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1、学 号： 课 程 设 计题 目恒压供水控制系统设计学 院物流工程学院专 业物流工程班 级物流xz1202姓 名尹国泰指导教师于蒙2015年6月21日课程设计任务书学生姓名： 尹国泰 专业班级：物流xz1202 指导教师： 于 蒙 工作单位：物流工程学院 题目: 变频恒压供水控制系统设计初始条件： 1)PLC型号：西门子公司S7系列，S7-300 2)编程环境：SIMATIC Manager /Step7 V5.5 3)根据控制要求分配PLC I/O地址，画出PLC与控制对象的接线图，设计控制流程，按照模块化的方式设计程序，既可以采用LAD编程，也可以采用STL编程，还可以采用组合方式编程。 4
2、)编写的需要输入PLC，调试通过。要求完成的主要任务: 系统控制要求对三泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求是：1) 生活供水时，系统应低恒压值运行，消防供水时系统高恒压值运行；2) 三台泵根据恒压的需要，采取“先开后停”的原则接入和退出；3) 在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过3小时，则要切换到下系统“倒泵功能”，避免某一台泵工作时间过长；4) 三台泵在起动时要有软起动功能；5) 要有完善的报警功能；6) 对泵的操作要有手动控制功能，手动只在应急或检修时临时使用。指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日本科生课程设计成绩评定表姓 名尹国泰性 别男专业、班级
3、物流工程物流xz1202课程设计题目： 基于S7-300控制的恒压供水系统的设计课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：评 定 项 目评分成绩1设计说明书 50分)2设计图纸质量（25分）3答辩（25分）总分备注：成绩等级：优（90分100分）、良（80分89分）、中（70分79分）、及格（60分69分）、60分以下为不及格。最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 2015年 06 月 16 日基于S7-300-PLC控制的恒压供水系统的设计摘 要 随着经济与技术的发展，对PLC的应用不断扩大到各个领域，从生产制造到日常应用，逐渐形成了一系列以PLC为核心的系统。将PLC
4、应用到恒压供水控制系统中，可以实现恒压供水系统的自动控制，降低整套系统的运行及维护费用，并且提高整套系统的安全性和可靠性。PLC在恒压供水控制系统中的应用，具有巨大的经济和社会价值。在此我们以PLC控制技术为核心，采用了德国西门子公司出产的SIMATIC S7-300系列的PLC，并在此基础上结合传感器技术，论述了恒压供水控制系统的软硬件设计方案及其控制原理，实现了恒压供水系统在生活供水时的低恒压运行和消防供水时的高恒压运行之间的自动转换，以及紧急情况或检修时的手动控制。通过软件的仿真运行，说明了所设计的恒压供水控制系统运行可靠，能够满足实际需要。关键词：PLC应用；恒压供水；S7-300；运
5、行转换Constant Pressure Water Supply System based on S7-300-PLC AbstractsWith the development of economy and technology, the application of PLC expanding to various fields, from manufacturing to daily applications , and gradually formed a series of system which use PLC as the core . The PLC is applied
6、to the constant pressure water supply system can achieve the automatically control of the system , reduce operating and maintenance costs of the entire system , and to improve the safety and reliability of the entire system . In the Water Supply PLC control system , with huge economic and social val
7、ue. Here we PLC control technology as the core, with a production of the German company Siemens S7-300 series PLC SIMATIC, and on this basis, combined with sensor technology , discusses the hardware and software design pressure water supply control system and control theory to achieve the automatic
