蓝天生活小区管道系统的PID控制—水泵变频调速控制给水系统的电气设计
生活水泵恒压供水电气控制系统课程设计报告
课程设计报告书生活水泵恒压供水电气控制系统课程设计报告一、电气控制电路分析1、主电路的分析（1）组成，元件，结构生活水泵的电气控制主电路原理图如生活水泵的电气控制主电路图所示:QS1、QS2为电源引入开关，主要作为电源隔离开关用；QF1、QF2为低压断路器；KM1、KM2为接触器；FR1、FR2为热继电器，用来作为水泵M1、M2的过载保护电器；1#、2#分别为工作水泵和备用水泵。
为了保障供水的可靠性，生活水泵分为工作泵和备用泵；当工作泵发生故障时，备用泵应能自动投入, 电源为交流380/220V.2、控制电路的分析（1）组成，元件，结构生活水泵的电气控制电路原理图2、控制线路的组成为：（1）在高位水箱中设置水位信号器，由水位信号器控制水泵的自动运行。
当高位水箱水位达到低水位时，生活水泵启动向高位水箱注水；当水箱中水位升至高水位时，自动关闭水泵。
（2）为了保障供水的可靠性，生活水泵分为工作泵M1和备用泵M2；当工作泵发生故障时，备用泵应能自动投入使用（3）应有水泵电动机运行指示及自动、手动控制的切换装置、备用泵自动投入控制指示。
将转换开关SA转至“Z1”位，其触点5-6、9-10、15-16接通，其它触头断开，控制过程如下。
（4）正常工作时的控制若高位水箱为低水位，干簧式水位信号器接点SL1闭合，回路1–3–5–2接通，水位继电器KA1线圈得电并自锁，其动合触头闭合，1–7接通，109-107接通，209–207接通，则回路101–109–107–104–102接通，使接触器KM1线圈得电，KM1主触头闭合，使1#水泵M1启动运转。
当高位水箱中的水位到达高水位时，水位信号器SL2动断触点断开，KA1线圈失电，其动合触头恢复断开，109-107断开，KM1线圈失电，KM1主触头断开，使1#水泵M1脱离电源停止工作。
（5）备用泵自动投入控制在故障状态下，即使高位水箱的低水位信号发出，水位继电器KA1线圈得电，其动合触头闭合，但如果KM1机械卡住触头不动作，或电动机M1运行中保护电器动作导致电动机停车，KM1的动断触头复位闭合，9–11接通，所以回路1–7–9–11–13–2接通，警铃HA 发出事故音响信号，同时时间继电器KT线圈得电，经预先整定的时间延时后，备用继电器KA2线圈通电，其动合触头211–207接通，故回路201–211–207–204–202接通，使KM2线圈通电，其主触头闭合，备用2#水泵M2自动投入。
变频调速系统在水泵管道系统中的应用
变频调速系统在水泵管道系统中的应用随着科技的发展和社会的进步，传统的机械设备逐渐被数字化、电气化的设备取代，其中变频调速系统就是一种应用比较广泛的电气设备之一。
在水泵管道系统中，采用变频调速系统可以实现节能、减少水泵损耗、增强系统的稳定性等优点。
本文将从原理、应用、优点三个方面对变频调速系统在水泵管道系统中的应用进行探讨。
一、原理变频调速就是改变电机运行的频率和电压，从而改变转矩的大小和电机的运行速度。
变频调速系统通过检测水泵管道系统的水流量、压力、温度等参数，通过调整电机的工作频率和电压，使得水泵输出的功率和流量与管道系统需求达到平衡，从而达到节能减排的目的。
在水泵的运行过程中，能量消耗的大部分都是在启动和调速过程中，而变频调速系统正好可以在启动和调速过程中实现节能。
二、应用变频调速系统广泛应用于建筑、水处理、制冷等领域的水泵管道系统中。
在建筑领域，变频调速系统可以用于给排水系统、空调系统的水泵管道控制；在水处理领域，可以用于污水处理、给水系统等控制；在制冷领域，则可以用于工业制冷、商业制冷等场景中。
无论是哪个领域，变频调速系统都能够提高系统的效率，减少能耗损失，提高设备寿命，并且是一种稳定可靠的调速方式。
三、优点相对于传统的常规运行方式，采用变频调速系统的水泵管道系统具有以下优点：1. 节能：因为变频调速系统可以根据实际水量变化控制水泵的运行速度，从而达到节能的效果。
2. 减少水泵损耗：常规运行水泵的启动过程动力大，容易损伤水泵轴承和机件，而采用变频调速系统能够减少水泵启动时的冲击力，从而减少水泵的损耗。
3. 增强系统稳定性：不同于常规水泵系统随机运行，变频调速系统可以根据用户实际需求对水泵的运行进行稳定调节，避免因为系统压力过大或过小而造成的机件损坏。
4. 提高设备寿命：由于变频调速系统可以根据实际工作需求来调节水泵的运行，减少水泵在过大或过小压力下运行的风险，从而提高设备的寿命。
5. 方便维护管理：变频调速系统可以实现设备远程监测、故障诊断等管理优点，也更加方便维护管理，节省人力成本和设备维护时间。
毕业设计174生活水泵电气控制课程设计
生活水泵电气控制一、设计要求两台30kw，一用一备，故障时自动投切到另一台。
两台互为备用，分别有自动、手动和备用三种状态，有高低水位监测，运行指示及信号报警。
二、总体方案说明1)生活水泵电气系统控制对象电动机均由交流接触器完成起、停控制，电动机采用星-三角型控制。
