摘要
随着人民生活水平的日趋提高，新技术和先进设备的应用，使给供水设计得到了发展的机遇。于是选择一种符合各方面规范、卫生安全而又经济合理的供水方式，对我们给供水设计带来了新的挑战。本系统采用PLC进行逻辑控制，采用带PID功能的变频器进行压力调节，系统存在工作可靠，使用方便，压力稳定，无冲击等优越性。
本设计恒压变频供水设备由PLC、变频器、传感器、低压电气控制柜和水泵等组成。通过PLC、变频器、继电器、接触器控制水泵机组运行状态,实现管网的恒压变流量供水要求。设备运行时,压力传感器不断将管网水压信号变换成电信号送入PLC,经PLC运算处理后,获得最佳控制参数,通过变频器
和继电器控制元件自动调整水泵机组高效率地运行。供水系统的监控主要包括水泵的自动启停控制、供水压力的测量与调节、系统主管道水压的；系统水处理设备运转的监视、控制；故障及异常状况的报警等。现场监控站内的控制器按预先编制的软件程序来满足自动控制的要求，即根据供水管的高/ 低水压位信号来控制水泵的启/停及进水控制阀的开关，并且进行溢水和枯水的预警等。
文中详细介绍了所选PLC机、变频器、传感器的特点、各高级单元的使用及设定情况，给出了系统工作流程图、程序设计流程图及设计程序。
关键词：可编程控制器变频器传感器
ABSTRACT
In company with the improvement of people’s living standard, the application of new technique and advanced equipment provide a new development for the design of water supply. It is a challenge for us to select a way of water supply with high standard, secure and healthy, economical, and reasonable. This system adopts PLC logic control, and transducer with PID function to adjust the pressure, which presents many advantages, such as high reliability, convenience in use, stability in pressure，and without impact.
The design is made of Programmable Logic controller，transducer, sensor, low pressure control manufacture tank, etc. Through transducer and relay, contactor control pumping unit running status, the pipe network achieves to the requirement of constant pressure variable flow-rate water supply. When the equipment on-the-fly, pressure gauge without intermission translates the pipe network hydraulic pressure signal to electrical signal enter microcomputer, and through microcomputer’ arithmetic processing, obtains optimal control parameter. The dam press beforehand made up software program came satisfaction self governing oblige，namely on the basis of high or low-water signal came control radial diffuser influent valve’s switch, and proceed overfull and low water’s grade from water tank and pond back of the monitor prime include radial diffuser automatism open cease dam , water level flow, man metric measuring and regulate；use water flow, displacement 'measure； water treatment equipment locomotive put in control；water quality detection；water conservation program control；malfunction and error state' enter grade up under observation back of the through the medium of transducer and bang-bang control component self-correcting pumping unit expeditiously running. Water works on site supervision in station.
The paper mainly introduces the characters of the PLC, transducer, and sensor, the use of each high-quality unitary and design, and provides the flowchart of system work, program and design.
Keyword：Programmable Logic controller Transducer sensor
目录
1前言 (1)
1.1供水系统发展过程及现状 (1)
1.2供水系统的概述 (2)
1.2.1．变频恒压供水系统主要特点： (2)
1.2.3．恒压供水设备的主要应用场合： (2)
1.2.4．恒压供水技术实现： (3)
2系统总体设计方案 (4)
2.1系统设计方案 (4)
2.1.1系统控制要求 (4)
2.1.2控制方案 (4)
2.1.3运行特征 (5)
2.1.4系统方案 (5)
2.2可编程控制器(PLC)的特点及选型 (7)
2.2.1PLC特点及应用 (7)
2.2.2可编程控制器的选型 (8)
2.2.3．PLCCPM2A模拟量输入/输出单元 (12)
2.3变频器选型及特点 (15)
2.3.1ABB产品信息： (15)
2.3.2变频节能理论： (15)
2.3.3．变频恒压供水系统及控制参数选择： (16)
2.3.4．变频恒压供水系统的优点及体现 (17)
2.4远传压力表 (18)
2.4.1主要技术指标 (19)
2.4.2结构原理 (19)
2.5系统控制流程设计 (20)
2.5.1系统组成及作用 (20)
2.5.2系统运行过程 (20)
3软件设计 (23)
3.1系统中检测及控制开关I/O分配 (23)
3.2I/O地址及标志位分配表 (25)
3.3流程图 (27)
3.4程序设计： (28)
4.结论 (43)
致谢 (44)
参考文献 (45)
第一章前言
1.1供水系统发展过程及现状
一般规定城市管网的水压只保证6层以下楼房的用水，其余上部各层均须“提升”水压才能满足用水要求。以前大多采用传统的水塔、高位水箱，或气压罐式增压设备，但它们都必须由水泵以高出实际用水高度的压力来“提升”水量，其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。
自从变频器问世以来，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中得到了很大的发展。随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强。充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。
新型供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比，不论是设备的投资，运行的经济性，还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势，而且具有显著的节能效果。恒压供水调速系统的这些优越性，引起国内几乎所有供水设备厂家的高度重视，并不断投入开发、生产这一高新技术产品。
目前该产品正向着高可靠性、全数字化微机控制，多品种系列化的方向发展。追求高度智能化，系列标准化是未来供水设备适应城镇建设成片开发智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。
在短短的几年内，调速恒压供水系统经历了一个逐步完善的发展过程，早期的单泵调速恒压系统逐渐为多泵系统所代替。虽然单泵产品系统设计简易可靠，但由于单泵电机深度调速造成水泵、电机运行效率低，而多泵型产品投资更为节省，运行效率高，被实际证明是最优的系统设计，很快发展成为主导产品。
1.2供水系统的概述
1.2.1变频恒压供水系统主要特点：
1、2、3、4、节能，可以实现节电20%-40%，能实现绿色用电。
占地面积小，投入少，效率高。
