某住宅小区二次加压供水系统设计

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1、课程设计任务书课程名称：课程设计题目：某住宅小区二次加压供水系统的设计学院：信息工程学院系：电气II类专业班级：学号：学生姓名：起讫日期：指导教师：职称：学院审核（签名）：审核日期：某住宅小区二次加压供水系统的设计摘要：设计了以PLC、变频器为主的某小区二次加压供水系统，并对其原理、构成和特点进行了阐述。该系统通过PLC控制进行PID调节从而达到恒压供水，来解决该小区因用水高峰管网压力较小使高层住户供水不足的问题。改善了供水系统的稳定性。关键词：plc变频器二次加压供水AsecondarypressurewatersupplysystemAbstract:Asecon

2、darypressurewatersupplysystem,whichiscomposedofPLCandfrequencyconverter,ispresented.Andalsointroducetheprinciple,constructionandcharacteristicsofthesystem.ThesystemusethePLCtocontrolthePIDregulationtoachievetheconstantpressureofthewatersupply.Tosolvethehigh-levelresidents'usingwaterpres

3、sureproblem.Keywords：PLCfrequencyconvertersecondarypressurewaterworks1.引言由于用水高峰期，管网水压较小，光靠市政管网的水压只能满足小区低层用户正常供水，而楼栋高层用户供水不足。为了解决此问题，以市政供水为基础，采用小区二次加压供水系统再次进行恒压供水，提高供水的稳定性和可靠性。此二次加压供水采用PLC与变频器配合所构成的自动恒压闭环控制系统，以PLC为控制中心，利用变频器的反馈控制、PID调节可良好地维持水压恒定，达到二次加压供水目的。2.控制系统的构成如机构框图该二次加压供水系统由PLC和变频器

4、等组成。控制对象为某住宅小区供水系统，系统选用三台水泵（可根据实际需求选定），两台主泵，一台辅助泵。通过抽取蓄水池中的水源进行供给，而蓄水池供水由市政管网提供。由于用水高峰期与一般情况下水压落差较大，故选用含PID调节器的变频器进行变频控制水泵转速，达到维持水压恒定的目的。变频器控制其中一台主泵工作，当主泵故障另一主泵实现自动切换。当用水高峰，主泵与辅助泵同时工作以满足住户用水需求。利用调频器与PLC构成的反馈控制系统，进行优化控制泵变速运行，并自动选择水泵的运行台数，实现对供水压力的控制，以在管网流量变化时对高层用户满足供水需要。利用检测用户管网出水压力,再将系统所

5、设定的给水压力值与反馈的用户管网出水压力实际值进行比较，将差值进行PID转换，使调差符合规定要求，通过PLC控制输出指令，来控制水泵的运行转速和投入运行的水泵台数，达到用户管网出水压力维持在系统的设定值。系统的控制中心是PLC。PLC采集压力变送器的信号、液位变送器的信号并根据变频器的状态，发送指令，控制变频器。PLC可以实现数字PID调节,控制水泵的运行与切换,驱动控制变频器。另外,水泵的工频变频切换逻辑以及自动手动控制，工作报警等也由PLC承担。由于可能出现电机过载、电网的大扰动、工作报警以及供水水源中断等问题，故在控制系统中工作报警是必不可少的。手动/自动控制则

6、是便于远程监控。通过这些系统构成，该二次加压供水可远程/现场手动/自动控制运行，自动工频/变频切换运行。3.二次加压系统的设计原理该二次加压系统以开关量的输入、输出控制水泵电动机的启动、切换、停止和故障的报警等，水泵的转速、水压等模拟量则由PLC、PID调节器和变频器来控制。PLC模拟量输入检测模块输入由液位传感器与压力传感器检测的液压与用户管网水压转换的压力、液力控制信号，再将此两变送器信号经过PLC内置PID模块进行PID运算输出的4~20mA的控制信号。由于压力与转速的平方成正比，水流量与水泵的转速成正比，设定变频器的下限频率（如15HZ），则在下限频率15HZ

7、到额定基频50HZ之间，水泵运行频率与电压成正比，也就是说与调频器输入频率成正比，将PID运算后的控制信号通过PLC输出，进而控制变频器的输出频率来调节水泵转速，达到用户管网出水水压控制。高层用户管网给定水压PLC水泵电机电控设备变频器液压控制信号水压控制信号图2负反馈闭环控制原理图如图2，由PLC、变频器、电控设备、水泵电机以及水、液压控制信号构成了一个闭环负反馈的控制系统。将用户管网的水压信号与蓄水池的液压信号送到PID调节器，PID进行采样分析，与给定的水压值进行比较求出偏差，经由PLC输出控制信号，控制变频器输出频率进行水泵转速调节，以消除静