基于PLC控制变频器恒压供水系统电路图和PLC程序
基于plc与变频器控制的恒压供水系统

摘要随着人们对生活水平要求的不断提高和经济社会发展的需求;再加上目前能源的紧缺,严重制约着经济社会的发展。
利用现有的成熟技术,设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然的趋势。
本文介绍了采用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。
在经过PID运算,通过PLC控制变频与工频的切换,实现闭环自动调节恒压变量供水。
运行结果表明,该系统具有压力稳定,结构简单,工作可靠等特点。
而本设计是针对居民生活用水而设计的。
电动机泵组成由三台水泵组成,由变频器或工频电网供电,根据供水系统出水口的压力和流量来控制变频器电动机泵的速度和切换,使系统运行在最合理的状态,保证按需供水。
关键词:变频器,恒压供水,PLC目录第一章绪论 (4)1.1变频恒压供水系统的国内研究现状 (4)1.2恒压供水系统的基本构成 (5)1.3课题研究的目的和意义 (5)第二章PLC功能选择及应用 (5)2.1 模拟量输入模块的功能及与PLC系统的连接 (5)2.2 模拟量输入模块缓冲存储器(BFM)的分配 (6)2.3 模拟量输出模块的功能及PLC系统连接 (6)2.4变频器的功能选择及原理 (7)2.4.1 变频器的分类及工作原理 (8)2.4.2 变频器硬件选择 (8)2.5压力传感器的作用及使用方法 (9)第三章系统设计 (10)3.1系统要求....................................................................... (10)3.2控制系统的I/O及地址分配 (10)3.3 PLC系统选型 (11)3.4 电器控制系统原理图 (11)3.4.1 主电路图 (11)3.4.2 控制电路图 (12)第四章系统程序设计 (12)4.1系统要求的工作泵组数量管理 (12)4.2程序的结构及程序功能的实现 (13)4.3 系统的运行分析 (14)总结 (14)致谢 (15)参考文献 (15)第一章绪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。
基于plc的变频恒压供水系统-毕业设计标准版

河南理工大学毕业设计(论文)说明书河南理工大学毕业设计(论文)说明书摘 要在城市化进程迅速的今天,城市的居住形式主要是生活小区,那么小区供水系统的建设就显得尤为重要。
而且随着城市用水量不断增加,对供水系统的建设提出了更高的要求。
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和工作。
本系统是针对居民生活用水而设计的一套由变频器、PLC 、水泵机组等设备组成的自动变频恒压供水控制系统。
该系统将PLC 、变频器、相应的传感器和执行机构有机地结合起来,并发挥各自优势,能够最大程度满足需要,具有运行稳定、操作简单和高效节能等特点。
该系统对变频器内置PID 模块参数进行预置,通过压力传感器对水压的反馈构成闭环控制系统;PID 模块根据用水量的变化调节水泵的输出流量,实现恒压供水,并达到有效节能的目的。
本文首先介绍了采取变频调速方式实现恒压供水相对于传统的阀门控制恒压供水方式的节能原理;其次,对水泵机组的各种供水状态及转换的条件、水泵由变频转工频运行方式的切换过程进行分析,着重研究并提出了基于PLC 和变频器的恒压供水系统的方案,并给出了硬件设计和PLC 控制程序设计。
控制程序设计。
关键词:PLC ;变频调速;恒压供水;变频调速;恒压供水ABSTRACTIn today's rapid urbanization, urban living is mainly living quarters, then the construction of residential water supply system is particularly important. And with the growing urban water demand, water supply systems, the proposed higher requirements. Economics of water supply, reliability and stability to the district residents directly affected the normal life and work.The system is designed for household water set by the frequency converter, PLC, water pump and other equipment consisting of automatic constant pressure water supply control system. System PLC, frequency converter, the corresponding sensors and actuators together organically, and play their respective advantages, the control system easy to operate,not only to the greatest extent to meet the needs of stability and security of its operating performance, simple and convenient mode of operation , and the complete and thoughtful features, will make water saving water, saving, labor saving, high efficiency high-quality final run, reliable, energy-saving purposes. This paper introduces the way to achieve frequency control constant pressure water supply valve control compared to conventional energy-saving principle of constant pressure water supply. Converter built-in PID module on the preset parameters, using hydraulicpressure sensor feedback, closed loop system. According to changes in water consumption, to PID regulation mode, by adjusting the pump output flow, constant pressure water supply and efficient energy. Then it analyzes the state of pump units and conversion of various water conditions, analysis of the pump frequency by the frequency change operating mode of the switch process. Important parts of functional analysis, focusing on research and put forward based on PLC and frequency constant pressure water supply system program, were given control of the hardware design and PLC programming.Keywords: PLC; frequency control; constant pressure water supply目 录1 绪论绪论.......