基于PLC的变频恒压供水系统的设计.doc

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1、摘要本文主要介绍了基于PLC控制的变频恒压供水系统的软硬件的设计。在设计之前，搜集和阅读了大量的有关恒压供水系统的资料，对系统有了一定的了解。设计中，先是介绍了恒压供水系统的目的，并通过供水系统中的各种特性曲线，看出供水系统的工作点，又进一步分析了恒压供水系统的节能原理。通过与传统的恒压供水方式的对比，做出更加可靠的供水方案，并弥补了传统恒压供水方式的可靠性差、自动化程度低、控制精度低等缺点。系统主要是采用PLC，变频器和PID调节器来进行控制，为了降低成本，选择了内置PI调节功能的变频器，这样即节约了成本的同时又使PI调节的运算更加的简便，操作简单，也提高了控制质量。

2、由于水泵属于平方性转矩负载，起动比较困难，所以每台水泵在起动是均采用变频软起的起动方式，在泵的切换问题上有进行了具体的分析。各个元器件的规格根据实际情况进行了相应计算，选择。在软件设计时，主要是根据方案设计的要求来进行程序设计，程序的运行流程图以及具体的一些参数设置在文中已经给出。文章最后给出了系统的控制程序，并通过实验的方法进行了模拟测试，已达到设计效果。关键词：恒压供水变频调速变频器PLCPID调节目录摘要I1．前言11.1变频恒压供水产生的背景和意义11.2变频恒压供水系统的国内外展现状11.3课题的来源以及本文要研究的内容11.3.1课题的来源11.3.2本课题

3、主要研究的内容12．变频恒压供水系统简介12.1恒压供水的目的12.2供水系统的基本特点12.2.1供水系统的基本模型12.2.2供水系统的主要参数12.3变频调速原理12.4水泵调速运行的节能原理12.4.1供水系统的特性与工作点12.4.2调节流量的方法与供水功率12.4.3从水泵的工作效率看节能12.4.4从电动机的效率看节能13．恒压供水系统的方案设计13.1变频控制恒压供水控制方式分析13.2PID调节器的作用13.2.1比例增益环节13.2.2积分环节13.2.3微分环节13.3采用外置PID与变频器内置PID恒压供水方案的对比13.3.1传统的变频调速恒压

4、供水设备设计方案13.3.2新型变频调速供水设备的解决方案13.4恒压供水设计方案的确定13.4.1系统功能13.4.2系统的加泵减泵条件分析14．变频恒压供水系统的软硬件设计14.1系统的硬件组成及选择14.1.1系统的硬件选择14.1.2系统主回路原理图14.2系统的软件设计14.2.1PLC软件设计14.2.2PLCI/O分配表14.2.3PLC外围I/O接线图14.3系统参数的设置14.4基于PLC的恒压供水程序15．系统的调试15.1系统的调试15.2结论1总结1致谢1参考文献1附录基于PLC的恒压供水程序清单1基于PLC的变频恒压供水系统的设计1．前言随着经

5、济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人民对供水的质量和供水系统可靠性的要求不断提高。把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统的新要求。变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便地实现供水系统的集中管理;同时系统具有良好的节能性，这在能量日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。1.1变频恒压供水产生的背景和意义众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能己成为时代

6、特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象，而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，此时将会造成能量的浪费，同时有可能使水管爆破和用水设备的损坏。在恒压供水技术出现以前，出现过许多供水方式。在传统的城市生活用水供水系统中，主要的供水方式是拖动水泵的电机以恒定转速运转，而供水需求的变化主要通过调节供水管道上的阀门来调节的供水方式。这种供水方式有以下问题:1）浪费电能。在一天中

7、的不同时间段，生活用水的需求量变化比较大。在用水低峰时，电机仍然以和用水高峰时同样的、恒定的转速运转，浪费了电能。2）水资源的浪费。在用水低峰时，管网压力较大，由于管道泄漏、公厕用水等造成水资源浪费严重。3）用水高峰时，由于管道流量的增大，有可能造成管网压力不足，而使得高层用户出现断水或水压不足的情况。4）存在水锤效应，对管网的破坏较大。随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往供水设备。它起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击。由于泵的平均转速降低了，从而可延长