2)自动，手动，备用均采用万能转换开关。
3)电动机分别采用热继电器实现过载保护，其热继电器的常开触点通过中间继电器转换后，作为电气的输入信号，用以完成各个电动机系统的过载保护。
4)主电路采用低压断路器，实现短路保护。
三、电气控制原理图1. 主电路设计生活水泵电气控制的主电路设计如下图所示1）主回路中交流接触器KM1,KM2,KM3控制工作电动机M1,接触器KM4,KM5,KM6控制备用电动机M2。
2）电动机M1、M2由热继电器FR1、FR2实现过载保护3）QF1，QF2为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用和维修方便。
2. 生活水泵电气控制交流电路如下图所示。
(1)自动控制将转换开关SA2转到自动Z1位，其触点1-2，7-8接触，其他触点断开。
即M1为工作泵，M2为备用泵。
a.正常工作的控制高位水箱水位在低水位时，浮标下降，SL2动合触点闭合，水位信号电路的中间继电器KA1线圈得电，其动合触点闭合，使接触器KM3线圈得电，KM3的动合触点闭合，使时间继电器KT1和接触器KM1同时通电，1号水泵电动机M1以星形降压启动，经过时间延时后（T=3S），KT1的动断触头延时断开，KM3的线圈失电，其触头复位，随后KT1常开触头延时闭合，使接触器KM2线圈通电，电动机M1以三角形接法安全电压稳定运行。
b.备用泵自动投入控制故障状态下，高位水箱水位在低水位时，SL2接通，使水位继电器KA1动合触点闭合，KM3触头发生故障，即KM1,KM2都不工作，这时12点接触使时间继电器KT3线圈通电，时间延时，KT3的动合触点延时闭合，接通KA2线圈，KA2动合触点闭合，使KM6线圈通电，KM6动合触点闭合，使时间继电器KT2和接触器KM4同时通电，2号水泵电动机M2以星形降压启动，经过时间延时后（T=3S），KT2的动断触头延时断开，KM6的线圈失电，其触头复位，随后KT2常开触头延时闭合，使接触器KM5线圈通电，电动机M2以三角形接法安全电压稳定运行。
关于在生活小区中变频恒压供水控制系统的应用及系统应用分析
一、前言：一般规定城市管网的水压只保证六层以下楼房的用水，其余上部各层均须提升水压才能满足用水要求，以前大多采用传统的水塔，高位水箱，或气压罐式增压设备，但它们都必须由水泵以高出实际用水高度的压力来“提升“水量，恒压供水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，在用水量的变化时保持水压恒定，以满足用水要求，是当今最先时合理的节能型供水系统，实际应用中得到了很大的发展，随着电力、电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强，充分利用变频器，PCL控制的各种功能，对应用恒压变频供水系统有着重要意义。
广梅汕铁路职工宿舍生活小区在梅花路18号，是3栋十层楼的老居民楼共有住户一百二十多户，以往是通过传统的楼顶水池提供各户供水，由于楼龄日长，各部分公共设施失修保养，楼顶水池水质劣化，水中“红虫”（一种寄生虫）越来越多，让所有职工住户心中担忧。
本人自2000年开始至2006年来一直在广梅汕铁路物业公司工程部，深知该生活小区供水问题的困扰。
2003年建议公司实施设备改z造，应用变频恒压供水系统供水，经过一段时间的审批，公司最终采用了以开利泵业有限公司安装变频恒压供水系统，本人一直是该项目的参与者和项目跟进工作。
二、正文1、该系统装置采用欧姆龙可编程序控制器和ABB变频器为主要控制器件，PLC通过A/D，转换摸块采集压力传感器的输出信号。
从监测供水压力及液面的高度,再由PLC控制变频器和接触器调节水泵的工作状态,使供水压力保持在一个恒定的压力范围,水泵系统由一台1.5KW的恒压泵和四台以变频器控制的5.5KW的水泵组成，根据不同用水量四台水泵循环变频运行，及工频运行等来恒定水压。
系统通过设定参数。
由触摸屏控制操作，根据变频显示，压力显示，欠压超时，水位报警指示，及上限保持压力，下限运行启动压力等来控制系统的运行，以妪姆龙可编程序控制器和变频器为核心控制输出，在水泵的出水泵管道上安装一个远传压力传感器，用于检测管道压力，并把出口压力变成0～5C或4～20mA的摸拟信号，送到PLC的A/D转换输入端，再经转换成数字信号控制PLC的输出，给定偏差值到变频器，以控制输出频率的大小，从而改变水泵的电机转速，达到控制管道压力恒定的目的。
《2024年基于PLC的变频恒压供水系统的设计》范文
《基于PLC的变频恒压供水系统的设计》篇一一、引言随着城市化进程的不断推进和居民生活质量的提升，对供水的需求和质量要求也越来越高。
为满足这些需求，我们提出了一种基于PLC的变频恒压供水系统设计方案。
此系统结合了可编程逻辑控制器（PLC）与变频技术，有效控制了水泵的运行状态，达到了稳定供水的目的。
该设计不仅能实现水压的稳定输出，还可以降低能源消耗，具有很高的实际应用价值。
