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1、目 录中文摘要英文摘要前言第一章 课题设计任务及要求11.1 设计主要内容11.2 设计要求11.3 设计主要工作1第二章 无塔供水系统的介绍32.1 变频调速恒压供水系统简介32.2 变频调速的节能、调速原理4第三章 无塔供水系统的设计63.1 系统的设计方案论证63.2 工艺过程分析63.3 主电路的设计103.4 控制柜的设计12第四章 PLC控制的设计144.1 PLC的基本组成144.2 可编程控制器的特点及应用154.3 PLC的工作原理154.4 PLC程序的设计164.5 PLC程序的解释24第五章 器件选择275.1可编程控制器PLC的选择275.2变频器的选择275.3压力
2、传感器的选择295.4压力调节器的选择305.4其它器件的选择30结论32参考文献33致谢34 无塔供水系统的设计摘 要本论文介绍了恒压供水的基本原理以及系统构成的基础，说明了可编程控制器（PLC）在恒压供水系统中所担任的角色，在分析了供水自动控制系统的发展现状和优点的基础上，结合我国中小城市楼宇供水的现状，从系统的整体设计方案和实际需求分析开始，紧密的联系实际生活的需要，力求做到使系统运行稳定，操作简便，解决实际中问题，保证供水安全、快捷、可靠。基于上述分析设计了一套变频调速技术为基础的恒压供水系统。该系统综合运用了变频调速技术以及自动控制技术，为了提高恒压供水系统的控制精度和可靠性，所以设
3、计中采用三台大功率电机驱动水泵在用水高峰期运行供水，在用水低谷时转化为两台小功率电机驱动水泵运行供水。供水方式为分组控制轮流变频的控制策略。变频恒压供水保证了供水质量，以PLC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。因为此设计是基于用水量的变化，所以很可观的节省了水资源。关键词： PLC，恒压供水系统，变频调速，节能ABSTRACTThis paper introduced the constant pressure water supply system and the basic principles constitute the basis that the progr
4、ammable logic controller (PLC) in Water Supply System in the role, the analysis of water supply development of the automatic control system And on the basis of merit, small and medium-sized cities in China with the status of building water supply, from the systems overall design and analysis of actu
5、al demand, closer ties with the needs of real life, to make sure that the system is running stable, simple and practical solution In the issue, and ensure water supply safety, efficiency and reliability.Based on the above analysis and design a set of VVVF technology-based Water Supply System. The sy
6、stem integrated use of the VVVF technology and automatic control technology, in order to improve the constant pressure of the water supply system control accuracy and reliability, so the design of high-power motor drive using three water pumps at the peak of running water, in water Low ebb when conv
7、erted into two small power motor-driven pumps running water. Water supply for the control group rotation frequency of the control strategy.Frequency Water Supply guarantee the quality of the water supply to the PLC for the host control system enriches the system control functions, improve the reliab
8、ility of the system. Because this design is based on changes in water consumption, so the very substantial savings in water resources.KEY WORDS: PLC, Water Supply System, Frequency Control, energy saving前 言近年来随着控制技术的发展与完善，变频器以广泛地应用于工农业生产的各个领域之中。但在城市供水系统中，有很多仍采用高位水塔方式供水。这种非匹配方式供水经常会因为用水量的变化而出现用水高峰期时供
9、水压力不足，用水低峰期时供水压力过高，不仅十分浪费能源而且存在事故隐患（例如压力过高容易造成爆管事故），且建造水塔需花费大量财力。日常的生活用水量随季节、昼夜、上下班的时间不同而有较大变化，因而经常出现供水用水的不平衡，主要表现在水压上，用水多而供水少则水压低，用水少而供水多则水压高。为保证某小区的供水正常，我们利用 PLC，配以不同功能的传感器，根据网管的压力，通过变频器控制水泵的转速，使水管中的压力始终保持在合适的范围。采用变频恒压供水系统直接取代水塔、高位水箱及传统的气压罐供水装置。另外水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系，所以水泵调速运行的节能效果非常明显。恒压供水调速系统实现水泵
10、电机无级调速，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。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。 第一章 课题设计任务及要求1.1 设计主要内容某居民小区内生活用水泵站采用变频调速系统进行控制。主要设备为三台笼型电机和一台变频器拖动，在用水较少的夜间由两台辅助电机拖动。电气控制部分用PLC作为主控制器。其中，三台33KW主电机在正常情况下要两台运行一台备用，为防止备用泵长期闲置锈蚀，要求备用机组可在操作台上用开关按钮任意切换，运行中任
11、意一组出现故障，备用机组应立即投入运行。两台7.5KW辅助电机在用水量特别少的时候驱动水泵供水，此时拖动电机均工频运行。当供水量仍大于用水量时，多余的供水需通过溢流阀返回水源处。1.2 设计要求要求设计手动自动两种工作方式。在手动方式时，可由操作人员分别起动每台水泵，各台水泵不进行联动；在自动方式时，根据压力大小实时调节，且起动时要求联动。控制方案能根据用水量的需求来自动调整拖动水泵运行的电机的方式，并且工作机组和备用机组需要经常更换。1.3 设计主要工作1.3.1变频调速恒压供水系统的介绍主要介绍变频调速恒压供水系统的工作原理；介绍变频器的节能、调速原理；详细叙述恒压无塔供水系统的组成以及各
12、个器件的作用；仔细分析设计方案。1.3.2变频调速恒压供水系统的设计根据设计任务书的内容及要求，详细论证变频恒压供水系统的在供水系统中的优点，分析工艺流程及供水系统的工作方式。根据分析的结果，由S7-200系列的编程软件绘制本设计的梯形图语句，并仿真出结果。1.3.3 图纸绘制 根据设计的要求及控制方式绘制图纸。完成设计后需提交以下图纸：系统主电路图工作流程图设计控制柜PLC外部接线图I/O表及地址分配表梯形图。1.3.4 元器件的选择根据所涉及内容的要求，分析计算出本设计所需的最佳元器件，例写出一些主要元器件的技术参数。第二章 无塔供水系统的介绍2.1 变频调速恒压供水系统简介变频调速恒压供水系统由电动机、泵组和变频调速系统、压力仪表、管路系统等组成。电动机泵组多由同型号的水泵并联而成。电机由变频器和工频电网供电，根据供水系统的运行状况自动调节和切换。恒压供水泵的系统简图的构成如图2-1。图21其主要优点：对电网冲击小，保护功能完善。消除了水泵电机直接启动时对电网的冲击和干扰，并且设备控制系统具有短路、过流、过压、过载、欠压、过热等多种保护功能，大大提高了工作效率，延长了水泵的使用寿命。当变频器发生故障时，能够转换至工频运行，确保供水不间断。因为实现恒压自动控制，不需要操作人员频繁操作
