基于S7-200PLC的控制的变频恒压供水系统设计
第一章绪论
1.1变频调速恒压供水的目的和研究意义
随着我国城乡建设的迅速发展,水、电供应不足的矛盾越来越成为人们关注的问题。例如,人们日常生活中的用水量越来越大,一天中的用水量的波动也越来越大。以往的供水系统中,水泵的选取往往是按最大供水量来确定,而实际的用水量在不断变化。高峰用水时间较短,这样水泵在很长一段时间内有较大余量,不仅水泵效率低,供水压力不稳,而且造成大量电力、水资源的浪费;并且以往依靠手动操作控制泵的启动、停止,也已不能满足要求。在用水量高峰期时供水量普遍不足，造成城市公用管网水压浮动较大。由于每天不同时段用水对供水的水位要求变化较大，仅仅靠供水厂值班人员依据经验进行人工手动调节很难及时有效的达到目的。这种情况造成用水高峰期时水位达不到要求,供水压力不足，用水低峰期时供水水位超标,压力过高，不仅十分浪费能源而且存在事故隐患（例如压力过高容易造成爆管事故）。这里,介绍一种基于S7-200的变频控制的恒压供水控制系统,它既能解决人工操作的繁杂劳动和精神压力,又能节约能源
本控制系统将PLC、变频器、相应的传感器和执行机构有机地结合起来，发挥各自优势，并设计了配套的界面美观、操作方便的自动控制系统，使得系统调试和使用都十分方便，而且大大简化了水厂在管理、数据统计和分析等方面的工作量。实践证明，本系统不仅满足了生产的需要，提高了整个水厂的整体管理水平，而且仅节约用电一项就为水厂创造了巨大的经济效益，并且保障了用户的用水要求。由于中小型自来水厂的自动化技术改造在我国有着广泛的前景，本控制系统具有较大的发展潜力和使用价值。
1.2变频调速技术的特点及应用
作为高性能的调速传动，直流发电机－电动机调速控制方法长期以来一直应用广泛。但是直流电动机由于换向器和电刷维护保养很麻烦，价格也相当昂贵。使异步电机实现性能好的调速一直是人们的理想。异步电机的调速方法很多，例如无极调速、有极调速、定子调压调速、串级调速、变频调速等。但是因为各种各样的缺点没有得到广泛的应用3。
70年代以后，由于微电子技术、电力电子技术和微处理机技术的发展，促使晶体管变频器的诞生。晶体管变频器不但克服了以往交流调速的许多缺点，而且调速性能可以和直流电动机的调速性能相媲美。三相异步电动机具有维修方便、价格便宜、功率和转速适应面宽等优点，其变频调速技术在小型化、低成本和高可
靠性方面占有明显的优势。到80年代末，交流电机的变频调速技术迅速发展成为一项成熟的技术，它将供给交流电机的工频交流电源经过二极管整流变成直流，再由IGBT或GTR模块等器件逆变成频率可调的交流电源，以此电源拖动电机在变速状态下运行，并自动适应变负荷的条件。它改变了传统工业中电机启动后只能以额定功率、定转速的单一运行方式，从而达到节能目的。现代变频调速技术应用于电力水泵供水系统中，较为传统的运行方式是可节电40％～60％，节水15％～30％。
由于变频调速具有调速的机械特性好，效率高，调速范围宽，精度高，调整特性曲线平滑，可以实现连续的、平稳的调速，体积小、维护简单方便、自动化水平高等一系列突出的优点而倍受人们的青睐。尤其当它应用于风机、水泵等大容量负载时，可以获得其它调速方式无法比拟的节能效果。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。
自从通用变频器问世以来，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速恒水位供水设备以其节能、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、恒水位供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水位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和水位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，变频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被多泵调速系统所代替。虽然单泵调速系统设计简易可靠，但由于单泵电机深度调速造成水泵、电机运行效率低，而多泵调速系统投资更为节省，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。
1.3可编程序控制器的特点及应用
早期的可编程序控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着计算机技术、通信技术和自动控制技术的迅速发展，可编程序控制器将传统的继电器控制技术与新兴的计算机技术和通信技术融为一体，具有可靠性高、功能强、应用灵活、编程简单、使用方便等一系列优点，以及良好的工业环境工作性能和自动控制目标实现性能，在工业生产中得到了广泛的应用。
1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程控制器。早期的可编程控制器由分离元件和中小规模集成电路组成，主要功能是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。70年代初期，体积小、功能强和价格便宜的微处理器被用于PLC，使得PLC的功能大大增强。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块和各种特殊功能模块。在软件方面，PLC采用极易为电气人员掌握的梯形图编程语言，除了保持原有的逻辑运算等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。进入80年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还研制开发了专用逻辑处理芯片，大大提高了PLC软、硬件功能。
在发达工业国家，PLC已经广泛的应用在所有的工业部门。据“美国市场信息”的世界PLC以及软件市场报告称，1995年全球PLC及其软件的市场经济规模约50亿美元。随着电子技术和计算机技术的发展，PLC的功能得到大大的增强，具有以下特点：
1）可靠性高。PLC的高可靠性得益于软、硬件上一系列的抗干扰措施和它特殊的周期循环扫描工作方式。
