高楼恒压供水的PLC 控制系统设计
第一章绪论
1.1 关于高楼恒压供水
恒压供水是指用户段不管用水量的大小, 总保持管网水压基本恒定, 这样既可满足各部位的用户对水的需求, 又不使电动机空转造成电能的浪费。高楼恒压供水通常是采用固定在建筑物上的给水塔或楼顶高位水箱，以自来水局部加压的形式供水，这种气压供水可以取代任何高度的水塔或楼顶高位水箱，水质亦不易污染，占地面积亦小。
建筑给排水是与人民生活、生产活动、卫生安全有密切关系的学科。在日常常生活中，如果供水系统的水压不稳定，会导致不良后果。例如对居民用水而言，水压过高，会导致管路泄露和水源流失严重；水压过低，用户用水会导致供水不足。对于消防用水而言，水压不稳定，会影响灭火质量。因此，保持供水压力的稳定是很有必要的。恒压供水系统是指用户端不管用水量大小，总保持管网中水压基本恒定。随着微机技术及变频技术的发展，设备简单、投资少、可靠性高、抗干扰能力强的控制系统将是高楼恒压供水系统研究的方向。
1.2 PLC的概述
1.2.1 PLC的简介
国际电工委员会（IEC）于1987年对PLC定义如下: PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置,是带有存储器,可以编制程序的控制器。它能够存储和执行指令,进行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术等操作,并通过数字式和模拟式的输入输出,控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关的外围设备,都应按易于与工业控制系统形式一体,易于拓展其功能的原则设计。
事实上, PL C就是以嵌入式CPU为核心,配以输入,输出等模块,可以方便的用于工业控制领域的装置。PLC与机器人,计算机帮助设计与制造一起作为现代工业的三大支柱。
1.2.2 PLC的基本结构
PLC实质上是一种工业控制用的专用计算机，PLC系统与微型计算机结构基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。
(1)通用型PLC的硬件结构
通用型PLC的硬件基本结构如图1.1所示，它是一种通用的可编程控制器，主要由中央处理单元CPU、存储器、输入/输出（I/O）模块及电源组成。
图1.1 通用型PLC的硬件基本结构
主机内各部分之间均通过总线连接。总线分为电源总线、控制总线、地址总线和数据总线。各部件的作用如下：
①中央处理单元CPU
PLC的CPU与通用微机的CPU一样，是PLC的核心部分，它按PLC中系统程序赋予的功能，接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；用扫描方式查询现场输入装置的各种信号状态或数据，并存入输入过程状态寄存器或数据寄存器中；诊断电源及PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误等；在PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户程序，经过命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启闭有关的控制电路；分时、分渠道地去执行数据的存取、传送、组合、比较和变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑运算或算术运算等任务；根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容，再由输出状态寄存器的位状态或数据寄存器的有关内容实现输出控制、制表打印、数据通信等功能。
②存储器
存储器（简称内存），用来存储数据或程序。它包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
PLC配有系统程序存储器和用户程序存储器，分别用以存储系统程序和用户程序。系统程序存储器用来存储监控程序、模块化应用功能子程序和各种系统参数等，一般使用EPROM；用户程序存储器用作存放用户编制的梯形图等程序，一般使用RAM，若程序不经常修改，也可写入到EPRO M中；存储器的容量以字节为单位。系统程序存储器的内容不能由用户直接存取。因此一般在产品样本中所列的存储器型号和容量，均是指用户程序存储器。
③输入/输出（I/O）模块
I/O模块是CPU与现场I/O设备或其他外部设备之间的连接部件。PL C提供了各种操作电平和输出驱动能力的I/O模块供用户选用。I/O模块要求具有抗干扰性能，并与外界绝缘因此，多数都采用光电隔离回路、消抖动回路、多级滤波等措施。I/O 模块可以制成各种标准模块，根据输入、输出点数来增减和组合。I/O模块还配有各种发光二极管来指示各种运行状态。
④电源
PLC配有开关式稳压电源的电源模块，用来对PLC的内部电路供电。
⑤编程器
编程器用作用户程序的编制、编辑、调试和监视，还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。它经过接口与CPU联系，完成人机对话。
编程器分简易型和智能型两种。简易型编程器只能在线编程，它通过一个专用接口与PLC连接。智能型编程器即可在线编程又可离线编程，还以远离PLC插到现场控制站的相应接口进行编程。智能型编程器有许多不同的应用程序软件包，功能齐全，适应的编程语言和方法也较多。
(2)PLC软件系统
PLC的软件系统是指PLC所使用的各种程序的集合，它包括系统程序和用户程序。
①系统程序
系统程序包括监控程序、编译程序及诊断程序等。监控程序又称为管理程序，主要用于管理全机。编译程序用来把程序语言翻译成机器语言。诊断程序用来诊断机器故障。系统程序由PLC生产厂家提供，并固化在EPROM中，用户不能直接存取，故也不需要用户干预。
②用户程序
用户程序是用户根据现场控制的需要，用PLC的程序语言编制的应用程序，用以实现各种控制要求。用户程序由用户用编程器键入到PLC内存。小型PLC的用户程序比较简单，不需要分段，而是顺序编制的。大中型PLC的用户程序很长，也比较复杂，为使用户程序编制简单清晰，可按功能结构或使用目的将用户程序划分成各个程序模块。按模块结构组成的用户程序，每个模块用来解决一个确定的技术功能，能使很长的程序编制得易于理解，还使得程序的调试和修改变得很容易。
1.2.3 PLC的用途
PLC的初期由于其价格高于继电器控制装置,使其应用受到限制。但近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降,使PLC的成本下降,同时又由于PLC的功能大大增强,使PLC 的应用越来越广泛,广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、纺织、环保等行业。