二、系统概述基于PLC的变频恒压供水系统主要由以下几个部分组成：PLC控制器、变频器、水泵、传感器和管网等。
其中，PLC控制器和变频器是该系统的核心部分，负责实现水压的稳定输出和能源的节约。
三、系统设计1. PLC控制器设计PLC控制器是整个系统的“大脑”，负责接收传感器采集的数据，并根据这些数据对变频器进行控制，以实现水压的稳定输出。
在设计过程中，我们选择了高性能的PLC控制器，其处理速度快、可靠性高，可以确保系统的稳定运行。
2. 变频器设计变频器是实现恒压供水的关键设备。
它可以根据PLC控制器的指令调整水泵的转速，从而达到控制水压的目的。
我们选择了高性能的变频器，具有较高的转换效率和稳定的运行性能。
3. 水泵设计水泵是供水系统的核心设备。
在设计过程中，我们选择了高效、低噪音的水泵，以满足供水的需求。
同时，我们还考虑了水泵的节能性能，选择了能效较高的水泵。
4. 传感器设计传感器负责采集水压、流量等数据，为PLC控制器提供控制依据。
我们选择了高精度的传感器，以确保数据的准确性。
5. 管网设计管网是供水系统的“血管”，其设计直接影响到供水的质量和效率。
我们采用了高强度、耐腐蚀的管道材料，并进行了合理的布局和安装，以确保供水的稳定和高效。
四、系统实现在系统实现过程中，我们首先对各个设备进行了选型和采购，然后进行了设备的安装和调试。
在调试过程中，我们对系统的各项性能进行了测试和优化，确保系统能够稳定、高效地运行。
最后，我们对系统进行了实际运行测试，验证了该设计的可行性和实用性。
变频调速水泵供水系统的设计
过程装备控制技术大作业变频调速水泵供水控制系统的设计作者姓名学生学号学科专业指导教师2016年6月12日一、设计依据1.1 设计背景随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，城市化普也越来越普及。
加之土地资源的有限性，小区居民楼楼房也越来越高。
由于居民生活用水时间的集中，因此高层住户用水就成了关键性的问题。
而在现实生活中，传统供水方式普遍存在着效率低、稳定性差、自动化程度不高等缺点，于是在用水高峰期时常常会出现供水水压不够高的情况，以至于高层用户处于断水状态，直接影响住户的正常生活和工作，同时也体现了基础设施建设的不完善性。
因此，解决城市高层居民的供水系统稳定性、节能性、高效性是我们必须研究和处理的问题。
1.2设计内容伴随着计算机技术的发展，计算机与流量的检测和控制技术也密切联系，人们越来越多的采用单片机对工业系统中的流量进行测量和控制。
而单片机控制系统设备简单，经济性，可靠性高，抗干扰能力强，以使得她在检测控制方面得到了很大的运用。
水泵的运行直接影响到居民的生活，所以完善供水系统体系，实现智能控制是很有必要的。
本文结合单片机技术，采用变频调速供水方式，安装在系统中的压力传感器将系统压力信号与设定压力值作比较，A/D转后成数字型号后送入单片机中进行运算以及PID调节，再有单片机输出，通过D/A输出模拟信号，再传递给执行器和被控变量，使系统水压无论流量如何变化始终稳定在一定的范围内，实现节能的调节方式。
二、设计方案及控制原理水泵系统的控制原理图2.1变频调速恒压供水的原理变频调速恒压供水设备是一种在保持供水压力不变（理想状态）的情况下，按需供水的新型自动供水设备。
电源的频率与水泵的转速成正比，水泵的转速与供水量成正比，变频调速控制柜通过改变水泵电源的频率，控制水泵的转速，进而调整水泵的供水量，实现对用户按需供水的目的。
变频调速控制柜通过压力传感器采集用户管网的供水压力，进行PID运算，使用户管网的供水压力始终稳定在设定压力的一定范围内。
《2024年基于PLC的变频恒压供水系统的设计》范文
《基于PLC的变频恒压供水系统的设计》篇一一、引言随着现代工业和城市化进程的快速发展，供水系统的稳定性和效率成为了关键因素。
变频恒压供水系统因其良好的节能效果和稳定的水压输出，被广泛应用于各种工业和民用领域。
本文将介绍一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的变频恒压供水系统的设计，通过精确控制水泵的运转，实现恒压供水，并提高整个系统的可靠性和灵活性。
二、系统设计概述基于PLC的变频恒压供水系统主要由水泵、变频器、压力传感器、PLC控制器等部分组成。
其中，PLC控制器作为整个系统的核心，负责接收压力传感器的信号，根据预设的压力值调整变频器的输出频率，从而控制水泵的运转，实现恒压供水。
三、硬件设计1. 水泵：选用高效、低噪音的水泵，根据实际需求选择合适的型号和数量。
2. 变频器：选用性能稳定、调速范围广的变频器，与水泵匹配，实现精确控制。
3. 压力传感器：安装在水管网络上，实时监测水压，并将信号传输给PLC控制器。
4. PLC控制器：作为整个系统的核心，选用高性能、高可靠性的PLC控制器，具备强大的数据处理和逻辑控制能力。