配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠。
运行合理，由于是软起和软停，不但可以消除水锤效应，而
且电机轴上的平均扭矩和磨损减小，减少了维修量和维修费用，并且水泵的寿命大大提高。
5、由于变频恒压调速直接从水源供水，减少了原有供水方式的
二次污染，防止了很多传染疾病的传染源头。
6、通过通信控制，可以实现无人值守，节约了人力物力。
1.2.2传统定压方式的弊病：
1、管理不便、因与大气连通易引起的管道腐蚀。
2.由于水箱内微生物、藻类孳生，还可能对系统造成二次污染，所以
每年定压水箱都需定期维护，并由卫生防疫部门检验。
3.定压水箱需占用较大空间，需要专门的地点来放置。
4.高位定压水箱系统的控制靠投入泵的台数来调节，但这种调节方式
不能做到供水量和用水量的最佳匹配，水泵长期偏离高效区工作，效率低下。
5.系统频繁的起停泵，对水泵、电机及开关器件都会缩短使用寿命。
6.使用高位水箱供水，在系统流量较大时，管网压力会有较大的变化，造成部分用户资用压头不够，出现诸如流量不足、冷热不均等情况。
7.在供水泵的选型上，设计人员为了提高系统安全系数，电机选型都
较大；在用水负荷较小或低区采用减压阀、节流孔板等来调节剩余水头时，大量的能量消耗在阀上，都造成电能的浪费。
1.2.3恒压供水设备的主要应用场合：
1.高层建筑，城乡居民小区，企事业等生活用水。
2.各类工业需要恒压控制的用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉
补水等。
3.中央空调系统。
4.自来水厂增压系统。
5.农田灌溉，污水处理，人造喷泉。
6.各种流体恒压控制系统。
1.2.4恒压供水技术实现：
通过安装在管网上的压力传感器，把水压转换成4～20mA的模拟信号，通过变频器内置的PID控制器，来改变电动水泵转速。当用户用水量增大，管网压力低于设定压力时，变频调速的输出频率将增大，水泵转速提高，供水量加大，当达到设定压力时，电动水泵的转速不再变化，使管网压力恒定在设定压力上；反之亦然。
目前交流电机变频调速技术是一项业已广泛应用的节能技术。由于电子技术的飞速发展，变频器的性能有了极大提高，它可以实现控制设备软启软停，不仅可以降低设备故障率，还可以大幅减少电耗，确保系统安全、稳定、长周期运行。
长期以来区域的供水系统都是由市政管网经过二次加压和水塔或天
面水池来满足用户对供水压力的要求。在小区供水系统中加压泵通常是用最不利用水点的水压要求来确定相应的扬程设计，然后泵组根据流量变化情况来选配，并确定水泵的运行方式。由于小区用水有着季节和时段的明显变化，日常供水运行控制就常采用水泵的运行方式调整加上出口阀开度调节供水的水量水压，大量能量因消耗在出口阀而浪费，而且存在着水池“二次污染”的问题。变频调速技术在给水泵站上应用，成功地解决了能
耗和污染的两大难题。
第二章系统总体设计方案
2.1系统设计方案
2.1.1系统控制要求
恒压供水控制系统的基本控制要求是：采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入CPU 运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。
2.1.2控制方案
在住宅小区水厂的管网系统中，由于管网是封闭的，泵站供水的流量是由用户用水量决定的，泵站供水的压力以满足管网中压力最不利点的压力损失ΔP和流量Q之间存在着如下关系：
ΔP=KQ2；
式中K一为系数设PL为压力最不利点所需的最低压力，则泵站出口总管压力P应按下式关系供水，则可满足用户用水的要求压力值，又有最佳的节能效果。
P=PL+ΔP=PL+KQ2
因此供水系统的设定压力应该根据流量的变化而不断修正设定值，这种恒压供水技术称为变量恒压供水，即供水系统最不利点的供水压力为恒值而泵站出口总管压力连续可调。典型的自动恒压供水系统的结构框图如图所示；系统具有控制水泵出口总管压力恒定、变流量供水功能，系统通过安装在出水总管上的压力传感器，实时将压力、流量非电量信号转换为电信号，输入至可编程控制器(PLC)的输入模块，信号经CPU运算处理后与设定的信号进行比较运算，得出最佳的运行工况参数，由系统的输出模块
输出逻辑控制指令和变频器的频率设定值，控制泵站投运水泵的台数及变
量泵的运行工况，并实现对每台水泵的调节控制。
2.1.3运行特征
以4台水泵的恒压供水系统为例，系统在自动运行方式下，可编程控
制器控制变频器、软启动1#泵，此时1#泵进入变频运行状态，其转速逐渐
升高，当供水量Q<1/3Qmax时(Qmax为4台水泵全部工频运行时的最大流量)，可编程控制器CPU根据供水量的变化自动调节1#泵的运行转速，以保
证所需的供水压力。当用水量Q在1／3Qmax 确定，以保证供水系统最不利点的供水压力恒定。 2.1.4系统方案 目前，住宅小区变频恒压供水系统设计方案主要采用“一台变频器控 制一台水泵”(即“一拖一”)的单泵控制系统和“一台变频器控制多台水 泵”(即“一拖N”)的多泵控制系统。随着经济的发展，现在也有采用“二 拖三”、“二拖四”、“三拖五”的发展趋势。“一拖N”方案虽然节能 效果略差，但独有投资节省，运行效率高的优势;具有变频供水系统启动 平稳，对电网冲击小，降低水泵平均转速，消除“水锤效应”，延长水泵 阀门、管道寿命，节约能源等优点，因此目前仍被普遍采用。 A.“一拖N”多泵系统的一般控制要求 （1）多泵循环运行程序控制 以“一拖三”为例:先由变频器启动1#水泵运行，若工作频率已达到 变频器的上限值50Hz而压力仍低于规定值时，将1#水泵切换成工频运行，此时变频器的输出频率迅速下降为0，然后启动2#水泵，供水系统处于“1 工1变”的动行状态;若变频器再次达到上限值50Hz而压力仍低于规定值 时，将2#水泵也切换成工频运行，再由变频器去启动3#水泵，供水系统处于“2工1变”的运行状态。反之，若变频器工作频率已下降至下限值(一 般设定为25~35Hz)而压力仍高于规定值时，令1#水泵停机，供水系统又处 于“1工1变”的运行状态;若变频器工作频率又降至下限值而压力仍高于 规定值时，令2#水泵停机，系统回复到1台水泵变频运行状态。如此循环 不已。其他的“一拖N”程序控制，依此类推。 （2）设置换机间隙时间当水泵电机由变频切换至工频电网运行时， 必须延时几秒进行定速运行后接触器才能自动合闸，以防止操作过电压; 而当水泵电机由工频切换至变频器供电运行时，也必须延时几秒后接触器再闭合，以防止电动机高速运转产生的感应电动势损坏变频器。延时时间根据水泵电机的功率而定:功率越大，时间越长，一般取值2~3s。 （3）确保触点相互联连锁 在电路设计和PLC(可编程控制器)程序设计中，控制每台水泵“工频- 变频”切换的两台接触器的辅助触点或者PLC内部“软触点”必须相互联 锁，以保证可靠切换，防止变频器UVW输出端与工频电源发生短路而损坏。为杜绝切换时接触器主触点意外熔焊、辅助触点误动作而损坏变频器的事故，最好采用两台连体、机械和电气双重联锁的接触器，如德力西公司的CJX2-N型联锁接触器等。 （4）水泵轮换启动控制 可以自由设置水泵启动顺序:可设置成1#水泵先启动，也可设置2#、 3#或N#水泵先启动。所有水泵平均使用，能有效防止个别水泵可能长期不用时发生的锈死现象。 （5）设置定时换机时间在水泵群中，定时切换运行时间最长的水泵，以保证所有水泵的均衡使用。 （6）变频器或PLC带有PID调节器 PID(比例-积分-微分)调节器的积分环节I(即积分时间)调整应合理: 时间太短，则系统动态响应快，反应灵敏，但易产生振荡，水泵来回切换; 时间太长，则当压力发生急剧变化时，系统反应过慢，容易产生压力过高，导致管道爆裂。 B.常用的“一拖N”多泵系统控制方式 （1）变频器+PLC 这种配置不仅可以灵活地实现上述控制，而且可以实现更多复杂的控制。缺点是需要专业技术人员编制并现场调试PLC程序，安装调试费工、 费时，设备投资也较大。 （2）变频器+专业供水控制器 最近，有的厂家专门为变频恒压供水研制了能实现上述控制要求的专业供水控制器，操作简单，调试方便，功能齐全，产品价格也与“变频器 +PLC”接近。 2.2可编程控制器(PLC)的特点及选型 2.2.1PLC特点及应用 可编程控制器（ProgrammableLogicController）是计算机技术与自 动化控制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置，是作为传统继电器的替换产品而出现的。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。 随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制、定时控制、计数控制、顺序(步进)控制，还具有了模拟量控制、闭环过程控制、数据处理和通信联网等 功能。 由于可编程控制器可通过软件来改变控制过程，并且编程简单，同时采用了模块化结构设计，易于扩展和拆装，因而具有体积小，功耗低，可靠性高，组装维护方便，控制功能完善和抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，成为当今自动化电气控制的主流。 2.2.2可编程控制器的选型 1.本设计的主要控制过程是利用可编程控制器的A/D,D/A模块和可编 程控制器内置的控制模块来控制水泵电机的切换从而调节供水管中水的 压力。 整个控制系统除了用到PLC 逻辑控制、定时控制和计数控制等基本控 制功能外，关键是要用到PLC 的高级控制单元，主要包括A/D 、D/A 单元等。 