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1、摘要变频调速恒压供水系统具有运行稳定可靠，占地面积小，节电节水，自动化程度高，操作控制方 便等特点，这对于企业节能降耗、提高经济效益和保障设备安全、稳定运行具有现实意义。系统由四台主水泵，一台MM430型变频器，一台S7-200系列中的CPU224型PLC和EM235型扩展模快、 一个YTZ 15 0型电位器式远传压力表及若干辅助部件组成。各部分功能如下：安装于供水管道上的远传压力表将管网水压力转换成420mA的电信号；变频 器用于调节水泵转速以调节流量；PLC用于逻辑切换。当用水量变化时，通过调节各水泵在工频与变 频运行，以此进行合理调配电机，调速供水。这样避免水泵频繁起动，同时减少系统能量
2、消耗。此 外，系统还配备了外围辅助电路，以保障自动控制系统出现故障时可通过人工调节方式维持系统运 行，保证连续生产。控制电路具有完善的保护和报警功能，如短路、过载、水池缺水保护和报警等。 远传压力表将采集到的用户管网压力信号传送到PLC中，PLC经PID运算再将信号传送给变频器，以控 制水泵的转速和管网水压，以维持管网压力恒定。系统采用一台变频器控制台电动机的起动、运行 与调速，自动完成泵组软启动及无冲击切换，使水压平稳过渡。系统采用循环控制功能，可使各泵 进行轮流工作，延长了设备的使用寿命。该系统能够对供水过程进行自动控制，能够有效地降低能耗，保证了供水系统维持在最佳运行状 况，提高了生产管
3、理水平。系统可靠性高、经济性强关键词PLC； PID；变频调速；恒压供水毕业设计终稱2MicruEoft Wurd 9.598 KBPDF封面Micr.osoft Word. 9.41 KB附录二译文Mi crosoft Word 9.34 KBMicrosoft Word 9. lyy KB附录三英文原文Adobt! Acr ob at Do.123 KB控制电路團AutoCAD 图形41 KB輕设讦控制电路图 丁- 800 x 800 色 JPEG閣橡AbstractThe constant pressure water supply system with frequency-speed
4、 control has the features of high stability, less floor space, electricity and water-saving,high automatization and easy operation,which provides a practical platform toreduce enterprisesconsumption of energy, and which also provides a significant method to increase the economic benefit and a way to
5、 ensure the safe operation and stability of the equipments.The system consists of 3 major feed pumps, one set of auxiliary feed pump, one set of type MICROMASlER430 transducer,one set of type S7-200 CUP224 PLC and type EM235 extensive module,one set of YTZ-150 potentiometric long-distance pressure s
6、ensor. The function of respective component is as follows: the long一distance pressure gauge installed onthe water supply pipeline converts the pressure on the pipeline into 4-20mA electrical signals,the transducer is in charge of regulating the revs of the water pump to control the water flux, the P
7、LC unit is responsible for the logical switches of the pumps . The whole pipeline network is equipped with all air pressure tank to ensure that the water supply pressurization system has certain capacity to store energy. when the flux increases, the timing pump will regulate the pumps rotate speed.
