基于PLC恒压供水系统中PID控制器的实现

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作者：吕惠芳， LV Hui-fang

作者单位：无锡工艺职业技术学院,江苏,宜兴,214206

刊名：

重庆文理学院学报(自然科学版)

英文刊名：JOURNAL OF CHONGQING UNIVERSITY OF ARTS AND SCIENCES

年，卷(期)：2009,28(1)

被引用次数：3次

参考文献(5条)

1.柴天佑;张贵军基于给定的相位裕度和幅值裕度的PID参数自整定方法[期刊论文]-自动化学报 1997(02)

2.陈立定;吴玉香;苏开才电气控制与可编程控制器 2003

3.霍罡基于PLC的二自由度PID控制算法及应用[期刊论文]-计算机测量与控制 2005(04)

4.张美英;屈飞基于PLC的双恒压供水控制系统设计[期刊论文]-机电产品开发与创新 2006(06)

5.纪志祥基于S7-200 PLC的变频调速恒压供水系统改造设计[期刊论文]-山东纺织经济 2005(06)

本文读者也读过(10条)

1.陈新恩.王永祥基于S7-200的变频调速恒压供水系统[期刊论文]-电气应用2006,25(6)

2.戴鹏.钱揖斌.伍小杰.王贵峰基于PLC的变频调速恒压供水系统[期刊论文]-电气应用2006,25(9)

3.王鲜芳.杜志勇.Wang Xian-fang.DU Zhi-yong PLC的PID指令在变频调速恒压供水系统中的应用[期刊论文]-给水排水2005,31(3)

4.蒋小平基于PLC和触摸屏以及变频控制的恒压供水系统[期刊论文]-现代企业文化2010(8)

5.贺玲芳.HE Ling-fang基于PLC控制的全自动变频恒压供水系统[期刊论文]-西安科技学院学报2000,20(3)

6.宁耀斌.李生民.孙旭霞.NING Yao-bin.LI Sheng-min.SUN Xu-xia基于增益调整型模糊PID控制的变频恒压供水系统[期刊论文]-西安理工大学学报2010,26(2)

7.冯仰新.冯仰敏.李志鸿.FENG Yang-xin.FENG Yang-min.LI Zhi-hong基于PLC的Fuzzy-PID控制恒压供水系统[期刊论文]-电机与控制应用2009,36(2)

8.马云峰.唐述宏基于PLC的PID功能在恒压供水系统中的应用[期刊论文]-电工技术2001(8)

9.白金.BAI Jin基于S7-200 PID指令算法的恒压供水自动化系统[期刊论文]-自动化技术与应用2009,28(12)

10.张福科.杜军辉基于PLC的新型变频调速恒压供水系统[期刊论文]-内江科技2008,29(9)

引证文献(3条)

1.金浙良.黄芳.吴小良数字PID控制技术在恒压供水系统中的应用[期刊论文]-装备制造技术 2011(2)

2.刘瑞基于PLC的温度控制系统的设计及其在实训教学中的应用[期刊论文]-中国高新技术企业 2009(15)

3.白金基于S7-200 PID指令算法的恒压供水自动化系统[期刊论文]-自动化技术与应用 2009(12)

本文链接：https://www.360docs.net/doc/9b3685499.html,/Periodical_yxxyxb-z200901014.aspx

恒压供水系统自动控制设计要点

变频调速恒压供水系统，该系统能够根据运行负荷的变化自动调节供水系统水泵的数量和转速，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。本文主要针对当前供水系统中存在的自动化程度不高、能耗严重、可靠性低的缺点加以研究，开发出一种新型的并在这三个方面都有所提高的变频式恒压供水自动控制系统。全文共分为四章。第一章阐明了供水系统的应用背景、选题意义及主要研究内容。第二章阐明了供水系统的变频调速节能原理。第三章详细介绍了系统硬件的工作原理以及硬件的选择。第四章详细阐述了系统软件开发并对程序进行解释。关键词：变频器；恒压供水系统； PLC