2）具有丰富的I/O接口模块。PLC针对不同的工业现场信号，有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块。3) 采用模块化结构。为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU、电源、I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
4) 编程简单易学。PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员
所理解和掌握。
5) 安装简单，维修方便。PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。
由于PLC强大功能和优点，使得PLC在我国的水工业自动化中得到广泛的应用。PLC在水工业自动化中的应用主要有水厂监控系统、自动控制系统、自动加氯、自动加矾、水泵变频调速、SCADA系统和供水管网信息管理系统等。其主要功能是进行工艺参数的采集、生产过程控制、信息处理、设备运行状态监测以及水质监测等。
1.4毕业设计任务
本次毕业设计课题名称是基于S7-200PLC控制的变频恒压供水控制系统设计，我的主要任务是完成本系统的硬件和软件设计，大体为以下五项内容：1．变频调速恒压供水系统现状和发展主要介绍其系统的目的和意义，变频器的发展史一直到广泛应用，随着技术的发展，其优越性越来越多，主要是节能、恒压、综合技术的集成等，以后将朝大容量、小体积、高性能、易操作、寿命高、可靠性强、无公害化发展；介绍了SIEMENS公司的产品系列史，PLC与其它工业装置的比较：PLC与继电器控制系统，与集散控制系统，与工业控制计算机。以及其特点。
2．变频调速恒压供水系统的理论原理以及总体方按的设计主要是变频器的构成、控制方式和形式，控制方式有三种形式：V/F控制、转差频率控制、矢量控制；变频器的节能、调速原理；变频器的工况点的确定和能耗机理分析，以及系统调速范围的确定。变频调速恒供水系统方案；控制系统的工作过程系统的工作过程分为以下几个工作状态：1#电机变频启动；1#电机工频运行，2#电机变频运行；1#和2#电机工频运行；3 #电机变频运行；然后是先停1#电机，再停2#电机，3#电机变频运行，变频工频切换技术解决方案。
3．系统硬件设计（主电路、控制电路）；S7-200P LC 接线图设计，包括输出输入上元件的分配及编号，PLC 模块由CPU226构成。
4．应用软件设计（PLC程序设计）主要介绍了编程软件的特点、语言和梯形图其本绘制规则；控制系统程序设计主要包括初始化程序、停机程序、水泵电机启动程序、小功率电机变频/工频切换程序、报警程序；整个系统程序的工作过程以及编程中应注意的细节。
总之，在本次设计中，必须完成图表：论文说明书、电气原理图、元件布置图、接线图、元件明细表、图纸目录图、软件梯形图。
第二章 变频恒压供水控制系统的方案设计
2.1变频器的控制方式
变频器的发展已有数十年的历史，在变频器的发展过程中也曾经出现过多种类型的变频器，但目前成为市场主流的变频器基本上有着图2—1所示的基本结构。
图2—1变频器的基本结构
变频调速的控制方式经历了V/F 控制、转差频率控制、矢量控制的发展，前者属于开环控制，后两者属于闭环控制，正在发展的是直接转矩控制。
1、V/F 控制
异步电动机的转速与定子电源频率f 和极对数有关，改变f 就可以平滑的调节同步转速，但是频率f 的上升或者下降可能会引起磁路饱和转矩不足的现象，所以在改变f 的同时，还需要调节定子的电压，使气隙磁通保持不变，电动机的效率不下降，这就是V/F 控制。V/F 控制简单，通用性优良。
2、转差频率控制
由电机学的基础知识可知，异步电动机转矩M 与气隙磁通Φ、转差频率f 2的关系为：
22f M *Φ∝ (2-1)
只要保持气隙中磁通Φ一定，控制转差频率f 2就可以控制电动机的转矩，这就是转差频率控制。
3、矢量控制
矢量控制是在交流电动机上模拟直流电动机控制转矩的规律，将定子电流分解成相应于直流电动机的电枢电流的量和励磁电流的量，并分别进行任意控制。矢量控制能够对转矩进行控制，获得和直流电动机一样的优良的调速性能。
2.2变频调速的节能、调速原理
2.2.1 水泵工况点的确定以及变化
水泵工作点（工况点）是指水泵在确定的管路系统中，实际运行时所具有的
扬程、流量以及相应的效率、功率等参数。
如果把某一水泵的性能曲线（即H-Q曲线）和管路性能曲线画在同一坐标系
中（图2-2），则这两条曲线的交点A,就是水泵的工作点。工作点A是水泵运行
的理想工作点，实际运行时水泵的工作点并非总是固定在A点。若把水泵的效率
曲线η-Q也画在同一坐标系中，在图2-2中可以找出A点的扬程H A、流量Q A以
及效率 A。
从图2-2中可以看出，水泵在工作点A点提供的扬程和管路所需的水头相等，水泵抽送的流量等于管路所需的流量，从而达到能量和流量的平衡，这个平衡点是有条件的，平衡也是相对的。一旦当水泵或管路性能中的一个或同时发生变化时，平衡就被打破，并且在新的条件下出现新的平衡。另外确定工作点一定要保证水
在变频调速恒水位供水过程中，水泵工况点的变化如图2—3所示：
图2—3水泵工况点的变化
当P1、P2高于P0时，说明管网系统用水量减少，管路阻力特性曲线A1、A2 向A0方向变化，此时水泵转速逐渐降低，管网口压力也由P2、P1逐渐下降，当P’低于P0时，其工况点变化与上述相反即由A1’逐渐向A0移动，使管网系统供水始终保持恒定。
通过改变水泵转速使P0保持恒定。
2.2.2 变频调速恒压供水系统中水泵工况调节过程
交流电动机的转速n与电源频率f具有如下关系：
n =60 f(1-s)/p（2—2）
式2—2中：p?极对数,s?转差率
因此不改变电动机的极对数，只改变电源的频率，电动机的转速就按比例变动。在变频调速恒压供水系统中，通过变频器来改变电源的频率f来改变电机的转速n。改变水泵的转速，可以使水泵性能曲线改变，达到调节水泵工况目的。
当管网负载减小时，通过VVVF降低交流电的频率，电动机的转速从n1降低到n2。另外根据叶片泵工作原理和相似理论，改变转速n,可使供水泵流量Q、扬程H和轴功率N以相应规律改变。
Q1/Q2=n1/n2 （2—3）
H1/H2=(n1/n2)2 （2—4）
P1/P2 =(n1/n2)3（2—5）
或 H =KQ2 （2—6）
式2—6是顶点在坐标原点的二次抛物线族的方程，在这种抛物线上的各点具有相似的工作状况，所以称为相似工况抛物线。
在变频调速恒压供水系统中，单台水泵工况的调节是通过变频器来改变电源的频率f来改变电机的转速n，从而改变水泵性能曲线得以实现的。其工况调节