按PLC的应用通常可分为五种类型：
（1）顺序控制这是PLC应用最广泛的领域，用以取代传统的继电器顺序控制。PLC可应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。
（2）运动控制PLC制造商目前已提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模版。在多数情况下，PLC把扫描目标位置的数据送给模版块，其输出移动一轴或数轴到目标位置。每个轴移动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。
（3）闭环过程控制 PLC能控制大量的物理参数，如温度、压力、速度和流量等。PID（Proportional Intergral Derivative）模块的提供使PLC具有闭环控制功能,即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。。
（4）数据处理在机械加工中，出现了把支持顺序控制的PLC和计算机数值控制（CNC）设备紧密结合的趋向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列，已将CNC控制功能作为PLC的一部分。美国GE公司的CNC设备新机种也同样使用了具有数据处理的PLC。
（5）通信和联网为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化（FA）系统、柔性制造系统（FMS）及集散控制系统（DCS）等发展的需要，必须发展PLC之间，PLC 和上级计算机之间的通信功能。
1.2.4 PLC的特点
抗干扰能力强，可靠性高继电接触器控制系统虽具有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了系统的可靠性。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障，PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的1/10--1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和复杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。
控制系统的组成及工作原理
控制系统的组成：自动供水设备是由水泵机、供水控制系统、阀门管件及钢结构机座等配置组成；供水控制系统是由可变程序控制器控制系统、压力传感器、蓄水池水位控制器等组成。系统原理如图2.1所示。
控制系统的工作原理：电源接通后，由压力传感器传来信号，当传感器Kb与Kd都有信号传来时由控制系统传达指令，控制水泵的运行；由水泵从低水池统抽水，送至高水箱，再由高水箱完成储水、送水的供水循环周期；当水泵工作时，将水送至水管网，当高水箱压力升至最高工作压力时即传感器Ke有信号，水泵停机。压力降至最低工作压力时即传感器Kd有信号时，水泵重新起动，如此周而复始。当高水箱压力传感器Ke有信号时，水泵停止；当低水池压力传感器Ka有信号时，水泵停止；当低水池水位达到Ka或Kc即压力传感器Ka或Kc有信号时，或者高水箱水位达到Kf即眼力传感器Kf有信号传来时，声光报警，蜂鸣器HA1及指示灯HL1启动，按下复位按钮SB5时声光报警消失。
图2.1 系统原理图
2．2 恒压供水控制系统分析
用户用水的多少是经常变动的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。
恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的。例如在某些生产过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时，若供水压力不足或或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以，某些用水区采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。
随着电字技术的发展，传感器与PLC技术的日益完善，以PLC为核心的智能供水控制系统成本低,其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目的。
第三章高楼恒压供水系统的硬件设计
3．1 控制系统中传感器的选择
3.1.1 传感器的基本概念
传感器能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常由敏感元件和转换元件组成。传感技术是一门边缘技术，它涉及物理学，数学，化学，材视对其敏感元件部分的研究和开发，除了对其芯片的研究和开发外，也应十分重视传感器的封装工艺和封装结构的研究，这往往是引起传感器不能稳定可靠地工作的关键因素之一，传感器的作用越来越被工业界、科技界、领导决策部门所认识。这是因为传感技术是信息技术的三大组成部分之一。
信息的采集主要利用传感技术，信息的处理主要利用计算机技术，信息的传递主要采用通讯技术。传感技术是现代控制测量技术的主要环节。如果没有传感技术对原始数据进行准确、可靠的测量，无论对信息的转换、处理、传输和显示，那么精确，都将失去任何意义。
人们往往把传感器誉为人的感官:眼—光敏传感器;鼻—气敏传感器；耳—声敏传感器；嘴—味觉传感器；手一一触觉传感器；而把计算机誉为人的大脑；把通讯技术作为人的经络。因此通过感官来获取信息(传感器)，由大脑(计算柳发出指令，由经络(通讯技术)进行传输，现代信息技术缺一不可。在科学研究和基础研究中，传感器能获取人类感官无法获得的大量信息。如用传感器和传感技术，可以观察到很小的微粒；能测量很短的时间；一艘宇宙飞船可以看作是一个高性能传感器的集合体，可以捕捉和收集宇宙之中的各种信息:一辆小轿车上所用的传感器有百余种之多，利用传感器可以测量油量、水温、水压、流量、排气量、车速、姿态等。
传感器的水平是衡量一个国家综合经济实力和技术水平的标志之一，它的发展水平、生产能力和应用领域已成为一个国家科学技术进步的重要标志，正如国家有的专家认为;谁支配了传感器，谁就支配了目前的新时代。
3.1.2 传感器的分类
（1）根据输入物理量可分为:位移传感器、压力传感器、速度传感器、温度感器及气敏传感器等。
（2）根据工作原理可分为:电阻式、电感式、电容式及电势式等。
（3）根据输出信号的性质可分为:模拟式传感器和数字式传感器。即模拟式传感器输出模拟信号，数字式传感器输出数字信号.