四、软件设计1. 数据采集与处理：PLC控制器通过压力传感器实时采集水压数据，经过数据处理后，与预设的压力值进行比较。
2. 控制算法：根据比较结果，采用PID（比例-积分-微分）控制算法，调整变频器的输出频率，从而控制水泵的运转，实现恒压供水。
3. 逻辑控制：PLC控制器根据实际需求，实现系统的逻辑控制，如自动启停、故障报警等。
五、系统实现1. 连接硬件：将水泵、变频器、压力传感器等硬件设备连接起来，形成完整的供水系统。
2. 编程与调试：使用专业的编程软件对PLC控制器进行编程，实现数据采集、处理、控制算法和逻辑控制等功能。
经过反复调试，确保系统稳定、可靠地运行。
3. 安装与调试：将编程好的PLC控制器安装到系统中，进行实际运行测试。
根据测试结果，对系统进行优化和调整，确保系统达到预期的恒压供水效果。
pid变频恒压供水系统的设计_secret
PID变频恒压供水系统的设计可以看出利用变频器实现调速恒压供水，当转速降低时，该系统能够对供水系统进行自动控制，有效的降低能耗，保持系统维持在最佳运行状态，提高生产管理水平。
目录第一章绪论................................................................................................................................................ 第二章PID恒压供水系统介绍 ............................................................................................................1.1 主要结构....................................................................................................................................1.2 主要运动形式............................................................................................................................1.3 控制要求.................................................................................................................................... 第三章PID恒压供水系统的硬件选型 ..................................................................................................2.1 主电动机M1的正、反转控制..................................................................................................2.2 主电动机M1停车与制动的控制................................................................................................2.3 主电动机在主轴边素与进给变速时的连续低速冲动控制......................................................2.4 镗头架的工作台快速移动的控制............................................................................................2.5 机床的连锁保护环节................................................................................................................ 第四章PID恒压供水系统软件设计 ......................................................................................................3.1 T68型卧式镗床继电器与PLC兼容控制的工作原理.............................................................3.2 具体步骤....................................................................................................................................3.3 