《数学建模》课程作业题-10
第二章算法模型-水塔供水
将水塔供水的两个供水时段、两个用水时段的水流量、用水量程序实现，给出相关数据表。将所有程序和计算结果呈现在此文档中。
一、问题提出
某居民区有一供居民用水的圆柱形水塔，一般可以通过测量其水位来估计其流量。但面临的困难是，当水塔水位下降到设定的最低水位时，水泵自动启动向水塔供水，到设定的最高水位时停止供水，这段时间无法测量水塔的水位和水泵的供水量。通常水泵每天供水一两次，每次约2h(小时)。
水塔是一个高为12.2m,直径为17.4m是正圆柱。按照设计,水塔水位降至约8.2m 时,水泵自动启动,水位升到约为10.8m时水泵停止工作。
表1是某一天的水位测量记录(符号“//”表示水泵启动 )，试估计任何时刻（包括水泵正供水时）从水塔流出的水流量及一天的总用水量。
表1：水位测量记录（时刻：h，水位：cm）
二、问题分析
流量是单位时间流出的水的体积，由于水塔是正圆柱体，横截面积是常数，在水泵不工作的时候，流量很容易从水位对时间的变化率算出，问题是如何估计水泵供水时段的流量。
水泵供水时段的流量只能依靠供水时段前后的流量拟合得到，作为用于拟合
的原始数据，我们希望水泵不工作的时段流量越准越好。
这些流量答题可利用表中数据拟合水位-时间函数，求导数即可得到连续时间的流量。水泵不工作时段的用水量可以由测量记录直接得到，由表1克制从
08.97h t =水位下降了968-822=146（cm ）
，乘以水塔的截面积就是这一时段的用水量，这个数值可以用来检查拟合的结果。
三、模型假设
（1）流量只取决于水位差，与水位本身无关。按照Torricelli 定律从小孔流出的流体的流速正比于水面高度的平方根，题目给出水塔的最低和最高水位分
别是8.2m 和10.8m （设出口的水位为0） 1.151=≈，所以可忽略水
位对速度的影响。
（2）水泵第一次供水时段为9
11h t =，第二次供水时段为
20.823t =h ，这是根据最低和最高水位分别是8.2m 和10.8m 及表1的水位
测量记录做出的假设，其中前3个时刻取自实测数据（精确到0.1h ），最后1个时刻来自每次供水约2h 的已知条件。
（3）水泵工作时单位时间的供水量大致是常数，此常数大于单位时间单位的平均流量。
（4）流量是对时间的连续函数。 （5）流量与水泵是否工作无关。
（6）由于水塔截面积是常数，22(17.4/2)237.8
(m )S π==，为简单起见，计算中将流量定义为单位时间流出的水的高度，即水位对时间变化率的绝对值（水位是下降的），最后给出结果时再乘以S 即可，
水位是时间的连续函数()h h t =； 水位对时间的变化率（流量）d ()
d h t h t
'=
； 任何时刻的流量：(
)()v t h t S '=-。 四、建立模型
（1）拟合水位-时间函数
从表1测量记录看，一天有两个供水时段（以下称第一供水时段和第二供水时段）和三个水泵不工作时段（以下称第一用水时段0
8.97h t =，第二用水时段
10.9520.84h t =和第三用水时段23h t =以后）
。 对第一、第二用水时段的测量数据分别做多项式拟合，得到水位函数
11()h h t =和22()h h t =。为使拟合曲线比较光滑，多项式次数不要太高，一般用3-6次.由于第三时段只有三个测量记录，无法对这一时段的水位做出比较好的拟合，可采取外推的办法解决。
（2）确定函数-时间函数
对于第一、第二用水时段，秩序将水位函数(),1,2i i h h t i ==求导即可，对于两个供水时段的流量，则用供水时段前后（水泵不工作时段）的流量拟合得到，并且将拟合得到的额第二供水时段外推，将第三用水时段流量包含在第二供水时段内，需要拟合四个流量函数。
（3）一天总用水量
总用水量等于两个水泵不工作时段的和两个供水时段用水量之和，他们都可以由流量对时间的积分得到。
()d d t
t
t
t V V t t S h t '=
=-??
五、模型求解
用MATLAB 计算，可得结果。
（1）拟合[0,9]内各时刻的流量值，见表2。
表2：在[0,9]内各时刻的流量值（水位变化率）
（2）拟合[11,20.8]内各时刻的流量值，见表3。
表3：在[11,20.8]内各时刻的流量值（水位变化率）
（3）拟合第一供水时段[9,11]的流量，见表4。
表4：在[9,11]内各时刻的流量值（水位变化率）
（4）拟合第二供水时段[20.8,24]的流量，见表5。
表5：在[20.8,24]内各时刻的流量值（水位变化率）
（5）一天总用水量的估计
第一、第二用水时段和第一、第二供水时段流量的积分之和，就是一天总用水量，虽然各时段的流量已表示为多项式函数，积分可以解析的算出，这里仍用数值积分计算。
1>第一用水时段的用水量
1
11
t 11111d
d d t t t
t t V V t Sh t S h t Sh '''=
==??? 其中积分值1h 通过梯形公式计算，
1
111111()()()d ()d 2
k
k t
t k k t
t
h t h t h h t t h t t t --''+''=
=
=?∑∑
?? 2>第二用水时段的用水量
3
33
2
2
2
t 22222d d d t t t
t t V V t Sh t S h t Sh '''=
==???
3
2
1
212222()()()d ()d 2
k
k t t k k t
t
h t h t h h t t h t t t --''+''=
=
=?∑∑
??
3>第一供水时段的用水量
2
22
1
1
1
t 121212
1212d d d t t t
t t V V t Sh t S h t Sh '''=
==??? 2
1
1
121121212121
1
()()()d ()d 2k
k N
N
t t k k t
t k
k h t h t h h t t h t t t --==''+''=
=
=?∑∑
?? 4>第二供水和第三供水时段的用水量
4
44
3
3
3
t 33333d d d t t t
t t V V t Sh t S h t Sh '''=
==???