（4）根据能量转换原理可分为:有源传感器和无源传感器。有源传感器将非电量转换为电能量，如电动势、电荷式传感器等;无源程序传感器不起能量转换作用，只是将被测非电量转换为电参数的量，如电阻式、电感式及电容光焕发式传感器等。
本设计是测取低水池和高水箱的压力故选用压力传感器。
3.2 控制系统中水泵的选择
借动力设备和传动装置或利用自然能源将水由低处升至高处的水力机械。根据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，主要有活塞泵、柱塞泵、齿轮泵、隔膜泵、螺杆泵等类型。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。潜水电泵的泵体部分是叶片泵。其他类型的水泵有射流泵、水锤泵、内燃水泵等，分别利用射流水锤和燃料爆燃的原理进行工作。水轮泵则是水轮机与叶片泵的结合。
本设计是将低水池中的水抽取到高楼顶部的高水箱中，故要选用扬程较高的深井潜水电泵。潜水电泵的泵体叶轮和驱动叶轮的电机都潜入水中，有深井用和作业面用两种。深井用潜水电泵通过伸入井中的电缆向电机供电，免去了传动长轴，因而结构紧凑,重量轻,安装、使用和转移方便，在有电源地区有取代长轴深井泵的趋势，但对含沙量大的水井和无电源地区不适用。潜水电泵用的电动机有干式（电机全部密封）、半干式（电机的定子密封，而转子在水中运转）、充油式（电机内部充油以防水分侵入绕组）和湿式(电机内部充水，定子和转子都在水中运转)等类型。前3种都需要密封且制造安装精度要求较高,因而农用深井潜水电泵通常采用湿式电动机，其定子绕组采用耐水绝缘导线或在定子绕组端部及槽内浇注合成树脂，水进入电机内部影响不大,密封结构可大大简化,只要求防砂。有的深井潜水电泵扬程高达1400米，最大流量达1.4米3／秒。
3．3 控制系统中可编程序控制器的选择
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程程序的储存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令。并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各类型的机械或生产过程。可编程控制器及其设备，都应易于使工业控制系统形成统一整体，易于扩充其功能的原则设计。
三菱公司的PLC是最早进入中国市场的产品，FX系列PLC具有庞大的家族。基本单元(主机)有FX0、FX0S、FXON、FX1、FX2、FX2C、FX1S、FX2N、FX2NC9个系列。每个系列又有14、16、32、48、64、80、128点等不同输入输出点数的机型，每个系列还有继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出三种输出形式。本设计选用FX1S-20MR型号。
PLC具有编程方法简单易学；功能强，性能价格比高；配套齐全，功能完善，适用性强；可靠性高，抗干扰能力强；系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造；维修工作量小，维修方便；体积小，能耗底的特点。
PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。
PLC应安装在：1.温度PLC要求环境温度在0~55oC，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。2.湿度为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。3.震动应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。4.空气避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。
3．5 PLC的接线图与控制电路图
根据控制系统的设计要求，PLC的外部接线图如图3.1所示。控制电路图如图3.2所示。控制面板如图3. 3所示。
图 3. 1 控制系统PLC外部接线图
图 3.2 控制系统的控制电路图图3.3 控制系统的操作面板
第四章高楼恒压供水系统的软件设计
方法一：经验设计法
在一些典型的电路基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断完善和修改。用经验设计方法设计程序时，没有一套固定的方法和步骤可以遵循，具有较大的试探性和随意性，在一些简单的程序比较适用。
但是此系统是一个比较复杂的系统，需要大量的中间单元来完成记忆、联系和互锁等功能由于考虑的因素很多，他们往往交织在一起，分析起来很困难，并且很容易遗漏一些应该考虑的问题。修改一处很可能形成“牵一发而动全身”，对系统的其他部分产生很的影响，因此在本系统中经验设计法不适用。
方法二：根据继电器电路图设计程序的方法
编程简单，但是需要注意的问题很多，如应遵守梯形图语言中的语法规定、适当的分离继电器电路图中的某些电路、时间继电器的处理等。
方法三：顺序控制设计法
按照生产工艺预定先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有次序的进行操作。
使用此方法编程简单，考虑的因素不多，不容易遗漏一些应该考虑的问题。与第二种方法相比不会有太多注意的问题。故选用方法三。
4．2 PLC 的I/O分配表
为了编写和理解程序的方便，写出I/O分配表，如表4.1
X0 低水池中传感器Ka
X1 低水池中传感器Kb
X2 低水池中传感器Kc
X3 高水箱中传感器Kd
X4 高水箱中传感器Ke
X5 高水箱中传感器Kf
X6 控制系统启动按钮SB1
X7 控制系统停止按钮SB2
X10 声光报警复位按钮SB5
Y0 控制系统中水泵的交流接触器KM1
Y1 声光报警蜂鸣器HA1
Y2 声光报警指示灯HL1
Y3 控制系统开始工作指示灯HL2
Y4 控制系统停止工作指示灯HL3
表4.1 I/O 分配表