根据继电器控制电路进行梯形图改造、注意点....................................................................3.4 I/O口.........................................................................................................................................3.5 梯形图........................................................................................................................................ 第五章PID恒压供水系统的调试与分析 ................................................................................................4.1 安装准备工作..............................................................................................................................4.2 按照接线图接线........................................................................................................................4.4 按照PLC外部接线图接线.......................................................................................................... 结束语 ......................................................................................................................................................... 致谢 ......................................................................................................................................................... 参考文献...................................................................................................................................................... PID恒压供水系统附录...............................................................................................................................1课题的背景及意义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，人们对供水的质量和安全可靠性的要求不断提高。
2024年水泵机组自动变频调压PLC控制系统设计总结
2024年水泵机组自动变频调压PLC控制系统设计总结一、引言随着科学技术的不断进步和社会的快速发展，水泵机组在农业、工业、建筑等领域的应用越来越广泛。
在过去的几年里，我国在水泵机组的设计和控制系统上取得了显著的进展，利用PLC 控制系统可以实现对水泵机组的自动化变频调压控制，从而达到节能环保的目的。
本文主要对2024年水泵机组自动变频调压PLC 控制系统设计进行总结。
二、水泵机组自动变频调压原理水泵机组自动变频调压控制系统是通过PLC控制器对水泵电机进行调速和调压，实现自动控制和调节。
其基本原理如下：1. 变频调速: 通过改变电机的供电频率，调整电机转速，从而控制水泵的流量和压力。
当需要流量和压力较小时，可降低电机的供电频率，使电机转速减小，水泵的流量和压力也相应减小；当需要流量和压力较大时，可提高电机的供电频率，使电机转速增加，水泵的流量和压力也相应增加。
2. 调压控制: PLC控制器通过对水泵的负荷情况进行监测，根据负荷变化调整给定的电压和电流，以维持设定的水泵压力。
当负荷增加时，PLC控制器自动增加电压和电流，使水泵的流量和压力保持在设定值；当负荷减少时，PLC控制器自动减少电压和电流，使水泵的流量和压力保持在设定值。