2
1
1
1
3133331
1
()()()d ()d 2k
k k k N
N
t t t k k t
t
t k
k h t h t h h t t h t t t ---==''+''=
=
=?∑∑??? 通过计算，得出各个时段的用水量及一天的总用水量，见表6。
表6：各时刻的用水量及一天的总用水量
其中，四个时段都用三次多项式进行拟合，如果第一用水时段，第一、第二供水时段用三次多项式及第二用水时段用四次多项式拟合，得到另一组计算结果，见表7。24h 水流量的曲线见图1。
表7：各时刻的用水量及一天的总用水量
图1：24h水流量的曲线图
附录
t = [ 0 0.92 1.84 2.95 3.87 4.98 5.90 7.01 7.93 8.97 9.98 10.92 10.95 12.03 12.95...
13.88 14.98 15.90 16.83 17.93 19.04 19.96 20.84 22.01 22.96 23.88 24.99
25.91];
h = [968 948 931 913 898 881 869 852 839 822 0 0 1082 1050 1021 994 965 941 918 892 ...
866 843 822 0 0 1059 1035 1018];
%% 第一用水时刻流量
c1 = polyfit(t(1:10),h(1:10),3);
a1 = polyder(c1);
x1 = -polyval(a1,t(1:10));
tp1 = 0:0.1:9;
x11 = -polyval(a1,tp1);
%% 第二用水时刻流量
c2 = polyfit(t(13:23),h(13:23),3);
a2 = polyder(c2);
tp2 = 11:0.1:20.8;
x2 = -polyval(a2,tp2);
%% 拟合第一供水时段[9,11]流量
xx1 = -polyval(a1,[8 9]);
xx2 = -polyval(a2,[11 12]);
xx12 = [xx1 xx2];
c12 = polyfit([8 9 11 12],xx12,3);
tp12 = 9:0.1:11;
x12 = polyval(c12,tp12);
%% 拟合第二供水时段[20.8,24]流量
dt3 = diff(t(26:28));
dh3 = diff(h(26:28));
dht3 = -dh3./dt3;
t3 = [20 20.8 t(26) t(27)];
xx3 = [-polyval(a2,t3(1:2)),dht3];
c3 = polyfit(t3,xx3,3);
tp3 = 20.8:0.1:24;
x3 = polyval(c3,tp3);
polyval(c3,t(24:28));
%% 各时刻的用水量及一天的总用水量
h1 = 0.1*trapz(x1);
h2 = 0.1*trapz(x2);
h12 = 0.1*trapz(x12);
h3 = 0.1*trapz(x3);
V = (h1+h2+h3+h12)*237.8*0.01;
%% 第二用水时段用四次多项式拟合
c2 = polyfit(t(13:23),h(13:23),4); a2 = polyder(c2);
tp2 = 11:0.1:20.8;
x2 = -polyval(a2,tp2);
h1 = 0.1*trapz(x1);
h2 = 0.1*trapz(x2);
h12 = 0.1*trapz(x12);
h3 = 0.1*trapz(x3);
V = (h1+h2+h3+h12)*237.8*0.01;
%% 24h水流量的曲线图
% c1 = polyfit(t(1:10),h(1:10),3); % a1 = polyder(c1);
% x1 = -polyval(a1,t(1:10));
% tp1 = 0:0.1:11;
% x11 = -polyval(a1,tp1);
x3 = x3+abs(x2(length(x2))-x3(1)); aa = [x11 x2 x3];
tt = [tp1 tp2 tp3];
plot(tt,aa,'b');
水塔水位的PLC控制的设计PLC课程设计说明书 姓名 班级 学号 专业机电一体化技术 教师 组别 日期 2012.1.10 成绩
目录 一概述 (1) 二水塔供水自动控制系统方案设计 (2) 设计方案 (2) 三水塔水位自动控制系统设计 (2) 1水泵电动机控制电路的设计 (2) 2水位传感器的选择 (4) 四水位自动控制系统的组成 (6) 1、系统构成及其控制要求 (6) 2系统框图 (7) 五 PLC的设计 (8) 1可编程序控制器(PLC)简介 (8) 2PLC工作原理 (8) 3PLC的编程语言--梯形图 (9) 4SYSMAC-C系列P型机概述 (11) 5水塔水位自动控制系统的软件设计 (12) 六结束语（系统总结分析） (17) 1系统的优点 .......................................................................... 错误！未定义书签。2结束语 .................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献 (19) 致谢 (20)
水塔供水自动控制系统的设计 一概述 水塔水位控制系统采用交流电压检测水位,在控制系统启动后，若水槽水位低于水槽最低水位S2时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号，PLC根据此信号打开补水泵向水槽补水，当水位达到水槽最高水位S4时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止补水泵的工作，当水塔水位达到最低水位S2时，液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC输出，PLC在收到信号后启动水泵向水塔加水，当水塔水位达到最高水位S1时传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止水泵的工作。 二水塔供水自动控制系统方案设计 设计方案 PLC和传感器构成的水塔水位恒定的控制系统原理。 在控制系统启动后，若水槽水位低于水槽最低水位时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号，PLC根据此信号打开补水泵向水槽补水，当水位达到水槽最高水位时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止补水泵的工作，当水塔水位达到最低水位时，液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC输出，PLC在收到信号后启动水泵向水塔加水，当水塔水位达到最高水位时传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止水泵的工作。本文主要阐述利用PLC和传感器构成的水塔水位恒定的控制系统。
