陈海波毕1业论文

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1、基于PLC的高层建筑自动供水系统的设计—变频恒压供水控制系统设计与实现电气工程及其自动化专业指导教师陈海波陈杰摘要随着社会经济的迅速发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高，再加上冃前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然趋势。木课题是在充分研究供水系统工作原理的基础上，根据某高层住宅小区的供水需求，设计的一套由OMRONSYSMACCPM1HPLC（内置PID）、3G3JV变频器、压力传感器、水泵机组、控制设备等构成的变频恒压供水。该系统采用先进的PID闭环控制算法，采集供水管网的水压和实际水

2、压预设值比较，PLC内置PID调节器可根据二者偏差给出调节量，调节变频器的输出频率，调节电机转速，维持水压恒定。系统可以实现白动变频和自动工频运行等功能，可以实时显示供水状态和报警等信息。现场调试和运行表明，该系统能够对供水过程进行口动控制，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，提高生产管理水平。监控系统安装维护方便，运行稳定、可靠；监控软件功能齐全，人机界面友好，使用方便。关键字：PLC,PID,变频调速，恒压供水第一章绪论1.1课题背景及意义近年來，随着居民区的不断扩建与改造，楼房层数的不断加高，我国居民用水难问题越来越突出，特别是高层建筑居民，原有的自

3、来水管网的压力出现不足，人部分地区普遍存在着用水高峰期高层供不上水，高层居民经常出现用水难问题，给生活带来极大不便。这种用水难问题在大城市表现尤为突岀。高层建筑用水与其它用水相比，最大的特点是用水不均匀，时变化系数在2.5以上。建筑用水的时间比较集中，一般发生在一日三餐或某些特定的时间段,用水量最大且比较集中，占全天用水量的15%—20%,集中在30分钟内。高层建筑因其服务水准的提高，对供水提出了更高要求：一是供水不间断。二是压力要保证。尤其在用水高峰时，保证人人都能用上水。1.2目前高层建筑的供水现状忖前国内高层建筑常用二次加压装置进行供水，主要供水方式有⑴：1）“高位水

4、箱+水泵”联合供水方式：水泵从地下水池吸水后供给高位水箱，由水箱给各用户供水，属上行下给的供水方式。缺点：供水压力不足2）气压罐式供水方式：水泵从地下水池吸水供给气压罐，依据气压罐内气体压力的变化，來控制供水和停水，从而实现高层供水。3）变频调速供水方式：水泵从地下水池吸水后直接供给高层用户，依据供水压力的变化通过变频器控制水泵电机的转速，改变岀水量，维持恒压供水。而利用PLC实现的变频控制则是冃前最先进的供水控制方式。1.3PLC技术的特点及其应用可编程序控制器是以口动控制技术，微计算机技术和通信技术为基础发展起来的新一代T：业控制装置，冃前已被应用于各个领域。最重耍的原

5、因是它与现有的各种控制方式相比较，具有如下独一无二的特点⑵：1）抗干扰能力强、可靠性高：在PLC控制系统中，大量的开关动作是由无触点的半导体电路来完成的，而且PLC在硬件和软件方面都采取了强有力的措施，使产品具有极高的可靠性和抗干扰能力，所以PLC可以直接安装在工业现场而稳定的工作。2）灵活性和通用性强：在PLC控制系统中，当控制功能改变时只需修改程序即可，PLC的外部接线改动极少，甚至不必改动。一台PLC可以用于不同的控制系统屮，只不过改变其中的程序罢了。其灵活性和通用性是继电器控制电路所无法比拟的。3）功能强、功能的扩展能力强：其一，PLC利用程序进行定时，计数，顺序,

6、步进等控制，十分准确可靠。其二，PLC还具有A/D和D/A转换，数据运算和数据处理，运动控制等功能。因此PLC既可以进行开关量的控制，也可以对模拟量进行控制。其三，PLC具有通信联网功能，从而可以远距离对生产过程进行监控。4）体积小、重量轻、易于实现机电一体化：PLC内部电路主要采用半导体集成电路，具有结构紧凑，体积小，重量轻，功耗低的特点，并且PLC具有很强的抗干扰能力，能适用各种恶劣的环境，因而PLC己成为实现机电一体化十分理想的控制装置。PLC的应用主要体现在以下几个方面:1）开关量逻辑控制：PLC具有“与”、“或”、“非”等逻辑指令，可以实现触点和电路的串、并联，代

7、替继电器进行逻辑控制、顺序控制与定时控制。既可实现单机控制，也可用于多机控制及门动化生产流水线的控制。2）运动控制:PLC把描述冃标位置的数据送给模块，当每个轴移动时，运动控制模块能使之保持适当的速度和加速度，确保运动的平滑性。可编程控制器的运动控制功能可广泛应用于各种运动机械，如金属切削机床、机器人以及电梯等。3）过程控制：它是指对温度、压力、流量和速度等模拟量的闭环控制。PLC通过模拟量输入、输出模块，实现模拟量和数字量Z间的转换，利用P1D子程序或专用的智能P1D模块对模拟量进行闭环控制。PLC的模拟量PID