变频恒压供水系统设计(论文)

上传说明：本论文仅供大家学习和参考用摘要随着我国社会经济的发展，住房制度改革的不断深入，人们生活水平的不断提高，城市建设发展十分迅速，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。

城市供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到用户的正常工作和生活，也直接体现了供水管理水平的高低。

传统供水厂，特别是中小供水厂所普遍采用的恒速泵加压供水方式存在效率较低、可靠性不高、自动化程度低等缺点，难以满足当前经济生活的需要。

随着人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，需要利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，要求设计出高性能、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。

本文首先根据管网和水泵的运行特性曲线，阐明了供水系统的变频调速节能原理;从具体分析了变频恒水压供水的原理及系统的组成结构，提出不同的控制方案，通过研究和比较，得出结论:变频调速是一种优于调压调速、变极调速、串级调速、机械调速等的调速方式，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.它集微机控制技术、电力电子技术和电机传动技术于一体，实现了工业交流电动机的无级调速，具有高效率、宽范围和高精度等特点的结论。

因此本文以采用变频器和PLC 组合构成系统的方式，以乐山第一水厂160kw和75kw水泵电动机控制系统为对象，逐步阐明如何实现水压恒定供水和数据传输的.最后，从分析该厂恒压变频供水的可行性，改造的理论、技术、经济可行性等方面进行多次实验分析:其次，分别从确定变频器的参数，设计变频主电路、变频电机的运行模式、控制模式及流程。

在此基础上，对中小供水厂变频电机的选型、安装、调试和运行各步骤加以详细地阐述。

然后归纳和分析了安装运行中的问题和注意事项。

通过变频恒压供水系统的试运行，对该系统在实际供水中所取得的节约电耗、恒定压力、保护管网等实际效果进行了总结，指出变频技术在中小供水厂供水领域所取得的成果及应用中的局限性。

基于PLC的变频恒压供水系统的设计【摘要】在我国，可编程控制器（PLC）已经广泛地运用在所有的工业部门，是应用最广的计算机控制装置，是自动控制系统中的关键设备，随着其性能价格比的不断提高，应用范围不断扩大。

本文是一个采用PLC与变频器构成恒压变频供水系统的设计，设计内容流畅、所设计的电路单元较为合理。

关键词：PLC 变频器恒压供水【前言】长期以来传统的区域、楼宇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。

在这种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，大量能量消耗在出口阀而浪费，而且存在着水池“二次污染”的问题。

本文介绍一种变频调速恒压供水系统，该系统可根据管网瞬间压力变化，自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入及退出，使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值，变频调速技术在给水泵站的应用，成功地解决了能耗和污染的两大难题。

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水压稳定、维护运行成本低等明显优势。

1.可编程控制器(PLC)的概述可编程控制器（Programmable Logic Controller）简称为PLC，它的应用面广、功能强大、使用方便，已成为当代工业自动化的主要控制设备之一，在工业生产的所有领域得到了广泛的应用，在其他领域（例如民用和家庭自动化）的应用也得到了迅速的发展。

国际电工委员会（IEC）在1985年的PLC标准草案第3稿中，对PLC 作了以下定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存储器，用来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，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

目录绪论 (1)1.恒压变频供简介 (2)1.1恒压变频供水产生背景及国内现状 (2)1.2传统供水系统及特点 (2)1.3恒压变频供水系统的优点 (3)2.恒压变频供水系统的相关原理 (4)2.1恒压变频供水系统的理论框图 (4)2.2供水系统的基本特性 (5)2.3变频调速原理 (6)2.4 PID控制原理 (7)3.元件选择及功能单元设计 (9)3.1变频器选择及系统总体介绍 (9)3.2系统主体电路 (10)3.3系统控制电路 (13)3.4系统反馈电路 (16)3.5 系统总体电路图和使用说明 (16)4.系统软件设计 (18)结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)绪论随着社会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人民对供水的质量和供水系统可靠性的要求不断提高。