系统的顺序功能图
顺序功能图编写程序的重要的工具，也是描述控制系统的控制过程、功能和特
性的一种图形。 它由步、有向连线、转换条件和动作组成。根据生产工艺预定先规定的顺序，可画出顺序功能图。如图4.2所示。 S 0
Y 4
M 8002X 6S 11Y 3
S 12Y 1Y 2Y 1Y 2
Y 1Y 2S 13X 0
X 2S 14S 15Y 1Y 2
X 5X 3*X 1X 10X 10X 10X 4S 16X 7X 7
图 4.2 系统的顺序功能图 4．4 系统的梯形图与指令表
梯形图与继电器控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂熟悉继电器控制的电气人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制。本设计的梯形图如图
4.3所示。
图4.3 控制系统的梯形图
由若干条指令组成的程序称为指令表程序。PLC的指令是一种与微机的汇编语言
中的指令相似的助记符表达式，小型PLC的指令系统比汇编语言的简单很多，仅用
20来条指令就可以实现开关量控制。在用户存储器中，指令按步序号顺序排列。本设计的指令表程序如下：
LD M8002 //首次扫描
SET S0
STL S0
OUT Y004 //接通控制系统停止工作指示灯
LD X006 //控制系统启动
SET S11
STL S11
OUT Y003 //接通控制系统正常工作指示灯
LD X000 //低水池传感器Ka信号
SET S12
LD X002 //低水池传感器Kc信号
SET S13
LD X005 //高水箱传感器Kf信号
SET S14
LD X003 //高水箱传感器Kd信号
AND X001 //低水池传感器Kb信号
SET S15
STL S12
OUT Y001 //声光报警蜂鸣器HA1启动
OUT Y002 //声光报警指示灯HL1启动
STL S13
OUT Y001 //声光报警蜂鸣器HA1启动
OUT Y002 //声光报警指示灯HL1启动
STL S14
OUT Y001 //声光报警蜂鸣器HA1启动
OUT Y002 //声光报警指示灯HL1启动
STL S15
OUT Y000 //控制系统中电机的交流接触器KM1接通STL S14
LD X010 //声光报警复位按钮SB5接通SET S16
STLS13
LD X010 //声光报警复位按钮SB5接通SET S16
STL S12
LD X010 //声光报警复位按钮SB5接通SET S16
STL S15
LD X004 //高水箱传感器Ke信号
SET S16
STL S16
LD X007 //控制系统停止工作通
OUT S0
LDI X007 //控制系统停止按钮SB2断开OUT S11
RET
END
第五章结束语
本文介绍了可变程序控制器控制的高楼供水系统中硬件构成、软件设计，通过传感器检测水压信号，经A/D转换成数字量，输入给PLC，将运算结果输出给继电器，由继电器控制水泵电机的开关，达到恒压供水的目的。采用PLC控制水压对高楼、生活小区及远郊企业的供水系统进行恒压控制, 不但水压调整变化平稳, 抗系统波动能力强, 而且能使供水系统运行于最佳工作状态, 供水质量提高, 节能效果也很好。此外, 以PLC 为核心的控制系统, 成本低, 工作可靠, 抗干扰能力强, 功能完善，全自动控制，自动运行，泵房不设岗位，只需派人定期检查、保养，实现控制也方便, 是一种取代传统供水方式的新途径, 具有很高的推广、应用价值。
参考资料
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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。
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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
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国家职业资格全省统一鉴定 维修电工技师论文 （国家职业资格二级） 论文题目：小区自动恒压生活供水控制系统设计 姓名： 身份证号： 准考证号： 所在省市： 所在单位：
摘要 随着我国社会经济的发展，城市建设发展十分迅速,人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计出高性能、高节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。 首先：阐明了供水系统的变频调速节能原理；具体分析了变频恒水压供水的原理及系统的组成结构，通过研究和比较，得出结论:变频调速是当今国际上一项效益最高、性能最好、应用最广、最有发展前途的电机调速技术。 其次：对控制系统的主电路设计，控制电路设计。在控制过程中，电控系统由S7-200完成，PID控制由变频器的内置PID控制方式完成，根据控制系统软硬件设计和控制要求，结合变频器的功能参数表预置了相关的参数。 最后：根据恒压供水系统控制流程图设计，利用软件进行梯形图编程设计。 关键词：恒压供水，变频调速，PLC，设计。
目录 1 绪论 (1) 1.1引言 (1) 1.2本课题产生的背景和意义 (2) 1.3变频恒压供水的现况 (2) 1.3.1 国内外变频供水系统现状 (2) 1.3.2 变频供水系统应用范围 (3) 1.4本文的主要工作 (3) 2 变频恒压供水的理论分析 (4) 2.1水泵的工作原理 (4) 2.2水泵的调节方式 (5) 3 变频恒压供水控制系统硬件的设计 (5) 3.1变频恒压供水控制系统的构成方案 (6) 3.2变频恒压供水系统的控制方案 (7) 3.3参数的计算与供水设备选型 (8) 3.3.1 水泵的参数计算与型号的选择 (8) 3.3.2 变频器的选择 (8) 3.3.3 压力传感器的选择 (10) 3.4.4 水位传感器的选择 (10) 3.4.5 其他低压电器的选择 (11) 3.5PLC的选型 (12) 3.5.1 I/O点的统计 (12) 3.5.2 PLC选型的基本原则 (12) 3.5.3 I/O的分配 (13) 3.6系统硬件线路设计 (13) 3.7PID参数的预置 (14)
