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1、毕业设计摘要随着中国经济的快速发展，城市化步伐加快。现在很多人已经住进小区，所以小区必须提供给人们很好的供水质量，但也不能浪费有限的水资源。每个小区都建有自己的供水系统。小区供水系统的稳定性，可靠性，经济性直接影响到供水质量，传统的供水方式普遍存在占地面积大、可靠性差、难以维护等缺点，所以现在基本已经被淘汰了。本文主要设计一套小区变频恒压供水系统，该系统由PLC，变频器，水泵机组，压力传感器，液位传感器，上位机，通信模块等设备组成。该系统具有生活管网和消防管网。该系统可以手动运行，也可以自动运行，同时还设计了人机界面，通过远程通信可以远程控制系统的运行。系统针对传统供水方式的缺点有了大大的改善
2、，不仅提高了供水质量，同时也节约了水资源，投入资金较少，维护方便。变频恒压供水系统与传统供水系统相比，节能效果非常显著。为了实现系统的恒压，本设计通过压力传感器检测压力，然后反馈给变频器的PID模块，这样就构成一个闭环控制系统。再通过变频器控制电机的转速，这就是变频调速。论文同时也讨论了消防供水的问题，在消防管网中配备了两台高功率的电机。 最后，还通过组态软件编译了人机界面，使系统更加完善。同时通过通信模块与上位机相连接，构成一个远程监控系统，通过上位机就可以实现远程监控系统的运行情况，还可以改变系统的运行参数。对于保护环节，系统设计了水位报警，变频器故障报警，软启动器保护等。关键词：变频器；
3、PLC；恒压供水；变频调速；监控系统ABSTRACTAlong with the rapid development of Chinese economy, the urbanization step is quickly. Now many people have moved to communities, so the Community has to provide good water supply quality to people, but can not waste water resources. Community built their own water systems.
4、 Community water supply system must supplies water the stability, credibility of system, the economy directly influences to supply water quality .The traditional means of water supply cover big area, and low efficiency，hard maintenance etc. So its already been eliminated now.This text mainly designs
5、 a cell constant pressure water supply system, which by the PLC, transducer, water pump, pressure sensors, liquid level sensors, host computer, communication modules and other equipment composition. The system has to live tube net and fire net. The system can control by hand, it also can control aut
6、omatically. It still designed a man-machine interface at the same timePassing the long range correspondence can with the movement that the long range control the system. The system has solved the problem existing in the traditional way of water supply, such as economize water resources, it are littl
7、e to throw in funds, maintenance convenience.The system compare with the traditional way of water supply, it has energy conservation effect extraordinary prominence. For carrying out system of constant pressure, this design spreads the feeling machine examination pressure through a pressure, Then th
8、e feedback give the PID mold piece of inverter. Therefore this made one cyclic control system. And then variable-frequency controls the electric machine, so this is a variable velocity variable frequency. The problem that the thesis also discussed that the fire fight supplies water at the same time
9、took care of to provide with the electrical engineering of two set high powers in the net in the fire fight.Finally, it also edited and translated a man-machine interface through a set of software. The system is more perfect. At the same time we Build up a conjunction between the PLC and the compute
10、r. For the protection link, the system designed water level to report to the police, the inverter breakdown reports to the police, the soft starter protects etc.Key words：Variable-frequency; PLC; Constant pressure water-supply; Variable Velocity variable frequency; monitor and control-system目录摘要2第一章
11、 绪论71.1变频恒压供水产生的背景和意义71.2变频恒压供水系统的国内研究现状81.2.1各类供水系统的比较81.2.2国内恒压供水系统研究状况81.3几种供水系统的比较81.4本课题的主要研究内容10第二章 变频恒压供水系统的理论以及方案确定1121 供水系统的基本模型和主要参数1222供水系统的特性曲线和工作点1323供水系统中恒压实现方式1424异步电动机调速方法1525 变频调速恒压供水系统能耗分析1626供水系统安全性讨论1827变频恒压控制的理论模型1928变频恒压供水系统的近似数学模型202.9变频恒压供水系统中加减水泵的条件分析21第三章 变频恒压供水系统的硬件设计2231
12、变频恒压供水系统总体控制方案的确定2232变频恒压供水系统总体结构图2433变频恒压供水系统主要器件的选型以及参数整定26331系统配置设备的参数计算26332变频器的选型26333 PLC及其扩展模块的选型31334水泵机组的选型3333压力传感器的选型34335软启动器或自耦变压器3434系统电路设计34341系统管网设计34342压力传感器的接线图35343变频器和控制电路设计35344系统控制电路的设计3935系统的I/O地址分配39第四章 变频恒压供水系统的软件设计4141变频恒压供水系统的工作原理4142系统的主程序流程图4243 PID调节器控制以及参数整定44431 PID调节
13、器控制44432变频器PID参数调整流程图46433变频器PID参数设置及参数调整47第五章 系统远程监控系统的设计4951 监控系统硬件构成495.2 三菱FX系列PLC通信协议515.3 PLC通信程序设计525.4计算机通信程序设计535.5上位机监控软件设计54第六章 总结56参考文献57附录1：梯形图57第一章 绪论1.1变频恒压供水产生的背景和意义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
14、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效果，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在变频恒压供水系统中利用变频器改变电动机的电源频率，从而达到调节水泵转速，改变水泵的出口的压力的目的，这种方法比靠调节阀门控制水泵出口压力的方法，具有更高的效率和优越性。由于水泵工作在变频工况下，在其出口流量小于额定流量时，泵的转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长了泵和电动机的机械使用寿命。实现恒压供水的自动控制，不需要操作人员频繁的操作，大大
15、降低了人员的劳动强度，节省了人力和能源的消耗。1.2变频恒压供水系统的国内研究现状1.2.1各类供水系统的比较水池水泵（恒压变频或气压罐）管网系统用水点是目前国内外普遍采用的方法。该系统供水采用变频泵循环方式，以“先开先关”的顺序关泵，工作泵与备用泵不固定死。这样，既保证供水系统有备用泵，又保证系统泵有相同的运行时间，有效地防止因为备用泵长期不用发生锈死现象，提高了设备的综合利用率，降低了维护费用。水池水泵高位水箱用水点这种供水方式通过水泵抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用户。但是这第种二次供水方式不可避免造成二次污染，影响居民的身体健康。所以这种方案并不可取，终将淘汰。单元水箱单元增压泵单元高位水箱各单位用水点的确也达到了楼房高层的用户不因城市供水管网水压减小而用不到水的目标，但是它的投资较大，总费用比上两种方式增加一、二十万元。这些费用要在用户的水电费上来扣除，这对于居民和学校来说是巨