把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统的新要求。

变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。

采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便地实现供水系统的集中管理与监控；同时系统具有良好的节能性，这在能量日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。

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。

变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点。

在实际应用中发挥了很大的作用。

以往的变频调速恒压供水设备。

大都采用带有模拟量输入/模拟量输出的可编程控制器或PID调节器，PID算法编程难度大，设备成本高，调试困难。

随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能越来越强。

可以充分利用变频器内置的各种功能，合理地设计变频调速恒压供水设备。

变频调速恒压供水设备一般具有设备投资少，系统运行稳定可靠，占地面积小，节电节水，自动化程度高，操作控制方便等特点。

因此，变频调速恒压供水设备在住宅小区及高层建筑生活消防供水系统中起着非常重要的作用。

关于PLC控制变频调速恒压供水系统设计的探讨摘要：恒压供水是指用户端在任何时候,不管用水量的大小,总能保持管网中水压的基本恒定。

恒压供水系统的控制策略是采用可编程控制器(plc) 和变频调速装置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,在管网流量变化时能达到稳定供水压力和节约电能的目的。

关键词：plc；恒压供水；自动控制系统；设计要点引言：随着对住宅小区和企事业单位供水质量要求的不断提高，传统的水塔式供水方式和直接水泵加压等供水方式已经不能满足人们生产生活的需要。

由于用户用水在高峰和低谷时用水量相差很大，不利于设备的经济运行，降低了供水设备尤其是电机的使用寿命，浪费了大量的电能。

随着变频调速技术的不断发展，恒压变频供水设备开始应用到多层住宅小区及企事业单位的供水，提高了供水质量，节约了大量电能。

下面以一个住宅小区的变频恒压供水设备为例，介绍变频调速技术的恒压供水自动控制系统。

一、工程案例分析广东广州市某住宅小区共有住宅楼15 幢，最高为9层，每幢由两根dn50 水管并联供水，进入小区总管为一根dn100 水管。

设计流量为40t/h，需增补扬程20m，以保证出水压力达到0.31mpa。

二、恒压供水系统的组成及工作原理1、恒压供水系统小区的恒压供水系统由2 台变频电机拖动的水泵机组、1 台泵类专用变频器、1 台可编程控制器plc，再加上电磁阀、压力传感器等组成，如下图1 所示。

该系统的工作过程如下：蓄水池隔离市政的自来水网和小区供水系统，起到一定的缓冲作用。

小区供水系统由2 台水泵机组加压供水。

系统启动时，变频器控制1 台变频电机低转速启动，通过变频器逐步提高水泵转速，出水口压力传感器将水压信号反馈给plc 从而调节变频器输出频率，如果第1 台电机传速调节到最高时出水口压力仍然达不到设定值，则需要增加另一台水泵。

增加水泵时，首先将第1 台水泵从变频器供电通过接触器组转换到由电网直接供电，即由变频转换到工频。

《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》篇一一、引言随着现代工业和城市化的快速发展，供水系统的稳定性和效率成为了关键性的问题。