变频恒压供水控制系统设计
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)
14 / - 1 - 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： 14 / - 2 - PLC 变频PIT 恒压供水变频控制系统原理图图1 系统设备选型三、 主要电气元件参数指标1，三相异步电动机水泵：35KW1.0Mpa 恒压设定点：，两线制，4-20mA电流输出压力变送器：0-1.6Mpa VVVF变频器变频器： 1）水泵（小时，35m3/根据设计要求水泵正常供水20m3/小时，最大供水量50 ，流量扬程45m扬程。参考相关资料选择型号为IS50-32-125(50m 的水泵即可满足要求。m3/小时) (2)远传压力表结合具体有数据读取表盘等优点，由于远传压力表具有价格低、14 / - 3 - 实际设计，故在此处选择其作为反馈信号。 四、系统控制要求 1、设两台水泵。一台工作，一台备用。正常工作时，始终有 一台水泵供水。当工作泵出现故障时，备用泵自投。 2、两台泵可以互换。 3、给定压力可调，压力控制点设在水泵处。 4、具有自动，手动工作方式，各种保护、报警装置。 5、用PLC为主要器件完成控制系统的设计。
基于单片机恒压供水系统的设计
毕业设计论文 论文题目：基于单片机恒压供水系统的设计 系部电子通信工程系 专业通信技术 班级 学生姓名 学号 指导教师 2012年5月5日
目录 摘要................................................................................................................................I Abstract.......................................................................................................................... II 第1章绪论 .. (1) 1.1 关于恒压供水系统 (1) 1.2 变频恒压供水系统主要特点 (1) 1.3 恒压供水技术实现 (1) 第2章变频恒压调速供水系统的工作原理 (3) 2.1 系统工作过程 (4) 2.2 变频调速的基本调速原理 (6) 2.3 水泵变频调速节能分析 (7) 2.4 本章小结 (8) 第3章变频恒压调速供水系统硬件设计 (9) 3.1 硬件总体说明 (9) 3.2 555定时器复位电路 (9) 3.3 LED数值显示 D/A数值采集 D/A数值反馈 (11) 3.3.1 LED数值显示模块 (11) 3.3.2 数据采集A/D转换电路 (11) 第4章变频恒压调速供水系统软件设计 (13) 4.1 编程软件 (13) 4.1.1 C051编译器介绍 (13) 4.1.2 KEIL编译器 (13) 4.2 单片机资料 (13) 4.3 软件的程序设计图 (14) 致谢 (18) 参考文献 (19) 附录1 (20) 附录2 (24)
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
高楼恒压供水系统
高楼恒压供水系统 高楼恒压供水系统的PID控制原理: 根据反馈原理：要想维持一个物理量不变或基本不变，就应该引这个物理量与恒值比较，形成闭环系统。我们要想保持水压的恒定，因此就必须引入水压反馈值与给定值比较，从而形成闭环系统。但被控制的系统特点是非线性、大惯性的系统，现在控制和PID相结合的方法，在压力波动较大时使用模糊控制，以加快响应速度;在压力范围较小时采用PID来保持静态精度。这通过PLC加智能仪表可时现该算法，同时对PLC的编程来时现泵的工频与变频之间的切换。实践证明，使用这种方法是可行的，而且造价也不高。 无负压变频供水设备要想维持供水网的压力不变，根据反馈定理在管网系统的管理上安装了压力变送器作为反馈元件，由于供水系统管道长、管径大，管网的充压都较慢，故系统是一个大滞后系统，不易直接采用PID调节器进行控制，而采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节作用。 高楼恒压供水系统指导： 1、无负压供水设备由专业人员提供或指导，普通状况可采用建筑设计图中的给排水设计图所标定的流量及扬程停止供水设备。 2、无负压供水设备主要根据用户的供水参数(流量、扬程等)，满足最不利点请求，应思索系统沿程和部分压力损失。(普通沿程损失的计算可参考每10米沿程增加1米扬程的办法计算。即大楼从泵房至楼顶最不利配水点管路总长100米，那么沿程损失可大约以为是10米，在肯定扬程时，应增加10米计算)。 3、无负压供水设备的工作点应充沛思索水泵效率区域。 4、用户提供供水量与供水压力外，还应提供自来水管网管径和自来水管网在用水顶峰时的供水压力值(因无负压供水设备为叠压该数据便于计算扬程)。 高楼恒压供水系统安装的过程： 1、将设备控制柜水平安放在水泥基础上，并用膨胀螺丝固定好; 2、找好进水口、出水口; 3、将自来水管引入到设备进水口，设备进水口法兰前端请顺序阀门，过滤器; 4、将用户出水管引入到设备出水口，设备出水口法兰前端请阀门，扰性街头; 5、将三相四线电引入到控制柜电源接线端，电源线大小根据设备总功率来定;
恒压供水技术方案
恒压供水技术方案文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