Frequency conversion constant pressure water supply system, the system is capable of automatically adjusting water supply system based on load changes of quantity and speed of the pump, always maintain the high efficiency and energy saving the best state of the This article primarily for current there is a high degree of automation in the water supply system, serious disadvantages, reliability, low energy consumption study developed a new and increased in these three areas of automatic control system of frequency conversion constant pressure water supply. The text is divided into four chapters. Chapter I sets out the water supply system of main research topics on background, meaning and content. Chapter II sets out the principle of variable frequency speed adjusting energy saving of water supply systems. Chapter III details the working principle of system hardware and hardware choices. The fourth chapter elaborates system software development and to explain the procedures Key words：Cam、high deputy、automation

基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计

基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计赵华军钟波（广州铁路职业技术学院）摘要：文章介绍一种基于三菱PLC 和变频器控制恒压供水系统，详细地介绍了硬件的构成和控制流程。系统较好地解决高层建筑、工业等恒压供水需求。系统具有节能、工作可靠、自动控制程度高、经济易配置等优点。关键词：变频器；PID；PLC；恒压供水 1 引言目前，在城市供水系统中，还有很多高楼、生活小区、边郊企业等采用高位水塔供水方式。这样，由于用水量具有很大随机性，常常出现在用水高峰时供水量很小甚至没有水用的问题；且采用高位水塔，很容易造成自来水的二次污染问题。针对这一情况，本文设计了一套基于变频器内置PID 功能的恒压供水系统，采用了PLC 控制及交流变频调速技术对传统水塔供水系统的技术改造。该系统根据用水量的变化，经过压力传感器将水压变化情况反馈给系统，使得系统能自动调节变频器输出频率，从而控制水泵转速，调节输出数量，使得水量变化时可保持水压恒定；可取代高位水塔或直接水泵加压供水方式，为城市供水系统的建设提出了一条极具推广、应用的新途径[1]。 2 工作原理本文采用的变频器是三菱FR-A540，该变频器内置PID 控制功能；供水系统方案如图1 所示。将通往用户供水管中的压力变化经传感器采集到变频器，与变频器中的设定值进行比较，根据变频器内置的PID 功能，进行数据处理，将数据处理的结果以运行频率的形式进行输出[2]。当供水的压力低于设定压力，变频器就会将运行频率升高，反之则降低，且可根据压力变化的快慢进行差分调节。由于本系统采取了负反馈，当压力在上升到接近设定值时，反馈值接近设定值，偏差减小，PID 运算会自动减小执行量，从而降低变频器输出频率的波动，进而稳定压力。在水网中的用水量增大时，会出现“变频泵” 效率不够的情况，这时就需要增加水泵参与供水，通过PLC 控制的交流接触器组负责水泵的切换工作； PLC 是通过检测变频器频率输出的上下限信号，来判断变频器的工作频率，从而控制接触器组是否应该增加或减小水泵的工作数量。

PLC控制恒压供水系统.docx

PLC 控制恒压供水系统国家职业资格全省统一鉴定维修电工技师（国家职业资格二级）所在省市：江苏省常州市摘要：本设计是针对居民生活用水 /消防用水而设计的。由变频器、 PLC 控制系统，调节水泵的输出流量。电动机泵组由三台水泵并联而成，由变频器或工频电网供电，根据供水系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换及速度，使系统运行在最合理的状态，保证按需供水。采用 PLC 控制的变频调速供水系统，由PLC 进行逻辑控制，由变频器进行压力调节。通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节恒压供水。运行结果表明，该系统具有压力稳定，结构简单，工作可靠操作方便等优点。

关第一章概述??????????????????????（1）1-1常的供水方式及恒的??????????（1）二、水的一般性原 ????????????????（1） 1-2PLC 、器控制的恒供水系方案?????????（3）二、方案特点??????????????????????（3）四、型及目的???????????????????（4）硬件 ??????????????????????（6）二、器介 ?????????????????????（7）二、方式??????????????????????（7）机速方案的比 ????????????????（9）二、模供水系的