李家河供水工程设计方案浅析 摘要：本文介绍了李家河水库现状，结合地形布置对输水线路进行方案分析比较，为李家河供水工程设计提供理论依据，展望了工程建成后带来的效益。 关键词：李家河水库；供水方案 Li River Water Supply Project Design Analysis Sun LinaGao ShuangqiangLuo WangYuZhao XiaoliLiu Weihua Abstract: This paper describes the status of Li River reservoir, combined with topographic layout of the water line for program analysis and comparison, for the Li River water supply project designed to provide a theoretical basis and look forward to the benefits of the project is completed. Keywords: Li River Reservoir; water supply program 一、工程概述 1、工程基本情况 西安市辋川河引水李家河水库工程由水库枢纽工程和输水工程两大部分组成，水库枢纽位于西安市东南约68km的蓝田县玉川乡李家河村灞河支流辋川河上，坝址位于李家河村上游约0.5 km处，距蓝田县城23km。 李家河水库正常蓄水位880.0m，其相应调节库容为4400万m3，水库总库容5250万m3，李家河水库年总供水量为6187万m3。水库枢纽主要由挡水建筑物、泄水与引水建筑物及坝后电站等组成。枢纽大坝为碾压混凝土双曲拱坝，坝顶高程884.00m，最大坝高98.50m。 2、水文 辋川河为灞河上游左岸较大支流，属渭河二级支流，上游分东、西采峪两大支流，两大支流均发源于秦岭九间房附近，由南向北在玉川乡两河桥汇合，在蓝田县城南汇入灞河。辋川河总流域面积534.1km2，干流长58.1km，河道平均比降19.1‰，李家河水库坝址位于东、西采峪汇合处两河桥下游约1.2km,李家河村上游约0.5km处，属辋川河中游段，集水面积362km2，干流长28.5km，河道比降28.6‰。 3、工程地质
课程设计 课程名称电气控制与PLC课程设计课题名称水塔供水系统的PLC控制设计专业测控技术 班级1301 学号 姓名 指导老师刘星平，赖指南，谭梅，沈细群 2016年6月17日
电气信息学院 课程设计任务书 课题名称水塔供水系统的PLC控制设计 姓名专测控技术与仪器班级学号 指导老师刘星平、赖指南等 课程设计时间2016年6月6日-2016年6月17日（15、16周） 教研室意见意见：同意审核人：汪超林国汉 一.任务及要求 设计任务： 以PLC为核心，设计一个水塔供水系统的PLC控制系统，为此要求完成以下设计任务： 1.根据系统的基本结构、工艺过程和控制要求，确定控制方案。 2.配置电器元件，选择PLC型号。 3.绘制PLC控制系统线路原理图和PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。 4.上机调试程序。 5.上位机组态监控的设计(可选项） 6.编写设计说明书。 设计要求 （1）所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。 （2）所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。 （3）所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出。 二.进度安排 1.第一周星期一：布置课程设计任务，讲解设计思路和要求，查阅设计资料。 2.第一周星期二～星期四：详细了解控制系统的基本组成结构、工艺过程和控制要求。确定控制方案。配置电器元件，选择PLC型号。绘制控制系统的控制线路原理图和控制系统的PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。 4.第一周星期五：上机调试程序。
目录 一、施工准备 （一）、技术准备 (二)、材料要求 (三)、主要机械 (四）、作业条件 (五)、施工组织及人员准备 二、给水管道及配件安装 (一)、材料质量要求 (二）、质量标准三、管沟开挖及回填施工 (一)、操作工艺 (二）、质量标准 四、安全环境保护 (一)、安全措施
一、施工准备?（一）、技术准备?1、施工人员已熟悉掌握图纸，熟悉相关国家或行业验收规范和标准图等。 2、已有经过审批的施工组织设计,并向施工人员交底。? 3、技术人员向施工班组进行技术交底,使施工人员掌握操作工艺。 （二)、材料要求?1、工程所使用的主要材料、成品、半成品、配 2、工程所使用的材料、件和设备必须具有中文质量合格证明文件。? 设备的规格型号和性能检测报告应符合国家技术标准和设计要求。 ３、所有材料进入施工现场时应进行品种、规格、外观验收。包装应完好,表面无划痕及外力冲击破损。 ４、主要器具和设备必须有完整的安装使用说明书。 5、管道使用的配件的压力等级、尺寸规格等应和管道配套。塑料和复合管材、管件、粘接剂、橡胶圈及其它附件等应是同一厂家的配套产品。 1、施工机具见《施工机具表》 (三）、主要机具? ２、测量仪器见《施工测量仪器表》 （四)、作业条件?1、管道施工区域内的地面要进行清理,杂物、垃圾弃出场地。管道走向上的障碍物要清除。 ２、在饮用水管道附近的厕所、粪坑、污水坑等应在开工前迁至业主指定的地方。并将脏物清除干净后进行消毒处理,方可将坑填实。?３、在施工前应摸清地下高、低压电缆、电线、煤气、热力等管道的分布情况，并作出标记。
(五）、施工组织及人员准备 １、施工前应建立健全的质量管理体系和工程质量检测制度。? 2、施工组织应设立技术组、质安组、管道班、电气焊班、开挖班、砌筑班、抹灰班、测量班等。? 3、施工人员数量根据工程规模和工程量的大小确定,一般应配备的人员有:给排水专业技术人员，测量员、管道工、泥瓦工、普工。 1）二、给水管道安装 (一)、材料质量要求 1、材料的验收 1）给水PE管及管件的规格品种应符合设计要求，管壁薄厚均匀,内外光滑整洁，不得有砂眼、裂纹、飞刺和 疙瘩。管件应造型规矩,尺寸合格,并有出厂合格证。? 2)阀门、法兰及其它设备应具有质量合格证，且无裂纹、 3)管卡、油、麻、 开关灵活严密、铸造规矩，手轮良好。? 垫、生胶带等应仔细验收合格。 2、管道安装铺设的一般规定 １)管道不得铺设在冻土上。?2)管道应由下游向上游依次安装,承插口连接管道的承口朝向水流方向,插口顺 水流方向安装。 ３）管道穿越公路等有荷载应设套管，在套管内不得有接口，套管宜比管道外径大两号。 4)管道安装和铺设工程中断时，应用木塞或其它盖堵将