现代大中型的PLC 一般都配备了专门的A/D 和D/A 转换模块，可以将现 场需要控制的模拟量通过A/D 模块转换为数字量，经微处理器运算处理后， 再通过D/A 模块转换，变成模拟量去控制被控对象。但现在考虑到系统的 安装以及成本问题，故本系统供水泵的自动控制采用的是日本欧姆龙公司 的PLC ，机器型号为CPM2A-30CDR-A 和模拟量控制模块CPM1A-MAD02。其特 性简介如下： 2.CPM2A 为系统提供了众多的功能 ?高速计数器能方便地测量高速运动的加工件。 ?同步脉冲控制可方便地调整时间。 ?带高速扫描和高速中断的高速处理。 ?可方便地与OMRON 的PT 相连接，为机器操作提供一个可视化界面。 小机壳内汇集了先进的功能和优异的表现。为食品包装行业，传送设 备和紧凑型设备的制造商提供更优越的性能和更高的附加值。 ?通过脉冲输出可实现许多基本的位置控制。 ?可进行分散控制和模拟量控制。 3.价格低廉 ?CPM2A 的价值在于它具有非常卓越的性能价格比。 4.紧凑型设计能安装在任何地方 ?机器设备的小型化对安装在控制板或机器内的PLC 也提出了节省 空间的要求。 PLC 规格介绍 项目 40点CPU 单元 AC100~240V ，50/60Hz DC24V 交流电源 电源电压 直流电源 允许电源交流电源 AC85~264V 电压 直流电源 交流电源 直流电源 DC20.4V~26.4V 60VA 以下 消耗 电力 20W 以下 浪涌 电流 交流电源 直流电源 60A 以下 20A 以下 24VDC 外部供给供电电压 电源（仅 供输出 交流型 300mA 容量 号） 绝缘阻抗 耐压 20MΩ以上（DC500V ）外部电源AC 端子与所有端子之间 AC2300V ，50/60Hz ，1分钟,外部电源AC 端子和所有端子之间， 漏电六：10mA 以下 抗干扰性：1500Vp-p:脉冲宽度：0.1~1μs;上升延 1ns(通过模拟 干扰） 抗干扰性 抗振 抗振：10~57Hz;振幅0.075mm;57~150Hz,加速度9.8m/s2,在X,Y,Z 方向各80分钟（每次振动8分钟×实验次数10次=合计80分钟） 耐冲击 147m/s2,在X,Y,Z 方向各3次 使用：0℃~55℃保存：-20℃~75℃ 10%~90%（不结露） 环境温度 环境湿度 气体环境 无腐蚀性气体 端子螺丝尺寸 电源保持 M3 交流电源：最小10ma 直流电源：最小2ms 800g 以下 CPU 单元交流形式 重量 直流形式 700g 以下 20点单元：300g 以下 8点输入单元：250g 以下 8点输出单元：200g 以下 模拟量I/O 单元：200g 以下 CompoBus/SI/O 链接单元：200g 以下 扩展I/O 单元重量 项目 控制方式 I/O 控制方式 编程语言 指令长度 指令 规格 存储程序方法 循环扫描直接输出(通过IORF(97)即时刷新处理) 梯形图 1步/1指令,1~5字/1指令 基本指令:14种 特殊指令:105种,185条 基本指令:0.64μs(LD 指令） 特殊指令:7.8μs(MOV 指令） 4096字 执行时间 程序容量 CPU 单元 40点 最大 I/O 点 数 带扩展I/O 单元 最大100点 输入位 输出位 工作位 IR00000~IR00915(不使用的输入位可用作工作位) IR00000~IR01915(不使用的输出位可用作工作位) 928位:IR02000~IR04915和IR200000~IR22715(IR200~227CH) 448位:SR22800~SR25515(IR228~225CH) 8位:(TR0~TR7) 特殊位(SR 区) 暂存位(TR 区) 保持位(HR 区) 辅助位(AR 区) 链接位(LR 区) 320位:HR0000~HR1915(HR00~19CH) 384位:HR0000~HR2315(AR00~23CH) 256位:HR0000~HR1515(HR00~15CH) 256位定时器/计数器(TIM/CNT000~CNT255) 1ms 定时期：TMHH （—） 10ms 定时期：TMHH （15） 定时器/计数器 100ms 定时期：TIM 1s/10s 定时期：TIML （—） 减法记数：CNT 可逆记数：CNT （12） 读写：2048字（DM0000~DM2047） 只读：456字（DM6144~DM6599） PC 设定：56字（DM6600~DM6655） 出错标志存储于DM2000~DM2021 数据内存 中断处理 外部中断：4（分为外部中断输入（计数模式）和快速响应输入） 基本中 断 内部定时器 中断 1（单触发模式或定时中断模式） 高速计高速计数器一个高速计数器：20KHz 单相或5KHz 双相（线性计数模式） 数器计数器中断：1（设定值比较或设定值范围比较） 4点输入（分为外接中断输入（计数器模式）和快速响应输入）中断输入 (计数器模 式) 计数器中断：4（分为外部中断输入和快速响应输入） 2点没有加速/减速，每个10~10KHz，并且没有方向控制 1点带有波形加速/减速，每个10~10KHz，并且有方向控制 2点带有PWM（-）的可调脉宽比 脉冲输出 （仅晶体管输出型具有此功能，继电器输出型无该功能） 1点：可通过合并高速计数器和脉冲输出并将输入脉冲的频率乘以 一个特殊的系数，得到一个输出脉冲/（仅晶体管输出型具有此功 能，继电器输出型无该功能） 同步脉冲控制 快速响应输入模拟控制4点（最小输入脉冲宽幅0.05ms) 2点，设定范围（0~200） 可为所有输入点数进行设定 (1ms,2ms,3ms,5ms,10ms,20ms,40ms,80ms, 默认设置10ms) 输入时间常数 时钟功能通信功能显示年，月，日，星期，小时，分钟和秒（电池后备） 内置外设端口：支持上位链接，外设总线，无协议链结和编程器连接。内置RS-232C端口:支持上位链接，无协议链接，1：1NT链接。 模拟量I/O单元：提供2路模拟量输入，1路模拟量输出。CompoBus/SI/O链接单元：作为一个CompoBus/S从单元提供8点输入和8点输出。 扩展单元所附带的功能 断电保持功能存储器后备断电时，AR区域，程序内容，CNT,读写DM区域中的内容能保存 快闪存储器，用户程序，只读DM区和PC设置，电池后备，读/写DM区，HR区，AR区和记数器值由电池提供后备（电池寿命约为5 年） 自我诊断功能程序检查CPU异常（watchdogtimer),I/O总线异常，存储器异常，电池异常在运转开始时检查无END指令和程序错误 2.2.3PLCCPM2A模拟量输入/输出单元 OMRON 模拟量输入/输出单元CPM1A-MAD02简介： 输入/输出单元CPM1A-MAD02与PLC 连接使用，具有4路输入通道1路输 出通道，输入信号范围为0～10V 、1～5V 、4～20mA ，输出信号为-10V ～ 10V 、1～10V 、4～20mA ；启动时，必须设定范围码后，模拟单元开始AD/DA 的转换。序开始时，将范围码写入模拟单元的输出通道。 输入/输出范围设置 设置字（“MAD02-输出通道n”+“1”） 位 7 6 5 4 3 2 1 0 输入4 输入3 输入2 输入1 启动 量程 启动 量程 启动 量程 启动 量程 设置字（“MAD02-输出通道n”+“1”） 位 15 14 1 13 12 11 10 9 8 不使用 输入4 输入3 输入2 输入1 输出1 1 平均值 启动 量程 设定值 项目 内容 输入 量程 0:0~10V 1:1~5V/4~20mA 1:使用 启动位 平均值 量程 0:不使用 0:不使用 1:使用 输出 0:0~10V/4~20mA 0:不使用 1:-10~+10V/4~20mA 1:使用 启动位 注:设定通道只能用于量程设定,不能作它用。 通道分配 CPU 输出1 12CH 输入4 03CH 输入3 03CH 输入2 02CH 输入1 02CH 30CDR 低八位 12CH 高八位 03CH 低八位 03CH 高八位 02CH 低八位 02CH 40CDR 低八位 高八位 低八位 高八位 低八位 输入通道的IR 位分配 “输入通道1” 15 d 14 d 13 D 12 d 11 d 10 d 9 d 8 d 7 d 6 d 5 d 4 d 3 d 2 1 d 0 d d 输入2 “输入通道1”＋1 输入1 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 d d D d d d d d 8 d d d d d d d d 输入4 输入3 输出通道的IR 位分配 输出通道 15 S 14 13 12 11 10 9 7 6 d 5 d 4 d 3 d 2 d 1 d 0 d ×××××××d 不使用（0） 输出1数据位 S ：符号位 0：正电压输出 1：负电压输出 注：只有当使用±10V 量程时，符号位才有用。 CPM1A-MAD02的输入/输出模拟单元的接线如下： 输出接线图 CPM1A-MAD02-CH 屏蔽电缆 V+ I+ 电压输出 电流输出 + - COM 0V FG 输入接线图 CPM1A-MAD02-CH 250E 屏蔽电缆 V+ I+ + 电压输入 _ COM 10K 0V V+ + 电流输入也就是说，输出情况下，分别接出电压和电流的输出，而在输入情 250E I+ COM 况下，电流输入时，必须短接电流和电压端子。 _ FG 10K CPM1A-MAD02的输入/输出模拟单元的输入输出数据都是 16进制，分别对 0V 应的电流电压值如下： 输出 电压/电流 10V/20mA 输入 电压/电流 10V/5V/20mA 5V/3V/12mA 0V/1V/4mA 输入数据 （十六进制） 00 80 FF 在系统设备中我们采用的压力传感器以及变频器频率的输入单元分 配如下：输入1是小区供水压力输入，输入2是水管压力输入，输入3是 变频器当前频率的输出。