恒压供水系统作为解决这一问题的有效手段，已经得到了广泛的应用。

其中，基于PLC（可编程逻辑控制器）的恒压变频供水系统以其高效、稳定、智能的特点，在供水领域得到了极大的关注。

本文将详细介绍基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现。

二、系统设计1. 系统架构设计本系统主要由三部分组成：PLC控制器、变频器和供水泵站。

其中，PLC控制器负责接收压力传感器传来的信号，通过运算处理后，控制变频器调节供水泵的转速，从而达到恒压供水的目的。

2. PLC控制器设计PLC控制器是本系统的核心部分，它需要接收压力传感器的实时数据，对数据进行处理和计算，然后发出控制指令。

此外，还需要具有与其他设备通信的能力。

在设计过程中，应充分考虑PLC的稳定性、可扩展性、抗干扰能力等因素。

3. 变频器与供水泵站设计变频器是连接PLC控制器和供水泵站的桥梁，它接收PLC 的控制指令，调节供水泵的转速。

供水泵站则负责实际的供水任务。

在设计过程中，应考虑泵站的布局、管道的设计、泵的选型等因素，以确保整个系统的稳定性和效率。

三、系统实现1. 硬件实现硬件部分主要包括PLC控制器、变频器、压力传感器、供水泵站等设备的选型和安装。

在选型过程中，应充分考虑设备的性能、价格、维护等因素。

安装过程中，应遵循相关的安全规范，确保系统的稳定性和安全性。

2. 软件实现软件部分主要包括PLC程序的编写和调试。

在编写过程中，应充分考虑系统的控制逻辑、数据处理、通信协议等因素。

在调试过程中，应对系统进行反复测试和优化，确保系统的稳定性和准确性。

四、系统测试与运行1. 系统测试在系统安装完成后，应进行系统测试。

测试过程中，应检查各部分的连接是否正常，系统运行是否稳定，数据是否准确等。

如果发现问题，应及时进行排查和修复。

2. 系统运行经过测试后，系统可以正式投入运行。

丽水职业技术学院机电信息分院毕业设计旭日小区恒压供水系统学生学号：080XXXXX学生：XXXX导师：叶XX班级机电0XXX 专业名称机电一体化技术提交日期 201X年X月XX日答辩日期 201X年X月XX日201X年5月丽职院机电信息分院毕业设计摘要随着经济的发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高，现今能源的紧缺，利用先进的自动化技术、可编程控制技术、通讯技术和电脑技术，设计出高性能、高效率、能适应不同领域的可靠性高的恒压供水系统成为必然的趋势。

本论文从节约能源的角度出发，提出多种不同的控制方案，最后通过方案间的比较和针对现今社会的调查确定选用变频器与PLC实现恒压供水系统控制的方案。

论文具体介绍恒压供水系统的控制原理及PLC控制系统，给出了PLC控制系统的硬件和软件设计。

系统主要控制目标是泵站总管出水压力，在用户端的检测机构反馈数值与系统给定值进行比较，其差值经PID运算处理后发出控制指令，使变频器变频，调整运转电机数量或或改变电机运转速度，从而到达总管供水压力在给定的范围内。

关键字：变频调速、恒压供水、PLC、MCGS1旭日小区恒压供水系统设计目录第一章绪论 (3)城市供水的需求 (3)恒压供水系统设计的目的和意义 (3)设计的任务及要求 (3)第二章系统的方案选择 (4)系统控制方案选择 (4)恒压供水系统 (4)变频调速节能原理 (5)第三章系统控制回路设计 (5)主电路设计 (5)控制电路设计 (5)3.3 其他回路设计 (6)第四章元器件的选型 (6)选型 (6)变频器的选型 (6)模拟量模块的选择 (6)4.4 压力变送器的选型 (6)触摸屏的选型 (7)原件表 (7)第五章元气件的接线图 (8)5.1 PLC接线图 (8)变频器接线图 (8)5.3 模拟量模块接线图 (8)第六章PLC控制及编程 (9)6.1 PLC控制流程图 (9)6.2 I/O地址分配表 (9)编程及程序介绍 (11)第七章组态 (14)7.1 MCGS组态 (14)第八章总结 (16)致谢 (17)参考文献： (18)附录1 恒压供水系统程序 (19)附录2 电气原理图 (29)2丽职院机电信息分院毕业设计第一章绪论城市供水的需求随着我国城市和工业化进程的加快，城市供水面临着缺水与水环境恶化双重压力，还存在着浪费、低效用水及管理落后现象。