水塔自动供水装置的安装与调试 春风电子 1.电路原理: 该水塔自动供水装置电路如图所示。V1、R1、R2、R3以及电极A、B、C等组成水位检测电路,这里LED1做消耗打水到水塔满时指示。IC1、V2、R4、R5、R6、R7以及V S、VD5~VD8等组成交流固体继电器电路,由它直接驱动交流继电器K O,并带动电机M打水,充分体现固体继电器比两级联动触点继电器工作更可靠、更稳定。同时,由于采用了IC1光电耦合器,水位检测电路与市电供电电路之间完全隔离,水塔内电极A、B、C不带市电工作,故不必考虑安全因素。V D1~VD4、C1及IC2、LED2等组成一组直流稳压电源,为水位检测电路供给直流工作电源,这里LED2做市电指示。电路工作过程如下:合上电源开关S1,LED2点亮表示电路有电。假如水平面已低于B,此时,A、C极开路,V1上偏置电阻为高阻R2=2.2MΩ,可视做无偏流,V1为截止状态,其集电极回路中的LED1以及光电耦合器IC1中的发光二极管均无电流经过,致使在右边的光电管无光感电流,也为截止状态。由此,因R4提供偏置V2导通,单向可控硅V S的控制极有触发电流而导通,交流继电器KO吸合,其两组触点状态为:KO-1断开; KO-2闭合,故电机M转动,开始向水塔进水。随着水平面的不断提高,假如已超过B,此时,因KO-1断开;V1仍然保持截止状态,电机M继续打水,一直到水平面上升至超过A,此时A、C经水连通,相当于在R2上并联上一个约50kΩ的“水电阻”。于是,V1获得偏流,由原来的截止状态变为导通状态,光电耦合器IC1中的发光二极管有电流流过,引起光电管导通,随之V2失去偏置电流呈截止状态,单向晶闸硅V S因失去触发电流而断开,从而使交流继电器KO 释放,此时两组触点状态为KO-1闭合,KO-2断开,故电机M停止打水。同时,LED1点亮表示水塔满,电机M已停止转动。
第一章系统基本设计 第一节引言 随着生活水平的提高,水塔自动供水系统在日常生活及工业领域中应用相当广泛，本设计应用于工厂备用水源方面使用自动供水系统, 而以往水塔水位的检测是由人工完成的，值班人员全天候地对水位的变化进行监测，而本设计的主要作用是能够很好的节省劳动力，免去了传统的供水的繁琐，自动供水，适用于节约型经济社会。 本系统摒去一往的设计理念，将水的特殊导电性做成的水位传感器作为芯片的输入量传给芯片，经芯片处理后由继电器控制水泵的启动和停止。以确保给水、补水箱水位的平衡，并且还有指示灯来实现当前的工作状态。 第二节系统设计方案 1.2.1设计要求： 1、可以自动实现水位检测。 2、可以自动启动停止水泵。 3、有指示灯能够现实当前的工作状态。 1.2.2两种设计方案 方案一： 用单片机作为控制核心用六个液位传感器分别作为给水箱补水箱的上限位、中限位和下限位传感器，从而利用单片机采集信号、处理来控制电机起停实现补水与否和工作状态指示。 方案二： 系统以模拟，数字混合电路为核心，利用水的特殊导电性做成的水位传感器作为芯片的输入量。通过逻辑门电路的组合来实现控制。与非门电路组成给水箱控制电路实现给水箱的补水；用与门电路的组合实现补水箱控制电路，控制给给水箱补水与否；最后通过两个二极管的开通
和关断来实现电机的启动与停止以及工作指示灯的指示。 对比以上两种方案都可以实现系统要求，但方案一成本高，电路复杂，并且还需要软件的调试。考虑到系统的精度不需很高，确定选择方案二的设计。
第二章电源电路 电源采用三端稳压器结构。电路有整流、滤波及三端稳压等环节组成，如图2-1 图2-1 电源电路 第一节单相桥式整流 桥式整流电路由变压器、四个二极管组成的整流桥和滤波电容等器件组成，属于全桥整流电路。整流过程如图2-1 当u2是正半周时，二极管VD1和VD3导通，而二极管VD2和VD4截止，负载上的电流自上而下流过负载，负载上得到与u2的正半周期相同的电压。 当在u2负半周时，u2的实际极性是下正上负，二极管VD2和VD4导通而VD1和VD3截止，负载上的电流仍然自上而下流过负载，负载上得到了与u2正半周相同的电压。
****市****工程一期净水厂 总体施工组织设计 一、编制技术标书的主要依据 （）市政工程设计技术管理标准 （）城市给水工程规划规范（） （）室外给水设计规范（） （）建筑给水排水设计规范（） （）给水排水制图标准（） （）地表水环境质量标准（） （）城市工程管线综合规划规范（） （）滤池气水冲洗设计规程（：） （）城市供水厂运行、维护及安全技术规程（）（）混凝土结构设计规范（） （）给水排水构筑物施工及验收规范（） （）市政工程质量等级评定标准（及补充规定）（）建筑工程施工质量验收统一标准（） （）《质量手册》 （）《标准工作程序》 （）《市政工程施工技术规程》 （）《市政工程施工手册》 （）给水排水管道工程施工及验收规范（） （）给水排水构筑物施工及验收规范（）
（）采暖与卫生工程施工及验收规范（） （）埋地给水钢制管道水泥砂浆衬里技术标准（）（）埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准（）（）土方与爆破工程施工及验收规范（） （）地基与基础工程施工及验收规范（） （）砖石工程施工及验收规范（） （）混凝土结构工程施工及验收规范（） （）混凝土碱含量标准（） （）屋面工程技术规范（） （）建筑地面工程施工及验收规范（） （）地下水防水工程施工及验收规范（） （）混凝土外加剂应用技术规范（） （）建筑工程质量检验评定标准（） （）建筑电气安装工程质量检验评定标准（） （）建筑工程施工现场供用电安全规范（） （）钢筋焊接及验收规程（） （）机械设备安装工程施工及验收通用规范（）（）压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范（）（）起重设备安装工程施工及验收规范（） （）设计图纸 二、工程概况：
水塔水位控制系统PLC 设计 1、水塔水位控制系统PLC 硬件设计 1.1、水塔水位控制系统设计要求 水塔水位控制装置如图1-1所示 图1-1 水塔水位控制装置 水塔水位的工作方式： 当水池液位低于下限液位开关S4，S4此时为ON ，水阀Y 打开（Y 为ON ），开始往水池里注水，定时器开始定时，4秒以后，若水池液位没有超过水池下限液位开关时（S4还不为OFF ），则系统发出报警（阀Y 指示灯闪烁），表示阀 S1---表示水塔的水位上限，S2---表示水塔的水位下限，S3---表示水池水位上限， S4---表示水池水位下限，M1为抽水电机，Y 为水阀。
Y没有进水，出现故障；若系统正常，此时水池下限液位开关S4为OFF,表示水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位，则S3为ON，阀Y关闭（Y为OFF）。 当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔下限水位时（水塔下限水位开关S2为ON），电机M开始工作，向水塔供水，当S2为OFF时，表示水塔水位高于水塔下限水位。当水塔液面高于水塔上限水位时（水塔上限水位开关S1为OFF），电机M停止。（注：当水塔水位低于下限水位，同时水池水位也低于下限水位时，水泵不能启动） 1.2 水塔水位控制系统主电路 水塔水位控制系统主电路如图1-2所示： L1L2L3 SQ FU KM FR M 3~ 图1-2 水塔水位控制系统主电路 1.3、I/O接口分配 水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配如表1-1所示。 表1-1 水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配表 符号地址绝对地址数据类型说明 1 S1 I0.1 BOOL 水塔上限水位 2 S2I0.2 BOOL 水塔下限水位 3 S3I0.3 BOOL 水池上限水位