工况点为A，水泵电机的转速为n1，工作点A的轴功率即为A H0O Q A四点所围的面积。当管网负载减小时，管网压力升高，压力传感器将检测到升高压力转换成4-20μA电流信号送往模糊调节器，经比较处理后，输出一个令变频器频率降低的信号，从而降低电机转速至n2,水泵转速的下降是沿着水泵的相似工况抛物线下降的，也就是从点A移至B点，在此过程中水泵输出的流量和压力都会相应减小.。恒压供水系统中压力值恒定在H0,因此水泵工作点又沿着转速n2所对应的水
泵性能曲线从点B移至C点，在此阶段水泵输出压力升高，流量减少，水泵运行在新的工作点C点，在图3中可以找出C点的扬程H C、流量Q C以及效率ηC ，工作点C的轴功率即为C H0O Q C四点所围的面积。
考察水泵的效率曲线η-Q,，水泵转速的工况调节必须限制在一定范围之内，也就是不要使变频器频率下降得过低，避免水泵在低效率段运行。
2.2.3 变频调速恒压供水系统调速范围的确定
考察水泵的效率曲线η-Q,，水泵转速的工况调节必须限制在一定范围之内，也就是不要使变频器频率下降得过低，避免水泵在低效率段运行。水泵的调速范围由水泵本身的特性和用户所需扬程规定，当选定某型号的水泵时即可确定此水泵的最大调速范围，在根据用户的扬程确定具体最低调速范围，在实际配泵时扬程设定在高效区，水泵的调速范围将进一步变小，其频率变化范围在40Hz以上，也就是说转速下降在20%以内，在此范围内，电动机的负载率在50%-100%范围内变化，电动机的效率基本上都在高效区。
2.3系统的方案设计
3台水泵，1台变频器，1台S7-200PLC,模拟量输入／输出单元以及线性压力传感器等组成。其中PLC,模拟量输入／输出单元和压力传感器组成闭环反馈控制系统。PLC控制各台水泵的运行状态（如工频运行，变频运行及停止等），从而控制水泵的运行台数，在大范围上控制水的流量；PLC内部PID该系统主要由调节器控制供水的流量。水泵的速度调节采用变频调速技术，利用变频器对水泵进行速度控制，采用“一边多定”的控制方式，并根据模拟量输入／输出模块输出的电流信号驱动变频水泵。
图2-6变频调速恒压供水系统图
本套系统的功能：
1）根据用水量的大小，由PLC,变频器控制3台水泵自动进入或退出运行状态，或者由人工控制启停。
2）系统根据水泵出水口的压力变化，自动调节变频器运行频率，自动改变投入系统运行的水泵台数，以跟踪设定压力。
3）在监控室设有变频运行，故障指示和现场电机运行的频率、压力指示信号。
2.4泵与变频器的选择.
2.4.1 泵的选择
由P=QHρG/ηb*η
式中Q为水泵的流量（m3/s）
H为水泵的扬程（m）
Ρ为水的密度（kg/m3）
G为重力加速度（m/s）
ηb为水泵的效率，η为传动效率
正常流量下的总功率=1000*9.8*25*66/3600/0.7*0.95=6.10KW
最大流量下的总功率=1000*9.8*60*66/3600/0.7*0.95=14.63KW
由于系统需3台水泵，所以每台水泵应有的功率P=最大流量下的总功率/3
所以P=14.63/3=4.88KW 考虑余量选3台型号50DL12-12×6的水泵，，具体参数如下（表2-7）:
表2-7
2.4.2 变频器选择
1）变频器选择方法
通用变频器的选择包括变频器的型式选择和容量选择两个方面。其总的原则是首先保证可靠地实现工艺要求，再尽可能节省资金。
根据控制功能可将通用变频器分为三种类型：普通功能型U/f控
制变频器、具有转矩控制功能的高性能型U/f控制变频器（也称无跳闸变频器）和矢量控制高性能型变频器。变频器类型的选择要根据负载的要求进行。对于风机、泵类等平方转矩，低速下负载转矩较小，通常可选择普通功能型的变频器。对于恒转矩类负载或有较高静态转速精度要求的机械采用具有转矩控制功能的高功能型变频器则是比较理想的。因为这种变频器低速转矩大，静态机械特性硬度大，不怕负载冲击，具有挖土机特性。日本富士公司的FRENIC5000G7/P7、G9/P9、三肯公司的SAMCO-L系列属于此类。也有采用普通功能型变频器的例子。为了实现大调速比的恒转矩调速，常采用加大变频器容量的办法。对于要求精度高、动态性能好、响应快的生产机械（如造纸机械、轧钢机等），应采用矢量控制高功能型通用变频器。安川公司的VS-616G5系列、西门子公司的6SET系列变频器属于此类。
大多数变频器容量可从三个角度表述：额定电流、可用电动机功率和额定容量。其中后两项，变频器生产厂家由本国或本公司生产的标准电动机给出，或随变频器输出电压而降低，都很难确切表达变频器的能力。选择变频器时，只有变频器的额定电流是一个反映半导体变频装置负载能力的关键量。负载电流不超过变频器额定电流是选择变频器容量的基本原则。需要着重指出的是，确定变频器容量前应仔细了解设备的工艺情况及电动机参数，例如潜水电泵、绕线转子电动机的额定电流要大于普通笼形异步电动机额定电流，冶金工业常用的辑道用电动机不仅额定电流大很多，同时它允许短时处于堵转工作状态，且辘道传动大多是多电动机传动。应保证在无故障状态下负载总电流均不允许超过变频器的额定电流。
2) 变频器的选择型号及性能概述
根据水泵的额度功率5.5KW，选择的变频器型号为富士的FRN5.5G11S-4 CX。具体参数如下（表2-8）:
表2-8
性能概述:
1. 动态转矩矢量控制
动态转矩矢量控制是一种先进的驱动控制技术。控制系统高速计算电机负载所需功率，最佳控制电压和电流矢量，最大限度发挥电机输出转矩。
按照动态转矩矢量控制方式，能配合负载实现在最短时间内平稳地加减速
使用高速CPU能快速响应急变负载和及时检知再生功率，设有控制减速时间的再生回避功能，实现无跳闸自动减速过程
采用富士独自开发的控制方式，在0.5HZ能输出200%高起动转矩（22KW以下），30KW以上为180%
2. 带PG反馈更高性能的控制系统
带PG反馈卡（选件）构成带PG反馈的矢量控制系统，实现更高性能、更高精度的运行·速度控制范围：1：1200
·速度控制精度：±0.02%
·速度响应：40HZ
电机低转速时脉动大大减小
·采用动态转矩矢量控制，结合富士专有的AVR，实现低转速（1HZ）运行时的转速脉动比以前机种减小1/2以上
3. 优良的环境兼容性
采用低噪声控制电源系统，大大减小对周围传感器等设备的噪声干扰影响
标准装有连接抑制高次谐波电流的DC电抗器端子
连接选件EMC滤波器后能符合欧洲EMC指令
4. 节能功能的提高
标准设有风机、泵等最佳自动节能运行方式。采用使电机损耗降至最小的新控制方式，取得更好的节能效果
5. 更方便使用的键盘面板
标准设有复写功能，能方便地将1台变频器的功能码数据复写至其他变频器
可选择三种语言（中、日、英），便于国内外配套使用
可简单地由面板或外部信号进行点动（JOG）运行操作
