具有较高的节能空间。现在工艺多用的是典型的恒速供水系统，采用的是阀门来控制供水，然而轴功率与转速的三次方成正比，因此就有大部分的电能消耗在阀门和额定转速的电机里。所以，这种传统的调控方式比较简单，但是并不能起到经济，节约能耗的作用。
相比较近年，调速电机的不断应用，是的水泵的节能有了一个新的高度。通过对水量和水压的变化，可以反馈数据，然后电动机就可改变转速来适应这种变化，从而使水泵一直高效的工作。这样能大大的降低能耗。水资源的循环利用更是一大进步。热轧供水就是对污水的处理回收，再利用。减少水资源的浪费，使得水资源得到充分的利用。
1.3 本设计的研究内容
本文基于西门子变频器在热轧供水系统上的应用，对基本的热轧循环供水的研究。用PLC编程实现热轧供水循环的基本功能，完成设备的连接控制。对动态进行仿真模拟，达到预期课题的效果。
1.4 本文框架
第一章 西门子变频器在热轧供水系统上的应用研究背景及发展方向
第二章 西门子变频器在热轧供水系统的整体方案。
主要包括
设计原则，功能要求及设计指标，变频器在热轧供水系统的总体方案
变频器在热轧供水系统的各功能模块结构设计
第三章 热轧供水系统的硬件设计。
主要包括
基本参数，电器原件选择， 结构设计，硬件设计及调试
第四章 热轧供水系统的软件设计及数据的处理
主要包括
变频器选择，软件设计， 硬件匹配，调试，记录数据，数据处理
第五章 对毕业设计的总结，设计中遇到的难题及解决方案，对西门子变频器在热轧供水系统上的应用的展望。
第二章 热轧供水系统
2.1 设计流程图
图2—1 设计流程图
热轧用水过后的污水从常用泵进入粗格栅，较大的废弃物进行过滤，在进入细格栅对细小物质进行过滤。液位仪测量水位的高低并对变频器给出信号，然后变频器控制变频泵是变频泵能够功率最大化，这样既能节约电能也能减低泵的损耗。最后一步进入沉淀池，细小颗粒进行沉淀。
2.2 本设计的功能
本次热轧供水的设计方案：热轧供水处理系统的主要功能是对工业污水进行处理及循环利用，工厂中的污水进入该系统后就可以得到处理，达到循环利用。一直以来，国家都致力于工业污水的处理，但仍然跟不上工业的发展需求，工业污水处理率低，不仅加大了成本而且对环境有严重的污染。如果采用PLC作为核心对污水处理进行控制将会是一个很好的方案。它可以实现对工业污水处理技术的简易、高效、低能耗等要求。
PLC作为工业污水处理系统的控制器主要有两大功能：1.信号输入；2.控制输出信号。PLC的CPU具有强大的网络通信能力，可以实现远程控制，也使得热轧供水系统的数据传输与通信成为可能。PLC作为热轧供水系统的控制系统使得设计的过程变得简单，能够实现的功能更多。用户可以通过操作界面控制PLC系统。从而对整个系统进行控制和了解。
2.3 本设计的总体方案
该课题来自于梅山钢铁热轧公司热轧厂，热轧生产中工艺循环水是为热轧主轧线提供冷却、除磷等用途的一种能源介质，热轧的水处理系统的关键是由高压水泵组、中压水泵组（100kw，6台，4开2备）、一次沉淀池水泵组（1500kw，4台，4开2备）和二次沉淀池水泵组（75kw，6台，4开2备）及电动阀门等设备组成，梅钢热轧厂水处理系统的高压水泵组采用高压（交流3000v）绕线式异步电动机驱动，其余水泵组采用低压（交流380v）交流异步电动机驱动，其中高压电动机驱动的水泵无需调速，但低压电动机驱动的水泵需要根据主轧线生产节奏所需的供水压力和供水流量进行调速控制。
目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景 1
1.2本设计的研究意义 1
1.3 本设计的研究内容 2
1.4 本文框架 2
第二章 热轧供水系统 3
2.1 设计流程图 3
2.2 本设计的功能 3
2.3 本设计的总体方案 4
2.4 本设计的设计原则与步骤 4
2.5设计难点 6
第三章 系统硬件简介 6
3.1 系统简介 6
3.2 触摸屏概述 7
3.3 变频器概述及PLC简介 7
第四章 热轧供水系统的设计过程 8
4.1 控制系统总体框图 8
4.2 PLC编程语言的概述 9
4.2 PLC的选型 10
4.3 I/O地址分配 11
4.3 PLC控制接线图 12
4.4 变频器的选型 13
4.4 变频器的参数设定 13
4.5触摸屏的选择 13
4.6程序调试与触摸屏仿真 13
4.7结论 19
4.8使用说明 19
第五章 结论与
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
展望 20
5.1总结 20
5.2问题及决方案 20
5.3对热轧供水系统的展望 20
结束语 21
致 谢 23
参考文献 23
第一章 绪论
1.1设计背景
