plc变频恒压供水系统仿真

韶关市广播电视大学开放教育本科

毕业设计（论文）

XXXXXX 系 统

姓 名：XX

专业班级：10秋计算机科学与技术 指导教师：钟红君

提交日期：2012年12月10日

摘要

摘要

随着城市现代化水平的逐步提高，高层建筑不断增加，市政管网一次供水已不能满足居民的生活要求了，二次供水局部增压技术应运而生。传统供水方式占地面积大，水质易污染，基建投资多，水压不能保持恒定，导致部分设备不能正常工作，最主要的缺点是传统供水方式离不开蓄水池，而蓄水池中的水一般自来水管供给，这样有压力的水进入水池后变成零，造成大量的能源白白浪费。随着变频调速技术发展，它以其独特优良的控制性能被广泛应用于速度控制领域，特别是供水行业中。由于安全生产和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格的要求，因而变频恒压供水技术得到了更加深入的应用，进而发展成无负压供水系统。

本论文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速无负压供水系统。变频无负压供水系统由可编程控制器、变频器、无负压稳流罐，水泵机组、压力传感器、工控机等构成。

本系统包含三台水泵电机组（二主一辅），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

摘 要

我国水厂从七十年代开始应用集中巡检，到八十年代随着工业水平的提高和计算机技术的发展，自动控制技术发展得很快。随着自动控制技术的广泛应用，大城市的水厂自动化生产程度较高，但中小城市水厂尤其是老水厂自动控制系统配置相对落后。

本论文在分析和比较了国内外供水自动控制系统的发展现状和特点的基础上，结合我国中小城市供水厂的现状，设计了一套以变频调速技术为基础的恒压供水计算机监控系统。该系统综合运用计算机技术、变频调速技术以及自动控制技术，实现了恒压供水的参数整定自动控制，保证了随时供水系统维持在最佳运行状况。

论文对计算机控制系统中的上下位机之间的串行通信进行了分析和研究，运用组件技术和多线程技术开发了串行通信控件，在自定义通信协议的基础上设计了相应的串口通信程序，实现了上位机和可编程序控制器之间的实时通讯及远程控制功能。并在此基础上研制开发了一套用于供水系统的信息管理及监控系统软件，分析了软件设计中的总体结构设计、数据库设计、数据处理软件设计等的实现。

现场调试和运行表明，该系统能够对供水过程进行自动控制，能够有效地降低能耗，提高生产管理水平。监控系统安装维护方便，运行稳定、可靠；监控软件功能齐全，人机界面友好，使用方便。

关键词

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毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期：

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名： 日 期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研

沈阳理工大学课程设计

1 变频调速恒压供水系统

1.1 变频调速恒压供水的目的和意义

变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统，广泛应用于多层住宅小

区生活消防供水系统。然而，由于新系统多会继续使用原有系统的部分旧设备，在对原有供水系统进行变频改造的实践中，往往会出现一些在理论上意想不到的问题。随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。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。 1.变频调速技术的特点及应用

通常在同一路供水系统中，设置多台常用泵，供水量大时多台泵全开，供水量小时开一台或两台。在采用变频调速进行恒压供水时，就用两种方式，其一是所有水泵配用一台变频器；其二是每台水泵配用一台变频器。后种方法根据压力反馈信号，通过PID运算自动调整变频器输出频率，改变电动机转速，最终达到管网恒压的目的，就一个闭环回路，较简单，

青岛理工大学琴岛学院

毕业设计（论文）学生开题报告表

课题名称 基于plc的变频调速恒压供水系统设计 课题来源 学生名 课题类型 学 号 导 师 专 业 研究内容： 本系统以一个供水系统作为被控制对象，研究基于plc的供水系统的设计，使系统获得较好的性能指标。主要涉及内容为： 1、 了解供水系统的运行工艺情况，设计恒压供水控制系统的硬件电路，并画出详细的原理图； 2、掌握plc的编程及应用，画出plc控制功能图，梯形图； 3、掌握变频的工作原理和使用方法，研究恒压变频供水的控制方法，拟定变频器的各项参数，实现对系统的高兴能控制 4、进行程序的模拟调试，并观察运行结果。 研究方法、手段及步骤： 目的：通过对楼宇的给水和排水结构的分析，结合智能建筑的特点，设计一个用西门子PLC控制的变频恒压给水和污水排水系统。变频恒压给水系统用于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，从而提高供水质量。通过对污水排水系统进行自动化控制，能够在更好地达到预期效果的同时，极大的降低成本。 意义：任何建筑都需要进行给排水系统设计，这关系到建筑的安全性和舒适性。随着社会经济的迅速发展，水对人们的生

毕 业 设 计（论文）

题目：

恒 压 供 水

系部：电气工程与自动化 专业：机电一体化 班级：机电A1003班 姓名：曹 铮 指导教师：宋 坤 伟

山 西 职 业 技 术 学 院

山西职业技术学院毕业设计（论文） 1

目 录

摘要................................................................ 3 第一章 变频恒压供水产生的背景和意义 ................................. 2 第二章 变频调速恒压供水系统的整体设计方案 ........................... 3 2.1变频恒压供水控制系统的构成 ...................................... 3 2.2系统工作原理 .................................................... 4 第三章 变频调速恒压供水系统的硬件设