定?????????????????（10 ）一、路介 ??????????????????????（11 ）三、入出元件与 PLC 地址照表????????????（ 15）程序????????????????????（17）???????????????????????? ?（ 20）致 ???????????????????????? ?（ 21）参考文献???????????????????????（ 22 ）第一章概述供水的一种典型方式是恒供水。恒供水使用器的速功能通供水的水的速，以持供水始端力，使之保持相的恒定，故又称恒供水。在供水以逐步渗透到各种行，品种也从一的恒供水向多功能和高的、供水及能化控制的方向展。基于触摸屏和PLC 作控制器作速的恒供

PLC与变频器控制的自动恒压供水系统解析

PLC与变频器控制的自动恒压供水系统 1 系统简介为改善生产环境，沱牌公司投资清洁水技改工程并建成一座日产水2.5万顿的供水系统，分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点，从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门，一部分则需通过加压泵输送到高位水池，而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里，高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决的。鉴于以上特点，从技术可靠和>'https://www.360docs.net/doc/9b3685499.html,/jingjilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>经济实用角度综合考虑，我们设计了用PLC控制与变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统，同时通过主水管线压力传递较>'https://www.360docs.net/doc/9b3685499.html,/jingjilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的。 2 系统方案系统主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的变频器、施耐德公司的软启动器、电机保护器、数据采集及其辅助设备组成（见图1）。 2.1 抽水泵系统整个抽水泵系统有150KW深井泵电机四台，90KW深井泵电机两台，采用变频器循环工作方式，六台电机均可设置在变频方式下工作。采用一台 150KW和一台90KW的软起动150KW和90KW的电机。当变频器工作在50HZ，管网压力仍然低于系统设定的下限时，软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行，当压力达到高限时，自动停掉工频运行电机。一次主电路接线示意图见图2所示。

基于plc的恒压供水系统的设计

PLC 基于 plc 的恒压供水系统的设计（恒压供水系统的原理及电气控制要求。Plc 在机电系统中的应用和工作原理。西门子变频器的工作原理 MM440。Plc 编程原理及程序设计方法。电器原理图，接线图。）一．恒压供水系统的原理 1．系统介绍生产生活中的用水量常随时间而变化，季节、昼夜相差很大。用水和供水的不平衡集中体砚在水压上，用水多而供水少则水压低，用水少而供水多则水压高。以前大多采用传统的水塔、高位水箱或气压罐式增压设备容易造成二次污染，同时也增大了水泵的轴功率和能量损耗。随着电力电子技术的发展变频调速技术广泛应用于送水泵站、加压站、工业给水、小区和高楼供水等供水等领域。相对于传统的技术而言，它具有节能效益明显、保护功能完善、控制灵活方便等优点。恒压供水控制系统的基本控制策略是:采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是总管的出水压力及系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入 CPU 运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。恒压供水系统由 PLC 控制器，变频器，触摸屏显示器，压力变送器，水位变送器，软启动器，水泵电机组，电机保护装置以及其他电控设备等构成，如图 1 所示。水压水位压力变送器水位变送器变频器触摸屏显示器软启动器控制回路水泵电机图 1 恒压供水系统示意图电机保护装置 2．系统构成系统采用了 S7-200 型 PLC (14 个输人点，10 个输出点)、MM440 型变频器、压力传

基于三菱PLC控制的恒压供水系统设计(互联网+)

摘要本设计是专门对日常用水而设计的恒压供水控制系统。根据国内外的研究现状以及系统的控制要求，制定出了一套适合此系统的控制方案。控制方案中，硬件设计主要对可编程控制器（PLC）机型、变频器机型以及电机泵组的机型做出了选择，同时还对系统的输入输出点进行了规划和分配。在软件设计部分，针对控制要求画出了系统的流程图，并且还对每一部分的流程图进行了功能的解释，使读者能更加轻松的了解整个系统的软件设计情况。在此课题中，还采用了MCGS组态软件，对控制系统进行监视与模拟运行，很直观的再现了现场的实际情况。最后，还对整个系统进行了运行调试，运行结果表明该系统具有水压稳定、硬件组成简单、运行可靠和操作方便等优点。关键词：恒压供水；可编程控制器；变频器；组态软件