使用延伸电缆选件（CBIII-10R-..可简单）地实现远程操作
6. 符合国际标准
标准系列符合适用于欧洲地区、北美地区和加拿大地区的CE、TUV（22KW以下）、UL、CUL 规格。
各种通信功能
标准内装RS485接口，由此可由个人计算机向变频器输入运行命令和设定功能码数据等。
设有万用DI/DO功能，输入/输出端子状态能传送至上位机受其监控，简化FA系统
可连接现场总线：Profibus-DP、Interbus-S 、Device Net、Modbus Plus（选件）等7. 丰富的实用功能
用于风机、泵等：PID控制功能、变频器风扇ON/OFF功能、商用电切换顺序
用于搬运、传送设备：可选择预设16种速度运行、程序运行（7步，每步最长6000S，可连续、单循环或单循环终结速继续运行）
8. 无冲击瞬停再起动运行
采用富士独自开发的变频器频率追踪（引入运行）功能，变频器可瞬时停车后跟踪再起动保护功能的充实
能设定电子热继电器的热时间常数，因此可适用各种电机
设有输入缺相保护，防止电源断线损坏变频器
能用PTC热敏电阻保护电机
9. 丰富的维护功能
面板能显示和确认运行状态、输入/输出状态和跳闸时的详细参数，由此能较易进行异常原因分析和提出对策
I/O端子检查功能
主电路电容器寿命
累计运行时间记录、显示
运行状态监视
跳闸时详细数据记录
10. 其他功能
1.5KW以上标准装有控制电源辅助输入电路，断开主电源时能保持异常输出信号
接点输入控制端子（9点）、开路集电极晶体管输出（4点）、继电器输出（1点）
设有主动驱动过程，判断变频器负载状态，为防止跳闸、自动延长加速时间、继续加速运行保证强有力而不跳闸的加速过程
负载过大的场合可选择变频器不跳闸继续运行（防失速）或跳闸停止运行
3) 使用过程中的注意事项;
(*1)额定输出电压按440V计算，电源电压降低时，额定容量亦下降。
(*2)不能输出比电源电压高的电压。
(*3)驱动低阻抗的高频电动机等场合，允许输出电流可能比额定值小。
(*4)当电源电压大与380/398V/50Hz、380/430V/60Hz时，必须切换变频器内部的分接头。
(*5)3相电压不平衡率大与2%时，应使用功率因数改善用直流电抗器(DCR)
(*6)按JEMA规定的标准负载条件(相当标准适配电动机85%负载)下的试验值。
(*7)按富士电机公司规定条件下的计算值。
(*8)按标准适配电动机负载和使用直流电抗器(DCR)(≤55KW为选件)条件下的数据。
(*9)为了保护变频器，对应周围温度和输出电流情况，载频有时会自动降低。
(*10)设定0.1时，起动转矩能达到50%以上。
(*11)标准适配电动机场合(由60Hz减速停止时的平均转矩，随电动机的损耗而改变。
2.5系统工作过程
根据现场生产实际提供的用水量，本系统选择三台5.5KW的小泵（具体选型计算过程见后），选择自动方式运行时，三台水泵，一台水泵作第一级变频运行，另二台作变频备用泵。当第一台变频泵达到工频运行，达不到压力要求时，切换至工频，第二台备用泵变频启动。当第二级变频泵达到工频运行，达不到压力要求时，切换至工频，第三台备用泵变频启动。停泵时依次停第一、二级泵。选择手动方式运行时，可以根据实际的用水量手动控制投入电机的运行台数（手动状态下投入运行的电机都是工频运行的）。
分析自动控制系统的机组Ⅰ（1#、2#、3#水泵电机）工作过程,可分为以下五个工作状态：1) 1#电机单独变频起动；2)1#电机工频运行，2#电机变频运行，3#电机停止运行；3) 1#电机工频运行，2#电机工频运行，3#电机变频运行；4）3#电机变频运行，2#电机工频运行，1#电机停止运行；5）3#电机变频运行，1#、2#电机停止运行；一般情况下，水泵电机都处于这五种工作状态之中，当源水的水位发生变化时，管网压力也就随之变化，五种工作状态就要发生相应转换，因此这五种工作状态对应着五个切换过程。
1.切换过程Ⅰ
由1#电机变频起动运行转变到1#电机工频运行，2#电机变频运行。
系统开始工作时，出水口压力达不到压力要求时， KM1得电，1#电机先接至变频器输出端，变频器对拖动1#泵的电动机采用软起动，1#电机起动，运行一段
f（即50HZ），压力时间后，随着运行频率的增加，当变频器输出频率增至工频
传感器压力未达到设定压力， KM1失电，1#电机自变频器输出端断开，KM2得电1#电机切换至工频运行。接着KM3得电，2#电机接至变频器输出端, 2#电机开始
软起动，运行一段时间后， 2#水泵电机工作在变频状态。从而实现1#水泵由变频切换至工频电网运行，2#水泵接入变频器并启动运行，在系统调节下变频器输出频率不断增加，直到水泵出水口压力达到设定值为止。
2.切换过程Ⅱ
由1#电机工频运行，2#电机变频运行转变为1#、2#电机工频运行，3#电机变频运行。
当2#水泵电机的频率达到50HZ以后，压力传感器压力未达到设定压力时，KM3失电，2#电机自变频器输出端断开，KM4得电，2#电机切换至工频运行。接着KM5得电，3#电机接至变频器输出端, 3#电机开始软起动，运行一段时间后， 3#水泵电机工作在变频状态。直至压力传感器设定压力以后，变频器的工作频率将不再增加。并根据用水量的大小按照PID算法进行恒压调节。
3.切换过程Ⅲ
由1#电机工频运行，2#电机工频运行，3#电机变频运行转变为1#电机停止，2#电机工频运行，3#电机变频运行状态。
当用水量减少时，变频器的工作频率将自动减小，当减小到一定程度时，此时压力传感器的压力还高于设定压力时，系统将依次停止最先启动的水泵，及KM2将失电，停止1#电机，以便用水增大到一定程度时再启动并进行变频操作。
4.切换过程IV
由3#电机变频运行，2#电机工频运行，1#电机停止运行转变为3#电机变频运行，1#、2#电机停止运行状态。
分析过程与切换过程Ⅲ的分析类似。
5.切换过程V
由3#电机变频运行，1# 、2#电机停止运行转变为3#电机工频运行，1#电机变频运行，2#停止运行状态。
当用水量开始增加时，出水口压力达不到压力要求时，KM5失电，3#电机自变频器输出端断开，KM6得电，3#电机切换至工频运行。接着KM1得电，1#电机接至变频器输出端, 1#电机开始软起动，运行一段时间后， 3#水泵电机工作在变频状态。
在PLC程序设计中，必须认真考虑这五个切换过程，才能保证系统在一个工作周期内实现正常切换与运行。
1#、2#和3#机组工作过程流程图如下（图2-9）：
图2-9 3台机组工作过程流程图
第三章控制系统硬件设计
3.1 主电路设计