摘要本设计对环保、节能、自动补压型给水设备作了介绍。

从节能科技的实践出发，阐述了变频调速技术在高楼给水设备中的应用。

以PLC电路控制方式，介绍了智能水压控制系统的工作原理及PLC控制系统。

在分析水压控制的工作流程的基础上，给出了PLC控制系统的硬件和软件设计。

智能水压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,完成供水压力的恒定控制，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，其差值输入变频器运算处理后，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。

关键词:PLC可编程序控制器、压力传感器、变频器PID、PLC控制、恒压供水。

AbstractThis graduation practice's turn to have filled up pressure type water supply equipment work to environmental protection, energy conservation, automation introduce that. The frequency conversion speed regulation technology having set off from energy conservation science and technology practice , expounding hits the target in high building water supply equipment applying.Introduced the intelligent hydraulic pressure control system principle of work and the PLC control system. In the analysis hydraulic pressure control work flow foundation, has produced the PLC control system hardware and the software design. The intelligent hydraulic pressure control system basic control strategy is: Uses the electric motor speeder and the programmable controller (PLC) constitutes the control system, carries on the optimized control,Completes the water supply pressure the constant control, when pipe network current capacity change achieved the stable water supply pressure and saves the electrical energy the goal. The system control goal is the pumping station main pipe water leakage pressure, the system hypothesis carries on the comparison for the hydraulic pressure value and the feedback main pipe pressure actual value, after its interpolation inputs CPU operation processing, sends out the control command, the control pumps the electric motor to throw transports the Taiwan number and the movement variable displacement pump electric motor rotational speed, thus achieved stabilizes for the water main pipe pressure in hypothesis Pressure.Keyword:Frequency transformer PID,PLC controlled ,The constant voltage supplies water.目录绪论 (1)第一章小区变频恒压供水系统分析 (2)1.1 供水系统方案确定 (3)1.2 变频供水系统构成确定 (3)1.3 恒压供水系统的原理 (4)1.3 变频供水系统分析 (4)1.4 变频恒压供水系统的优点 (5)1.5变频调速恒压供水设备的主要应用场合 (6)第二章硬件系统设计 (7)2.1 气压罐部分设计 (7)2.2 变频供水部分设计 (7)2.3 硬件总设计 (9)2.4 用水量计算及水泵的选型 (11)2.5 可编程控制器的选取 (12)2.6 PLC 安装位置确定 (14)第三章软件设计 (15)3.1 程序设计方法选取 (15)3.2 顺序功能图设计 (15)3.3 PLC I/O 分配表 (16)3.4 程序设计 (17)3.5 MicroMaster440变频器参数设置 (21)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)绪论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。

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》篇一一、引言随着工业自动化水平的不断提高，PLC（可编程逻辑控制器）在供水系统中的应用越来越广泛。

恒压变频供水系统作为一种高效、节能的供水方式，其设计及实现成为现代供水工程的重要课题。

本文将详细介绍PLC在恒压变频供水系统设计中的应用，包括系统构成、工作原理、设计方法及实施效果等方面。

二、系统构成恒压变频供水系统主要由水源、水泵、压力传感器、PLC控制器、变频器等部分组成。

其中，水源提供系统所需的水资源，水泵负责将水输送到指定地点，压力传感器实时监测水管中的水压，PLC控制器则负责整个系统的控制与调节，变频器则用于调节水泵电机的转速，实现恒压供水。

三、工作原理恒压变频供水系统的工作原理是通过PLC控制器实时采集压力传感器的数据，根据设定的压力值与实际压力值的差异，通过变频器调节水泵电机的转速，从而保持水管中的水压恒定。