恒压供水技术方案 一、综述 1、概述：以变频器为核心的自动给水设备已经成为当下现代高楼自动供水设备的核心 设备。可以取代传统的高位水箱、气压罐供水，避免水质的二次污染，具有节能、操作方便、自动化程度高的特点。变频调速恒压供水设备可在生产生活用水、锅炉恒压补水、供暖系统、空调系统、定压差循环水、消防用水等方面直接应用。 2、特点： （1）高效节能； （2）可取代高位水箱或者水池，减少土建投资，避免水质二次污染； （3）采用恒压供水，大大提高供水品质； （4）延迟设备使用寿命，采用变频恒压供水，启动方式是软启动，对机械、电气设备冲击小，可大大延迟设备使用寿命，特别是机械设备。 （5）控制系统可根据客户需求配置人机管理系统、中文提示、中文监控操作，极大方便了客户的操作使用和设备维修； （6）全自动控制，无需人工干预； （7）具有完善的保护功能，变频器保护、欠电压保护、过电压保护、短路保护、过载保护、过热保护、缺相保护。 3、适用范围 （1）适用于自来水厂及加压泵站； （2）适用于住宅小区、宾馆、饭店及其它大型公共建筑的生活供水； （3）适用于大中型工矿企业的生产生活用水； （4）适用于居民住宅小区、宾馆、饭店、大型公共建筑和各种工矿企业的消防供水、生产供水； （5）适用于工矿企业恒压、冷却水工会和循环供水系统； （6）适用于热水供水、采暖、空调、通风系统的供水； （7）适用于污水泵站、污水处理中的污水提升系统； （8）适用于农田排灌、园林喷洒、水景和音乐喷泉系统； 二、工作原理
恒压供水系统设计
目录 1 摘要 (1) 1.1 引言 (1) 1.1变频恒压供水系统理论分析 (2) 1.1.1变频恒压供水系统的原理 (2) 1.1.2 变频恒压控制理论模型....................... 错误！未指定书签。 1.2恒压供水控制系统构成............................. 错误！未指定书签。 2 变频恒压供水系统设计................................. 错误！未指定书签。 2.1 设计任务及要求................................... 错误！未指定书签。 2.2 系统主电路设计.................................. 错误！未指定书签。 2.3 系统工作过程.................................... 错误！未指定书签。 3 器件的选型及介绍..................................... 错误！未指定书签。 3.1 变频器简介...................................... 错误！未指定书签。 3.1.1 变频器的基本结构与分类.................... 错误！未指定书签。 3.1.2 变频器的控制方式.......................... 错误！未指定书签。 3.2 变频器选型...................................... 错误！未指定书签。 3.2.1 变频器的控制方式.......................... 错误！未指定书签。 3.2.2 变频器容量的选择.......................... 错误！未指定书签。 3.2.3 变频器主电路外围设备选择.................. 错误！未指定书签。 3.3 可编程控制器() .................................. 错误！未指定书签。 3.3.1 的定义及特点.............................. 错误！未指定书签。 3.3.2 的工作原理................................ 错误！未指定书签。 3.3.3 及压力传感器的选择........................ 错误！未指定书签。 4 编程及变频器参数设置................................. 错误！未指定书签。 4.1 的接线图......................................... 错误！未指定书签。 4.2 程序............................................ 错误！未指定书签。 4.3 变频器参数的设置................................ 错误！未指定书签。 4.3.1 参数复位.................................. 错误！未指定书签。 4.3.2 电机参数设置.............................. 错误！未指定书签。总结.................................................... 错误！未指定书签。参考文献................................................ 错误！未指定书签。
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
高楼恒压供水的PLC 控制系统设计
第一章绪论 1.1 关于高楼恒压供水 恒压供水是指用户段不管用水量的大小, 总保持管网水压基本恒定, 这样既可满足各部位的用户对水的需求, 又不使电动机空转造成电能的浪费。高楼恒压供水通常是采用固定在建筑物上的给水塔或楼顶高位水箱，以自来水局部加压的形式供水，这种气压供水可以取代任何高度的水塔或楼顶高位水箱，水质亦不易污染，占地面积亦小。 建筑给排水是与人民生活、生产活动、卫生安全有密切关系的学科。在日常常生活中，如果供水系统的水压不稳定，会导致不良后果。例如对居民用水而言，水压过高，会导致管路泄露和水源流失严重；水压过低，用户用水会导致供水不足。对于消防用水而言，水压不稳定，会影响灭火质量。因此，保持供水压力的稳定是很有必要的。恒压供水系统是指用户端不管用水量大小，总保持管网中水压基本恒定。随着微机技术及变频技术的发展，设备简单、投资少、可靠性高、抗干扰能力强的控制系统将是高楼恒压供水系统研究的方向。 