在硬件系统设计中，采用一台变频器连接3台电动机，其中1#、2#和3#水泵电机都是小机，具有变频/工频两种工作状态，每台电机都通过两个接触器与工频电源和变频器输出电源相联；变频器输入电源前面接入一个自动空气开关，来实现电机、变频器的过流过载保护接通，空气开关的容量（具体选择见后）依据水泵电机的额定电流来确定。对于有变频/工频两种状态的1#、2#和3#电机，也需要在工频电源下面接入三个同样的自动空气开关，来实现电机的过流过载保护接通，空气开关的容量也依据水泵电机的额定电流来确定。所有接触器的选择都要依据电动机的容量适当选择。
变频器主电路电源输入端子（R、S、T）经过空气开关与三相电源连接，变频器主电路输出端子（U、V、W）经接触器接至三相电动机上，当旋转方向预设定不一致时，需要调换输出端子（U、V、W）的任意两相。特别是对于有变频/工频两种状态的电动机，一定要保证在工频电源拖动和变频输出电源拖动两种情况下电机旋向的一致性，否则在变频／工频的切换过程中会产生很大的转换电流，致使转换无法成功。在变频器起动、运行和停止操作中，必须用控制柜面板的运行和停止键来操作，不得以主电路的通断来进行。另外为了改善变频器的功率因素，还需配置相应的DC电抗器。
3.2控制电路设计
在控制电路的设计中，首先要考虑弱电和强电之间的隔离的问题。在整个控制系统中，所有控制电机、接触器的动作，都是按照PLC的程序逻辑来完成的。为了保护PLC设备，PLC输出端口并不是直接和交流接触器连接，而是通过中间继电器去控制电机的动作。在PLC输出端口和交流接触器之间引入中间继电器，其目的是为了实现系统中的强电和弱电之间的隔离，保护系统，延长系统的使用寿命，增强系统工作的可靠性。
控制电路之中存在电路之间互锁的问题，由于控制系统是实现组内的自动循环，所以电路的自锁包括组内互锁和组间互锁。组内互锁是指同一组中电动机的互锁，组间互锁是指不同机组之间电动机的互锁。在实现组内互锁的时候，严禁出现一台电动机同时接在工频电源和变频电源的情况，同时要求变频器始终只与一台电动机相连。所以在一台电动机变频工作的时候，要自动切断另两台电动机的变频控制电路。控制电路的组间互锁是通过输入按钮，控制PLC的输入端口来
实现的，当选择一组机组运行时，按下另一组起动按钮则为无效操作。
控制电路中还必须考虑系统电机和变频器的当前工作状态指示灯的设计，为了节省PLC的输出端口，在电路中可以采用PLC输出端子的中间继电器的相应常开触点的断开和闭合来控制相应电机和变频器的指示灯的亮和熄灭，指示当前系统电机和变频器的工作状态。
3.3 PLC配置
3.3.1 S7-200型PLC的特点
由于本系统选用的是德国SIEMENS公司的S7-200型PLC。下面就其一些特点作简要介绍。S7-200型PLC的结构紧凑，价格低廉，具有较高的性能/价格比，广泛适用于一些小型控制系统。SIEMENS公司的PLC具有可靠性高，可扩展性好，又有较丰富的通信指令，且通信协议简单等优点；PLC可以上接工控计算机，对自动控制系统进行监测控制。PLC和上位机的通信采用PC/PPI电缆，支持点对点接口（PPI）协议，PC/PPI电缆可以方便实现PLC的通信接口RS485到PC机的通信接口RS232的转换，通信传输速率为9.6Kbaud或19.2Kbaud。用户程序有三级口令保护，可以对程序实施安全保护。
3.3.2 PLC的I/O地址分配
PLC的输入、输出点数的确定根据控制系统设计要求和所需控制的现场设备数量加以确定。本系统共需开关量输入点数17个，开关量输出点数16个。同时还加上一个扩展模块EM235作为模拟量输入/输出单元。输入/输出信号地址分配如下表3-1所示。
（1）输入端口
自动控制系统PLC的输入端口包括3台电机的手动/自动启动按钮，3台电机的手动/自动停止按钮，以及手动/自动选择开关，压力上下限接点。另外PLC 输入端口还包括3台电机的热保护继电器输入，输入形式是热继电器的常开触点。
（2）输出端口
PLC的输出端口包括3台电机的交流接触器的动作，分别对应3台电机变频/工频两个工作状态，，压力上下限指示，3台水泵的电机的过载指示和变频器的故障、运行指示。
表3－1可编程控制器输入、输出端口（I/0）地址分配表
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
毕业设计论文结束语怎么写毕业论文写到最后，都需要写相应的结束语，那么具体应该怎么写呢?以下是小编整理的关于论文的相关内容，欢迎阅读和参考！ 毕业设计论文结束语怎么写经过了两个多月的学习和工作，我终于完成了《##########》的论文。从开始接到论文题目到系统的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，从对博客一无所知，对ASP，ADO等相关技术很不了解的状态，我开始了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获，每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。从中我也充分认识到了博客这一新兴的出版方式给我们生活带来的乐趣，在属于自己的网络空间上，尽情宣泄自己的情感，表达自己的感受，并且把自己的想法与他人分享，我也有了一个属于自己的博客空间。 虽然我的论文作品不是很成熟，还有很多不足之处，但我可以自豪的说，这里面的每一段代码，都有我的劳动。当看着自己的程序，自己成天相伴的系统能够健康的运行，真
是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。 这次做论文的经历也会使我终身受益，我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫论文了。希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。 四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。三年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。
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。
课题名称变频恒压供水控制系统设计 学院(部) 电子与控制工程学院 专业电气工程及其自动化 班级 学生姓名阿不都热扎克·阿不都拉 _ 学号 06 月 23 日至 06 月 27 日共 1 周 指导教师(签字) 2011年 06 月 7 日