在硬件接线上，用扩展模拟单元连接电缆（MADO2 自带）与PLC上的扩展连接器连接。 由于在本系统中，无其他扩展单元，我们采用的是30点的PLC，所 以我们可以确定MADO2的通道分配是：输入1是02CH、输入2是02CH、 输入3是03CH、输出是12CH。范围码是C2F3。 2.3变频器选型及特点 变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点， 使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。恒压 供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的 运行参数，在用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化 时保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。 2.3.1ABB产品信息： ACS400变频器在2.2-37KW的功率范围内，节约能源，控制准确,安 全可靠,铸铝件和塑料件的使用,保证了足够的加工精度,ACS400预置了九 种应用宏.主电源：230—500V50/60HZ控制电源：115—230V.在励磁部分 中采用了最新的IGBT控制技术，不再需要磁场电压匹配变压器，磁场进 线熔断器和电抗器也已集成在DCS400模块中。由于磁场部分采用了三相 进线供电方式，且直接取自为电枢供电的三相电源，因而DCS400不再需要单独的磁场电源进线。DCS400拥有多种调试工具。在调试向导的引导下进行参数设定，加上全部的自优化调试过程，DCS400的典型调试时间为15分钟。 2.3.2变频节能理论： a.交流电机变频调速原理： 交流电机转速特性：n=60f(1-s)/p，其中n为电机转速，f为交流电频率，s为转差率，p为极对数。电机选定之后s、p则为定值，电机转速n和交流电频率f成正比，使用变频器来改变交流电频率，即可实现对电机变频无级调速。 b.各类工业需要恒压控制的用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等。 流量与转速成正比：Ｑ∝Ｎ 转矩与转速的平方成正比：Ｔ∝ N 2 功率与转速的三次方成正比：Ｐ∝ N 3 而且变频调速自身的能量损耗极低，在各种转速下变频器输入功率几乎等于电机轴功率，由此可知在使用变频调速技术供水时，系统中流量变化与功率的关系：Ｐ变＝Ｎ3Ｐ额＝Ｑ3Ｐ额采用出口阀控制流量的方式，电机在工频运行时，系统中流量变化与功率的关系：Ｐ阀＝（0.4+0.6Ｑ）Ｐ额其中，Ｐ为功率Ｎ为转速Ｑ为流量例如设定当前流量为水泵额定流量的６０％，则采用变频调速时Ｐ变＝Ｑ３Ｐ额＝0.216Ｐ额，而采用阀门控制时Ｐ阀＝（0.4+0.6Ｑ）Ｐ额＝0.76Ｐ额，节电＝（Ｐ阀-Ｐ变）／Ｐ阀*１００％＝71.6％。 流量％100 0 90 80 70 60 50 节电量％22.5 41.8 61.5 71.6 82.1 由此可见从理论计算结果可以看到节能效果非常显著，而 且在实际运行中小区变频恒压供水技术比传统的加压供水系统还有自 动控制恒压、无污染等明显优势。而且新型的小区变频恒压供水系统能自动地控制一至多台主泵和一台休眠泵的运行。在管网用水量减少到单台主 泵流量的约1/6-1/8时，系统自动停止主泵，启动小功率的休眠泵工作， 保证系统小流量供水，解决小流量甚至零流量供水时大量电能的浪费问题，从运行控制上进一步节能。 2.3.3变频恒压供水系统及控制参数选择： a.变频恒压供水系统组成 小区变频恒压供水系统通常是由水池、离心泵（主泵+休眠泵）、压力传感器、PID调节器、变频器（主泵+休眠泵）、管网组成。工作流程是利用设置在管网上的压力传感器将管网系统内因用水量的变化引起的水压 变化，及时将信号（4-20mA或0-10V）反馈PID调节器，PID调节器对比设 定控制压力进行运算后给出相应的变频指令，改变水泵的运行或转速，使得管网的水压与控制压力一致。 b.变频恒压供水系统的参数选取 （1）、合理选取压力控制参数，实现系统低能耗恒压供水。这个目的的实现关键就在于压力控制参数的选取，通常管网压力控制点的选择有两个：一个就是管网最不利点压力恒压控制，另一个就是泵出口压力恒压控制。两者如何选择，我们来简单分析一下（如变频器控制原理图示）管网最不利点压力恒定时，管网用水量由QMAX减少到Q1，水泵降低转速，与用水管路特性曲线A（不变）相交于点C，水泵特性曲线下移，管网最不利点压力H0。而泵出口压力恒压控制时，则Ha不变，用水量由QMAX减少到Q1 与Ha交于B点，用水管路特性曲线A上移并通过B点，管网最不利点压力变为Hb，Hb-H0的扬程差即为能量浪费，所以选择管网最不利点的最小水头为压力控制参数，形成闭环压力自控系统，使得水泵的转速与PID调节器 设定压力相匹配，可以达到最大节能效果，而且实现了恒压供水的目的。（2）、变频器在投入运行后的调试是保证系统达到最佳运行状态的必要手段。变频器根据负载的转动惯量的大小，在启动和停止电机时所需的时间不相同，设定时间过短会导致变频器在加速时过电流、在减速时过电压保护；设定时间过长会导致变频器在调速运行时使系统变得调节缓慢，反应迟滞，应变能力差，系统易处在短期不稳定状态中。 为了变频器不跳闸保护，现场使用当中的许多变频器加减速时间的设置过长，它所带来的问题很容易被设备外表的正常而掩盖，但是变频器达不到最佳运行状态。所以现场使用时要根据所驱动的负载性质不同，测 试出负载的允许最短加减速时间，进行设定。对于水泵电机，加减速时间的选择在0.2-20秒之间。 2.3.4变频恒压供水系统的优点及体现 a.高效节能 变频恒压供水系统的最显著优点就是节约电能，节能量通常在 10-40%。从单台水泵的节能来看，流量越小，节能量越大。 b.恒压供水 变频恒压供水系统实现了系统供水压力稳定而流量可在大范围内连 续变化，从而可以保证用户任何时候的用水压力，不会出现在用水高峰期热水器不能正常使用的情况。 c.安全卫生 系统实行闭环供水后，用户的水全部由管道直接供给，取消了水塔、天面水池、气压罐等设施，避免了用水的“二次污染”，取消了水池定期 清理的工作。 d.自动运行、管理简便 新型的小区变频恒压供水系统具备了过流、过压、欠压、欠相、短路保护、瞬时停电保护、过载、失速保护、低液位保护、主泵定时轮换控制、密码设定等功能，功能完善，全自动控制，自动运行，泵房不设岗位，只需派人定期检查、保养。 e.延长设备寿命、保护电网稳定 使用变频器后，机泵的转速不再是长期维持额定转速运行，减少了机械磨损，降低了机泵故障率，而且主泵定时轮换控制功能自动定时轮换主泵运行，保证各泵磨损均匀且不锈死，延长了机泵使用寿命。变频器的无级调速运行，实现了机泵软启动，避免了电机开停时的大电流对电机线圈和电网的冲击，消除了水泵的水锤效应。 f.占地少、投资回收期短 新型的小区变频恒压供水系统采用水池上直接安装立式泵，控制间只要安放一到两个控制柜，体积很小，整个系统占地就非常小，可以节省投资。另外不用水塔或天面水池、控制间不设专人管理、设备故障率极低等方面都实现了进一步减少投资，运行管理费低的特点，再加上变频供水的节能优点，都决定了小区变频恒压供水系统的投资回收期短，一般约2年。 毕业设计题目城市小区恒压供水系统 摘要 我国人口众多，每年所消耗的能量巨大。近年来，能源紧张影响到工业生产及人民生活。因此，节能降耗是保证工业和生活稳定发展的一项关键措施。然而，长期以来，由于我国自动化程度低，用水行业的技术水平相对比较落后，经常导致用水高峰期用户用水的不稳定，例如水压较低，供水量低于需求量。因此针对小区居民的日常用水问题，设计了一套基于PLC控制的变频调速恒压供水系统。 此变频调速恒压供水系统由PLC、变频器、压力变送器等组成，由一台变频器实现对三台水泵电机的软启动和变频调速，三台泵电机采用变频和工频循环运行方式，运行切换采用“先启先停”的原则。使用STEP7 Micro/WIN编程软件，设计了一个用于供水系统压力控制的控制器内置在PLC中，对压力给定值与测量值的偏差进行处理，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电动机的转速和水泵出水口流量，实现管网压力的自动调节，使管网压力稳定在设定值附近，并且利用组态软件设计了系统的用户管理和监控界面。 关键词：变频调速；恒压供水；可编程控制器 Abstract For the numerous population, much energy is consumed every year in our country．