1.2 PLC的概述 1.2.1 PLC的简介 国际电工委员会（IEC）于1987年对PLC定义如下: PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置,是带有存储器,可以编制程序的控制器。它能够存储和执行指令,进行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术等操作,并通过数字式和模拟式的输入输出,控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关的外围设备,都应按易于与工业控制系统形式一体,易于拓展其功能的原则设计。 事实上, PL C就是以嵌入式CPU为核心,配以输入,输出等模块,可以方便的用于工业控制领域的装置。PLC与机器人,计算机帮助设计与制造一起作为现代工业的三大支柱。 1.2.2 PLC的基本结构 PLC实质上是一种工业控制用的专用计算机，PLC系统与微型计算机结构基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。 (1)通用型PLC的硬件结构 通用型PLC的硬件基本结构如图1.1所示，它是一种通用的可编程控制器，主要由中央处理单元CPU、存储器、输入/输出（I/O）模块及电源组成。
楼宇恒压供水控制系统设计
楼宇恒压供水控制系统设计 学生姓名：闫忠全 专业班级：09电气2班 指导教师：袁勇 完稿日期：2012年3月20日 目录 内容摘要3 一、传统供水系统的概况4 二、PLC、变频恒压供水系统方案分析及论证4 1．变频调速恒压供水系统控制原理5 2．变频调速恒压供水系统特点及适用范围6 3．传统供水系统异步电动机的调速7
4．PLC、变频恒压供水系统异步电动机的调速8 三、PLC、变频恒压供水系统方案的设计9 1．恒压供水系统的基本构成9 2．恒压供水的原理11 3．系统功能12 4．恒压供水系统控制分析12 5．水泵的转速与其扬程H、流量Q及功率的关系13 6．变频技术参数及调试参数14 7．设备的选择16 8．模拟供水系统拟定21 9．电气控制系统设计21 10．PLC输入输出接线图及程序26 四、故障处理的程序设计29 五、结束语30 参考文献31 楼宇恒压供水控制系统设计 闫忠全 【内容摘要】随着我国改革开放的不断深入,我国的经济、文化、教育等各方面都在日新月异地向前发展。科学技术更是突飞猛进。在高压供水技术上，从80年代以来，我国变频调速恒压供水设备开发成功后，经过多年的应用，技术上已经成熟，目前在消防用水、生活用水、工业用水、园林景观用水等，以及各行生产企业运用相当广泛！70、80年代建设的水塔-水泵联合供水或气压罐供水方式，在节能、环保和维护方面存在一些比较突出的问题，尤其是生活用水二次污染的控制难度很大。进入90年代电力电子器件向着大容量、高频率、响应快、低损耗的方向发展。作为应用现代电力电子器件与微计算机技术有机结合的交流变频调速装置，随着产品的开发创新和推广应用，使得交流异步电动机调速领域发生一场巨大的技术革命。目前自动恒压供水系统应用的电动机调速装置均采用
变频器恒压供水课程设计
目录 1变频器恒压供水系统简介 ................................................................... 错误！未定义书签。 1.1变频恒压供水系统节能原理 .................................................... 错误！未定义书签。 1.2变频恒压控制理论模型 ............................................................ 错误！未定义书签。 1.3恒压供水控制系统构成 ............................................................ 错误！未定义书签。 1.4恒压供水系统特点 .................................................................... 错误！未定义书签。 1.5恒压供水设备的主要应用场合 ................................................ 错误！未定义书签。2变频恒压供水系统设计 ....................................................................... 错误！未定义书签。 2.1设计任务及要求 ........................................................................ 错误！未定义书签。 2.2系统主电路设计 ........................................................................ 错误！未定义书签。 2.3系统工作过程 ............................................................................ 错误！未定义书签。 2.3.1减泵过程 ....................................................................... 错误！未定义书签。 2.3.2加泵过程 ....................................................................... 错误！未定义书签。 3 器件介绍及选型 .................................................................................. 错误！未定义书签。 3.1变频器介绍 ................................................................................ 