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 11 1.1 研究背景研究背景........................................................................................................ ....................................................................................................... 11 1.2 变频恒压供水系统的国内外研究现状变频恒压供水系统的国内外研究现状 ....................................................... ....................................................... 22 1.3 供水系统安全性讨论供水系统安全性讨论.................................................................................... ................................................................................... 22 1.4 本文的设计思想本文的设计思想............................................................................................ ........................................................................................... 33 2 系统的理论分析及方案的确定系统的理论分析及方案的确定.............................................................................. ............................................................................. 44 2.1 调速方式的比较与选择调速方式的比较与选择 ............................................................................... ............................................................................... 44 2.2 控制系统方案控制系统方案................................................................................................ ............................................................................................... 66 2.3 供水系统的控制流程供水系统的控制流程.................................................................................... ................................................................................... 99 2.4 变频恒压供水系统中加减水泵的条件分析变频恒压供水系统中加减水泵的条件分析.............................................. 11 3 变频恒压供水系统的硬件设计变频恒压供水系统的硬件设计 ........................................................................... ........................................................................... 1313 3.1 PLC 选型及接线选型及接线........................................................................................... .......................................................................................... 1313 3.1.1 PLC 选型选型............................................................................................. ............................................................................................ 1313 3.1.2 PLC 的接线及I/O 分配 (16)3.2 水泵机组选型水泵机组选型 ............................................................................................. ............................................................................................. 1818 3.3 变频器选型及接线变频器选型及接线...................................................................................... ..................................................................................... 1919 3.3.1 变频器选型变频器选型........................................................................................ ....................................................................................... 1919 3.3.2 变频器的接线变频器的接线.................................................................................... ................................................................................... 2323 3.4 PID 调节器 (23)3.5 压力传感器压力传感器.................................................................................................. ................................................................................................. 2525 3.6 系统主电路设计系统主电路设计.......................................................................................... ......................................................................................... 