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1、攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘要摘 要 随着社会主义市场经济的发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高；再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然的趋势本论文分析恒压给水系统的原理和结构，设计不同方案，综合各方面考虑，本论文采用变频器和PLC实现恒压供水和数据传输，然后用数字PID对系统中的恒压控制进行设计。最后对系统的软硬件设计进行了详细的介绍。具体讲述了系统的总体设计与软件的实现，并对系统采取的可靠性措施进行了说明。关键词 变频调速，恒压供水，PLC攀枝花学院本科毕业设计（论文） ABSTRACTA
2、BSTRACT With the rapid development of socialistic marketing economy,there is a growing demand for better quality of water supply and higher reliability of supply system. In addition ,considering the current common energy crisis, achieving the scheme of auto matingthe water supply system. So it is an
3、 inevitable tendency to design and create an energy-saving constant-pressure water supply system of excellent performance with the help of advanced techniques of automation,monitor-control system; and communication. Meanwhile, the System can also adapt to various water Supply regions. This paper ana
4、lyzes the structure of VF speed regulating constant-pressure water supply,and proposes several control methods.By careful study and comparison, PLC and inverters method fits water supply system and datatrans mission very well. Finally the paper shows the design of constant pressure supply water cont
5、roller according to PID data and detailed introduction of its software and hardware.In this paper,the author designs and realizes the remote monitor and control system through MCGS, and then illustrates its general design, software implement and the measures of preventable disturbance in details. Ke
6、y words VF speed，constant pressure water supply，PLC攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目录1攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目录目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论1 1.1 城市供水系统的要求11.2 变频恒压供水的背景和意义31.3 国内外研究概况32 恒压给水系统简介52.1变频恒压供水系统52.2 课题研究的对象62.3恒压供水系统控制方式介绍62.4 变频构成恒压供水系统的及工作原理6 2.4.1 系统的构成62.4.2 工作原理72.4.3 变频恒压供水系统中增减水泵过程分析82.5 主电路接线图93 恒压供水系统硬件配置103