Abstract This design is specially designed for water constant pressure water supply control system. According to the requirements of the current research at home and abroad and the system control, develop a set of control scheme suitable for the system. In the control scheme, the hardware design is mainly to the programmable logic controller (PLC) model , frequency converter and motor pump set model made a choice, but also on the system input and output points of planning and allocation. In software design part, according to draw the flow chart of the system, and the required control and flow chart of every part of the function of explanation, so that readers can more easily understand the software design of the whole system. In this topic, also adopted the MCGS configuration software, to monitor and control system’s simulate, intuitive reproduce the actual situation of the scene. Finally, the debugging of the whole system running, the results on the surface of the system has stable pressure, simple structure, reliable operation and convenient operation. Key words: Constant pressure water supply；Programmable logic Controller；Inverter；Configuration software

PLC恒压供水控制系统

目录第一章绪论1 第二章 PID调节概念及基本原理3 2.1 PID调节概述3 2.1.1自动控制系统的分类3 2.2 PID控制的原理和特点4 2.2.1 PID控制的原理和特点的概念4 2.2.2 PID控制的分类5 2.3 PID控制器的参数整定6 第三章三菱FX2N型PLC的恒压变频供水系统设计实例8 3.1系统的主要控制要求9 3.2系统的硬件选型9 3.2.1 系统的控制器------- FX2n—32MR10 3.2.2 系统的模拟量输入、输出模块10 3.2.3 变频器FR—A50010 3.2.4 压力传感器TPT50311 3.3控制系统的I/O点及地址分配11 3.3.1 PLC系统的选型13

3.4 恒压供水系统的电气控制系统13 3.4.1 主电路图13 3.4.2控制电路图14 3.4.3 PLC系统外部接线图15 第四章恒压供水系统的程序设计17 4.1 系统的程序结构说明及流程图17 4.1.1初始化子程序17 4.1.2 定时中断程序18 4.1.3 主程序19 4.2程序中使用的编程组件及其含义21 第五章总结23 参考文献24 谢辞25 附录：控制系统的梯形图程序26

第一章绪论近年来我国中小城市发展迅速，集中用水量急剧增加。据统计，从1990年到1998年，我国人均日生活用水量<包括城市公共设施等非生产用水）有175.7升增加到241.1升，增长了37.2%，与此同时我国城市家庭人均日生活用水量也在逐年提高。在用水量高峰期时供水量普遍不足，造成城市公用管网水压浮动较大。因为每天不同时段用水对供水的水位要求变化较大，仅仅靠供水厂值班人员依据经验进行人工手动调节很难及时有效的达到目的。这种情况造成用水高峰期时水位达不到要求,供水压力不足，用水低峰期时供水水位超标,压力过高，不仅十分浪费能源而且存在事故隐患<例如压力过高容易造成爆管事故）。要解决这些问题，用基于PLC控制变频调速恒压供水能实现。变频调速恒压供水系统由变频器、泵组电机、供水管网、储水箱、智能PID调节器、压力变送器、PLC控制单元等部分组成，控制系统原理图如图1.1所示。图1.1 控制系统原理图其中变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使管网水压连续变化，同时变频器还可作为电机软启动装置，限制电机的启动电流。压力变送器的作用是检测管网水压。智能PID调节器实现管网水压的PID调节。PLC控制单元则是泵组管理的执行设备，同时还是变频器的驱动控制，根据用水量的实际变化，自动调整其它工频泵的运行台数。变频器和PLC的应用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。水泵电机实现变频软启动, 消除了对电网、电气设备和机械设备的冲击，延长机电设备的使用寿命。第二章 PID调节概念及基本原理