三、水泵机组自动变频调压PLC控制系统设计方案2024年水泵机组自动变频调压PLC控制系统设计方案主要包括以下几个方面：1. 选用合适的PLC控制器和变频器: 选择性能稳定可靠、适用于水泵机组控制的PLC控制器和变频器，确保系统正常运行。
同时，要考虑系统的可扩展性和兼容性，以方便后期的升级和维护。
2. 设计合理的控制逻辑: 根据水泵机组的实际工作需求，设计合理的控制逻辑。
对水泵的启动、停止、变频调速、调压等关键过程进行详细的控制策略分析和设计，确保系统安全可靠、高效节能。
3. 确定合适的传感器和执行器: 根据控制需求，选择合适的传感器和执行器。
传感器负责对水泵的压力、流量、电流等参数进行实时监测，执行器负责对水泵的启动、停止、变频调速、调压等操作进行执行。
基于PLC控制的生活给水泵系统设计
基于PLC控制的生活给水泵系统设计物理与机电工程学院电子信息工程专业200402203（学号）苏小燕（姓名）指导教师赖义汉[摘要] 本文介绍了以可编程逻辑控制器为核心的控制系统，并对其工作原理、硬件设计、软件设计进行重点阐述，从而对传统的城市供水系统进行改造，可以有效的解决以前系统故障率高、可靠性差、能源浪费严重等一系列问题。
同时，系统具有自动和手动两种控制方式，便于对系统进行维护修理，提高效率，实现自动化供水。
Abstract This article has introduced the control system with Programmable Logical Controller at the core, and emphatically describe this control system’s work principle, the hardware design and software design. Thus transformed the traditional city water-supply system. Effective settlement the system publishes fault rate high, energy series waste such as these problems. Meanwhile, the system has automatic and manual two kinds of control way. Can be convenient maintain and repairing to the system. Raise the efficiency, realize automation supplies water.[关键词]：PLC ；给水系统；自动控制Key words: PLC ；water-supply system；Automatically Control引言 (3)1 可编程序控制器（PLC）的概述 (4)1.1 PLC的定义 (4)1.2 PLC的产生及发展趋势 (4)1.2.1 PLC的产生 (4)1.2.2 PLC的发展趋势 (4)1.3 PLC的特点 (4)1.4 PLC的一般组成和基本工作原理 (5)1.4.1 PLC的一般组成 (5)1.4.2 PLC的基本工作原理 (5)1.5 PLC的应用设计步骤 (5)1.6 松下电工可编程序控制器产品---FP1-C40简介 (6)1.7 FPWIN-GR软件介绍 (6)2 系统设计总体方案 (7)2.1 设计思路 (7)2.2系统构成框图 (7)2.3系统工作原理 (8)3 硬件部分设计 (8)3.1 水泵主电路 (8)3.1.1 水泵起动方式的选取 (9)3.1.2 器件型号的选取 (10)3.2 水泵的控制回路设计 (11)3.2.1 手动控制 (11)3.2.2 自动控制 (12)3.3 水位控制器的介绍 (14)4 软件设计 (15)4.1 程序流程图 (15)4.2 顺序功能图SFC的设计及分析 (16)4.3 符号梯形图设计 (18)4.4 系统语句表 (19)5 结束语 (19)致谢 (20)参考文献 (20)附录A 外文原文 (21)附录B 外文翻译 (25)附图 (28)附录C程序清单 (29)现代建筑的生活给水系统是整个建筑必不可少的重要组成部分，目前的供水方式[1]主要有二种(1)水池—水泵（恒压变频或气压罐）—管网系统—用水点对于一、二层是商业群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前较多采用此种供水方案。
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摘要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,以及主电路图和控制电路图的绘制。