基于PLC的恒压供水系统设计

班级: 机设07-12班 汇报人： 刘 升 指导老师：马天兵副教授

目录1:课题背景及意义 2:设计要求 3: 设计方案 4: 硬件选型及设计 5: 供水系统软件设计

一 课题背景及意义1:课题背景 水和电是人类生产、生活不可或缺的一 部分，节水节电已成为时代的特征，而在 我们这个水资源、电能短缺的国家，在各 种供水方面的技术一直比较落后，尤其是 在生活供水，存在比较严重的浪费水电的 现象！本论文就是根据某小区的供水特点 设计一自动控制的恒压供水系统，以达到 节水节电的目的。

2:课题意义

P=K H QP是水泵输出功率 K是比例系数 H是水泵扬程 Q是水泵流量

恒压供水系统的节能原理图

供水系统节能分析 (1)阀门控制法 扬程特性曲线n1不变，管阻特性曲线由b3变为 b1,运行工况点从E点移至F点。此时有： P1∝H1×Q2 (2)转速控制法 扬程特性曲线由n1变为n2,管阻特性也由b3变 为b2,运行工况点从E点移至D点。此时有： P2∝H0×Q2 由上可知：转速控制法更节能，节能△P= P2- P1 为： △P ∝(H1-H0) ×Q2

二 设计要求1:达到节能的目的。 2:实现自动控制。 3

本科毕业设计说明书（论文）

1 绪论

1.1 选题的目的和意义

第 1 页 共 31 页

稳定的供水是人民生活质量的重要保障之一,但由于城市建设步伐的加快,高层建筑越来越多,使居民的生活存在自来水管管道压力不足的现象,特别是供水的高峰期的高层居民用水尤为突出,给居民的生活带来困惑。所以优秀的供水条件是人们追求高质量生活的必要条件。以往的水塔供水方法有很多缺点和无法改变的诟病，这种方法必须做出更新，不但投资大同时不利于房屋的维护和抗震，此外水箱还容易对水造成二次污染。管网压力不稳定是水塔供水的致命缺点，无法维持正常生活用水的稳定。

以前的供水方法已经不能满足正常生活的需要，变频恒压供水控制系统的的方案逐渐突出。随着科技的发展,变频调速技术也迅猛发展起来,用户供水系统也逐步采取变频技术供水来取代以往的水塔供水,先进的变频调速供水方式不仅可以提高用户对供水系统的满意度而且具有显著的节能效果。变频调速供水方案解决了以往供水方式的种种不足，此外还能延长整个供水系统的使用寿命。变频恒压供水控制系统是个闭环控制系统，它是通过检测管道压力，然后利用PLC控制变频器的输出频率和多台水

泵的启停及工作方式，实现管道的恒压供水。

传统的单片机控制供水系统, 硬件设计和程序编制难度大, 而且因工艺、电磁干扰等原因系统可靠性差, 供水压力不稳定。以某生活小区泵站供水系统为对象, 在充分分析PLC 内置PID 运算功能的基础上, 考虑供水系统的特点, 提出了用PLC 控制变频调速恒压供水系统。该系统由PLC、变频器、水泵电机组、压力传感器及电气控制柜组成。系统的逻辑控制和PID 运算由PLC 完成, 供水压力由PLC 的模拟电位器设定。系统投入运行后, 系统维护量

2008年5月第15卷增刊

文章编号:167127848(2008)S020077202

控制工程ControlEngineeringofChinaMay2008Vol.15,S0

基于PLC的PID控制恒压供水系统

罗伟平,张成文

(新余钢铁有限责任公司设计院,江西新余　338001

)

摘　　　要:传统的单片机控制供水系统,,而且因工艺、电磁干扰等原因系统可靠性差,供水压力不稳定,在充分分析PLC内置PID运算功能的基础上,水系统。该系统由PLC、变频器、。系统的逻辑控制和PID运算由PLC完成,。系统投入运行后,系统维护量少、供水压力稳定,关　键　词:;;PID:A

PIDConstantPressureWaterSuppl

基于PLC的变频恒压供水系统的设计

一、 课题简介

随着变频技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，变频恒压供水系统以其环保、节能和高品质的供水质量等特点，广泛应用于多层住宅小区及高层建筑的生活、消防供水中。变频恒压供水的调速系统可以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，是当今最先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中如何充分利用专用变频器内置的各种功能，对合理设计变频恒压供水设备、降低成本、保证产品质量等有着重要意义。变频恒压供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比，不论是设备的投资，运行的经济性，还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势，而且具有显著的节能效果。目前变频恒压供水系统正向着高可靠性、全数字化微机控制、多品种系列化的方向发展。追求高度智能化、系列化、标准化，是未来供水设备适应城镇建设中成片开发、智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。

变频恒压供水系统能适用生活水、工业用水以及消防用水等多种场合的供水要求，该系统具有以下特点:

(1)供水系统的控制对象是用户管网的水压，它是一个过程控制量，同其他一些过程控制