恒压供水PLC控制系统设计

1.1恒压供水PLC控制系统一、实验目的 1.学习西门子PLC的使用； 2.掌握闭环调速原理； 3.掌握变频器的使用方法； 4.了解PLC控制变频恒压供水原理。二、实验容 1.变频器参数设置端子号参数的设定值缺省的操作V/F曲线选择/ C003=‘1’ 最高电压设定/ C004=‘380’ 基准频率设定/ C005=‘50’ 最大频率设定/ C010=‘50’ 运行控制选择/ C012=‘1’ 2.控制要求 1）单泵控制恒压供水，当需水量不是很大，用一个泵通过PID控制进行恒压供水； 2）双泵控制恒压供水，当需水量大时，当一个泵满足不了用水需求时，进行双泵切换恒压供水； 3）PLC模拟量控制变频开环控制； 4）分时控制，定时轮换，可以有效地防止水泵长期不用而发生的锈死现象，提高了设备的综合利用率，降低了维护费用。三、实验步骤 1.单泵控制恒压供水 1）按照接线图接好线路，确保接线无误，以免损坏变频器和PLC的各个模块。 2）接好总电源，打开漏电保护器，此时电压表显示电压。按下启动按钮，电压指示灯亮起。 3）把模式选择开关打到手动位置，此时手动状态指示灯亮起。检查各水泵的运行情况，确定水泵能能正常运行。 4）把模式选择开关打到自动位置。 5）打开S7-200软件把程序写到PLC中，关闭软件。 6）把PLC的开关达到RUN位置。 7）打开组态王软件，运行变频恒压供水监控程序。在主画面中选择“闭环控制”打开闭环控制画面。

8）在闭环控制模式下单击单泵运行，并单击PID设定，设定给定压力SP，进行PID参数整定。

9）单击实时曲线可观察各参数的变化。 2.双泵控制恒压供水 1）打开组态王软件，运行变频恒压供水监控程序。在主画面中选择闭环控制打开闭环控制画面。

恒压供水控制系统器说明书

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，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 9.面板及配线端子说明：

变频恒压供水控制系统设计完整

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)

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：

PLC 图1 恒压供水变频控制系统原理图三、系统设备选型 1主要电气元件参数指标水泵：35KW，三相异步电动机恒压设定点：1.0Mpa 压力变送器：0-1.6Mpa，两线制，4-20mA电流输出变频器：VVVF变频器（1）水泵根据设计要求水泵正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。参考相关资料选择型号为IS50-32-125(扬程50m，流量50 m3/小时)的水泵即可满足要求。 (2)远传压力表由于远传压力表具有价格低、有数据读取表盘等优点，结合具体

自动恒压供水的控制系统(plc)

一、绪论 (一) 课题的意义及应用背景近十年来，变频技术的应用在我国有很大的发展，并取得了良好的效果。采用变频器和可编程控制器等现代控制设备和技术实现恒定水压供水，是供水领域技术革新的必然趋势，以往采用的水塔供水既不卫生又不经济，更重要的是浪费了大量的能源，本文介绍的变频调速恒压供水系统以其有效的实用性，彻底解决了上述问题，是一项颇有实用价值的调速系统，为已有的供水系统技术改造提供了切实可行的途径。变频控制技术的进步不仅仅是异步电动机结构简单、坚固、易于维护等优点，更主要的是采用变频调速技术的异步电动机的机械特性达到了直流电动机调压调速的特性。由于计算机技术的介入，使得变频器具有丰富的功能和方便好用的特点，因此人们才有可能按照实际要求，自行构成一个适用和可靠的调速系统。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，充分利用变频器内置的各种功能对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。变频恒压供水控制系统主要有： (1)带PID回路调节器和/或可编程序控制器(PLC)的控制系统在该系统中，变频器的作用是为电动机提供可变频率的电源，实现电动机的无级调速，从而使管网水压可控。传感器的任务是检测管网水压；压力设定单元为系统提供满足用户需要的水压期望值；压力设定信号和压力反馈信号输入可编程控制器后，经可编程控制器内部PID控制程序的计算，输给变频器一个转速控制信号。还有一种办法是将压力设定信号和压力反馈信号送入PID回路调节器，由后者进行运算后，输给变频器一个转速控制信号。由于变频器的转速控制信号是由可编程控制器或PID回路调节器给出的，所