In recent years, shortage of source have affected the industrial production and people's life.Therefore, energy saving and reduce the consumption is a crucial measure to guarantee industry and life's stable development.However,since automation level is low ,for a long time,our country falls behind with the technical horizon comparison with water profession, users often appears with the instability of water in using water peak-hour,such as hydraulic pressure is low and the supply of water is measured below demand. According to the problem in using water designed a variable frequency speed-regulating constant pressure water-supply system with PLC . The water supply system consists of PLC,frequency converter and pressure transmitter etc.A frequency converter to realize three phase pump generator's soft start and frequency control, three pump generators to comprise the circulating run mode of frequency conversion, operation switch adopts to the principle of"start first stop first".using STEP7 Micro/WIN program software designed a control system with PLC .The control system can compare the measured pressure with the advanced pressure , to control the real-time output Voltage and frequency.the output quality of pump is changed along with the changing of pump's speed.It makes the pressure of pipe self-regulating and steady in the scheduled value,and have designed a operation management interface using Supervision Control and Data Acquisition. Key Words：variable frequency speed-regulating；constant pressure water-supply；programmable logical controller 毕业设计（论文） 帆板控制系统 姓名：xxxxxx 系别： 年级： 专业：电子信息工程 指导老师： 帆板控制系统 【摘要】本设计采用STC89C52RC为中心控制器，利用角度传感器来的采集、处理实现对风扇转速的控制，调节风力大小，进而改变帆板转角大小；帆板的角度检测，通过ADXL345模块，实现控制帆板角度的大小；通过充分比较、论证，最终选用小型直流电机作为风扇的制动源，小型直流电机力矩大、操作简单、价格低且能满足设计需求；系统显示采用LCD12864液晶，用于实时显示帆板的角度大小；控制电机是以NPN三极管BU406为驱动，再利用PWM算法算出合理的脉冲占空比；最后经过多次测试表明，系统完全达到了设计要求，不但完成了所有基本和发挥部分的要求，并增加实现了实时显示占空比全程变化的功能。 【关键词】自动控制、帆板、角度测量、小型直流电机、液晶显示、脉宽调制 Panel Control System 【Abstrct】According to the panel control system design requirements, to design the whole system was studied, established the optimal design scheme, using STC89C52RC as the center controller, using the angle sensor to the acquisition, processing of the fan speed control. The power adjustment, and then change the windsurfer windsurfing angle; angle detection. Through the ADXL345 module realization of control panel, in terms of size; by comparison, the final selection of full proof, small DC motor as the braking source fan, small DC motor torque, simple operation, low price and can satisfy the design requirement; display system using LCD12864, used for real-time display panel angle; control motor is NPN three. BU406 drive, then the use of PWM algorithm calculates the reasonable pulse duty ratio; finally after many tests show that.The system meets the design requirements, not only finished all the basic and the requirements to play a part, and to increase the real-time display of the whole function of the variation of duty ratio. 【Keywords】A utomatic Control, Windsurfing, Angle Measurement, Small DC Motor, Liquid Crystal Display, Pulse Width Modulation 基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计 赵华军钟波 （广州铁路职业技术学院） 摘要：文章介绍一种基于三菱PLC 和变频器控制恒压供水系统，详细地介绍了硬件的构成和控制流程。系 统较好地解决高层建筑、工业等恒压供水需求。系统具有节能、工作可靠、自动控制程度高、经济易配置等优点。 关键词：变频器；PID；PLC；恒压供水 1 引言 目前，在城市供水系统中，还有很多高楼、生活 小区、边郊企业等采用高位水塔供水方式。这样，由 于用水量具有很大随机性，常常出现在用水高峰时供 水量很小甚至没有水用的问题；且采用高位水塔，很 容易造成自来水的二次污染问题。针对这一情况，本 文设计了一套基于变频器内置PID 功能的恒压供水 系统，采用了PLC 控制及交流变频调速技术对传统 水塔供水系统的技术改造。该系统根据用水量的变 化，经过压力传感器将水压变化情况反馈给系统，使 得系统能自动调节变频器输出频率，从而控制水泵转 速，调节输出数量，使得水量变化时可保持水压恒定； 可取代高位水塔或直接水泵加压供水方式，为城市供 水系统的建设提出了一条极具推广、应用的新途径[1]。 2 工作原理 本文采用的变频器是三菱FR-A540，该变频器内 置PID 控制功能；供水系统方案如图1 所示。 将通往用户供水管中的压力变化经传感器采集 到变频器，与变频器中的设定值进行比 较，根据变频器内置的PID 功能，进行数 据处理，将数据处理的结果以运行频率的 形式进行输出[2]。 当供水的压力低于设定压力，变频器 就会将运行频率升高，反之则降低，且可 根据压力变化的快慢进行差分调节。由于 本系统采取了负反馈，当压力在上升到接 近设定值时，反馈值接近设定值，偏差减小，PID 运算会自动减小执行量，从而降低变频器输 出频率的波动，进而稳定压力。 在水网中的用水量增大时，会出现“变频泵” 效率不够的情况，这时就需要增加水泵参与供水，通 过PLC 控制的交流接触器组负责水泵的切换工作； PLC 是通过检测变频器频率输出的上下限信号，来判 断变频器的工作频率，从而控制接触器组是否应该增 加或减小水泵的工作数量。 帆板控制系统 摘要：本设计给出了以MSP430F149为核心的帆板控制系统的基本原理与实现方案。由倾角测量模块、电机驱动模块、显示模块、调节模块等模块组成。采用SCA103T倾角传感器，可实现倾角精确测量。采用直流电机驱动风扇。系统功能由按键控制，可对测量结果进行实时显示，人机交互界面友好，经测试，达到了较好的性能指标。 