2626 4 系统软件设计系统软件设计........................................................................................................ ....................................................................................................... 2727 4.1 PLC 控制控制 ...................................................................................................... (2727)4.1.1 PLC 程序流程图程序流程图................................................................................. ................................................................................ 2727 4.1.2 手动运行手动运行............................................................................................ ........................................................................................... 2828 4.1.3 自动运行自动运行............................................................................................ ........................................................................................... 2828 4.2 编程及介绍编程及介绍.................................................................................................. ................................................................................................. 2929 4.2.1 总程序的顺序功能图总程序的顺序功能图........................................................................ ....................................................................... 2929 4.2.2 自动运行顺序功能图自动运行顺序功能图........................................................................ ....................................................................... 3030 4.2.3 手动模式顺序功能图手动模式顺序功能图........................................................................ .. (3131)4.2.4 系统程序梯形图设计系统程序梯形图设计....................................................................... ....................................................................... 3232 5 总结与展望总结与展望............................................................................................................ ........................................................................................................... 3333 致 谢........................................................................................................................ ....................................................................................................................... 3434 参考文献参考文献.................................................................................................................... ................................................................................................................... 3535 附录A 系统硬件总图 .............................................................................................. 36 附录B 系统梯形图 .. (37)1 绪论1.1 研究背景在城市化进程迅速的今天,城市的居住形式主要是生活小区,那么小区供水系统的建设就显得尤为重要。
基于PLC 和变频器控制的恒压供水系统

基于PLC 和变频器控制的恒压供水系统摘要本文设计介绍了一种基于PLC和变频器的变频恒压供水系统,由PLC 进行逻辑控制,由变频器进行压力调节。
PLC和变频器作为控制系统的核心部件,经过变频器内部的PID运算,通过PLC控制变频与工频的切换,通过传感器反馈压力信号,实现闭环自动调节恒压供水,基本实现了高质量恒压供水,降低电能损耗,延长了加压泵的使用寿命,通过故障处理基本实现了不间断供水。
关键词PLC;变频器;传感器0 引言在城乡供水系统中,随着高层建筑的广泛建设以及居民小区的规模化发展,原有的高位水塔供水系统已经不能满足恒压供水的要求,采用变频恒压控制是现代供水控制系统的新型方式,变频恒压供水系统可有效地降低“水锤”对泵体冲击、节约电能、维持管网水压恒定、实现无人值守等。
具有较大的经济和社会意义。
本文论述了一种基于PLC的变频恒压供水系统。
利用PLC加以不同功能的传感器、变频器,根据压力传感器测得管网压力的大小及变化来控制加压泵的转速及数量,使水管的压力始终保持在合适的范围内,从而达到恒压供水的目的。
1 恒压供水系统原理恒压供水的基本思路是:采用电机调速装置控制泵的转速,并自动调整泵的运行台数,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能的目的。
系统的控制目标是泵站总管的出水压力。
系统任意设定供水压力值,其与反馈总管的压力值通过PID调节后控制调速装置,以调节加压泵的运行速度,从而调节系统的供水压力。
与传统的恒速泵供水系统、水塔高位水箱供水系统和气压罐供水系统相比,调速恒压供水系统具有供水质量高、灵活性强、能耗少、电动机起制动平稳、无水锤效应等优点,从而获得了广泛应用。