基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计

基于PLC和变频器控制的恒压供水系统设计赵华军钟波（广州铁路职业技术学院）摘要：文章介绍一种基于三菱PLC和变频器控制恒压供水系统，详细地介绍了硬件的构成和控制流程。系统较好地解决高层建筑、工业等恒压供水需求。系统具有节能、工作可靠、自动控制程度高、经济易配置等优点。关键词：变频器；PID；PLC；恒压供水 1引言目前，在城市供水系统中，还有很多高楼、生活小区、边郊企业等采用高位水塔供水方式。这样，由于用水量具有很大随机性，常常出现在用水高峰时供水量很小甚至没有水用的问题；且采用高位水塔，很容易造成自来水的二次污染问题。针对这一情况，本文设计了一套基于变频器内置PID功能的恒压供水系统，采用了PLC控制及交流变频调速技术对传统水塔供水系统的技术改造。该系统根据用水量的变化，经过压力传感器将水压变化情况反馈给系统，使得系统能自动调节变频器输出频率，从而控制水泵转速，调节输出数量，使得水量变化时可保持水压恒定；可取代高位水塔或直接水泵加压供水方式，为城市供水系统的建设提出了一条极具推广、应用的新途径[1]。 2工作原理本文采用的变频器是三菱FR-A540，该变频器内置PID控制功能；供水系统方案如图1所示。将通往用户供水管中的压力变化经传感器采集到变频器，与变频器中的设定值进行比较，根据变频器内置的PID功能，进行数据处理，将数据处理的结果以运行频率的形式进行输出[2]。当供水的压力低于设定压力，变频器就会将运行频率升高，反之则降低，且可根据压力变化的快慢进行差分调节。由于本系统采取了负反馈，当压力在上升到接近设定值时，反馈值接近设定值，偏差减小，PID运算会自动减小执行量，从而降低变频器输出频率的波动，进而稳定压力。在水网中的用水量增大时，会出现“变频泵” 效率不够的情况，这时就需要增加水泵参与供水，通过PLC控制的交流接触器组负责水泵的切换工作； PLC是通过检测变频器频率输出的上下限信号，来判断变频器的工作频率，从而控制接触器组是否应该增加或减小水泵的工作数量。

恒压供水控制系统的设计

天津理工大学自动化学院专业设计报告题目：恒压供水控制系统的设计 -------------系统硬件设计学生姓名周延学号届 2011 班级电气07-2 指导教师杨顺峰专业电气工程及其自动化

说明 1. 专业设计文本材料包括设计报告、任务书、指导书三部分，其中任务书、指导书由教师完成。按设计报告、任务书、指导书顺序装订成册。 2. 学生根据指导教师下达的任务书、指导书完成专业设计工作，合作完成的专业设计，要在设计报告概述中明确说明分工。 3. 设计报告内容建议主要包括：设计概述、设计原理、设计方案分析、软硬件具体设计、调试分析、总结以及参考资料等内容，不同类型的设计可有所区别。 4. 设计报告字数应在3000-4000字，图纸设计应采用电子绘图、且符合相应国标，文字规范借鉴参考毕业设计要求。 5.专业设计成绩由平时成绩（50%）、报告成绩（30%）和答辩成绩（20%）组成。专业设计应给出适当的评语。专业设计评语及成绩汇总表

目录第一章绪论 (1) 绪论 (1) 变频恒压供水系统的研究现状 (3) 本课题的主要研究内容 (4) 第二章系统的理论分析及控制方案的确定 (5) 变频恒压供水系统的理论分析 (5) 变频恒压供水系统理论方案的确定 (5)

第三章系统的硬件设计 (7) 系统主要设备的选型 (7) 系统主电路分析及其设计 (9) PLC的I/O端口分配及外围接线图……………………10第四章系统的软件设计 (13) 系统的软件设计分析 (13) PLC程序设计 (15)

第一章绪论绪论随着社会的发展和进步，城市建筑的供水问题日益突出，一方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水障碍；另一方面要求供水的可靠性和安全性，在发生火灾时能够可靠供水。针对这两方面的要求，新的供水方式和控制系统应运而生，这就是PLC控制的恒压无塔供水系统。恒压供水包括生活用水的恒压控制和消防用水的恒压控制—即双恒压系统。恒压供水保证了供水的质量，以PLC为主机的控制系统丰富了系统的控制功能，提高了系统的可靠性。传统的供水方式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式，其优、缺点如下： (1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。 (2) 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求