当实际水压低于设定值时，PLC控制器会增加水泵电机的转速，提高水压；反之，则会降低水泵电机的转速，降低水压。

此外，系统还具有过载、过流、过压等保护功能，确保系统的安全稳定运行。

四、设计方法1. 确定系统参数：根据实际需求，确定供水系统的流量、扬程、工作压力等参数。

2. 选择设备：根据系统参数，选择合适的水泵、压力传感器、PLC控制器及变频器等设备。

3. 设计电路：设计PLC控制电路及变频器驱动电路，确保电路的稳定性和可靠性。

4. 编程控制：使用编程软件对PLC进行编程，实现恒压控制、故障诊断及保护等功能。

5. 安装调试：将设备安装到现场，进行系统调试，确保系统正常运行。

五、实施效果PLC实现恒压变频供水系统的设计具有以下优点：1. 节能：通过实时调节水泵电机的转速，实现恒压供水，避免了能源的浪费。

2. 稳定：系统具有较高的稳定性，能够根据实际需求自动调节水压，保证供水的稳定性和连续性。

3. 智能：通过PLC控制器实现智能化控制，具有故障诊断及保护等功能，提高了系统的安全性。

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》篇一一、引言随着工业自动化和智能化水平的不断提高，PLC（可编程逻辑控制器）在工业控制领域的应用越来越广泛。