关键词：MSP430F149，倾角传感器，电机驱动 The Panels Control System Abstract: The basic principle and implements solutions of the control system of the panels are given using MSP430F149 as the core. It is composed by inclination measurement modules, motor driver module, display module and adjust module. It can realize precision measurement using the SCA103T tilt sensor. Fan is driver by the dc motor, The system function is controlled by keys and the measurement result can be real-time displayed, the system has good man-machine interface and achieved better performance indicators by test,. Keywords: MSP430F149，Inclination sensor，motor driver 本科生毕业设计(论文)文献综述 设计(论文)题目PLC恒压供水系统的设计 作者所在系别机械工程系 作者所在专业测控技术与仪器 作者所在班级B08121 作者姓名庄海全 作者学号20084012108 指导教师姓名赵保亚 指导教师职称讲师 完成时间2012 年 2 月 北华航天工业学院教务处制 说明 1．根据学校《毕业设计(论文)工作暂行规定》，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2．文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。 3．文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4．学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。 5．文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。 毕业设计（论文）文献综述 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。 为实现恒压供水，采用 PLC 为主控器，变频器为执行机构，然后用数字PID对系统中的恒压控制进行设计，并完成交频恒压供水系统的硬件和软件的设计。 变频恒压供水系统已在国内许多实际的供水控制系统中得到应用，并取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。经实践证明该系统具有高度的可靠性和实时性，极大地提高了供水的质量，并且节省了人力，具有明显的经济效益和社会效益。 关键词:恒压供水，PLC 控制,变频器，PID 课程设计说明书写作要求 1 引言（主要写课题设计的目的、设计内容及要实现的目标） 2 系统总体方案设计 2.1 系统硬件配置及组成原理（要有系统组成图） 2.2 系统变量定义及分配表 2.3 系统接线图设计 3 控制系统程序设计 3.1 控制程序流程图设计 3.2 控制系统的设计思路、程序设计等 3.3 创新设计内容 4 控制系统的上位机设计 4.1 人机界面选择 4.2 人机界面设计（通讯连接，变量设置，画面组态等） 5 系统调试及结果分析 5.1 PLC程序调试及解决的问题 5.2 PLC与上位机联调 5.3 结果分析 结束语（主要写取得的效果、创新点及设计意义） 参考文献 附录：带功能注释的源程序及一些主电路图和PLC的外部接线图。 基于PLC控制恒压供水的设计 ——水泵控制 学生：XXX指导教师：XXX 内容摘要：生活都离不开水。但如果水源离用水场所较远，就需要管路的输送。而将水送到较远或较高的地方，管路中是需要一定的水压的，水压高了，才能将水送到远的或较高的楼层。 产生水压的设备是水泵，水泵转动的越快，产生的水压越高。传统的维持管路的水压是建造水塔，水泵开的时候将水打到水塔中，水泵休息时，借助水塔继续供水。水塔中的水位变化相对水塔的高度来说很小，也就是说水塔能维持的供水管路中水压的基本恒定。 但是，建造水塔需要发费财力，水塔还会造成水的二次污染。那么，可不可以不借助水塔来实现恒压供水呢？当然可以，但是要解决水压随用水量的大小变化的问题。通常的办法是：用量大时，增加水泵的数量或提高水泵的转动速度以保持管网中的水压不变，用水量小时又需做出相反的调节。这就是恒压供水的基本思路。这在电机速度调节技术不发达的年代是不可设想的，但今天办到这一点已变得很容易了，交流变频器的诞生为水泵转速平滑联系调节提供了方便。交流变频器是改变交流电源频率的电力电子设备，输入三相工频交流点后，可以输出频率平滑变化的三相交流电。 鉴于社会的需求，设计一个由三台水泵组构成的生活、消防双恒压无塔供水泵站系统。 如图所示（一），市网自来水用高低水位控制器EQ来控制注水阀YV1，自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，则自动往水池注水，但是当水池的水位高于高水位上限时，延时一段时间后，由PLC发出信号，关闭注水阀YV1，等到水位低于高水位上限时，过一段时间后，再打开注水阀YV1继续注水（这种情况在处于消防状态时被关闭）。水池的高、低水位信号也直接送给PLC，作为高、低水位的报警。为了保证供水的连续性，水位上下限传感器高低距离较小。生活用水和消防用水共用三台水泵，平时电磁阀YV2处于关闭状态，生活管网处于接通状态，电磁阀YV3处于失电状态，关闭消防管网，三台水泵根据生活用水的多少，按一定的控制逻辑运行，维持生活用水低恒压。当有火灾发生时，电磁阀YV3得电，消防用水管路打开，并同时打开三台水泵供水，管路中的水压为消防用水的高恒压，生活用水管路没有关闭，生活用水的水压由减压阀控制。但是当管路中的水压低于消防用水的高恒压或水池水位已经达到水池低水位下限时，给电磁阀YV2通电，关闭生活用水的管路。火灾结束后，三台水泵改为为生活用水供水。 毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 基于S7-200PLC控制的变频恒压供水控制系统设计 摘要 近年来，随着我国国民经济的迅速发展，能源紧缺问题日益明显，因此应用变频调速技术来提高供水质量，降低能耗，在供水领域已得到越来越广泛的重视。变频恒压供水控制系统采用先进的变频调速、PLC等技术组成一闭环控制系统，用于民用建筑、生产用水，可使水泵出口压力保持恒定。恒压供水的基本控制策略是:采用可编程控制器（PLC）与变频调速装置构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，即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,自动补偿用水量的变化，以保证供水管网的压力保持在设定值,既可以满足生产供水要求，还可节约电能，使系统处于可靠工作状态，实现恒压供水。 关键字：水泵、变频器、恒压控制、PLC 摘要 随着网络技术的发展，Internet已成为最具市场潜力的技术领域，使用Web技术设计的数据库应用软件，是目前Internet市场的技术中坚，各种Web应用如电子商务，网上购物等都采用这种方式实现。 网上购书在国外已经是一个比较常见的购书方式了，而在我国，网上购书才是刚刚起步，但发展的速度却十分的惊人。本系统主要实现了用户的管理、书籍的查找与购买、购物车的实现、订单的管理以及用户留言等功能，为用户提供了迅速、便利的网上购书环境。 本系统采用JSP、Servlet、JavaBean和JDBC等一些JA V A Web相关技术实现了一个简单的网上购书系统，MVC开发模式可以分离数据访问和数据表现，让开发人员可以开发一个可伸缩性强的、便于扩展的控制器，来维护整个流程。本系统通用性强，经过简单的修改就可以应用于更广泛的网上购物系统，具有一定的推广价值。 关键词：书店；数据库；JSP；Servlet；JavaBean Abstract With the development of network technology, Internet has become the most market potential of technology, the use of Web technology, designed for database application software, is the Internet market, the technical backbone of a variety of Web applications such as e-commerce, online shopping and so using this ways. Online textbook abroad is a relatively common textbook approach, while in China, online textbook is just started, but the pace of development was very amazing. This system mainly achieves the user's management, the search and the sale of books, shopping cart implementation, order management, and user comments and other functions, provides users with fast and convenient online friendly environment. In this system, JSP, Servlet, JavaBean, and JDBC and some other JA V A Web-related technology to achieve a simple online textbook system that versatility, MVC development model can be separated from data access and data performance, so developers can develop a strong scalability, scalable controller, to maintain the entire process. Through a simple modification can be applied to a wider range of online shopping system, with a certain extension purchase. Keywords: bookstore; database;JSP;Servlet;JavaBean 山东淄博职业学院毕业设计论文纸 装订线 变频恒压供水毕业设计(论文) 摘要 随着社会市场经济的不断发展，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。 