自动化应用软件实训设计 题目：水塔供水系统 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间： 评语： 成绩
一、题目设计方案 本文所设计的水塔供水系统主要由七部分组成，分别是登录界面、控制主画面、实时曲线、历史曲线、实时报表、历史报表以及报警窗口。 系统实现了水塔液位的自动调节。当水塔储水箱液位低于25dm时，采用单位时间供水量为5dm的深井泵1和单位时间供水量为10dm的深井泵2同时向水塔储水箱供水。当水塔液位达到60dm时，关闭深井泵1，深井泵2单独供水；当水塔液位达到80dm时，用深井泵1单独供水，当水塔液位高于96dm时，向水塔停止供水。 当水塔储水箱中有水时，通过供水阀向两个站点水箱分别供水，一旦站点水箱液位达到85dm时，停止供水，而当其液位低于一定值时，继续供水，这样保证了用户用水的水压不会过高或者过低。 “组态王”是完全基于网络的概念，是一个完全意义上的工业级软件平台，现已广泛应用于化工、电力、国属粮库、邮电通讯、环保等行业。它也适合于污水处理行业的设计工作。组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。 二、界面设计 根据软件监控的需要，要对水塔储水箱以及站点水箱的液位实行监控，但由于是模拟设计，没有真正的对象，于是构造一个虚拟对象，即设计一个基于组态王的水塔液位的模拟控制，通过对模拟水箱液位的控制来模拟现场真正的运行情况，一边进行监控。 1．内存变量的定义 首先打开组态王软件的工程浏览器，在数据词典中双击新建，会弹出如图1的对话框，键入变量名，设置变量类型。
估计水塔流量实验报告 姓名:祁华东 学号：110714220 班级：11级测绘工程（2）班 指导老师：刘利斌
估计水塔流量实验报告 一．问题的提出 某居民区有一供居民用水的圆柱形水塔，一般可以通过测量其水位来估计水的流量，但面临的困难是，当水塔水位下降到设定的最低水位时，水泵自动启动向水塔供水，到设定的最高水位时停止供水，这段时间无法测量水塔的水位和水泵的供水量．通常水泵每天供水一两次，每次约两小时. 水塔是一个高12.2m ，直径17.4m 的正圆柱．按照设计，水塔水位降至约8.2m 时，水泵自动启动，水位升到约10.8m 时水泵停止工作． 表 1 是某一天的水位测量记录，试估计任何时刻（包括水泵正供水时）从水塔流出的水流量，及一天的总用水量． 表1 水位测量记录 （符号//表示水泵启动） 二．问题分析 流量是单位时间流出水的体积，由于水塔是圆柱形，横截面积是时刻(h) 水位(cm) 0 0.92 1.84 2.95 3.87 4.98 5.90 7.01 7.93 8.97 968 948 931 913 898 881 869 852 839 822 时刻(h) 水位(cm) 9.98 10.92 10.95 12.03 12.95 13.88 14.98 15.90 16.83 17.93 // // 1082 1050 1021 994 965 941 918 892 时刻(h) 水位(cm) 19.04 19.96 20.84 22.01 22.96 23.88 24.99 25.91 866 843 822 // // 1059 1035 1018
. . . 给水管道工程施工方案
目录 第一章工程概况 (4) 一、工程概况： (4) 二、主要工程数量 (4) 三、工程特点 (5) 四、施工条件 (5) 第二章施工准备工作计划 (6) 一、施工准备 (6) 二、人员、材料、机械设备的使用计划 (7) 三、项目施工组织机构框图 (11) 第三章施工方案......................................................................................1..2. 一、测量放样...........................................................................................1..2. 二、沟槽开挖...........................................................................................1..3. 三、管道安装...........................................................................................1..5. 四、管道接口...........................................................................................1..6. 五、管道支墩...........................................................................................1..6. 六、阀门井砌筑、抹灰............................................................................1..8 七、回填土...............................................................................................1..9. 八、水压试验...........................................................................................2..0. 九、清洗、消毒20