2 系统总体设计2.1 系统概况本系统拟在控制2台55kW和3台30kW加压泵相互配合完成恒压供水。
本文将以“一拖三”(一台变频器拖动三台加压泵,加压泵功率为30kW),“一拖二”(一台变频器拖动两台加压泵,加压泵功率为55kW)的设备介绍PLC与变频器组成的恒压供水系统的工作原理。
基于plc控制的恒压供水系统设计-精品

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。
基于PLC和组态技术的变频恒压供水系统

《PLC应用实验》课程报告班级:控制[专研]-17学号: 2017309030114姓名:董广亮日期:2017.11.201 设计概述本系统是以10层高楼小区供水管网为被控对象,使用变频调速技术,通过闭环控制设计一套高层楼房的恒压供水系统,并使用组态技术对系统实施监控,保证系统安全可靠的运行,使供水设备保持在最佳工况,有问题可以迅速解决。
本系统是由可编程控制器(PLC)、水泵机组、变频器、压力变送器和投入式液位变送器等组成一个闭环控制的调节系统。
变频器通过变频循环的方式来控制水泵机组中的三个水泵电机,即通常说的变频器一拖三的概念。
当1#水泵工作,随着供水官网的压力变小,1#水泵运行到50Hz时,供水量依旧不够,需要增加水泵,系统就让1#水泵脱离变频器进入工频状态,变频器去拖动2#水泵。
为了使供水官网的压力保持恒定状态,变频器需要自动在各个水泵之间切换,水泵之间遵循“先启先停”和“先停先启”的要求。
2 系统的设计分析及方案确定2.2 系统的组成及原理基于PLC的变频恒压供水是由可编程控制器(PLC)、水泵机组、变频器、压力变送器和投入式液位变送器等组成的,采用的是闭环调节控制方式,该系统的泵站图如图2-1。
图2-1 变频恒压供水系统泵站图由供水系统的泵站图,可导出供水系统的工作流程图,如图2-2所示。
管网压力信号图2-2 变频恒压供水系统工作流程图系统主要分为三大机构:执行机构、检测机构、控制机构,这三个机构的功能如下:(1)执行机构:它的作用是接收控制器给出的调节信号,调节被控介质。
在这里是由水泵机组构成的,它接受控制机构送来的信号调节电机转速来改变供水官网的压力。
而这里的水泵机组是由三个变频泵组成的,变频泵通过变频器控制,根据供水官网的压力变化来改变电机的转速。
(2)检测机构:检测分为两个部分,一供水管网的水压,另一个是蓄水池的液位。
水压通过压力变送器检测出来的,压力是一种模拟信号,储存在PLC的寄存器中,需要A/D转换。
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。
基于PLC的变频调速恒压供水控制系统

变频 恒压 供 水 系统 的软 件设 计
本系统 的程序是建 立在变频恒压供 水 的方案和控 制流程基
变频 恒压 供水 系统的控 制流 程
整个变频恒压供水控 制系统要根据检测到 的输 入信 号 的状 态、 按照系统 的控 制流程 、 通过 变频调 速器和执 行元件对 水泵组 进行控 制实现恒压供水 目的。其需要完成 的控 制流程如 图 3所 示。其控 制流程如 下 : () 1 系统上 电,按 照接收到有效 的 自控系统启 动信号后 , 首
增量和 变频器当前的输 出值相加 , 得出的值 即为变频器 当前应该 输 出的频率。该频率 使水 泵机组转速增大 , 从而使实际供 水压 力
() 3 电控 设备 : 它是由一组接触器 、 保护继 电器 、 转换开 关等 电气元件组成。用于在供 水控 制器 的控 制下完成对 水泵的切换 、
提高 , 在运行过程 中该过程将被 重复 , 直到 实际供 水压力和设 定 手 /自动切换及就地 / 集中等工作 。
力和 设 定 压 力 相 等 。
变频恒 压供 水Байду номын сангаас系统 的硬件 设计
本文 的供 水系统要适用生活水、 工业 用水以及 消防等多种场
我们 以四台水泵{ 三台主泵和一 台附属小泵) 组成 的供 压 力 , 过 变 频 器 控 制 水 泵 的 转 速 , 水 管 中 的压 力 始 终 保 持 在 合 的供 水 , 通 使
( ) 频器 : 2变 它是 对 水 泵 进 行 转速 控 制 的单 元 。 变频 器 跟 踪供
△P ,这 个差 值 经 过 计 算 和 转换 ,计 算 出变 频 器 输 出 频率 的增 加 水控 制器 送 来 的控 制信 号 改 变调 速 泵 的运 行 频 率 , 成 对调 速 泵 完 值 , 值 就 是 为 了减 小 实 际 供 水 压 力 与 设 定压 力 的 差 值 , 这 个 的 转速 控 制 。 该 将
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通讯协议
PPI MPI
PPI MPI
PPI MPI
RS485 通讯/编程 1 个 口
1个
2个
变频恒压供水系统 :一般用电位器设定压力(也可采用面板内部设定压力),采用一个压力 传感器(反馈为 4~20mA 或 0-10V)检测管网中压力,压力传感器将信号送入变频器 PID 回 路,PID 回路处理之后,送出一个水量增加或减少信号,控制马达转速。如在一定延时时间 内,压力还是不足或过大,则通过 PLC 作工频/变频切换,使实际管网压力与设定压力相一 致。
EM235
S7-200
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硬件采用整体性模块,模块种类 少,应用 ST EP-MICRO/WIN32 软 件,编程语言有三种,支持较少 的通信协议。
小型 PLC
硬件采用单独模块,模块 种类多,应用 STEP7 软件, 有五种编程语言,支持较 多的通信协议。
参考资料
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基于PLC控制变频器恒压供水系统电路图和PLC程序
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5.7 PLC程序及变频器参数PLC程序
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软硬件配置硬件采用整体性
模块,模块种类
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N32软件,编程
语言有三种,支
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议。
硬件采用单独模块,模块种类多,应用STEP7软件,有五种编程语言,支持较多的通信协议。
类型小型PLC 中型
PLC
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入输出接口少,
功能单一运算速度快,输入输出接口多,功能强大
价格价格便宜价格
昂贵
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CPU221 CPU222 CPU224
输入输出口6输入/4输
出共10个
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点
8输入/6输
出共14个
数字量I/O
点
14输入/10
输出共24
个数字量
I/O点, 2输
入/1输出共
3个模拟量
I/O点
扩展模无2个7个
块
高速计数器4个独立的
30kHz高速
计数器
4个独立的
30kHz
6个独立的
100KHz高
速计数器
程序和
数据存
储空间
6K 6K 20K
高速脉冲输出2路独立的
20kHz
2路独立的
20kHz
2个
100KHz
通讯协
议
PPI MPI PPI MPI PPI MPI
RS485
通讯/编
程口
1个1个2个
变频恒压供水系统:一般用电位器设定压力(也可采用面板内部设定压力),采用一个压力传感器(反馈为4~20mA或0-10V)检测管网中压力,压力传感器将信号送入变频器PID回路,PID回路处理之后,送出一个水量增加或减少信号,控制马达转速。
如在一定延时时间内,压力
还是不足或过大,则通过PLC作工频/变频切换,使实际管网压力与设定压力相一致。