随着经济的不断发展，工业废水污水的处理也在日益改变。热轧供水的发展也在进一步的提高。传统的污水处理方法已经跟不上工业的发展与进步。现在的大多数都是延续的以前的工艺和手法，并不能做到水资源的最大化利用。随意的污水排放更是使得江河湖海的水资源遭到严重的污染。热轧工业水循环可以使水资源得到重复的利用，利用西门子变频器的控制可以使水资源得到较好的处理与应用，这样可以减少污染。随着工业的不断发展，工业用水循环进一步得到重视。中国是一个水资稀缺的国家，也是一个钢铁大国，所以工业水处理在应用更加的需要重视。因此选择合理的废水处理方法，保证水资源的节约利用是热轧供水的关键。
相比较于国外中国的热轧污水处理还是有待进一步的提高与发展。毕竟国外的工业发展起步早，他们经历了先污染，后治理的过程。如今的水处理已经有很大的成就。其中的新加坡，北欧等国家，基本实现了100%处理和回收率。工业污水的处理在各个发达国家的投资都是比较大的，所以中国必须重视这个问题，并进一步的加大对污水处理的管理。
1.2本设计的研究意义
在工业污水处理供水的系统中，水泵的维护管理以及设备的消耗在生产的成本中占有很重要的位置，水泵电机是一种高耗能的通用机械，对于全国的总耗电量而言，它占有很大的比重，但也因此具有较高的节能空间。现在工艺多用的是典型的恒速供水系统，采用的是阀门来控制供水，然而轴功率与转速的三次方成正比，因此就有大部分的电能消耗在阀门和额定转速的电机里。所以，这种传统的调控方式比较简单，但是并不能起到经济，节约能耗的作用。
相比较近年，调速电机的不断应用，是的水泵的节能有了一个新的高度。通过对水量和水压的变化，可以反馈数据，然后电动机就可改变转速来适应这种变化，从而使水泵一直高效的工作。这样能大大的降低能耗。水资源的循环利用更是一大进步。热轧供水就是对污水的处理回收，再利用。减少水资源的浪费，使得水资源得到充分的利用。
1.3 本设计的研究内容
本文基于西门子变频器在热轧供水系统上的应用，对基本的热轧循环供水的研究。用PLC编程实现热轧供水循环的基本功能，完成设备的连接控制。对动态进行仿真模拟，达到预期课题的效果。
1.4 本文框架
第一章 西门子变频器在热轧供水系统上的应用研究背景及发展方向
第二章 西门子变频器在热轧供水系统的整体方案。
主要包括
设计原则，功能要求及设计指标，变频器在热轧供水系统的总体方案
变频器在热轧供水系统的各功能模块结构设计
第三章 热轧供水系统的硬件设计。
主要包括
基本参数，电器原件选择， 结构设计，硬件设计及调试
第四章 热轧供水系统的软件设计及数据的处理
主要包括
变频器选择，软件设计， 硬件匹配，调试，记录数据，数据处理
第五章 对毕业设计的总结，设计中遇到的难题及解决方案，对西门子变频器在热轧供水系统上的应用的展望。
第二章 热轧供水系统
2.1 设计流程图
图2—1 设计流程图
热轧用水过后的污水从常用泵进入粗格栅，较大的废弃物进行过滤，在进入细格栅对细小物质进行过滤。液位仪测量水位的高低并对变频器给出信号，然后变频器控制变频泵是变频泵能够功率最大化，这样既能节约电能也能减低泵的损耗。最后一步进入沉淀池，细小颗粒进行沉淀。
2.2 本设计的功能
本次热轧供水的设计方案：热轧供水处理系统的主要功能是对工业污水进行处理及循环利用，工厂中的污水进入该系统后就可以得到处理，达到循环利用。一直以来，国家都致力于工业污水的处理，但仍然跟不上工业的发展需求，工业污水处理率低，不仅加大了成本而且对环境有严重的污染。如果采用PLC作为核心对污水处理进行控制将会是一个很好的方案。它可以实现对工业污水处理技术的简易、高效、低能耗等要求。
PLC作为工业污水处理系统的控制器主要有两大功能：1.信号输入；2.控制输出信号。PLC的CPU具有强大的网络通信能力，可以实现远程控制，也使得热轧供水系统的数据传输与通信成为可能。PLC作为热轧供水系统的控制系统使得设计的过程变得简单，能够实现的功能更多。用户可以通过操作界面控制PLC系统。从而对整个系统进行控制和了解。
2.3 本设计的总体方案
该课题来自于梅山钢铁热轧公司热轧厂，热轧生产中工艺循环水是为热轧主轧线提供冷却、除磷等用途的一种能源介质，热轧的水处理系统的关键是由高压水泵组、中压水泵组（100kw，6台，4开2备）、一次沉淀池水泵组（1500kw，4台，4开2备）和二次沉淀池水泵组（75kw，6台，4开2备）及电动阀门等设备组成，梅钢热轧厂水处理系统的高压水泵组采用高压（交流3000v）绕线式异步电动机驱动，其余水泵组采用低压（交流380v）交流异步电动机驱动，其中高压电动机驱动的水泵无需调速，但低压电动机驱动的水泵需要根据主轧线生产节奏所需的供水压力和供水流量进行调速控制。
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