水塔自动供水系统 对于生活和消防合用供水系统,则设备可设定两个工作压力,一个为消防供水压力,一个为消防供水压力。平时设备按生活设定压力运行，消防泵参与依次循环软启动，同时向消防管网补压，维持消防管网压力。当有火警发生时，由消火栓破玻按钮、湿式报警阀上的压力开关、消防控制中心、控制柜上的消防强起按钮等发出消防信号，则PLC受到此信号并自动控制系统将供水压力提供到消防设定压力按消防所需水量，增加启动多台工作泵，供给生活和消防的全部用水量。如果生活供水管网上装设有电动阀门，则设备在接到消防启动信号后，先关闭生活供水管网上的电动蝶阀，再将供水压力提高至消防设定压力，供给消防所需的全部用水量。消防结束后，需手动恢复平时生活工作状态。 16、济南无负压供水设备厂家规格齐全 可任意组合配套，应用范围广，稍加改变可应用于空调、风机、搅拌机等需恒温、恒压、恒湿、恒浓度的电机拖动设备。 济南无负压供水设备厂家主要特点 1、采同微机控制，全自动运行，管理简单，使用方便、可靠。 2、结构紧凑，占地面积小，投资省，安装方便，便于集中管理。 3、功能齐全，通过面板操作实现用户所需的各种功能。 变频控制柜 5-1、变频控制柜概述： 变频控制柜是技术人员充分吸收国内外水泵控制的先进经验，经过多年生产和应用，不断完善优化后，精心设计制作而成。 变频控制柜产品具有过载、短路、缺相保护以及泵体漏水，电机超温及漏电等多种保护功能及齐全的状态显示，并具备单泵及多泵控制工作模式，多种主备泵切换方式及各类起动方式。可广泛适用于工农业生产及各类建筑的给水、排水、消防、喷淋管网增压以及暖通空调冷热水循环等多种场合的自动控制。 变频控制柜内在质量优良，外形美观耐用，安装操作方便，是各类水泵安全可靠的伴侣。 5-2、变频控制柜组成及性能： 1、变频控制柜由断路由，变频器，接触器，中间断路由，PLC，触摸屏的等组成
自动化应用软件实训设计题目：水塔供水系统 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：
目录 引言......................................................................... - 1 - 1．设计方案及原理.......................................................... - 1 - 2．界面设计................................................................. - 2 - 2.1内存变量的定义...................................................... - 2 - 2.2 登录界面设计 ....................................................... - 3 - 2.3水塔液位控制主界面的设计.......................................... - 4 - 2.4 实时曲线与历史曲线 ................................................ - 4 - 2.5 报表打印............................................................ - 6 - 2.6 报警窗口设计 ....................................................... - 6 - 2.7 数据库操作画面..................................................... - 7 - 3．命令语言设计 ............................................................ - 7 - 3.1 按钮的设计.......................................................... - 7 - 3.2 管道流动条件的设计 ................................................ - 7 - 3.3历史报表命令语言 ................................................... - 8 - 3.4系统运行命令语言 ................................................... - 8 - 总结........................................................................ - 10 -
自动化应用软件实训
1 绪论 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现在水压上，用水多而供水少则水压低，用水步而供水多则水压高。人口的增加以及人们的生活水平的提高，对城市供水质量、数量、稳定性等问题提出来越来越高的要求。而用户用水的多少是时常变动的，因此供水不足或供水过剩的事情时常会发生。而供水与用水的不平衡主要集中在供水的压力上，供水压力又表现为供水量的多少。若供水多于用水，则水压低，反之，水压高。保持供水压力的恒定，可以使用水和供水之间保持平衡，即用水多时，供水也多，用水少时，供水也少，为了能更好地做到这点，本论文采用了三个水泵供水以提供足够的压力，从而提高供水的质量。 2 系统需求分析 自动供水系统的工作原理：首先，水泵抽水向蓄水箱中注满水，保证蓄水箱内的液位能保持在一定的范围内。这里设定两个报警器，当水箱液位低于水箱液位下限时，报警器2报警，供水管道向水箱注入水，当水箱液位高于水箱液位上限时，报警器1报警，供水管道停止向蓄水箱供水。当水箱液位在水箱液位上限与水箱液位下限之间时，报警器1和报警器2都不报警。然后再由蓄水箱引出三根水管，通过三个水泵向用户供水。当用水量为高峰期时，三个泵同时供水；当用水量为正常期时，两个水泵同时供水；当用水量为低峰期时，一个泵供水。如此以保证用户用水水压的恒定，实现自动供水。 3 系统方案论证 根据常识可知，供水与用水的不平衡主要集中在供水的压力上，供水压力又表现为供水量的多少。若供水多于用水，则水压低，反之，水压高。保持供水压力的恒定，可以使用水和供水之间保持平衡，即用水多时，供水也多，用水少时，供水也少，为了能更好地做到这点，本论文采用了三个水泵以提供足够的压力，从而提高供水的质量。同时，为了保证三个水泵随时都有水可抽，前面设计了蓄水箱，蓄水箱自带有液位自测系统，能随时保证一定的水量供求。为了实现人机界面的友好，在系统画面上还设置了多个仪表，用以随时观测系统的运行情况，便于系统的分析。 4 系统监控界面设计 4.1 新建工程 打开组态王首先新建立工程“自动供水控制系统”，进入画面界面，点击新建工程画面，进入开发系统界面，确定背景属性。如图4.1所示。
一、概述 将漏损控制在合理的范围内是城市供水企业特别关注的问题，据统计城镇供水管网系统中的漏损率普遍在15～20％，其中有相当一部分城市供水系统的实际漏损率在20％以上。管网的泄漏不仅造成水资源的浪费，直接影响供水企业的经济效益，开展供水管网的分区装表计量技术并采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供水设施，形成城市水务互联网，将大量水务信息进行及时分析和处理，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程已经成为供水企业的发展方向。 二、系统架构 1：控制及测量传感器层 通过电磁式水表、电磁流量计及压力变送器等采集终端和无线网络在线实时感知城市供水系统的运行状态，建立完整的供水管网技术档案和管网地理信息系统，实现实时采集和监控，最终实现漏损控制。 2：数据采集显示层 现场工程可根据确定的传感器，选择上海辉度Modbus-RTU总线采集控制IO 卡，同时根据智慧监控系统的现场要求，可以选配多台现场显示人机界面，如：WTH207A(ARM9内核7寸人机界面)，WTH407A(工业7寸安卓人机界面)用于采集数据显示及用户信息输入。