8、conversion of high constant pressure water supply system is running at a low constant running water and fire water of life between , as well as manual control during emergencies or maintenance by running the simulation software , and explains the design of constant pressure water supply control syst
9、em is reliable , able to meet the actual needs.Key words: PLC applications ; constant pressure water supply ; S7-300;operation conversion目 录摘 要IVAbstractV第1章 绪论- 1 -1.1 城市楼宇恒压供水系统的要求及特点- 1 -1.2 变频恒压供水产生的背景和意义- 2 -第2章 变频恒压供水系统的模型设计- 3 -2.1 变频恒压控制理论模型- 3 -2.2 变频恒压供水系统概述及方案选择- 3 -第3章 变频恒压供水系统的硬件设计- 5 -
10、3.1 PLC概述及选型- 5 -3.1.1 可编程控制器的定义- 5 -3.1.2 PLC的发展和应用- 5 -3.1.3 西门子S7-300PLC简介- 6 -3.2 供水设备的选择- 7 -3.2.1 供水设备的选择- 7 -3.3 变频器概述及选型- 7 -3.3.1 变频器的基本结构- 7 -3.3.2 变频器的分类- 7 -3.3.3 变频器的控制方式- 7 -3.3.4 变频器的选型- 8 -3.4 压力传感器概述及选型- 8 -3.4.1 压力传感器的选型- 8 -3.5 液位传感器概述及选型- 9 -3.6 软启动器概述及选型- 10 -第4章 PLC软硬件配置- 11 -4
11、.1 I/O地址表- 11 -4.2 PLC的硬件配置- 12 -4.3 系统硬件线路设计- 14 -4.4 变频恒压供水系统控制流程- 18 -4.4.1 手动运行- 18 -4.4.2 低恒压值自动运行（生活供水）- 19 -4.4.3 高恒压值自动运行（消防供水）- 20 -4.5 PLC程序- 22 -4.5.1 手动运行梯形图- 22 -4.5.2 自动运行梯形图- 24 -4.5.3 系统异常报警指示梯形图- 32 -参考文献- 36 -第1章 绪论1.1 城市楼宇恒压供水系统的要求及特点众所周知，水是生产生活中不可或缺的重要组成部分。在节水节能己成为时代特征的现实条件下，我们这个
12、人均自然资源贫瘠的国家，长期以来在城市楼宇供水技术方面比较落后，自动化程度低。其落后主要表现为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，此时将会造成能量的浪费，同时有可能导致水管爆破和用水设备的损坏。变频调速供水方式。这种方式是通过安装在系统中的压力传感器将系统压力信号与设定压力值作比较，再通过控制器调节变频器的输出，无级调节水泵转速。使系统水压无论流量如何变化始终稳定在一定的范围内。变频调速水泵调速控制方式具体有三种：水泵出口恒压控制、水泵出口变压控制、给水系统最不利点恒压控制。出口恒压控
13、制水泵出口恒压控制是将压力传感器安装在水泵出口处，使系统在运行过程中水泵出口水压恒定。这种方式适用于管路的阻力损失在水泵扬程中所占比例较小，整个给水系统的压力可以看作是恒定的系统，但这种控制方式若在供水面积较大的居住区中应用时，由于管路能耗较大，在低峰用水时，最不利点的流出水压高于设计值，故水泵出口恒压控制方式不能得到最佳的节能效果。出口变压控制水泵出口变压控制也是将压力传感器安装在水泵出口处，但其压力设定值不只是一个。是将每日24小时按用水曲线分成若干时段，计算出各个时段所需的水泵出口压力，进行全日变压，各时段恒压控制。这种控制方式其实是水泵出口恒压控制的特殊形式。他比水泵出口恒压控制方式能
14、更节能，但这取决于将全天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。所需水泵出口压力计算得越符合实际情况越节能，将全天分得越细越节能，当然控制的实现也越复杂。最不利点恒压控制最不利点恒压控制是将压力传感器安装在系统最不利点处；使系统在运行过程中保持最不利点的压力恒定。这种方式的节能效果是最佳的，但由于最不利点一般距离水泵较远，压力信号的传输在实际应用中受到诸多限制，因此工程中很少采用。变频调速式供水系统与以前出现的供水系统相比具有节约能源、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。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。因此，推广使用变频调速是供水系统势在必行的改革。1.2 变频恒压供水产生的背景和意义泵站担负着工农业和生活用水的重要任务，运行中需大量消耗能量，提高泵站效率：降低能耗，对我国国民经济发展有重大意义。我国泵站的特点是数量大、范围广、类型多、发展速度快，在工程规模上也有一定水平，但由于在设计中忽视动能经济观点以及机电产品类型和质量上