首先，介绍了当前国内外恒压供水系统的发展情况，并提出不同的控制方案，通过研究和比较，详细说明了恒压供水系统的工作原理。本文采用变频器和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。 其次，详细陈述了基于PLC变频恒压供水系统工程的方案设计，包括系统的硬件和软件设计，并对系统采取了可靠性措施进行了说明。 最后，结合MCGS组态软件对所设计的电路和程序进行了仿真、调试。 结果表明，所设计的硬件电路及程序运行可靠，极大地提高了供水的质量，并且节省了人力，具有明显的经济效益和社会效益，能够满足用户恒压供水的要求。 关键词：变频器，恒压供水，PLC，MCGS，压力传感器 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 automatingthe water supply system. So it is an inevitable tendency to design and create an energy-savingconstant-pressure water supply system of excellent performance with the help of advancedtechniques of automation,monitor-control system; and communication. Meanwhile, the System can also adapt to various water Supply regions. Firstly, this paper introduces the current situation of constant pressure water supply system, and puts forward the development situation of different control scheme, through research and comparison, detailed descriptions of constant pressure water supply system principle of work. This paper adopts inverter and PLC constant pressure water supply and data transmission, then use digital PID on system of constant pressure control design. Secondly, a detailed statement based on PLC frequency constant pressure water supply system engineering design, including the system hardware and software design of the system adopted reliability measures are presented. Finally, combined the MCGS software to design the circuit and procedures are simulated, debugging. Results show that the design of hardware circuit and program reliable operation, has greatly improved the quality of water supply, and save the human, has the obvious economic benefits and social benefits, and can satisfy the requirements of users constant pressure water supply. Key Words:VF speed; constant pressure water supply;PLC;MCGS;Pressure sensor PLC 控制恒压供水系统 国家职业资格全省统一鉴定 维修电工技师 （国家职业资格二级） 所在省市：江苏省常州市 摘要：本设计是针对居民生活用水 /消防用水而设计的。由变 频器、 PLC 控制系统，调节水泵的输出流量。电动机泵组由三 台水泵并联而成，由变频器或工频电网供电，根据供水 系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换 及速度，使系统运行在最合理的状态，保证按需供水。采用 PLC 控制的变频调速供水系统，由PLC 进行逻辑控制，由 变频器进行压力调节。通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节恒压供水。运行结果表明，该系统具有压力稳 定，结构简单，工作可靠操作方便等优点。 关 第一章概 述??????????????????????（1）1-1常的供水方式及恒 的??????????（1） 二、水的一般性原 ????????????????（1） 1-2PLC 、器控制的恒供水系方 案?????????（3） 二、方案特 点??????????????????????（3）四、型及目 的???????????????????（4） 硬件 ??????????????????????（6）二、器介 ?????????????????????（7）二、方 式??????????????????????（7）机速方案的比 ????????????????（9） 二、模供水系的 定?????????????????（10 ） 一、路介 ??????????????????????（11 ）三、入出元件与 PLC 地址照 表????????????（ 15） 程序????????????????????（17）???????????????????????? ?（ 20） 致 ???????????????????????? ?（ 21） 参考文 献???????????????????????（ 22 ）第一章概述 供水的一种典型方式是恒供水。恒供水使用器的速 功能通供水的水的速，以持供水始端力，使之保持相 的恒定，故又称恒供水。在供水以逐步渗透到各种行，品 种也从一的恒供水向多功能和高的、供水及能化控 制的方向展。 基于触摸屏和PLC 作控制器作速的恒供 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，此时会造成能量的浪费，同时还有可能造成水管爆裂和用水设备的损坏。传统调节供水压力的方式，多采用频繁启／停电机的控制和水塔二次供水调节的方式，前者产生大量能耗的，而且对电网中其他负荷造成影响，设备不断启停会影响设备寿命；后者则需要大量的占地与投资。且由于是二次供水，不能保证供水质的安全与可靠性。而变频调速式的运行十分稳定可靠，没有频繁的启动现象，启动方式为软启动，设备运行十分平稳，避免了电气、机械冲击，也没有水塔供水所带来的二次污染的危险。由此可见，变频调速恒压供水系统具有供水安全、节约能源、节省钢材、节省占地、节省投资、调节能力大、运行稳定可靠的优势，具有广阔的应用前景和明显的经济效益与社会。§1.2 设计目的《机电一体化系统设计》课程设计是大学生在完成《机电一体化系统设计》等专业课学习后进行综合性实践性教学环节，总的目的是在老师的指导下使学1生通过课程设计对所学课程理论知识进行一次系统的回顾检查复习和提高并运用所学理论通过调研设计一个机电控制方面的课题受到从理论到实践应用的综合训练，培养学生独立运用所学理论解决具体问题的能力具体有以下几点：1、通过检索查阅运用有关手册、标准及参考资料，培养起学生检索查阅资料、使用资料的方法和能力。2、通过回顾查阅课程理论知识、运用所学的基础课专业技术课和专业课知识，培养学生根据实际问题正确设计总体方案分析具体问题、进行工程设计的能力。3、本例综合了PLC 在多方面的应用，既有开关量I/O 也有模拟量I/O；既有PID 调节的典型应用，又有复杂的逻辑控制。另外本例中使用的三菱的变频器使电机实现软启动控制。