现场设备的每个传感器都可以直接连接到WTD系列采集控制IO卡，实时快速采集控制每个对象数据，然后所有的WTD产品通过标准的RS485通信接口，利用Modbus-RTU总线通信协议与WTH207A/WTH407A人机界面进行数据交互。 3：数据通信网络层 通信网络层由各种网络方式负责把人机界面采集到的各个变电站数据传递到云平台，同时也会根据云平台的指令传递及控制现场人机界面或采集控制卡，从而采集控制所有的感知层传感器。网络通信方式有：有线以太网、2G/GPRS、 3G、4G、ROLA、NBIOT等。 本系统由于现场端只涉及水务参数的采集及控制，不涉及音频视频等传输，所以使用了2G网络通信方式。 若现场采集控制端不需要显示功能或人机交互输入功能，也可以选择不安装WTH207A/WTH407A人机界面，直接使用上海辉度WTD934G或WTD936G智能云网关产品，辉度的智能网关专门针对智慧水务监控系统现场端已经安装上海辉度非无线采集产品或已经安装了其他厂家的采集器从而推出的数据智能通信转换器，把现场的采集数据传到云端服务器，其通用性强，能够接入西门子、施耐德、欧姆龙、三菱等国内外PLC或采集控制器，具有断点续传功能，确保数据完整性。
（新寺旅游公路沿线）马吉、北坡、古贤村供水管道改建工程 施 工 组 织 设
计 目录 第一章施工方案和方法 第二章进度计划 第三章现场平面布置和安全文明施工措施的合理性、科学性第四章质量保证体系与措施 第五章主要机具、设备和劳动力的配备 第六章项目经理和主要技术、管理人员的配备
第一章施工方案和方法 一、施工准备 1、施工前准备 参加图纸会审、设计技术交底和施工技术交底。提交劳动力、机械设备、油料及设备配件的进场计划，经审批后落实。编制测量方案，建立控制网并加以保护。搞好质量、安全、环保等工作，确定质量、安全、环保目标。工序能力的审定，即对配备的技术人员、施工机具的数量、规格、完好性等进行审定，以满足施工要求。施工用水、用电、施工道路及临时设施的准备。开工初期，根据施工现场情况派专人负责施工现场的的布置，根据工程需要，及时调配劳动力，机械设备及相关施工队伍的机具配套使用，保证按计划及时进场。 2、施工技术准备 技术准备：开工前组织施工管理人员（包括班组长）施工方案、施工规程，现场环境，做好技术交底和质量，安全交底，指定专人做好土壤、树木检测工作，由专人做好各工种的原始施工记录和隐蔽工程验收记录，留好书面数据。 3、施工方案 本工程是市耀州区关庄镇（新寺旅游公路沿线）马吉、北坡、古贤村供水管道改建工程，主要是铺设PE管道、砖砌阀门井、拆除恢复混凝土路面、过路涵管安装。编制好施工技术方案是保证该工程能
够如期保质保量顺利进行的重要工作，严格按照招标文件的要求，根据现场情况我们确立以下方案。 二、PE管道安装施工方案 1、施工前的准备 ①施工单位应有相应的资质，工程施工人员应有本专业安装技术资格。 ②施工图纸及其他有关技术文件齐备，并经会审通过；且有设计单位进行了技术交底。 ③到工地材料符合设计要求，施工机具、现场环境能保证正常施工。 ④施工组织设计、施工方案已获批准。 ⑤施工场地用水、用电和材料堆放地、库房等能满足正常施工需要。 ⑥施工人员已经过建筑塑料管道的安装技术培训。 2、材料的验收、运输及储存 ①应检查有无产品出厂合格证，检验报告。 ②进行外观及几何尺寸检查。检查管子外表面是否清洁光滑，是否有沟槽、划伤、凹陷、杂质和颜色不均等。
“智慧供水”解决方案
目录 前言 (5) 第1 章综述 (6) 1.1 项目概况 (6) 1.2 “智慧供水”的概念 (6) 1.3 建设背景——政策背景 (7) 1.4 建设背景——环境背景 (8) 1.5 “智慧供水”各方需求背景 (9) 1.6 “智慧供水”建设意义 (9) 1.6.1 对政府的意义 (9) 1.6.2 对产业的意义 (10) 1.6.3 对市民的意义 (10) 1.7 “智慧供水”系统组织结构 (11) 1.7.1“智慧供水”系统架构 (11) 1.7.2 智慧供水平台架构 (12) 1.7.3 智慧供水平台服务对象 (13) 1.8 “智慧供水”顶层设计 (13) 1.9 “智慧供水”顶层设计思路 (14) 1.10 “智慧供水”顶层设计基本架构 (15) 1.11 “智慧供水”建设趋势 (15) 1.12 “智慧供水”建设目标 (17) 1.13 “智慧供水”建设原则 (18) 第 2 章“智慧供水”系统建设方案 (19) 2.1 设计目的 (19) 2.2 设计依据 (20) 2.3 设计主要规范标准 (20) 2.4 设计内容 (21) 2.4.1 生产运行管理系统 (21) 2.4.2 对外服务系统 (22) 2.4.3 对内服务系统 (22) 2.4.4 智慧信息化基础设施 (22) 第 3 章“智慧供水”-- 生产运行管理系统 (22) 3.1 水厂集散控制系统 (24) 3.1.1 概述 (24) 3.1.2 改造要求 (24) 3.2 社区二次供水及分质监控系统 (25) 3.2.1 概述 (25) 3.2.2 系统组成 (25) 3.3 供水远程数据采集与监控系统 (27) 3.3.1 概述 (27) 3.3.2 系统结构 (27) 3.3.3 系统功能要求 (28) 3.4 供水管网信息管理系统 (32) 3.4.1 概述 (32)
电子系统综合创新设计 水塔控制设计 院系：电子与电气工程学院 专业：电子信息工程 班级：0 姓名：0 指导老师：0
目录 第1章绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.1 概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.2设计要求及意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2第2章总体方案论证与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 2.1总体设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 2.2设计要求及意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3第3章系统硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 3.1总体设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 3.2系统组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4第4章系统的软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 4.1水位控制程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 4.2使用说明与注意事项．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11第5章系统调试与测试结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 5.1 软件测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 附录1 程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 附录2 仿真效果图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