目录 摘要 (3) 一、设计内容 (4) 二、设计要求 (4) 三、设计内容 1、方案的确定 (5) 2、变频调速恒压供水系统简介及工作原理 (6) 3、水泵的容量计算 (8) 4、水泵/变频器/PLC的选择 (9) 5、变频器参数设定 (10) 6、PID控制器参数选择 (10) 7、PLC外部接线图的设计 (11) 8、主电路的设计 (12) 9、系统的工作原理 (12) 四、设计图纸 (13) 五、操作使用说明书 (14) 六、设计体会 (15) 七、主要参考资料 (16) 附录一/附录二 (17) 附录三 (18) 附录四 (19)
摘要 随着我国社会经济的不断发展，住房制度改革的不断深入，人民生活水平的不断提高，城区中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到小区住户的正常生活与工作，也直接体现了小区物业水平的高低。传统的恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水灯供水方式普遍不通话程度的存在效率低、可靠性差、自动化不高等缺点，难以满足当前经济生活的需要。 论文分析了采用变频调速方式实现恒压供水的工作机理，通过对PID模块的参数预置，利用远传压力表的水压反馈量，构成闭环调节系统，利用变频器与水泵的配合作用实现恒压供水且有效节能。 论文论述了多种供水方案的合理性，同时也指出各种方案存在的问题，通过对比比较给出了比较适合该系统的方案——PLC控制变频恒压供水。 关键字：恒压供水变频调速 PLC 一、设计内容 变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。本课程设计是电气工程及其自动化专业《交流调速》课程的实践性环节，其主要目的是培养学生初步掌握交流调速系统的设计方法及理论知识的应用能力。本课程设计的基本任务是提高学生在调速系统设计方面的实践技能，培养学生综合运用知识，分析和解决实际问题的能力。通过控制系统的设计，初步掌
精彩毕业论文结束语 两年前， 我怀着对##大一如往昔的深爱、向往与期盼重新踏入校园。 两年后，”文以治国、工以立国、商以富国“的信念， 让我务必满怀使命、挺起胸膛的说：”我们 以及我们正在把握和即将把握的企业理应成为中国经济崛起的脊梁。 “ 两年充实的生活告诉我，民族需要掌握先进理念、具有国际视野、熟悉具体环境的实战先锋；也告诉我， 只有不断经历考验、挫折、甚至失败才能逼近我们最终的理想。 生于斯时，长于斯境，唯有以双倍的努力、十倍的耐心、百倍的豪情和千倍的执着来完成原赋的使命。 在此，首先要对我的恩师——###教授， 致以最深的感谢。 在我懵懂时，他用振聋发聩的棒喝让我警醒；在我迷失时， 他用循循善诱的教诲抹去我心头的尘埃；在我痛苦时 他的精神力量让我在心底始终拥有支撑。 生有吾父，教有吾师，幸甚。 在论文的写作过程中，###大姐怀着她那伟大的母性， 无比耐心、无私无求的给予我持续的帮忙没有她， 论文无法顺利完成。 也要感谢##师兄，他同五年前一样的真诚与宽厚， 在最后时刻对文章的指导起到了决定性的作用。
还有我的同窗、朋友们，老李、老赵、##、##、###、###是他们用最真挚的情感和最实际的援助， 帮我渡过了一处处的难关。 最后要感谢的是我的父母和女友， 他们期盼的目光、未来的职责和时时能够寻求的慰藉 是我不断进取的力量源泉。 即将结束再次学习的生活，相信等待我的是一片充满机遇、风险与快乐的土地；也相信我和同仁们的事业必将如涅磐之凤、浴火之凰；更加相信， 不朽的民族精神终将引领我们创造新的奇迹！ ”风雨不改凌云志 振衣濯足展襟怀。 行方智圆煅内蕴，海阔天空铸宏图。 “ 精彩毕业论文结束语举例 本论文在xxx导师的悉心指导下完成的。 导师渊博的专业知识、严谨的治学态度，精益求精的工作作风， 诲人不倦的高尚师德严于律己、宽以待人的崇高风范， 朴实无法、平易近人的人格魅力对本人影响深远。 不仅仅使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法， 还使本人明白了许多为人处事的道理。 本次论文从选题到完成，每一步都是在导师的悉心指导下完成的， 倾注了导师超多的心血。
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
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
一篇好的论文开头与结束语非常关键。好的结束语给人们留下的印象是不同的。下面。愛师网小编为您整理了毕业论文结束语30篇供您参考。 毕业论文结束语第一篇： 本研究及学位论文是在我的导师###副教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深感染和激励着我。从课题的选 择到项目的最终完成，#老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。两年多来，#教授不仅仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向#老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在此，我还要感谢在一齐愉快的度过研究生生活的##楼105各位同门，正是由于你们的帮忙和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。个性感谢我的师妹###同学，她对本课题做了不少工作，给予我不少的帮忙。 在论文即将完成之际，我的情绪无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮忙，在那里请理解我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们! 毕业论文结束语第二篇： 本论文在xxx导师的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识、严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的崇高风范，朴实无法、平易近人的人格魅力对本人影响深远。不仅仅使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法，还使本人明白了许多为人处事的道理。本次论文从选题到完成，每一步都是在导师的悉心指导下完成的，倾注了导师超多的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢!在写论文的过程中，遇到了很多的问题，在老师的耐心指导下，问题都得以解决。所以在此，再次对老师道一声：老师，谢谢您! 时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。离校日期已日趋渐进，毕业论文的完成也随之进入了尾声。从开始进入课题到论文的顺利完成，一向都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮忙，在那里请理解我诚挚的谢意!在此我向xxxx校园xxxxxxx 专业的所有老师表示衷心的感谢，谢谢你们三年的辛勤栽培，谢谢你们在教学的同时更多的是传授我们做人的道理，谢谢三年里面你们孜孜不倦的教诲! 三年寒窗，所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达潜力和广阔视野。很庆幸这三年来我遇到了如此多的良师益友，无论在学习上、生活上，还是工作上，都给予了我无私的帮忙和热心的照顾，让我在一个充满温馨的环境中度过三年的大学生活。感恩之情难以用言语量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。 最后要感谢的是我的父母，他们不仅仅培养了我对中国传统文化的浓厚的兴趣，让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依，而且也为我能够顺利的完成毕业论文带给了巨大的支持与帮忙。在未来的日子里，我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望!
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
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
国家职业资格全省统一鉴定 维修电工技师论文 （国家职业资格二级） 论文题目：小区自动恒压生活供水控制系统设计 姓名： 身份证号： 准考证号： 所在省市： 所在单位：
摘要 随着我国社会经济的发展，城市建设发展十分迅速,人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计出高性能、高节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。 首先：阐明了供水系统的变频调速节能原理；具体分析了变频恒水压供水的原理及系统的组成结构，通过研究和比较，得出结论:变频调速是当今国际上一项效益最高、性能最好、应用最广、最有发展前途的电机调速技术。 其次：对控制系统的主电路设计，控制电路设计。在控制过程中，电控系统由S7-200完成，PID控制由变频器的内置PID控制方式完成，根据控制系统软硬件设计和控制要求，结合变频器的功能参数表预置了相关的参数。 最后：根据恒压供水系统控制流程图设计，利用软件进行梯形图编程设计。 关键词：恒压供水，变频调速，PLC，设计。
目录 1 绪论 (1) 1.1引言 (1) 1.2本课题产生的背景和意义 (2) 1.3变频恒压供水的现况 (2) 1.3.1 国内外变频供水系统现状 (2) 1.3.2 变频供水系统应用范围 (3) 1.4本文的主要工作 (3) 2 变频恒压供水的理论分析 (4) 2.1水泵的工作原理 (4) 2.2水泵的调节方式 (5) 3 变频恒压供水控制系统硬件的设计 (5) 3.1变频恒压供水控制系统的构成方案 (6) 3.2变频恒压供水系统的控制方案 (7) 3.3参数的计算与供水设备选型 (8) 3.3.1 水泵的参数计算与型号的选择 (8) 3.3.2 变频器的选择 (8) 3.3.3 压力传感器的选择 (10) 3.4.4 水位传感器的选择 (10) 3.4.5 其他低压电器的选择 (11) 3.5PLC的选型 (12) 3.5.1 I/O点的统计 (12) 3.5.2 PLC选型的基本原则 (12) 3.5.3 I/O的分配 (13) 3.6系统硬件线路设计 (13) 3.7PID参数的预置 (14)
课程设计 课题名称变频恒压供水控制系统设计学院(部) 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师(签字)
一、设计概述 变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。本课程设计为实现恒压供水功能而按照设计任务书要求完成设计任务。最终实现控制系统的自动稳定运行。 根据设计要求本系统采用西门子PLC300控制系统对变频器进行调速控制和系统输入输出信号的采集以及系统报警功能的实现。本系统内的电机调速由变频器来实现，通过PLC控制变频器和现场压力仪表检测的反馈信号来实现对电机的自动恒压控制功能。 二、设计任务 例如一楼宇供水系统，正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。本恒压供水系统，要求以1.0Mpa的恒定压力对用户进行供水。水泵有2台，由一台变频器驱动。PLC按照压力变送器（PIT）的信号，调节变频器的输出，使水泵的转速变化，从而保证供水压力的恒定。两台水泵互为备份，可任意选择一台水泵处于变频模式或工频模式。控制系统原理如图1所示：
PLC 图1 恒压供水变频控制系统原理图 三、系统设备选型 1主要电气元件参数指标 水泵：35KW，三相异步电动机 恒压设定点：1.0Mpa 压力变送器：0-1.6Mpa，两线制，4-20mA电流输出 变频器：VVVF变频器 （1）水泵 根据设计要求水泵正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。参考相关资料选择型号为IS50-32-125(扬程50m，流量50 m3/小时)的水泵即可满足要求。 (2)远传压力表 由于远传压力表具有价格低、有数据读取表盘等优点，结合具体