恒压供水自动控制系统设计方案

恒压供水自动控制系统设计方案二0一三年一月

目录一.项目概述 (1) 二.系统结构 (2) 三.电源柜 (3) 四.潜水泵控制柜 (4) 五.加压泵控制柜 (5) 六.通讯柜 (6) 七.末端压力监测系统 (7) 八计算机管理系统 (8)

一、项目概述供水站附近有水井2口，安装潜水泵2台，水泵电机功率9.2KW，距离供水站控制室分别为____米、____米。供水站内设计蓄水箱1座，3台潜水泵分别从水井抽水注入蓄水箱。供水站设计有加压泵房，安装加压泵3台，加压泵电机功率15KW，加压泵从蓄水箱中抽水、加压后通过供水管网送至用水户。整个供水系统的协调管理由管理人员通过控制中心的计算机管理系统来实现。供水站供电变压器容量100KVA，配备无功补偿柜。主要供水设备及布局如下图：

管理设备结构如下图：以下为电脑显示画面二、控制电器设备及工作原理通讯卡末端压力监测系统

1、电源柜及工作原理供水系统的配电设计了一面电源柜，为整个供水系统设备供电。电源柜内QF1为电源总开关，QF2为潜水泵控制柜电源开关，QF3为加压泵控制柜电源开关，QF4接控制变压器给仪表柜供电，QF5为操作台上计算机供电电源开关,QF6为生活用电电源开关。电源柜安装了一块电量表，可采集三相交流电压、电流、频率、功率和功率因数等电量，现将电量表设定为PV1显示三相平均电压，PV2显示三相平均电流，PV3显示三相总功率。 2、潜水泵控制柜及工作原理(潜水泵台数根据用户需求) 潜水泵控制柜用来实现对3台潜水泵的控制。可实现3台潜水泵的手动控制和自动控制。潜水泵控制柜有电时“电源指示灯”亮；将控制模式选择开关切换到“手动”状态，可以通过按钮分别“启动”、“停止”单台潜水泵。将控制模式选择开关切换到“自动”状态，控制器根据自来蓄水池的水位自动控制潜水泵的“启动”、“停止”。正常工作时，潜水泵控制处于“自动”状态。当蓄水箱水位低于“下限”时，启动1#、2#潜水泵抽水；当蓄水箱水位低于“下下限”时，启动3#潜水泵抽水；当蓄水箱水位高于“上限”时，停止3#潜水泵抽水；当蓄水箱水位高于“上上限”时，停止1#、2#潜水泵抽水；当潜水泵运行时对应的“运行指示”灯亮，当潜水泵停时对应的

变频恒压供水控制系统设计

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 2011320401 学生姓名阿不都热扎克·阿不都拉 _ 学号 20113200137 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

基于plc控制的恒压供水系统设计

基于PLC 的恒压供水系统任务设计书

基于PLC的恒压供水系统任务设计书一、系统概述众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能己成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象，而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，此时将会造成能量的浪费，同时有可能导致水管爆破和用水设备的损坏。在此情况下，我们小组讨论并设计了该“基于PLC的恒压供水系统”。本文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统。变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器等构成。本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先启先停”的原则。压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。二、总体方案设计 PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统，该系统的控制流程图如图1所示：

