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1、w变频供水远程控制系统设计变频供水远程控制系统设计摘摘 要要 变频调速恒压供水系统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们的生活水平、降低能耗等方面具有 重要的现实意义。本设计是针对居民生活用水/消防用水而设计，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，再经过PID运算，通过 PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节恒压供水。 实验结果表明，该系统具有压力稳定，结构简单，工作可靠等优点。论文论述了 采用多泵供水方案的合理性
2、，分析了多泵供水方式的各种供水状态及转换条件，分析 了电机由变频转工频运行方式的切换过程及存在的问题，给出了实现有效状态循环转 换控制的电气设计方案和 PLC 控制程序设计方案。 变频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，保证了供水的质 量，以变频器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。因此, 采用PLC和变频器为核心部件构成的变频恒压供水系统, 具有良好的技术、经济效益, 有广阔的应用前景和推广价值。 关键词关键词：PLC；变频调速；PID 控制；恒压供水；MCGSwFrequency of water supply remote control syste
3、m designAbstractFrequency control water supply system can improve the stability and reliability of water supply systems, easily achieve the centralized management and monitoring of the water supply system.at the same time the system has good energy efficiency.This is particularly important in the in
4、creasing scarcity of energy today. so the study design of the system has important practical significance for improving business efficiency and peoples living standards,and at the same time reducing energy consumption. The design is designed for the living water / fire water, the frequency control w
5、ater supply system with PLC control, logic control by the PLC, pressure regulation by the inverter, and then after the PID operation. Frequency switching frequency and work through the PLC control to achieve closed-loop automatic adjustment of the constant pressure water supply.The experimental resu
6、lts show that the system has the advantages of stable pressure, simple structure, reliable work. the paper discusses the rationality for multi-pumps water supply program, a variety of water supply status of the multi-pumps water supply and conversion conditions. analysis of the changing of motor by
7、the inverter frequency operation mode switching process and the problems are given effective state cyclic change of control of the electrical design and PLC control program design. The constant pressure water supply, including the constant voltage control of the domestic water and fire water of cons
8、tant voltage control, to ensure the quality of the water supply, the inverter for the host control system to enrich the systems control function to increase the reliability of the system.Therefore, PLC and inverter composed of the core components of the constant pressure water supply system, with go
