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1、电子信息工程系毕业论文江阴职业技术学院毕业论文课题： 小区节能供水系统设计 专 业 电气自动化技术 学生姓名 贾正宽 班 级 09自动化3班 学 号 09030313 指导教师 汤仁彪 完成日期 2011年12月16日 摘 要随着我国社会经济的发展，住房制度改革的不断深入，人们生活水平的不断提高，城市建设发展十分迅速，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。城市供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到用户的正常工作和生活，也直接体现了供水管理水平的高低。传统供水厂，特别是中小供水厂所普遍采用的恒速泵加压供水方式存在效率较低、可靠性不高、自动化程度低等缺点，难以满
2、足当前经济生活的需要。随着人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，需要利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，要求设计出高性能、高节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。全文共分为五章：第一章主要讲述小区居民的传统供水方式，以及本论文设计方案的拟定；第二章主要讲述变频恒压供水系统的构成及工作原理；第三章主要对系统中硬件选型和设计，并且对软件部分进行编程、调试；第四章采用三菱触摸屏对本设计进行模拟运行。本设计综合运用了可编程序控制器PLC、变频器、传感器、PID调节等现代工业控制常用的控制部件及其相关程序设计方法。 AbstractWith the development
3、 of economy in China, the housing system reform continued to deepen, the improvement of peoples living standard, city construction and development is very rapid, but also on the infrastructure construction raised taller requirement. City water supply system is one of the most important aspects, wate
4、r supply reliability, stability, economy directly affects the normal work and life of user, it directly reflects the management level of water supply. The traditional water supply plant, especially medium and small water plants commonly used in constant pressure water pump has low efficiency, high r
5、eliability, low degree of automation shortcomings, to meet the needs of the current economic life. As people on the quality of water supply and water supply system reliability requirements continue to increase, requiring the use of advanced automation technology, control technology and communication
6、 technology, the design requirements of the high performance, high energy-saving water supply plant, can adapt to the complex environment of the constant pressure water supply system becomes an inevitable trend.The full text is divided into five chapters: the first chapter is mainly about the tradit
7、ional method of water supply area residents, as well as the design of the program to develop; the second chapter is mainly about variable frequency constant pressure water supply system and the principle of work; third chapter focuses on the hardware system selection and design, and the software pro
8、gramming, debugging; the fourth chapter of the Mitsubishi touch screen for the design of simulation operation.The design of the integrated use of a programmable controller PLC, inverter, sensors, PID adjustment of modern industrial control common control components and related program design method.