图1变频恒压供水系统控制流程图从图中可看出，系统可分为：执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分，具体为： (l) 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，其中由一台变频泵和两台工频泵构成，变频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；工频泵只运行于启、停两种工作状态，用以在用水量很大（变频泵达到工频运行状态都无法满足用水要求时）的情况下投入工作。 (2) 信号检测机构：在系统控制过程中，需要检测的信号包括管网水压信号、水池水位信号和报警信号。管网水压信号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。此信号是模拟信号，读入PLC时，需进行A/D转换。另外为加强系统的可靠性，还需对供水的上限压力和下限压力用电接点压力表进行检测，检测结果可以送给PLC，作为数字量输入；水池水位信号反映水泵的进水水源是否充足。信号有效时，控制系统要对系统实施保护控制，以防止水泵空抽而损坏电机和水泵。此信号来自安装于水池中的液位传感器；报警信号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) 控制机构：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。供水控制器是整个变频恒压供水控制系统的核心。变频器是对水泵进行转速控制的单元，其跟踪供水控制器送来的控制信号改变调速泵的运行频率，完成对调速泵的转速控制。

高层建筑PLC控制的恒压供水系统的设计

1 概论随着社会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人民对供水的质量和供水系统可靠性的要求不断提高。把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统的新要求。变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便地实现供水系统的集中管理与监控，同时系统具有良好的节能性，这在能量日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。 1.1变频恒压供水产生的背景和意义众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象，而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，此时将会造成能量的浪费，同时有可能使水管爆破和用水设备的损坏。在恒压供水技术出现以前，出现过许多供水方式，以下就逐一分析。 1．一台恒速泵直接供水系统这种供水方式，水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，有的甚至连蓄水池也没有，直接从城市公用水网中抽水，严重影响城市公用管网压力的稳定。这种供水方式，水泵整日不停运转，有的可能在夜间用水低谷时段停止运行。这种系统形式简单、造价最低，但耗电、耗水严重，水压不稳，供水质量极差。 2．恒速泵加水塔的供水方式这种方式是水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔的合理高度是要求水塔最低水位略高于供水系统所需要压力。水塔注满后水泵停止，水塔水位低于某一位置时再启动水泵。水泵处于断续工作状态中。这种供水方式，水泵工作在额定流量额定扬程的条件下，水泵处于高效区。这种方式显然比前一种节电，其节电率与水塔容量、水泵额定流量、用水不均匀系数、水泵的开停时间比、开停频率等有关。供水压力比较稳定。但这种供水方式基建设备投资最大，占地面积也最大，水压不可调，不能兼顾近期与远期的需要；而且系统水压不能随系统所需流量和系统所

变频恒压供水控制系统设计

变频恒压供水控制系统设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

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

--基于PLC的恒压供水控制系统

基于PLC的恒压供水控制系统 Its functions are: it can make the pressure sensor to collect the pressure signal in the pipe line net, and this pressure signal can be converted analog signals to and be transmitted to the intelligence conversion —an instrument(the SR93 series PID modulator), the intelligence conversion instrument (the SR93 series PID modulator) display the actual pressure value of the tube net, and the intelligence conversion instrument (the SR93 series PID modulator) enact the pressure value ,the customer want to gain, when the pressure value is gained , the customer demand of and the pressure value is gained, the pipe line net display in practice, the intelligence conversion instrument (the SR93 series PID modulator) output an analog signals, and it will change frequency of Fuji transducer to influence the exportation frequency of the water pump (the FRENIC 5000 G11 Ss/P11s S), it will influence rotate speed of water pump electrical engineering, changing flux of water , so it will attain the purpose of the steady presses water supply. 引言随着我国城乡建设的迅速发展,水、电供应不足的矛盾越来越成为人们关注的问题。例如,人们日常生活中的用水量越来越大,一天中的用水量的波动也越来越大。以往的供水系统中,水泵的选取往往是按最大供水量来确定,而实际的用水量在不断变化。高峰用水时间较短,这样水泵在很长一段时间内有较大余量,不仅水泵效率低,供水压力不稳,而且造成大量电力、水资源的浪费;并且以往依靠手动操作控制泵的启动、停止,也已不能满足要求。这里,介绍一种变频控制的恒压供水系统,它既能解决人工操作的繁杂劳动和精神压力,又能节约能源[5]。一、系统介绍该控制系统主要装置包括：可编程控制器（PLC）、变频器、压力传感器、PID 控制器以及相关软件控制单元。该装置形成一套完整的、全自动的、智能的恒压供水控制系统，如图1所示。该系统能够以三种方式工作，分别为全自动、半自动和