9、od technical and economic benefits, have broad application prospects and promotional value. Keywords: PLC; variable frequency speed control; PID control; constant pressure water; MCGS w目录目录摘要摘要.I AbstractAbstractII 目录目录.III 插图清单插图清单V 表格清单表格清单VI 引言引言. VII 第第 1 1 章章 绪论绪论- 1 - 1.1 课题研究背景和意义.- 1 - 1.2 变
10、频恒压供水的系统特点及安全性讨论.- 1 - 1.3 本课题设计任务及要求.- 2 - 第第 2 2 章章 系统总体设计系统总体设计- 3 - 2.1 变频恒压供水系统的控制要求- 3 - 2.2 变频恒压供水系统的组成及原理图.- 3 - 2.3 变频恒压供水系统控制流程- 6 - 2.4 水泵切换条件分析- 6 - 第第 3 3 章章 系统的硬件设计系统的硬件设计.- 7 - 3.1 系统的硬件选型- 7 - 3.1.1 PLC 及其扩展模块的选型.- 7 - 3.1.2 变频器的选型- 8 - 3.1.3 水泵机组的选型- 8 - 3.1.4 压力变送器的选型- 8 - 3.1.5 液位
11、变送器的选型- 9 - 3.2 控制系统的 I/O 点及地址分配- 9 - 3.3 PLC 及扩展模块的外围接线.- 10 - 3.4 系统主电路的硬件设计.- 10 - 3.5 系统控制电路的硬件设计- 11 - 第第 4 4 章章 控制系统软件设计控制系统软件设计- 13 - 4.1 编程软件介绍.- 13 - 4.2 PID 控制器参数整定 - 13 - 4.2.1 PID 控制及其控制算法 .- 13 - 4.2.2 变频恒压供水系统的近似数学模型- 14 - 4.2.3 PID 参数的设置 .- 14 - 4.3 系统软件设计分析.- 14 - 4.4 控制系统下位机程序设计.- 1
12、7 - 4.4.1 主程序设计.- 17 - 4.4.2 初始化子程序设计.- 22 - 4.4.3 PI 控制中断子程序- 23 - 第第 5 5 章章 监控系统的设计监控系统的设计.- 25 -w5.1 MCGS 组态软件的介绍- 25 - 5.2 MCGS 组态界面的建立- 25 - 5.2.1 画面设计- 25 - 5.2.2 设备连接- 27 - 5.3 上下位机联机调试.- 28 - 第第 6 6 章章 总结总结- 29 - 致谢致谢- 30 - 参考文献参考文献.- 31 - 附录一附录一 系统主电路图及系统主电路图及 PLCPLC 接线图接线图- 32 - 附录二附录二 外文文
13、献及其翻译外文文献及其翻译34 附录三附录三 主要参考文献的题录及其摘要主要参考文献的题录及其摘要.40 附录四附录四 梯形图梯形图42w插图清单插图清单图 2- 1 生活消防双恒压供水系统构成.- 3 - 图 2- 2 变频恒压供水系统控制流程图 - 5 - 图 3- 1 恒压供水控制系统 PLC 及扩展模块的外围接线.- 10 - 图 3- 2 变频恒压供水系统主电路图- 11 - 图 3- 3 变频恒压供水系统控制电路图- 12 - 图 4- 1 PID 控制原理框图.- 13 - 图 4- 2 变频恒压供水系统主程序流程图 - 16 - 图 4- 3 初始化子程序 SBR_0 梯形图-
14、 22 - 图 4- 4 PID 控制中断子程序 INT_0 梯形图 - 24 - 图 5- 1 工程界面 - 25 - 图 5- 2 参数的设定- 26 - 图 5- 3 监控界面- 26 - 图 5- 4 动画连接设置- 27 - 图 5- 5 设备窗口设置- 27 - 图 5- 6 设置通道及其对应的对象- 27 -w表格清单表格清单表 3- 1 本系统主要硬件设备清单.- 7 - 表 3- 2 PLC 输入输出信号的名称、代码及地址编号 .- 9 - 表 4- 1 程序中使用的 PLC 元件及其功能.- 17 -w引言引言随着社会经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，人口的增多以及人
15、们生活 水平的不断提高，对城市供水的数量、质量、稳定性提出了越来越高的要求。传统的 供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源，效率低，可靠性差，自动化程度 不高等缺点，严重影响了居民的生活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着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有着广泛的应用。 本设计是针对居民生活用水/消防用水而设计的。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。在经过PID
16、运算， 通过PLC控制变 频与工频切换，实现闭环自动调节恒压供水。 变频调速水泵节能效果尤为突出，其优越性表现在：一是节能显著；二是在开、 停机时能减小电流对电网的冲击以及供水水压对管网系统的冲击；三是能减小水泵、 电机自身的机械冲击损耗。变频恒压供水系统不仅具有供水质量高、灵活性强、电机 起制动平稳、无水锤效应、占地面积小、设备投资少、噪音低等优点，而且提高了供 水系统的稳定性和可靠性，节水、节能效果显著，具有很好的社会效益和经济效益。w第第 1 1 章章 绪论绪论1.1 课题研究背景和意义随着社会经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，人口的增多以及人们生活 水平的不断提高，对城市供水的数量、质量、经济性、稳定性提出了越来越高的要求。 而且目前我国水资源问题较严重，近 2/3 城市不同程度存在缺水，特别是水资源短缺 地区的城市，水的供需矛盾尤为突出。由于供水不足，城市工业每年的经济损失很大， 同时给城市居民生活造成许多困难和不便，成为城市社会中的一种隐患。节能减排是 保
