恒压供水系统的PLC控制设计

单位代码 10006 学 号 12934202146 分 类 号 TP302 密 级

毕业设计(论文)

基于PLC控制的恒压供水系统设计

学习中心名称 专 学 指

北航校本部 机械工程及自动化

王静 陈燕

业生导

名姓教

称 名 师

2014年 10月 20 日

论文封面书脊

基 于 P L

C

控 制

的

恒压

供

水 系 统

设

计

王

静 北 京

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

本科生毕业设计说明书（毕业论文）

内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）

高层建筑PLC控制的恒压供水系统的设计

摘 要

随着我国社会经济的发展，城市高层建筑发展十分迅速，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。城市供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到用户的正常工作和生活。

本次设计采用“一台变频器控制多台水泵”的多泵控制系统，对系统进行了主电路设计，控制电路设计、软件设计。该系统可根据管网瞬时压力变化自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入及退出，使管网主干管出口端的压力保持在恒定的设定压力值，以满足用户的供水需求，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。根据PLC和变频器的选型原则，设备选用了的西门子公司生产的S7-200系列(CPU226)的PLC和MM440泵类专用的变频器，利用变频器的本身自有的软启动功能实现水泵电机的启动。本文在系统的设计部分，对硬件系统配置、选型和软件系统的流程设计、程序设计进行了详细的介绍，达到了恒压供水系统的控制要求，满足城区居民工作和生活的日常用水需要。

关键词：恒压；供水；变频；PLC

1

内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）

The Des

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，

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，

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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

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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

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

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。

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，但供水系统本身却存在着水电供应不足的压力。在传统的供水装置中，往往水泵的选取是由最大供水的容量来确定的，但实际的供水量是时刻变化的，从而导致供水压力不稳、水泵效率低，并导致水资源浪费。这样就要求设计出更好的供水系统，这些系统能利用先进的自动控制技术、计算机技术以及通信技术，具有高性能、低能耗的特点，能适应不同领域的应用。恒压供水系统既是其中之一[1]。

本系统的设计是基于西门子 S7-200 系列 PLC 控制的变频供水系统，本文介绍了该控制系统的节能原理、系统构成和工作原理。通过PLC 进行逻辑控制，由变频器进行压力调节，经PID运算，PLC 进行控制变频和工频切换，从而使闭环自动调节恒压，进行变量供水。本文在系统的设计部分，对硬件系统配置、选型和软件系统的流程设计、程序设计进行了详细的介绍，并指出了系统设计过程中存在的问题，给出相关解决方法。该供水系统对水压实时控制性能良好，硬件模块工作稳定、可靠，变频器的控制方式采用模拟量输入，通信输出控制，通过 PID 指令实现闭环控制正确有效，达到了恒压供水系统的控制要求，满足城区居民工作和生活的日常用水需要。

关键词