通过一系列的学习，查找资料使得我们学到的知识加以巩固。§1.3 PLC 的历史及发展趋势§1.3.1 PLC 的历史20 世纪60 年代中期，美国通用汽车公司（GM）为适应生产工艺不断更新的需要，提出了一种设想：把计算机的功能完善、通用灵活等优点和继电控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向问题的语言编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969 年研制成功了第一台可编程序控制器PDP-14，并在汽车自动装配线上试用获得成功。这项新技术的成功使用，在工业界产生了巨大影响。从此，可编程序控制器在世界各地迅速发展起来。1971 年，日本从美国引进这项新技术，并很快研制成功了日本第一台可编程序控制器DCS-8。1973～1974 年原西德和法国也研制出了他们的可编程序控制器。我国从1974 年开始研制，1977 年研制成功了以一位微处理器MC14500 为核心的可编程序控制器，从并开始工业应用。1969 年出现第一2台PLC，经20 多年的发展，PLC 已经发展到了第四代。其发展过程大致如下：第一代在1969-1972 年。这个时期的产品，由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。其功能也比较单一，仅能实现逻辑运算、定时、计数等功能。典型产品有：美国DEC 公司的PDP-14，日本富士公司的USC-4000，日本立石（OMRON）公司的SCY-022 等。第二代在1973-1975 年。这个时期的产品已开始使用微处理器作为CPU，存储器采用半导体存储器。其功能上有所增加，能够实现数字运算、传送、比较等功能，并初步具备自诊断功能，可靠性有了一定提高。典型产品有：美国歌德公司的MODICON184、284、384 系列，原西德西门子的SYMATIC S3、S4 系列，日本富士的SC 系列等。第三代在1976-1983 年。这个时期，PLC 进入了大发展阶段，美国、日本、原西德各有几十个厂家生产PLC。这个时期的产品已采用8 位和16 位微处理器作为CPU，部分产品还采用了多微处理器结构。其功能显著增强，速度大大提高，并能进行多种复杂的数学运算，具备完善的通讯功能和较强的远程I/O 能力，具有较强的自诊断功能并采用了容错技术。 §1.3.2 PLC 的发展趋势由于工业生产对自动控制系统需求的多样性，PLC 的发展方向有两 毕业设计论文 作者学号 系部 专业 题目 指导教师 评阅教师 完成时间： 毕业设计(论文)中文摘要 毕业设计(论文)外文摘要 目录 1 绪论 (1) 1.1J AVA语言的特点 (1) 1.2开发工具E CLIPSE介绍 (2) 1.3开发工具JDK介绍 (2) 1.4应用环境 (3) 2 系统需求分析 (3) 2.1需求分析 (3) 2.2可行性分析 (3) 3 系统概要设计 (4) 3.1游戏流程图 (4) 3.2设计目标 (5) 3.3系统功能模块 (5) 3.4系统数据结构设计 (7) 4 系统详细设计 (10) 4.1程序设计 (10) 4.2贪吃蛇游戏各功能界面截图 (13) 5 系统测试 (16) 5.1测试的意义 (16) 5.2测试过程 (16) 5.3测试结果 (17) 结论 (18) 致谢 (19) 参考文献 (19) 1 绪论 贪吃蛇是世界知名的益智类小游戏，选择这个题目一方面是为了将我们自己的所学知识加以运用；另一方面，我希望通过自己的所学知识把它剖析开来，通过自己的动手实践，真正的了解它的本质和精髓。希望通过这次实践，能从中提高自己的编程能力。并从中学会从零开始分析设计程序，达到学以致用，活学活用的目的。另外，通过本游戏的开发，达到学习Java技术和熟悉软件开发流程的目的。 本游戏的开发语言为Java，开发工具选用Eclipse。 Java是一种简单的，面向对象的，分布式的，解释型的，健壮安全的，结构中立的，可移植的，性能优异、多线程的动态语言。这里采用Java作为开发语言主要是基于Java的面向对象和可移植性。 Eclipse 是一个开放源代码的、基于 Java 的可扩展开发平台。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。 1.1 Java语言的特点 1.1.1 简单性 Java与C++语言非常相近，但Java比C++简单，它抛弃了C++中的一些不是绝对必要的功能，如头文件、预处理文件、指针、结构、运算符重载、多重继承以及自动强迫同型。Java 实现了自动的垃圾收集，简化了内存管理的工作。 1.1.2 平台无关性 Java引进虚拟机原理，并运行于虚拟机，实现不同平台之间的Java接口。Java的数据类型与机器无关。 1.1.3 安全性 Java的编程类似C++,但舍弃了C++的指针对存储器地址的直接操作，程序运行时，内存由操作系统分配，这样可以避免病毒通过指针入侵系统。它提供了安全管理器，防止程序的非法访问。 1.1.4 面向对象 Java吸收了C++面向对象的概念，将数据封装于类中，实现了程序的简洁性和便于维护性，使程序代码可以只需一次编译就可反复利用。 摘要 恒压供水系统设计内容包含了硬件接线图的设计、可编程控制器S7-300的程序编写和WinCC与S7-300的通讯等。 S7-300程序完成了模拟量处理等功能，即把传感器输入的4-20mA的模拟信号转换成0-27648，再根据量程转换到实际工程中水位的实际量程值，系统实现了水箱水位的高低来控制水箱进水阀的开关以及水泵开关状态的控制。系统还实现了两个水泵定时交替运行，运行时间可以更改。 WinCC编辑完成了系统流程图，报警图的绘画，变量实时曲线的记录以及报表记录功能。在画面中可以实现电机的启动，而且当启动时电机会有闪烁效果；还可以更改系统内部参数，比如电压量程，电流量程，水位量程等。水箱水位，管道压力，泵电压，泵电流等关键值会显示在工艺流程画面中；水位增加时，画面能直接显示水位的变动。以上这些功能使操作人员能更加直观的观察到系统的工作状态，便于操作管理。 关键词：恒压供水；可编程控制器；WINCC；S7_300 Abstract This design is targeted by PLC on constant pressure water supply system design, design content includes the wiring diagram of the hardware modifications, S7-300 programming, WinCC and S7-300 communication. S7-300 program completed the analog processing and other functions, namely the sensor input4-20mA analog signal is converted into0-27648, then according to the range conversion to the actual project level actual range values, system realizes the water tank water level control of water tank inlet valve switch and a water pump switch state control. The system also achieved a two pump timing alternating operation, operation time can change. WinCC editing completed the system flow chart, alarm figure painting, variable real-time curve record and report function. In the picture can achieve the motor starting, and when activated motor will have a flashing effect; can also change the system internal parameters, such as voltage range, the range of current water level range, etc.. The water level of the water tank, pipeline pressure, pump pump voltage, current and other key values are shown in the process of the picture; water levels increase, the picture can directly display the water level change. These functions enable the operator to more intuitive to observe the working state of a system, convenient for operation and management. Keywords: constant pressure water supply; Programmable controller; WINCC; S7_300城市小区恒压供水系统毕业设计(论文)
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