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1、 烟台南山学院本科毕业论文 烟 台 南 山 学 院 毕 业 论 文题目 基于PLC的变频恒压供水系统 姓 名：_ 张鑫 _ 所在学院：_自动化工程学院 _所学专业：_ 电气工程及自动化_班 级：_ 08级03班 _学 号 _200806709124 _指导教师：_ 王选诚_ _完成时间：_2012年4月01日 _32- -毕业论文（设计）任务书论文题目基于PLC的变频恒压供水系统的设计院部自动化工程学院专业自动化班级08级电气工程及其自动化3班毕业论文（设计）的要求： 采用电动机调速装置与可编程序控制器（PLC）构成控制系统，基尼系那个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
2、药理的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。毕业论文（设计）的内容与技术参数PLC的变频恒压供水系统的供水方式和控制系统，由主控水回路、备用回路、一个清水池及泵房组成。1，掌握水利工程对控制，通信等的需求，提出自动化控制的综合方案2，提出自动化控制系统的硬件方案和方案论证的优化3，完成软件系统需求的系统分析4，完成系统软件的编程5，绘制系统的总体结构图，系统原理图，电气控制原理图，软件流程图6，按时完成毕业设计报告毕业论文（设计）工作计划2011.11 看关于西门子的PLC编程书籍;2011.12 看关于变频器的原理和编程书籍;2012.1看关于旋转编码器的原理和编程书籍
3、;2011.2 收集各种资料、 制定开题报告;2012.3 开始编写论文;a 编写所用到的各种元器件的原理和简单介绍 b 完成主题设计思路 c 完成电路图设计；2012.4 编写PLC程序完成PLC与系统硬件连接与调试 2012.4.15 完成设计总结接受任务日期 年 月 日 要求完成日期 年 月 日学 生 (签名) 年 月 日指 导 教 师 (签名) 年 月 日院长(主任) (签名) 年 月 日摘 要随着人民生活水平的日趋提高，新技术和先进设备的应用，使给供水设计得到了发展的机遇。于是选择一种符合各方面规范、卫生安全而又经济合理的供水方式，对我们给供水设计带来了新的挑战。本系统采用PLC 进
4、行逻辑控制，采用带PID 功能的变频器进行压力调节，系统存在工作可靠，使用方便，压力稳定，无冲击等优越性。本论文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统。变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力变送器等构成。本系统包含三台水泵电机，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“先启先停”的原则。压力变送器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。并且通过PLC实现报警控制。文中详细介绍了所选P
5、LC 机、变频器、传感器的特点、各高级单元的使用及设定情况，给出了系统工作流程图、程序设计流程图及设计程序。关键词：变频调速，恒压供水，PLCABSTRACTIn company with the improvement of peoples living standard, the application of new technique and advanced equipment provide a new development for the design of water supply. It is a challenge for us to select a way of wat
6、er supply with high standard, secure and healthy, economical, and reasonable. This system adopts PLC logic control, and transducer with PID function to adjust the pressure, which presents many advantages, such as high reliability, convenience in use, stability in pressure，and without impact.This pap
7、er according to the requirements of the water supply of Chinas urban district, designed a set of variable frequency speed regulation based on PLC of constant pressure water supply system. Frequency conversion constant pressure water supply system by PLC, frequency converter, pump unit, pressure tran
8、smitter, etc. This system includes three pump motor, they constitute frequency conversion cycle operation mode. The frequency converter to realize the three-phase pump motor soft start-up and frequency control, run by switching first rev. First stop principle. Pressure transmitter detection current
9、water pressure signal, into PLC and setting after comparison PID operation, so as to control the output voltage and frequency converter, and change the water pump motor speed to change water supply, eventually, keep the pipe pressure stable value in nearby. And through the PLC alarm control.The pape
10、r mainly introduces the characters of the PLC, transducer, and sensor, the use of each high-quality unitary and design, and provides the flowchart of system work, program and design.Keywords: Frequency control, constant pressure water supply, PLC目 录摘 要I1 绪 论11.1 课题简介11.2 今天的变频恒压供水系统21.3 课题设计内容概述32 系
11、统的整体构思及控制方案的选择42.1供水系统的整体构思方法42.1.1 电动机的调速原理42.1.2 变频恒压供水系统的节能原理42.2供水系统控制方案的选择62.2.1 控制方案的比较和确定62.2.2 变频恒压供水系统的组成及原理图72.2.3 变频恒压供水系统控制流程92.2.4 水泵切换条件分析113 系统主电路设计思路123.1 系统主电路结构及原理图123.2 系统主电路工作原理144 控制系统的硬件设计及选型154.1 系统硬件的结构154.2 PLC的选型164.3 PLC的I/O端口分配及外围接线164.4 变频器的选型184.5 压力变送器的选型194.6 液位变送器的选型
12、204.7 元器件的选型205 控制系统的软件设计225.1 主程序流程图225.2系统程序自动控制过程表245.3系统程序梯形图设计28总 结29致 谢30参考文献31附录321 绪 论1.1 课题简介一般规定城市管网的水压只保证6 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，其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。自从变频器问世以来，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量
13、等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90 年代初开始经历了一次飞跃。恒压供水调速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。充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中
14、的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到小区住户的正常工作和生活，也直接体现了小区物业管理水平的高低。传统的小区供水方式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式，其优、缺点如下：(1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。(2) 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵在低效段工作，而出水压力无谓的增高，也使浪费加大，从而限制了其发展。(3) 水塔高位水箱供水具有控制方式简单、运行经济合理、短时间维修或停电可不停水等优点，但存在基建投资大，占地面积大，维护不方便，水泵电机为硬起动，启动电流大等缺点，频繁起动易损坏联轴器，目前
