基于plc的恒压供水监控系统设计论文

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1、基于PLC的恒压供水监控系统设计毕业论文目录第1章绪论11.1变频恒压供水的目的和意义11.2国内外研究现状11.3恒压供水的基本原理21.4本文设计内容及目标2第2章恒压供水系统总体设计42.1电机的调速原理42.2PID控制原理52.3恒压供水系统的技术方案52.4恒压供水的过程7第3章系统的硬件设计93.1PLC的概述93.1.1可编程控制器定义及原理93.1.2PLC选型及PLC工作方式103.2变频器的概述113.2.1变频器的基本原理及构成113.2.2变频器的选型及特点123.2.3MM440变频器的使用123.3其他设备的选型1

2、43.4系统的主电路设计153.5系统的控制电路设计163.6PLC的I/O端口分配及外围电路173.6.1PLC的I/O分配173.6.2PLC及变频器的外围接线182第4章系统的软件设计214.1系统程序流程图设计214.2软件设计PLC内部元件分配254.3PLC梯形图程序设计254.4力控组态模拟供水过程294.4.1力控组态概述294.4.2模拟供水过程30第5章总结与展望33参考文献34致谢35附录A系统电路图36附录B主程序梯形图392武汉理工大学毕业设计（论文）第1章绪论本次设计论文题目“基于PLC的恒压供水监控系统设计”，即以

3、PLC为基础，通过控制变频器来控制水泵的转速，最终达到恒压供水的目的。本篇论文将从课题背景开始介绍，涉及目的和意义，重点介绍系统的硬件设计和软件设计，在论文的最后将作出总结。1.1变频恒压供水的目的和意义在小区供水和工厂供水中，通过水泵直接对供水，由于用户端用水量在不同时间段会有所改变，导致供水过量或不够，造成了很大的水资源浪费和电能浪费，并且水泵的寿命维护以及产生的各类噪音、污染都很难达到最优化[1]。因此，如何解决供水与用水的不平衡，寻找提高供水效率的整体解决方案，是我们关注的焦点问题。在供水系统中，其根本的控制对象是水的流量。常见的方法有

4、阀门控制法及转速控制法两种。供水系统中对水压流量的控制，传统的采用阀门调节实现[2]。阀门控制阀是通过关小或开大阀门来调节流量，而转速保持不变，实质是水泵本身的供水能力不变，而改变水路中的阻力大小强行改变流量，以适应用户对水量的要求；恒压控制法是通过改变水泵的转速来调节流量，而阀门开度保持不变，实质是通过改变水泵的供水能力来适应用户对流量的要求。随着变频技术的发展，变频器调速技术已经在各大行业成熟运用，特别是风机、水泵、制冷压缩机、空气压缩机等高耗能设备上，而且运用变频器调速在恒压供水中可以起到节能高品质的供水，所以这次设计运用到了变频器控制[

5、3]。变频恒压供水系统集电气传动技术、变频技术、现代控制技术于一体。采用变频器调节以后系统实现了软启动，电机启动时电流从零逐渐增至额定电流，启动时间相应延长，而且对电网没有较大的冲击，减轻起动机械转矩对于电机的机械损伤，从而有效的延长了电机的使用寿命[4]。这样的调节方式以稳定水压为目的，以母管进口压力保持恒定为条件。恒压供水的基本控制策略是：采取运用可编程控制器（PLC）与变频调速装置构成控制系统，通过优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，达到供水压力的闭环控制，也就是根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速和水泵的数量，自动补偿用

6、水量的变化，从而保证供水管网的压力保持在设定值，既满足生产供水要求，同时可节约电能，使得系统处于可靠工作状态，实现恒压供水。1.2国内外研究现状45武汉理工大学毕业设计（论文）变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。在早期，由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、变压变频比控制及各种保护功能。从查阅的资料的情况来看，国外的恒压供水工程在设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式，几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况，因而投资成本高。目前国内有许多公司在做变频恒压供水系统的工程，

7、大多数采用国外品牌的变频器控制水泵的转速，水管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，部分采用PLC及相应的软件予以实现；部分采用单片机及相应的软件予以实现。不过在系统的动态性能、稳定性能、抗干扰等多方面的综合技术指标来说，还远不及所有用户的要求，所以恒压供水控制系统还需要一个成熟的技术[5]。1.3恒压供水的基本原理图1.1供水流程简图此次设计研究的对象是一栋居民楼的供水系统。这栋楼有16层，由于高层楼对水压的要求高，在水压低时，高层用户将无法正常用水甚至出现无水的情况，水压高时将造成能源的浪费。如图1.1所示，是这栋小楼的供水流程。自来水厂送

8、来的水先储存的水池中再通过水泵加压送给用户。通过水泵加压后，必须恒压供给每一个用户。1.4本文设计内容及目标基于PLC的恒压供水系统主要有可编程控制器