9、 目 录摘 要IAbstractII目 录III第一章 绪论11.1变频恒压供水产生的背景和意义11.2目前常见的供水方式11.3小区节能供水方案拟定21.4小区节能供水方案“节能”之处3第二章变频恒压供水系统构成及工作原理52.1系统的构成52.2主电路接线图72.3工作原理7第三章 恒压供水系统软件和硬件设计93.1主要器件的选型93.1.1水泵的选择93.1.2压力传感器的选择113.1.3 PLC的选型123.1.4 变频器的选择133.1.5触摸屏的选型153.2硬件设计163.2.1 PLC I/O的接线163.2.2变频器183.3软件设计203.3.1编程软件 Gx Devel
10、oper简介203.3.2程序的流程图213.3.3程序的顺序功能图223.3.4程序说明23第四章 结论294.1 三菱触摸屏对本设计进行模拟运行29结 论32致 谢33参考资料34- IV -第一章 绪论 1.1变频恒压供水产生的背景和意义我国“十一五”规划纲要提出，“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20左右、主要污染物排放总量减少10。 “十二五”规划中依旧把坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点。水已经成为中国21世纪的热点问题，水有其自然属性，它既是一种特殊的、不可替换的资源，又是一种可重复使用、可再生的资源；水又有其经济和社会属性，不仅工业、农
11、业的发展要靠水，水更是城市发展、人民生活的生命线。我国城市居民供水长期以来方面技术一直比较落后，工业自动化程度低传统调节供水压力的方式，多采用频繁启/停电机控制和水塔二次供水调节的方式。主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，这种状况每年会造成大量能量的浪费，同时还有可能造成水管爆裂和用水设备的损坏等安全隐患。 在变频调速技术逐渐发展起来，国内有不少公司在从事进行变频恒压供水的研制推广国产变频器主要采用进口元件组装或直接进口国外变频器，结合PLC 或PID调节器实现恒压供水，在小容量、控制要
12、求低的变频供水领域，国产变频器发展较快，并以其成本低廉的优势占领了相当部分小容量变频恒压供水市场。由此可见，变频调速恒压供水系统具有供水安全、节约能源、节省钢材、节省占地、节省投资、调节能力大、运行稳定可靠的优势，具有广阔的应用前景和明显的经济效益与社会效益。1.2目前常见的供水方式1.2.1市政管道直接给用户供水这种供水方式由市政管道直接连接用户，用户不需要自己添加设备，降低用户投入成本，但是供水压力一般只能到6层楼一下。压力不稳定，一般只是在城郊结合的农村和小城镇，压力要求比较低的地方。在用水高峰期时，往往出现供水不足，水压不稳的状况。1.2.2通过水泵高位水箱供水这种供水方式由水池水泵高
13、位水箱用水点。一般也需要设计有一座地下水池，通过两台水泵（互为备用）抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用水点。该方式是较成熟的水泵、水箱供水方式。但是这第种二次供水方式不可避免造成二次污染，天台水箱长期不清洗容易滋生各种细菌，微生物不利于人体健康。而且需要在天台建造水箱，加大的楼的承重量。1.2.3变频恒压供水这种供水方式由水池水泵（恒压变频或气压罐）管网系统用水点。一般设计有地下生活水池一座，集中恒压变频供水，不设屋顶水箱。主水泵一般有三台，可以互为备用，夜间用水量小时 ，采用气压罐以维持系统压力基本不变。恒压变频供水是较为理想和先进的。首先恒压变频供水保证出水压力不变，根据用水量大
14、小进行变频供水，既节约电能，又保证水泵软启动（对电网电压冲击不大），延长了水泵寿命，用水有了保障，社会效益较好。1.3小区节能供水方案拟定供水方案简图此次设计研究的对象是某小区10栋楼群的供水系统，每栋楼有8层。针对高层楼对水压的要求高，在水压低时，高层用户将无法正常用水甚至出现无水的情况，水压高时将造成能源的浪费。 自来水厂送来的水先储存的水池中再通过水泵加压送给用户。本设计采用变频新技术变频恒压供水方案，水泵组有三台水泵，并且各台水泵自动轮换使用，即最先投入使用的水泵最早退出运行，各台水泵寿命均等，而且一旦水泵出现故障，该系统能自动跳过故障泵运行。通过水泵加压后，能够满足每一个用户用水需求
15、。1.4小区节能供水方案“节能”之处1.4.1恒压供水与水泵高位水箱供水的比较由市政管道直接连接用户的方案，虽然用户不需要投入购买供水设备，可以节省一些设费用，但是市政管道供水压力一般只能供到6层楼一下，且压力不稳定。不满足本方案供水压力要求，在这里就不作讨论了，主要讨论变频恒压供水方案与水泵高位水箱供水方案 。1.设备的投入费用对于小区采用水泵高位水箱供水，需要在每栋楼层上建一个水箱，根据用户用水需求量不同，水箱设计的大小也不一样。水箱也加大了楼层承重量。而变频恒压供水不需要水箱。这样就会节省一批设备投入的费用2.电能的消耗费用采用高位水箱给水方式，即用上水泵把水送入高位水箱，水箱中的水靠重力自流向用户供水。 这种供水方式不管是一楼用户用水，还是高楼用户用水，都要将水通过水泵将水送到高位的水箱，这样无疑消耗了大量的电能。而变频恒压供水始终保持供水压力的恒定，当水压高了（或者低了）通过压力传感器，反馈到变频器，经过PID调节将信号传给PLC，通过PLC来切换水泵组工作情况，来实现水压的恒定。3设备
