恒压供水系统设计 毕业论文

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1、济源职业技术学院毕业设计题目恒压供水系统设计系别机电工程系专业机电一体化班级机电1010姓名唐琪程学号0841180090211指导教师赵永彪日期2012.09设计任务书设计题目：恒压供水系统设计设计要求：1.设计一个全自动变频恒压控制方式来实现恒压供水的自控系统。2.本系统主要由PLC来控制，按照控制要求选择器件，设计其硬件主控电路。3.根据要求选择相应的传感器、驱动电机、阀门等；4.按照设计要求设计相应算法，编制相应的PLC控制程序。设计进度要求：第一周：确定设计内容并初步构思第二周：根据设计要求分析恒压供水系统的工作原理第三

2、周：对硬件进行设计第四周：对软件进行设计第五周：改进设计中的不足第七周：撰写毕业论文第八周：整理论文，准备答辩指导教师（签名）：摘要建设节约型社会，合理开发、节约利用和有效保护水资源是一项艰巨任务。由于传统供水方式的缺陷，本文设计了一套PLC控制的变频调速恒压供水系统。恒压供水是指在供水网系中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。系统由可编程控制器、变频器、水泵电机组、压力变送器等构成。共三台电机，其中由一台变频器拖动2台电动机的起动、运行与调速，1台电机备用。控制系统中采用德国SIEMENS公司的S7-300可编程控制器

3、来控制水泵电机的投入台数及运行方式；同时利用其中的数字PID控制器，由FB41将压力给定值与测量值的偏差进行处理，实时控制变频器的输出频率，进而改变水泵电动机的转速来改变水泵出水口流量，实现管网压力的自动调节，使管网压力稳定在设定值附近。此方法具有短路保护、过载保护功能，工作稳定可靠，大大延长了电机的使用寿命。关键词：PLC，变频调速，恒压供水目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1课题提出的背景11.2课题研究的目的和意义11.3国内外在变频恒压供水系统研究现状及分析21.3.1变频恒压供水系统的国内外研究现状21.3.

4、2可编程序控制器技术国内外发展现状31.4设计主要内容4第二章恒压供水基本原理62.1供水系统简介62.2恒压供水基本原理62.2.1恒压供水原理62.2.2系统结构框图设计62.3恒压供水的优点82.4本章小结9第三章恒压供水系统部件选择103.1变频恒压供水系统的构成103.1.1变频恒压供水系统硬件结构103.1.2恒压供水系统构成113.2S7-300系列PLC简介123.2.1S7-300的概况123.2.2S7-300的模拟量输入/输出模块143.2.3S7-300的PID模块FB41173.3变频器的介绍173.3.

5、1选择变频器规格173.3.2开关指令信号的输入183.3.3变频器与PLC的连接193.4传感器193.5本章小结21第四章恒压供水系统软件设计224.1系统设计224.1.1系统主电路的设计224.1.2PLC控制电路设计234.2程序设计244.2.1控制系统主程序设计244.2.2水泵电机切换程序254.2.3西门子S7300系列PLC通信程序设计274.2.4量程转换程序设计294.3PID设计294.3.1PID控制294.3.2恒压供水PID调节过程分析314.3.3PID控制器的应用314.4本章小结32第五章总结

6、335.1全文总结335.2研究展望33参考文献35附录APLC与变频器接线图37附录B控制系统主电路图与控制电路图38附录CPLC程序梯形图39致谢51第一章绪论1.1课题提出的背景随着社会经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，人口的增多以及人们生活水平的不断提高，对城市供水的数量、质量、稳定性提出了越来越高的要求。而我们国家是个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、小区供水，尤其县城、乡镇供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。而其中的老水厂自动控制系统配置相对落后，机组的控制主要依赖值班人员的手工操作。控制过程繁琐

7、，而且手动控制无法对供水管网的压力和水位变化及时做出恰当的反应。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。传统的解决办法是采用高位水箱、水塔和各种气压罐进行蓄水加压，依赖挡板和阀门的阻力调节水流量。这种靠水的势能或气压供水方式具有占地面积大、投资高、水泵电机启动频繁、耗电多、管网水压不稳、爆管现象频繁、漏失严重等缺点；不仅生活用水容易受到二次污染，而且水泵电机的频繁开启使设备故障率高，检修、维护也存在困难，而且像水塔这样传统的供水系统，在维护和升级系统方面，是非常昂贵的。因此，如何利用有效的水源和电能保证

8、各行各业正常供水，己是迫在眉睫。同时随着现代电力电子技术、交流变频调速技术、信息技术、计算机技术和智能控制技术的迅速发展并日趋完善，变频调速技术在供水领域得以运用，实现了水泵电机无级调速，能够极大地改善给水管网的供水环境。所有这些现代自动化控制技术