8、The long-distance pressure sensor collects the pressure signals from the pipeline network,and transfers the signal to PLC. PLC transmits the signals to the transducer via the PID operation to control the pumpS rotate speed and water pressure,thus keeping the pressure of the pipeline in balance . The
9、 transducer of the system is responsible for the start-up, operation and timing of the 4 engines, which automatically completes the pump unit soft start and an impact-free switch is achieved to ensure the smooth transition of the water pressure . The system also introduces a cyclic control function
10、to stop and rest the pumps engines by turns；the transducer in real-time. The changes ofthe voltage and frequency cause the changes of the rotate speed of the Pump engines to control the water output. By this way,the automatic regulation of pressure on the pipeline network Can be achieved to keep pip
11、eline pressure stable and dose to the given value.Key Words： PLC： variable frequency speed control PID control； constant pressure watersupply摘要0第一章绪论31.1 传统供水方式31.2变频调速恒压供水的意义41.3变频调速恒压供水控制系统的主要特点：4第二章：变频调速恒压供水系统的整体设计方案62.1变频调速恒压供水系统的构成及原理63.1水泵及其电动机的选择103.2变频器的选取103.3可编程序控制器选型133.4 远传压力表的选用14第四章电路设
12、计154.1 主电路图154.3 PLC的外部接线图及其I / O分配表184.4 缺水保护电路18第五章变频调速恒压供水系统的软件部分设计205.1系统软件设计方法205.2系统程序功能图205.3系统程序自动控制过程表225.4 PID在系统程序中的应用275.5系统程序梯形图设计27致谢29参考文献30附录一梯形图附录二译文 附录三英文原文第一章绪论11传统供水方式对于高层住宅的给水系统设计，传统的供水一般采恒速泵直接供水、高位水箱供水 和气压罐供水三种方式。1、恒速泵供水此方式是一种传统的供水方式，对于离心式水泵，过去常采用手动或自动调节控制 阀的开度来改变流量，即用人为增减阻力的办法
13、来实现调节。当用户需要小流量时，调 小调节阀开度，泵的能量大量损失在调节阀上（一般阻力降为0. 02. 0. 5MPa），浪费了 许多能量。而往复式机泵常通过备用机组、直流电机调速、旁路调节来适应工况的波动。 改变水泵电动机的转速来调节流量是最经济的调节手段，因为转速降低后，流量成比例 下降，而功耗的下降是大于该比例的。但是转速调节受驱动电动机的限制，采用直流电 动机调整较为方便，但增加了整流装置，而且直流电动机价格昂贵。恒速泵由于耗能不 合理，控制方法的不足，适应性差将逐渐被淘汰。2、高位水箱供水采用楼顶设置高位水箱供水的方式，虽较为安全可靠，设备、技术等方面也较成熟, 然而在后期给水系统的
14、运行、维护和管理过程中，这种供水方式存在一些问题。例如： 由于屋顶水箱的材质表面腐蚀，造成水质严重的二次污染；目前对水箱的内存水的消毒 问题并未能得到较好的解决，水箱内经常还发现有死老鼠的情况；加之屋顶高位水箱的 有效容积受建筑负荷限制，一般只考虑贮存10分钟的消防用水量，高层建筑一旦发生火 灾，靠水箱供应扑灭火灾的消防水量，是远不够的。故高层建筑的二次加压供水设施一 高位水箱，给人们的生活和物业管理带来的问题急需解决。高位水箱的供水系统，实际 是一个压力大致恒定的系统，这个压力就是水位的高度。而管道的阻力特性却是变化的， 当用户多时（也即打开阀门的放水的支路多时），管道 的阻力就相应减少，反
15、之则阻力增大，这样就大大降低了供水质量。虽然高位水箱供水由于运行较为经济合理，适应性强而被广泛采用，目前国内大部分高 层建筑均采用此方式供水，但此方式存在着投资大、占用面积大、二次污染等缺点。3、气压罐供水气压罐给水设备用于供水系统，在工程实践中已屡见不鲜。气压罐在供水系统中的 用途不外乎：（1）其储水量可满足十分钟消防初期用的水量，从而替代屋顶水箱；(2) 作为增压设施，以弥补高位水箱设置高度之不足一一即满足大楼顶层消火栓处 7m静水压要求；(3) 作为供水系统稳压用。气压罐供水由于体积小，技术简单、不受高度限制等特 点，近年来已在高层建筑中采用，但由于此方式存在着调节量小、水泵启动频繁、对
16、电器设备要求较高等缺点，因 而使这种供水系统的发展受到限制。事实上要制造满足贮存调节水量为18、12、6m3的气压水罐，在技术上是可以做得到 的，但在实际工程中，由于受到建筑物内场地限制而很难实现。为此广大设计人员对气 压罐只用作增压及稳压设施。12变频调速恒压供水的意义随着城市的发展，人们的居住环境越来越集中，加之生活个性化的发展，使得城市 供水系统的负荷变化很大。以前通常采用恒速泵直接供水、高位水箱供水和气压罐供水 几种方式来缓解，这些方法供水压力稳定，但存在水质污染、浪费严重，设备使用寿命 不长，需派专人管理等弊端，近年来在供水系统中引入了变频调速技术，较好地解决了 以上的问题。采用变频调速恒压供水系统和传统的恒
