毕业设计-PLC恒压供水控制系统设计

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1、第一章绪论11.1恒压供水问题的提出11.2本课题设计的内容21.2.1恒压供水系统的选型21.2.2硬件系统的设计21.2.3软件系统的设计21•3设计要求21.4本课题设计的目的和意义2第二章恒压供水系统的原理42.1变频器调速42.1.1变频器的工作原理42.1.2变频器的功能设置52.2系统控制方案6第三章硬件系统的设计83.1可编程控制器（PLC）的选型83.1.1PLC的概述83.1.2PLC的选型93.2变频器的选型93.3水泵的选型93.4传感器的选型103.5模数与数模转换113.5.1I/O分配表113.6外部接线图113.7PLC

2、外部接线图113.8元器件明细表12第四章软件系统的设计134.1流程图13PLC梯形图154.3系统工作过程分析254.4故障处理25第五章结论26参考文献27第一章绪论1.1恒压供水问题的提出随着人们生活水平的提高与变频器技术的口益成熟和完善，城市和城乡也有过去的水塔供水朝着恒压供水（无塔供水）的方向发展，恒压供水的实现就是变频器技术和功能的应用。冃前除了通用变频器外，还有针对不同行业、不同领域生产的专用变频器，因此变频器在工业和不同生产领域屮应用越來越广泛。变频调速恒压供水技术其节能、安全、供水高品质等优点，在供水行业得到了广泛应用。恒压供水调速

3、系统实现水泵电动机无级调速，依据用水量的变化（实际上为供水管网的压力变化）自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求是当今先进、合理的节能型供水系统。在实际应用屮如何充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频器调速恒压供水设备，降低成本、保证产品质量等有着重要意义。而高校校园的供水和一般城市供水相比较则有些特殊。主要是由于校园内学生住宿区一般都较为集屮，造成了学生宿舍、食堂的用水十分集中，且用水量较大。而其它建筑物如教室、实验室、教师住宿区等的用水量则相对较少。同时，用水的时间性强，一般在早上六点到八点，中午十一点到下午两点

4、，下午五点到七点，晚上九点到十点四个时间段用水量最大，而其它时间则用水量一般。某高校的某区供水方式为：把城市自來水管网的水源取到蓄水池后，用水泵抽到校园内高位水池，再由高位水池向校园管网供水。这种方法的缺点是随着高校的扩招,学生人数显著增多，造成了经常性的供水不足，特别是学生宿舍和食堂最为明显,影响了学生和教师的正常生活秩序。同时该供水方式还存在如下问题：供水成本高。由于校园内的用水全部单纯采用水泵供水，造成电能的极大浪费和机电设备的大量损耗。供水可靠性低。由于水泵采用人工操作方式，高位水池的水位只能靠人为估计，而且高位水池离水泵房较远，无法做到准时开

5、机和停机。会造成供水屮断或出现高位水池水位过高而溢流，电能和水资源造成浪费。另外，如果蓄水池水位过低，还会造成水泵空转，导致电能浪费和机电设备的加速损耗。水资源浪费。除水泵不能准时停机而造成的溢流浪费外。学生因高峰期供水屮断，故经常打开阀门未关，造成来水后的浪费。很多学生在上课前或睡觉前打开阀门，用水桶或脸盆接水、贮水，造成來水后大量溢流，极大地浪费了水资源,增大了供水成本。校园管网系统设计有缺陷。对于一般建筑物，如教室、实验室、教师住宿区等，本来城市自来水的正常供水即可满足其用水量要求，但采用水泵供水后反而会出现楼房顶层供水不足的现象。同时，用水量大

6、的学生宿舍屋顶水池设计偏小,调节能力较差。1.2本课题设计的内容1.2.1恒压供水系统的选型恒压供水泵站一般需设多台水泵及电机，这比设单台水泵及电机节能而可靠。配单台电机和水泵时，它们的功率必须足够的大，在用水量少吋开一台大电机肯定是浪费，电机选小了用水量大吋供水不足。而且水泵和电机都有维修的吋候，备用泵是必要的。恒压供水的主要目标是保持管压网水呀的恒定，水泵电机的转速套跟随用水量的变化而变化，这就要用变频器为水泵供电。这也有两种配置方式，一是为每台水泵电机配一台变频器，这当然方便，电机与变频器间不需要切换，但是购买变频器的费用较高。另一种方案是数台电

7、机陪一台变频器，变频器与电机见可以切换，供水运行吋，一台水泵变频运行，其余水泵共频运行，以满足不同用水两的需求。1.2.2硬件系统的设计PLC变频恒压供水控制系统由四台水泵，一台智能型点控柜(包括西门子M420变频器，西门子S7-200PLC,交流接触器，继电器等)，一套压力传感器，缺水保护器，断相相序保护装置和供电主电路组成。1.2.3软件系统的设计系统的软件设计包括PLC的程序设计和变频器的功能参数的设定。PLC的程序设计包括手动设计和自动控制的程序设计，手动部分主耍是通过按钮控制水泵在工频下启动和停止，主要考虑系统调试和检修时用。当选择开关打到自

8、动时系统能够自动的进入到自动的工作状态。由变频器和PLC联合控制各台电机的运行和停止，以及时工