关键词：PLC；变频调速；恒压供水AbstractThe system is designed for residential water set by the inverter, PLC, water pump and other equipment consisting of automatic constant pressure water supply control system. The system PLC, inverter, the corresponding sensors and actuators together organically, and their respective advantages, to the greatest extent to meet the needs of a stable, simple and energy efficient features. The system is built on the drive parameters preset PID modules, pressure sensors on the pressure through the closed loop feedback control system; PID block changes in water regulation under the pump output flow, constant pressure water supply, and to achieve an effective energy-saving purposes. This paper describes the approach taken to achieve frequency control constant pressure water supply compared to traditional methods of energy conservation principle; Secondly, the state of the pump unit and conversion of various water supply conditions, water pump run by the frequency switch mode frequency of the switching process , focuses on the proposed PLC and inverter based Water Supply System program, and gives the hardware design and PLC control program design and the main circuit and control circuit of the drawing.Keywords:PLC; frequency conversion; constant pressure water supply目录第一章绪论 (1)1.2 国内恒压供水系统的现状 (1)1.2.1 国内恒压供水系统的研究状况 (2)1.2.2 各类供水系统的比较 (3)1.3 本课题的总体方案 (4)1.3.1 系统的总体布局图 (5)1.3.2 系统的总体方案 (5)1.3.3 本系统的特点 (6)1.4 本课题的主要工作 (7)第二章恒压供水系统的原理 (9)2.1 变频器 (9)2.1.1 变频器的基本原理 (9)2.1.2 变频器的结构电路图 (10)2.1.3 变频器的配线 (13)2.1.4 故障诊断与对策 (15)2.2 软起动 (17)2.2.1 软起动的基本原理及性能特点 (17)2.2.2 软启动的主要起动方式 (18)2.2.3 常见故障的排除 (19)第三章供水系统中生活用水及消防用水的相关计算 (21)3.1 用户用水量的相关计算 (21)3.2 水泵扬程的计算 (23)3.3 水泵的选择 (24)3.3.1 生活供水泵的选择 (24)3.3.2 消防泵的选择 (25)第四章供水系统的硬件电路设计 (27)4.1 主要器件选型 (27)4.1.1 电动机选型 (27)4.1.2 变频器和软起动选型 (27)4.1.3 控制器件选型 (28)4.2 PID调节器 (30)4.2.1 PID调节原理 (30)4.2.2 PID参数设计 (31)4.2.3 PID设定值的调整及控制算法 (32)4.3 压力传感器 (33)4.4 供水系统的电气设计 (34)4.4.1 恒压供水思路 (34)4.4.2 强电驱动线路1 (35)4.4.3 强电驱动线路2 (37)4.4.4 电动阀控制电路 (37)4.4.5 PLC接线图 (38)4.4.6 控制线路 (39)第五章恒压供水系统的软件设计 (42)5.1 编写PLC程序的基本步骤 (42)5.2 PLC程序中使用的继电器 (42)5.3 恒压供水系统I/O分配表 (45)5.4 程序流程图 (46)5.5 程序编写 (47)5.5.1 梯形图的基本绘制规则 (47)5.5.2 梯形图 (47)5.6 程序调试 (47)5.6.1 PLC程序的运行和模拟调试 (47)5.6.2 硬件功能调试 (48)5.6.3 系统总体调试 (48)结论 (49)参考文献 (50)致谢 (51)附录1 PLC程序流程图 (52)附录2 PLC程序 (56)第一章绪论1.1 恒压供水问题的提出随着工业发展和人民生活水平的提高，用水量越来越多，而水资源有限，造成用水紧张。
