设计简介
摘 要
随着社会主义市场经济的发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高；再加上目前能源紧缺，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的趋势。
本论文根据城市高楼居民区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水控制系统。变频恒压供水控制系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、报警器等构成。本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式，采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速。压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近，实现恒压供水。本论文采用变频器和PLC实现恒压供水和数据传输，然后用数字PID对系统中的恒压控制进行设计。最后对系统的软硬件设计进行了详细的介绍。本论文具体讲述了系统的总体设计与软件的实现，并对系统采取的可靠性措施进行了说明。
关键词：变频调速；恒压供水；PLC；控制系统
ABSTRACT
With the rapid development of socialistic marketing economy, there is a growing demand for better quality of water supply and higher reliability of supply system. In addition, considering the current common energy crisis, achieving the scheme of automating the water supply system. So it is an inevitable tendency to design and create an energy-saving constant-pressure water supply system of excellent performance with the help of advanced techniques of automation, monitor-control system; and communication. Meanwhile, the System can also adapt to various water Supply regions.
This thesis is based on the city high-rise residential area of water supply requirements, design a Constant Pressure Water Supply Control System Based on PLC. The constant pressure water supply control system consists of a programmable controller, inverter, water pumps, pressure sensors, alarm and so on. The system consists of three pump motors, they are composed of frequency conversion cycle operation mode, the inverter is used to achieve the soft-start and frequency control three-phase pump motor. Pressure sensor detects the water pressure signal into the PLC with the set value after the PID operation, so as to control the inverter output voltage and frequency, thereby changing the speed of the pump motor to change the supply quantity, and ultimately to maintain the pressure stability of the pipe network in the set given the value of the near constant pressure water supply. This paper shows the design of constant pressure supply water controller according to PID data and detailed introduction of its software and hardware. In this paper, the author illustrates its general design, software implement and the measures of preventable disturbance in details.
Keywords: VF speed; constant pressure water supply; PLC; control- system
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1 城市供水系统的要求 1
1.2 变频恒压供水控制系统的国内外研究概况 2
1.3本课题的主要研究内容及要求 3
1.4 本课题研究的目的及意义 3
第二章 变频恒压供水系统的原理 5
2.1变频恒压供水系统的基本工作原理 5
2.2 本课题研究的对象 6
2.3 变频恒压供水控制方式的选择 6
2.4 变频调速恒压供水系统的组成及工作原理 8
2.4.1 变频调速恒压供水控制系统的组成及原理图 8
2.4.2 变频调速恒压供水系统的工作原理 10
2.4.3变频调速恒压供水系统水泵切换控制分析 11
2.5变频调速恒压供水系统设计的基本步骤 12
第三章 变频调速恒压供水控制系统的硬件电路设计 13
3.1 变频调速恒压供水控制系统主要设备的选型及介绍 13
3.1.1 PLC的选型 13
3.1.2 变频器的选型 14
3.1.3 水泵机组的选型 15
3.1.4 压力变送器的选型 16
3.1.5 PID调节器 17
3.1.6部分其他元件的选型 18
3.1.7元件总表 19
3.2 变频调速恒压供水系统的主回路接线图设计 19
3.3变频调速恒压供水系统的输入输出回路设计 20
3.4 PLC的I/O存储地址分配及系统硬件明细 23
第四章 变频调速恒压供水控制系统的软件设计 24
4.1变频调速恒压供水控制系统的整体软件设计 24
4.1.1 手动运行 25
4.1.2 自动运行 25
4.2 程序说明 26
4.2.1自动运行部分 26
4.2.2手动运行部分 28
4.2.3公用部分 30
第五章 系统调试 33
5.1 自动运行部分调试 33
5.2 手动运行部分调试 38
结束语 40
参考文献 41
附 件 43
随着社会主义市场经济的发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高；再加上目前能源紧缺，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的趋势。
本论文根据城市高楼居民区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水控制系统。变频恒压供水控制系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、报警器等构成。本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式，采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速。压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近，实现恒压供水。本论文采用变频器和PLC实现恒压供水和数据传输，然后用数字PID对系统中的恒压控制进行设计。最后对系统的软硬件设计进行了详细的介绍。本论文具体讲述了系统的总体设计与软件的实现，并对系统采取的可靠性措施进行了说明。
关键词：变频调速；恒压供水；PLC；控制系统
ABSTRACT
With the rapid development of socialistic marketing economy, there is a growing demand for better quality of water supply and higher reliability of supply system. In addition, considering the current common energy crisis, achieving the scheme of automating the water supply system. So it is an inevitable tendency to design and create an energy-saving constant-pressure water supply system of excellent performance with the help of advanced techniques of automation, monitor-control system; and communication. Meanwhile, the System can also adapt to various water Supply regions.
This thesis is based on the city high-rise residential area of water supply requirements, design a Constant Pressure Water Supply Control System Based on PLC. The constant pressure water supply control system consists of a programmable controller, inverter, water pumps, pressure sensors, alarm and so on. The system consists of three pump motors, they are composed of frequency conversion cycle operation mode, the inverter is used to achieve the soft-start and frequency control three-phase pump motor. Pressure sensor detects the water pressure signal into the PLC with the set value after the PID operation, so as to control the inverter output voltage and frequency, thereby changing the speed of the pump motor to change the supply quantity, and ultimately to maintain the pressure stability of the pipe network in the set given the value of the near constant pressure water supply. This paper shows the design of constant pressure supply water controller according to PID data and detailed introduction of its software and hardware. In this paper, the author illustrates its general design, software implement and the measures of preventable disturbance in details.
Keywords: VF speed; constant pressure water supply; PLC; control- system
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1 城市供水系统的要求 1
1.2 变频恒压供水控制系统的国内外研究概况 2
1.3本课题的主要研究内容及要求 3
1.4 本课题研究的目的及意义 3
第二章 变频恒压供水系统的原理 5
2.1变频恒压供水系统的基本工作原理 5
2.2 本课题研究的对象 6
2.3 变频恒压供水控制方式的选择 6
2.4 变频调速恒压供水系统的组成及工作原理 8
2.4.1 变频调速恒压供水控制系统的组成及原理图 8
2.4.2 变频调速恒压供水系统的工作原理 10
2.4.3变频调速恒压供水系统水泵切换控制分析 11
2.5变频调速恒压供水系统设计的基本步骤 12
第三章 变频调速恒压供水控制系统的硬件电路设计 13
3.1 变频调速恒压供水控制系统主要设备的选型及介绍 13
3.1.1 PLC的选型 13
3.1.2 变频器的选型 14
3.1.3 水泵机组的选型 15
3.1.4 压力变送器的选型 16
3.1.5 PID调节器 17
3.1.6部分其他元件的选型 18
3.1.7元件总表 19
3.2 变频调速恒压供水系统的主回路接线图设计 19
3.3变频调速恒压供水系统的输入输出回路设计 20
3.4 PLC的I/O存储地址分配及系统硬件明细 23
第四章 变频调速恒压供水控制系统的软件设计 24
4.1变频调速恒压供水控制系统的整体软件设计 24
4.1.1 手动运行 25
4.1.2 自动运行 25
4.2 程序说明 26
4.2.1自动运行部分 26
4.2.2手动运行部分 28
4.2.3公用部分 30
第五章 系统调试 33
5.1 自动运行部分调试 33
5.2 手动运行部分调试 38
结束语 40
参考文献 41
附 件 43