7、.1 可编程控制器选型103.1.1简介PLC103.1.2 PLC的选型.113.1.3 PLC的接线123.2 变频器选型133.2.1变频器简介133.2.2 变频器的选型14 3.3 压力传感器选型14 3.4原件表154 恒压供水系统程序与仿真174.1 恒压供水系统流程图174.2 恒压供水系统程序与仿真194.2.1 手动程序设计与仿真194.2.2 自动程序设计与仿真22结论33参考文献34附件A：恒压供水系统程序语句表.35致谢.402攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪论I攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪论1 绪论1.1 城市供水系统的要求水是人们生活和生产中不可缺
8、少的重要组成部分，节水节能是当代的主题，我国是一个水资源和电能短缺的国家，所以长期以来在供水方面技术方面投入不够，导致自动化程度与国外有着不小的差距。主要存在问题为用水高峰期间，供水功率达不到要求，出现水压下降甚至断水的情况，在用水低峰，常常供给过量，不仅会浪费能源，还有可能因水压过高损坏供水设施。在此技术发展过程中出现了很多供水系统，以下就逐一分析。(1) 单台恒速泵供水系统单台恒速泵供水系统就是泵直接将水池的水送到用户，有的甚至是从城市公用水网中直接抽水，可能导致公用管网的水压波动，并且水泵整日额定功率不停运转，在夜间用水低谷期直接停运。此系统结构简单、价格低廉，但极其耗电耗水，水压不稳，
9、供水质量很差。(2) 恒速泵+水塔供水这种方式就是通过水泵给水塔注水，再由水塔在高势能作用下供水。水塔的高度要求是水位在最低点时也能提供供水压力。水泵在水位达到设定高水位时停止运行，低水位时启动运行。水泵就在起停间不断切换。水泵都是运行在额定功率下，处于高效能区，这种方式比第一种节电。供水压力比较稳定。但这种供水方式设备投资大，占地面积也大，不能根据实际供水需要调整，而且系统水压不能随系统所需更改，所以还存在一些能量的损失和二次污染问题。在使用过程中，如果该系统水塔的水位监控装置损坏，水泵就不能自动运行，这样水泵的起停必须由人操作。(3)射流泵+水箱的供水这种方式就是利用射流泵本身的独特结构工
10、作，利用进出口管径不同工艺来实现供水，但是由于其技术和工艺不完善，加之该方式可能出现有压无流量的现象，无法完全满足高层供水系统的需要。(4) 恒速泵+高位水箱的供水这种方式原理与水塔是相似的，不同之处在于水箱设在建筑物的顶层。占地面积和设备投资都有所减少，但这对建筑物的造价和设计都有一定影响，受建筑物面积的限制水箱容积不能过大，供水规模一般较小。同时可能因外物入侵水箱影响水质。水位监控装置也比较容易损坏，整个系统的起停完全由人工操作，费时费力且不稳定。(5)气压罐+恒速泵供水这种供水方系统是采用气压罐蓄水，根据罐内压力起停恒速泵。占地面积相对于水塔水箱较小，价格低廉。而且由于罐是完全密封的，不
11、存在污染水质问题。(6)变频调速恒压供水恒压供水系统通过安装在管网中的压力变送器将压力值与设定压力值作比较，PID调节后，通过变频器改变电源频率从而改变水泵转速，达到恒压的目的。变频调速水泵调速根据恒压位置不同有三种控制方式，以下一一介绍。水泵出口恒压这种变频调速方式是在泵的出口管道上安装压力传感器，恒压的位置在水泵出口处。由于管道会造成一定的阻力损耗，距离较远的位置压力控制不到位，只有系统较小，管网压力近似一定时比较适合，如果供水距离较远，由于管管网能耗较大，往往在最不利点达不到恒压供水的目的，供水效果不理想。水泵出口变压这种方式压力传感器的位置跟出口恒压一样，不同的是此系统的压力设定值是按
12、照每日用水量变化规律在24小时内分时段设定不同的压力值，进行全天变压，在一个时间段内恒压控制。相比恒压供水更加科学更加节能，但也取决于全天24小时分成的时段数及所需水泵出口压力计算的精确程度。压力值计算越精确，时段分的越细供水效果越好。 最不利点恒压控制最不利点恒压控制就是将压力传感器安装在系统压力最不利点，压力恒定的位置为整个系统的最不利点。节能效果最好，但一般最不利点的位置距离水泵比较远，信号的采集传输成了最大的制约，实际应用相对较少。变频调速在总体上来说比气压罐节能。气压罐方式是依靠压力罐中的空气压力送水，系统运行时运行时水泵都是在额定状态下运行，用户需水量较少时，由于水泵不能调速压力将
13、升高不仅系统不稳定还会浪费能源。而且水泵是频繁的工频启动，对水泵损害较大又会造成一定的额外能耗。变频调速是当用水量下降时改变水泵电源频率，降低转速，达到恒压的目的，这样就可以节省许多电能，同时水泵是变频启动，冲击电流小，能耗比较小。另外气压罐要使用钢材做原材料，这也是它的一个缺点。而变频调速给水系统的变频器是一台由微型计算机控制的电气设备，不存在钢材消耗问题。同时由于气压罐体积大，占地面积大。而变频调速式系统中的调速装置占地面积仅为几平米。由此可见变频调速供水方式对场所要求较低。最主要的是在运行效果上气压罐方式与调速式相比有着一定差距。气压罐方式的运行不太稳定，一般表现在它的频繁启停。由于气压罐的调节容量只占其总容积的1/3-1/6，因而每个罐的调节能力较小，只能依靠频繁的启停来保证水压，这样将产生较大的噪声，同时由于启停过于频繁，压力波动较大，加之直接工频启动，对电气和机械设备冲击较大。变频调速系统
