基于plc和变频器在城市节能供水系统中的应用

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1、xx职业技术学院机电工程系毕业综合实践课题名称：PLC和变频器在城市节能供水系统中的应用专业：应用电子技术学生姓名：xxx学号：xxxx指导老师：xxx专业技术职务：讲师xx年xx月13PLC和变频器在城市节能供水系统中的应用机电工程系应用电子技术刘世峰摘要：随着中国的发展，乡村向城市发展，乡村楼房兴起。一般小区管网水压只保证6层以下楼房的用水，其余上部各层均须“提高”水压才能满足用水要求。以前大多采用传统的水塔、高位水箱，或气压罐式增压设备，但他们都必须由水泵以高出实际用水高度压力来“提升”水量，其结果增大了水泵的轴功率和能量

2、损耗。设计小区PLC控制无塔恒压供水设备由PLC、变频器、传感器、低压电气控制柜和水泵等组成。通过PLC、变频器、继电器、接触器控制水泵机组运行状态,实现管网的恒压变流量供水要求。设备运行时,压力传感器不断将管网水压信号变换成电信号送入PLC,经PLC运算处理后,获得最佳控制参数,通过变频器和继电器控制元件自动调整水泵机组高效率地运行。供水系统的监控主要包括水泵的自动启停控制、供水压力的测量与调节、系统主管道水压的；系统水处理设备运转的监视、控制；故障及异常状况的报警等。现场监控站内的控制器按预先编制的软件程序来满足自动控制的要

3、求，即根据供水管的高/低水压信号来控制水泵的启/停及进水控制阀的开关，并且进行溢水和枯水的预警等。关键词：可编程控制器；变频器；传感器1.2.1变频恒压供水系统主要特点：1.节能，可以实现节电20%-40%，能实现绿色用电。2.占地面积小，投入少，效率高。3.配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠。4.运行合理，由于是软起和软停，不但可以消除水锤效应，而且电机轴上的平均扭矩，减少了维修量和维修费用，并且水泵的寿命大大提高。5.由于变频恒压调速直接从水源供水，减少了原有供水方式的二次污染，防止了很多传染疾病的传染源头。6.通过

4、通信控制，可以实现无人值守，节约了人力物力。1.2.2传统定压方式的弊病：1．管理不便、因与大气连通易引起的管道腐蚀。2.由于水箱内微生物、藻类孳生，还可能对系统造成二次污染，所以每年定压水箱都需定期维护，并由卫生防疫部门检验。3.定压水箱需占用较大空间，需要专门的地点来放置。4.高位定压水箱系统的控制靠投入泵的台数来调节，但这种调节方式不能做到供水量和用水量的最佳匹配，水泵长期偏离高效区工作，效率低下。5.系统频繁的起停泵，对水泵、电机及开关器件都会缩短使用寿命。136.使用高位水箱供水，在系统流量较大时，管网压力会有较大的变

5、化，造成部分用户资用压头不够，出现诸如流量不足、冷热不均等情况。7.在供水泵的选型上，设计人员为了提高系统安全系数，电机选型都较大；在用水负荷较小或低区采用减压阀、节流孔板等来调节剩余水头时，大量的能量消耗在阀上，都造成电能的浪费。1.2.3恒压供水设备的主要应用场合：1.高层建筑，城乡居民小区，企事业等生活用水。2.各类工业需要恒压控制的用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等。3.中央空调系统。4.自来水厂增压系统。5.农田灌溉，污水处理，人造喷泉。6.各种流体恒压控制系统。2.1可编程控制器（PLC）2.1.1可编程控制

6、器的选型1.本设计的主要控制过程是利用可编程控制器的A/D,D/A模块和可编程控制器内置的控制模块来控制水泵电机的切换从而调节供水管中水的压力。整个控制系统除了用到PLC逻辑控制、定时控制和计数控制等基本控制功能外，关键是要用到PLC的高级控制单元，主要包括A/D、D/A单元等。现代大中型的PLC一般都配备了专门的A/D和D/A转换模块，可以将现场需要控制的模拟量通过A/D模块转换为数字量，经微处理器运算处理后，再通过D/A模块转换，变成模拟量去控制被控对象。但现在考虑到系统的安装以及成本问题，故本系统供水泵的自动控制采用的是日

7、本欧姆龙公司的PLC，机器型号为CPM2A-30CDR-A和模拟量控制模块CPM1A-MAD02。其特性简介如下：2.CPM2A为系统提供了众多的功能•高速计数器能方便地测量高速运动的加工件。•同步脉冲控制可方便地调整时间。•带高速扫描和高速中断的高速处理。•可方便地与OMRON的PT相连接，为机器操作提供一个可视化界面。小机壳内汇集了先进的功能和优异的表现。为食品包装行业，传送设备和紧凑型设备的制造商提供更优越的性能和更高的附加值。•通过脉冲输出可实现许多基本的位置控制。13•可进行分散控制和模拟量控制。3.价格低廉•CPM2

8、A的价值在于它具有非常卓越的性能价格比。4.紧凑型设计能安装在任何地方•机器设备的小型化对安装在控制板或机器内的PLC也提出了节省空间的要求。PLC规格介绍项目30点CPU单元电源电压交流电源AC100~240V，50/60Hz直流电源DC24V允许电源电压交流