并且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。
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。
传统的供水方式如水塔高位水箱供水，气压给水，单片机变频调速供水系统等都存在不同程度浪费水力、电力资源；效率低；可靠性差；自动化程度不高等缺点，严重影响了居民的用水和工业系统中的用水。
目前的供水方式朝向高效节能、自动可靠的方向发展。
变频调速技术以其显著的节能效果和稳定可靠的控制方式，在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用，特别是在城乡工业用水的各级加压系统，居民生活用水的恒压供水系统中，变频调速水泵节能效果尤为突出。
应用变频器恒压供水，水箱能大幅度减小，因此能有效地减小楼房的负载，由于减小了供水水箱和楼房的负荷，可以节约工程造价，相应地也扩大了楼房的面积。
变频调速恒压供水技术其节能、安全、供水高品质等优点，在供水行业得到了广泛应用。
恒压供水调速系统实现水泵电动机无级调速，依据用水量的变化（实际上为供水管网的压力变化）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是当今先进、合理的节能型供水系统。
在实际应用中如何充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频器调速恒压供水设备，降低成本、保证产品质量等有着重要意义。
1.2 国内恒压供水系统的现状变频调速给水是国内十几年来发展起来的新型给水方式，已被广泛应用于居住区、高层大厦、工矿企业、农村、城镇的生活给水和一些生产工艺有特殊要求的生产给水系统。
它有明显的节能效果。
凡需增压的给水系统，为了节能，均可采用变频调速给水系统。
随着我国科技发展和生产能力的提高，变频调速给水控制方式也从一般逻辑电子电路控制方式，发展到可编程序控制器控制方式；从一台泵固定变频发展到按可编程序自动切换变频的方式，使之运行更可靠、更合理、更加节能。
1.2.1 国内恒压供水系统的研究状况目前,就国内而言，归结起来主要采用以下三种方法:（1）水池－水泵（恒压变频或气压罐）－管网系统－用水点这种方式是集中供水。
对于一、二层是商业群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前较多采用此种供水方案。
一般设计有地下生活水池一座，集中恒压变频供水，不设屋顶水箱。
主水泵一般有三台，二开一备自动切换，副泵为一般为一小流量泵，夜间用水量小时主泵自动切换到副泵，以维持系统压力基本不变。
恒压变频供水是较为理想和先进的。
首先恒压变频供水保证出水压力不变，根据用水量大小进行变频供水，既节约电能，又保证水泵软启动（对电网电压冲击不大），延长了水泵寿命。
各台水泵自动轮换使用，即最先投入使用的水泵最早退出运行，这样各台水泵寿命均等，而且一旦水泵出现故障，该系统能自动跳过故障泵运行。
如图1-1所示。
（2）水池－水泵－高位水箱－用水点此方式也是集中供水。
单幢次高层和高层建筑的高压供水区较多采用该种方案。
一般也需要设计有一座地下水池，通过两台水泵（一用一备）抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用水点。
该方式是较成熟的水泵、水箱供水方式。
（3）单元水箱－单元增压泵－单元高位水箱－各单位用水点此方式已简化为单元总水表进水。
单元水箱和单元增压泵实际上是一个整体，我们称之为单元增压器。
由于有屋顶水箱，高水位时停泵，低水位时启泵，这样，水泵也有了停息时间，既省电又不至于一停电就停泵无水供应，用水有了保障，社会效益较好。
图1-1传统恒压供水方式1.2.2 各类供水系统的比较1.2.1中三种供水方式是现阶段常用的三种供水方式，这三种供水方式各有其特点，为小区供水提供了较多的选择。
（1）水池－水泵（恒压变频或气压罐）－管网系统－用水点是目前国内外普遍采用的方法。
该系统供水采用变频泵循环方式，以“先开先关”的顺序关泵，工作泵与备用泵不固定死。
这样，既保证供水系统有备用泵，又保证系统泵有相同的运行时间，有效地防止因为备用泵长期不用发生锈死现象，提高了设备的综合利用率，降低了维护费用。
（2）水池－水泵－高位水箱－用水点这种供水方式通过水泵抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用户。