毕业论文常用结束语 回首往事，心潮难平，感慨良多，但无论如何这些实实在在的经历，是我人生中弥足珍贵的记忆。在此，要个性感谢求学过程给予我无限支持和帮忙的老师、朋友和亲人们。感谢我的指导老师，从日常的学习，论文题目的确定到论文的撰写，程老师都给予我悉心的关怀和耐心的指导，给我鼓励和动力，也正是在她的指导和督促下论文才得以如期完成。 感谢我们一齐在学校努力的同学，我们彼此关心、互相支持和帮忙，留下了许多难忘的回忆。 感谢我的父母和家人，感谢他们对我学习、生活给予的支持和照顾。在论文的写作过程中，还获得了许许多多人的帮忙与先前研究工作者的宝贵资料，论文的研究成果离不开你们的协作和帮忙，在此对你们表示深切的谢意。期望能够以本文向你们汇报，以感谢你们对我的关怀与帮忙，感谢一向以来对我的支持与鼓励。你们永远是我的精神支柱和继续前进的动力。 所有帮忙和关心过我的人们，尽管与你们为我付出的一切相比，所有的语言都显得苍白无力，我仍要真诚地说声：谢谢你们! 经过了两个多月的学习和工作，我最后完成了《xxx》的论文。从开始接到论文题目到系统的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，从对博客一无所知，对ASP，ADO等相关技术很不了解的状态，我开始了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己十分稚嫩作品一步步完善起来，每一次改善都是我学
习的收获，每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。从中我也充分认识到了博客这一新兴的出版方式给我们生活带来的乐趣，在属于自己的网络空间上，尽情宣泄自己的情感，表达自己的感受，并且把自己的想法与他人分享，我也有了一个属于自己的博客空间。 虽然我的论文作品不是很成熟，还有很多不足之处，但我能够自豪的说，那里面的每一段代码，都有我的劳动。当看着自己的程序，自己成天相伴的系统能够健康的运行，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。 这次做论文的经历也会使我终身受益，我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的潜力，没有自己的'研究，就不会有所突破，那也就不叫论文了。期望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。 踉踉跄跄地忙碌了两个月，我的毕业设计课题也终将告一段落。点击运行，也基本到达预期的效果，虚荣的成就感在没人的时候也总会冒上心头。但由于潜力和时间的关系，总是觉得有很多不尽人意的地方，譬如功能不全、外观粗糙、底层代码的不合理数不胜数。但是，我又会有点自恋式地安慰自己：做一件事情，不必过于在乎最终的结果，可贵的是过程中的收获。以此语言来安抚我尚没平复的心。 毕业设计，也许是我大学生涯交上的最后一个作业了。想籍次机会感谢四年以来给我帮忙的所有老师、同学，你们的友谊是我人生的财富，是我生命中不可或缺的一部分。我的毕业指导老师###老师，虽然我们是在开始毕设时才认识，但她却能以一位长辈的风范来容谅我的无知和冲动，给我不厌其烦的指导。在此，
PLC 基于 plc 的恒压供水系统的设计 （恒压供水系统的原理及电气控制要求。Plc 在机电系统中的应用和工作原理。西门子变频 器的工作原理 MM440。Plc 编程原理及程序设计方法。电器原理图，接线图。） 一．恒压供水系统的原理 1．系统介绍 生产生活中的用水量常随时间而变化，季节、昼夜相差很大。用水和供水的不平衡集 中体砚在水压上，用水多而供水少则水压低，用水少而供水多则水压高。以前大多采用传 统的水塔、高位水箱 或气压罐式增压设备 容易造成二次污染，同时也增大了水泵的轴功 率和能量损耗。随着电力电子技术的发展 变频调速技术广泛应用于送水泵站、加压站、工 业给水、小区和高楼供水等供水等领域。相对于传统的技术而言，它具有节能效益明显、 保护功能完善 、控制灵活方便等优点 。 恒压供水控制系统的基本控制策略是: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。系统的控制目标是总 管的出水压力及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。 恒压供水系统由 PLC 控制器，变频器，触摸屏显示器，压力变送器，水位变送器，软 启动器，水泵电机组，电机保护装置以及其他电控设备等构成，如图 1 所示。 水 压 水 位 压力变送器 水位变送器 变频器 触摸屏显示器 软启动器 控制回路 水泵电机 图 1 恒压供水系统示意图 电机保护装置 2．系统构成 系统采用了 S7-200 型 PLC (14 个输人点，10 个输出点)、MM440 型变频器、压力传
长春科技学院 毕业设计（论文）开题报告 题目：PLC控制的恒压供水系统学院： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 填表日期：
一、选题依据及意义 在我国，节电节水的潜力非常大。据有关国际组织发表的资料显示：中国的单位国民经济总产值所消耗的电是美国、德国等的4倍左右，消耗的水是他们的2倍左右。我国的大量用电设备中，风机和泵类电机的耗电量占全国发电量的50%左右,若推广新型电机调速技术,可节电40%左右,即可以节约全国发电量的1/5。由于我国人均占有水、电资源相对于别国又少很多,因此,在我国一方面水电供应紧张,而另一方面,水电的浪费又十分惊人，节电节水,不仅潜力巨大,而且意义深远。 近十年来，变频技术的应用在我国有很大的发展，并取得了良好的效果。可以说，变频技术已为大多数用户所接受。但是，不能不指出，我国在变频技术的应用方面，与发达国家的水平尚有很大差距。目前，我国在用的交流电动机使用变频调速运行的仅6%左右，而工业发达国家已达60% － 70%；日本在风机、水泵上变频调速的采用率已达10%，而我国还不足0.01%；在日本，空调器的70%采用了变频调速，而我国才刚刚起步。从这个现实出发，变频技术尚有很大的发展空间。 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。 二、国内外发展情况(文献综述) 随着变频器的问世，变频调速技术在以工频交流电为主的用电场合得到了广泛的应用，其中变频恒压供水便是在变频调速领域中典型的应用。以前，国外生产的变频器主要用来控制频率、控制电机的启停、控制电机正反转和转速调节以及各种保护功能。在变频恒压供水系统中，变频器是通过可编程序控制器控制，作为控制机构和系统执行机构之间的中间环节，为保证水管内水压恒定，满足不同时间段供水量大小的需求，需在变频器外部提供压力传感器和压力控制器，对水压进行闭环控制。目前我们国内有很多公司也在做变频恒压供水的工程，可是大部分采用国外的变频器控制水泵的转速，有的采用单片机及相应的软件予以实现；有的采用可编程控制器（PLC）及相应的软件予以实现。但在系统的稳定性能、动态性能、抗扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说，还远远没能