错误！未定义书签。 3.2变频器的种类 ............................................................................ 错误！未定义书签。 3.3变频器选型 ................................................................................ 错误！未定义书签。 3.3.1变频器的控制方式 ....................................................... 错误！未定义书签。 3.3.2变频器容量的选择 ......................................................... 错误！未定义书签。 3.3.2变频器主电路外围设备选择 ......................................... 错误！未定义书签。 3.4可编程逻辑控制器（PLC）..................................................... 错误！未定义书签。 3.4.1 PLC的工作原理 ........................................................... 错误！未定义书签。 3.4.2 PLC及压力传感器的选择 ........................................... 错误！未定义书签。4PLC编程及变频器参数设置............................................................ 错误！未定义书签。 4.1 PLC的I/O接线图 ............................................................... 错误！未定义书签。 4.2 PLC .......................................................................................... 错误！未定义书签。 4.3 变频器参数的设置 ................................................................. 错误！未定义书签。总结 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献 .................................................................................................. 错误！未定义书签。
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
基于PLC的楼宇恒压供水系统设计_毕业设计论文
毕业设计论文 基于PLC的楼宇变频器恒压供水系统设计 摘要 随着社会经济的迅速发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高，再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，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趋势。 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组成控制系统，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。 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。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，工作可靠等优点。 关键词:恒压供水，PLC(可编程序控制器)，变频器，变频调速。
目录 1绪论 (1) 1.1 变频器恒压供水产生的背景和意义 (1) 1.2变频恒压供水系统理论分析 (5) 1.2.1变频恒压供水系统节能原理 (5) 1.2.2 变频恒压控制理论模型 (7) 1.3恒压供水控制系统构成 (7) 2 变频恒压供水系统设计 (12) 2.1 设计任务及要求 (12) 2.2 系统主电路设计 (13) 2.3 系统工作过程.............................................................................................. 错误！未定义书签。 3 器件的选型及介绍 (1) 3.1 变频器简介 (1) 3.1.1 变频器的基本结构与分类 (1) 3.1.2 变频器的控制方式 (1) 3.2 变频器选型 (3) 3.2.1 变频器的控制方式 (3) 3.2.2 变频器容量的选择 (3) 3.2.3 变频器主电路外围设备选择 (5) 3.3 可编程控制器(PLC) (7) 3.3.2 PLC的工作原理 (8) 3.3.3 PLC及压力传感器的选择 (9) 4 PLC编程及变频器参数设置 (10) 4.1 PLC的I/O接线图 (10) 4.2 PLC程序 (10) 5.系统安装 (13) 5.1 PLC安装位置确定 (13) 5.2 变频器的安装 (14) 5.2.1 变频器的安装环境 (14) 5.2.2 安装方式 (14) 5.3 变频器和电机的距离确定电缆和布线方法 (14) 5.4 系统安装图 (15) 6.设计预期与结果分析 (17) 6.1设计预期 (17) 6.2结果分析 (17) 参考文献 (18) 致谢 (19) 附录 (19)
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