管道设计及施工方案
目录 1、工程概况 (1) 1.1 概况 (1) 1.2 互通必要性 (1) 2、生产水互通设计方案 (2) 2.1 供水量 (2) 2.2 管道选型 (3) 2.2.1 方案一 (3) 2.2.2方案二 (3) 2.2.3 方案比较 (3) 2.3 互通条件 (4) 2.4 管道路线 (4) 2.5 管道安装 (4) 2.6 过嘉陵江公路桥管段 (5) 2.6.1 方案一过桥段 (5) 2.6.2 方案二过桥段 (5) 2.7 过路管段 (5) 2.8 主要工程量 (6) 2.8.1方案一工程量 (6) 2.8.1方案二工程量 (7) 3、施工方案 (8) 3.1 施工供电 (8) 3.2 混凝土拌和站 (8) 3.3 管道安装 (8) 4、主要资源配置计划 (9) 4.1 主要设备配置计划 (9) 4.2 主要劳动力配置计划 (9) 5、设计图纸 (10)
管道设计及施工方案 1、工程概况 1.1 概况 水利枢纽在左、右岸各设置一套施工供水系统，两系统互相独立，分别为左、右岸施工区和生活区提供生产、生活用水。近期以来，由于遭受暴雨、洪水袭击，给水利枢纽施工供水系统汛后取水造成了事故隐患，为切实做好汛后工程的隐患排查减灾工作，提高水利枢纽生产水供应保障率，我部建议将左、右岸供水系统生产水互通，两岸供水系统互为备用，此举有利于施工供水系统的安全度汛和运行检修，为水利枢纽即将到来的大规模混凝土浇筑阶段施工生产创造良好条件。 1.2 互通必要性 目前，左、右岸供水系统取水泵站均存在事故隐患，取水均可能出现故障，可能出现中断供水的极端情况，左、右岸供水系统生产水互通后，可实现互补供水，大大降低施工期间的停水风险，保障水利枢纽的安全稳定供水。 （1）2010年7月23日，右岸取水泵站浮筒被激流冲至下游岸坡搁浅，浮筒与取水头部的连接脱裂，橡胶埋线管沉入水底。通过近日水位较低时的观察，橡胶埋线管已被上游冲下的泥沙和大量块石淤埋，取水泵站枯水期取水将较为困难，且枯水期正值施工高峰期，用水量较大，如取水泵站取水不足，将严重影响主体工程的施工。 （2）左岸取水泵站距离倒流明渠出口距离较近，泵站取水头部水流速度将大为提高，较大颗粒的泥砂及小石子更易于通过虹吸管进入取水泵房，取水泵房内泥砂淤积问题将更为严重，对取水潜水泵运行极为不利，潜水泵可能事故频发，供水系统极可能出现供水不足的情况。 （3）根据相关资料显示：长江上游最大含砂量为 5.4kg/m3，金沙江为9.0 kg/m3左右，而广元地区嘉陵江段最大含砂量高达200kg/m3以上。含砂量高将导致取水构筑物泥砂淤积严重，对取水潜水泵、絮凝沉淀池的正常运行极为不利，供水系统故障率将大大提高。 （4）目前，左、右岸供水系统均无备用取水通道，因嘉陵江泥沙含量大，如取水泵站进行大规模清淤、检修，取水泵站将无法取水，供水系统将被迫在短
智慧水务 智慧供水综合运营平台 解 决 方 案 1
目录 第1章概述.................................................................................................................... - 1 - 1.1、智慧供水概念 (1) 1.1.1、感知的智慧 ................................................................................................... - 1 - 1.1.2、业务的智慧 ................................................................................................... - 1 - 1.1.3、人的智慧....................................................................................................... - 1 - 1.2、建设背景 (1) 1.3、企业运营存在的问题 (3) 1.3.1、基本的业务系统建设还不完善 ...................................................................... - 4 - 1.3.2、各业务系统相对独立..................................................................................... - 4 - 1.3.3、缺少有力的运营管理整合工具 ...................................................................... - 4 - 1.4、企业运营需求分析 (4) 1.5、智慧供水信息化建设方向 (5) 1.5.1、完善基础设施构建软件定义的数据中心........................................................ - 5 - 1.5.2、整合信息资源建立智慧决策体系................................................................... - 5 - 1.5.3、优化水务工作建设智慧水务机制................................................................... - 5 - 1.5.4、构筑统一安全管理夯实智慧水务基础............................................................ - 5 -第2章支持技术............................................................................................................. - 6 - 2.1、3S技术 (6) 2.2、物联网技术 (7) 2.3、客户端技术 (8) 2