基于PLC的高楼恒压供水控制系统的设计

课题名称基于PLC的高楼恒压供水控制系统的设计*名：**

日期： 2011年11月10日

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

1.引言 (1)

2恒压供水的特点................................................‥ (5)

2系统结构图 (5)

3软件部分 (6)

3.1P L C程序 (6)

3.2I\O分配表 (10)

3.3变频器参数设定 (10)

4控制电路图 (11)

4.1主电路图 (11)

4.2控制电路图 (11)

5主要器件的选择 (12)

5.1MD-W 恒压供水压力传感器的介绍 (12)

5.2PLC的特点 (13)

6变频器的特点 (14)

7系统要实现的功能有 (15)

7.1 手动运行 (15)

7.2自动运行 (16)

7.3特殊情况 (16)

8这个系统的优越性 (16)

总结 (17)

基于PLC的高楼恒压供水控制系统的设计

摘要：建设节约型社会，合理开发、节约利用和有效保护水资源是一项艰巨任务。居民生活用水具有时间集中，用水量变化较大的特点，而采用原供水系统存在成本高，可靠性低，水资源浪费和管网系统待完善的问题。为此采用变频器与可编程控制器（PLC）构成控制系统，优化控制泵组的调速运行，自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，提出用自来水水压供水与水泵提水相结合的方式，并配以变频器、PLC、压力传感器、溢流阀等将管网的压力，通过压力传感器把数据传给PLC，PLC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，使水管中的压力始终保持在合适的范围。PLC恒压供水的优点在于当管网流量变化时，能达到稳定供水压力和节能、安全、供水高品质等优点。

关键词：变频器；PLC；恒压供水；

1.引言

现在的恒压供水应以经济合理，技术先进，供水安全可靠为原则。传统的供水方式（包括水箱/水塔供水和气压供水）。水箱/水塔供水称为重力供水，具有供水压力比例恒定和储水的功能。它是由位置高度形成的压力来进行供水的，为此需要建造水塔或将水箱置于建筑物的顶上。但是常常不能满足供水要求，难以满足不断增加的用水需求。同时在屋顶上形成很大的负重，增加了结构面积，也妨碍了美观。此外，屋顶水箱必须高出水面几米，建筑方面较难处理，而且投资周期长。气压供水：在地下室或某些空旷之处加压送到管网中去。其优点是灵活性大，建设快，少受污染，不妨碍美观，有利于扩张与消除管道中的水锤与噪声，且可以通过改变压力罐的压力来满足不断增加的供水需求。缺点是需要压力罐，其体积和投

资大，压力变化大，运行效率低，还需要使用张力膜或设置空气压缩机充气。因此，电能消耗大，运行费用高。

随着交流电机变频调速技术的日益成熟，为实现恒压供水提供了可靠的技术条件。利用变频器、压力计，PLC等器件的有机结合，构成控制系统调节水泵的输出流量，取代水塔、水箱、气压罐，实现了恒压供水。且配置日趋合理，成为供水网的替代产品。

本设计的系统要求有：

（1）能提供某一小区800人的平时用水，保证在高峰时期小区高层用户的恒压供水；

（2）保证在用水低谷时不会造成电力的浪费，在停电后恢复通电时恒压供水装置能自动启动；

（3）可实现手动控制运行和自动运行（用一个转换开关控制，有自动挡和手动挡）；

（4）能实现故障报警；

（5）备用水泵能在不影响供水系统的情况下进行自动轮休；

（6）操作简易，维护简单，保证楼层生活水系统、生产水系统的正常运行。

2.恒压供水的特点

恒压供水的特点为：

（1）节电：优化的节能控制软件，使水泵实现最大限度地节能运行；

（2）节水：根据实际用水情况设定管网压力，自动控制水泵出水量，减少了水的跑、漏现象；

（3）运行可靠：由变频器实现泵的软起动，使水泵实现由工频到变频的无冲击切换，防止管网冲击、避免管网压力超限，管道破裂。

（4）控制灵活：分段供水，定时供水，手动选择工作方式。

（5）自我保护功能完善：如某台泵出现故障，主动向上位机发出报警信息，同时启动备用泵，以维持供水平衡。万一自控系统出现故障，用户可以直接操作手动系统，以保护供水。

3.系统结构图

（图1）

（图1）说明的是PLC控制变频器和继电器实现水泵的恒压供水，水压的是否稳定通过压力变送器传送给PLC进行检测做出判断，PLC做出相应的控制。

4 主要器件的选择

我选用欧姆龙CP1HPLC和三菱E700变频器，MD-W 恒压供水压力传感器，实现恒压供水。

以下我简单介绍一下使用到的器件的特点及功能。

4.1 MD-W 恒压供水压力传感器的介绍

针对在供水系统中变频器的使用，采用抗变频干扰电路，保证输出信号的稳定性。同时，专用电路中对传感器的偏移、灵敏度、温漂和非线性进行

精密补偿，使之具有集成度高、体积小、精度高、一致性好、抗干扰能力强、响应速度快等特性。

技术参数：

4.2 PLC的特点

（1）可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F 系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

（2）配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

4.3 变频器的特点

（1）可控的加速功能变频调速能在零速启动并按照用户的需要进行光滑地加速而且其加速曲线也可以选择(直线加速S 形加速或者自动加速)