恒压变频供水系统作为现代建筑和工业生产中的重要组成部分，其稳定性和可靠性对于保障供水系统的正常运行至关重要。

本文将详细介绍如何利用PLC实现恒压变频供水系统的设计。

二、系统设计目标本系统设计的主要目标是实现恒压供水，即通过PLC控制变频器，使水泵电机运行在最佳状态，以保持供水压力的恒定。

同时，系统应具备自动化、智能化、高效率和低能耗的特点，确保供水的稳定性和可靠性。

三、系统组成恒压变频供水系统主要由PLC控制器、变频器、水泵电机、压力传感器、水管网等部分组成。

其中，PLC控制器是系统的核心，负责接收压力传感器的信号，根据设定的压力值控制变频器，从而调节水泵电机的运行状态。

四、PLC控制策略1. 压力采集：通过压力传感器实时采集供水系统的压力信号，并将其传输给PLC控制器。

2. 压力设定：在PLC控制器中设定目标压力值，与实际采集的压力值进行比较。

3. 变频控制：根据压力差值，PLC控制器输出控制信号给变频器，调节水泵电机的运行频率，使供水压力接近目标压力值。

4. 故障诊断与保护：PLC控制器具备故障诊断与保护功能，当系统出现故障时，能及时切断电源，保护设备安全。

五、系统实现1. 硬件选型与配置：根据系统需求，选择合适的PLC控制器、变频器、水泵电机和压力传感器等设备，并进行合理的配置。

2. PLC编程：根据控制策略，编写PLC程序，实现压力的实时采集、比较、控制和故障诊断与保护等功能。

3. 系统调试：对系统进行整体调试，确保各部分设备正常运行，达到恒压供水的目标。

4. 运行维护：定期对系统进行巡检和维护，确保系统的稳定性和可靠性。

六、系统优势1. 自动化程度高：通过PLC控制，实现供水的自动化，减少人工干预，提高工作效率。

2. 节能环保：根据实际需求调节水泵电机的运行状态，降低能耗，减少对环境的影响。

目录中文摘要 (3)英文摘要 (4)1 引言 (5)1.1选题背景及供水系统现状和发展趋势 (5)1.1.1 选题的背景 (5)2 恒压供水方案分析比较与设计 (7)2.1恒压供水方案比较 (7)2.2恒压供水方式的选择 (8)2.3变频恒压供水系统的理论分析 (8)2.3.1 电动机的调速原理 (8)2.3.2 变频恒压供水系统的节能原理 (9)2.4恒压供水系统的设计方案和工作原理 (12)2.4.1 恒压供水的设计方案方框图 (12)2.4.2 系统的工作原理 (12)3 变频器恒压供水系统设计 (14)3.1变频器的选择 (14)3.1.1变频器的构成 (14)3.1.2 变频器的控制方式 (14)3.1.3 变频器的选择 (15)3.1.4 变频器的接线 (16)3.1.5 变频器的参数 (17)3.2传感器的选择 (19)3.2.1 KYB压力传感器的工作原理 (19)3.2.2 KYB压力变送器技术特点 (19)3.2.3 KYB压力传感器主要性能特点 (19)3.3水泵的选择 (20)3.4可编程控制器（PLC） (21)3.4.1 PLC的定义及特点 (21)3.4.2 PLC的工作原理 (22)3.4.3西门子S7-300 PLC (22)3.4.4 PLC的选择 (23)3.4.5 PLC的接线 (23)3.5电气控制系统原理图 (24)3.6系统硬件的选择 (25)4 系统的程序设计 (26)4.1 STEP7软件介绍 (26)4.2PLC控制流程图 (27)4.2.1 手动运行 (29)4.2.2 自动运行 (29)4.3程序梯形图 (30)4.3.1 PLC I/O口地址分配 (30)4.3.2 程序的设计 (30)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)变频恒压供水系统的设计与应用摘要：经济的取得了很大的发展，人们的生活质量越来越好，如何提高生活供水质量及其稳定性成为人们日益关注的话题，为了构建更加健全和谐的生活环境，设计高稳定性、高质量、能够适应各种场合的供水需求的系统成为当今目前发展需要。

摘要姚明退役后，由于身高太高，生活很不方便，四处寻医而不得解。

一天偶遇一位高僧。

高僧说，他有一副秘方，吃完可以将他身高降到一米8。

姚明听后大喜，说:“太好了，我打算给奥尼尔带一副过去，请问高僧，这药叫什么啊？”高僧答曰：“矮油！”随着我国社会的发展和进步，住房制度改革的不断深入，人们生活水平的不断提高，城市建设发展十分迅速，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。

城市供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到用户的正常工作和生活，也直接体现了供水管理水平的高低。

传统供水厂，特别是中小供水厂所普遍采用的恒速泵加压供水方式存在效率较低、可靠性不高、自动化程度低等缺点，难以满足当前经济生活的需要。

随着人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，需要利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，要求设计出高性能、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。

本论文分析变频恒压供水的原理及系统的组成结构，提出不同的控制方案，通过研究和比较，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。

本论文中的变频恒压供水已在国内许多实际的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。

关键词：恒压供水变频调速 PLC 自动化设计Title Based on PLC frequency constant pressure water supply system designAbstractWith the development of China's social life, the deepening of housing reform, the continuous improvement of living standards, rapid development of urban construction, but also on a higher infrastructure demands.The construction of urban water supply system is one important aspect of water supply reliability, stability, economy directly affect the user's normal work and life, but also directly reflects the level of water supply management. Traditional water supply plant, in particular small and medium water plant widely used by the constant speed pump pressure there is less efficient water supply, reliability is not high, low automation shortcomings, can not meet the current needs of economic life.This paper analyzed the principle of variable frequency constant pressure water supply system and the structure of the different control scheme, through the research and comparison, this paper based on frequency and PLC constant pressure water supply and data transmission, then use digital PID to system of constant pressure control design, finally, the system hardware and software design were introduced in detail. In this paper, the frequency of constant pressure water supply has set up a file in the domestic many practical control system has been applied, and stable and reliable operation effect and good effect in energy saving.Keywords: Constant pressure water supply Frequency conversion speed PLC目次1 绪论 (1)1.1 现代城市供水的需求 (3)1.2 变频恒压供水的优点 (3)1.3 恒压供水的原理 (4)2 系统工艺简介及总体设计方案 (5)2.1 系统的控制过程及控制框图 (5)2.2 系统设计方案的比较及确定 (5)3 硬件设备选型1 绪论1.1 现代城市供水的需求水是人类最宝贵的资源，是人类生存的基本条件，又是国民经济的生命线。

绪论近年来我国中小城市发展迅速，集中用水量急剧增加。

据统计，从1990年到1998年，我国人均日生活用水量（包括城市公共设施等非生产用水）有175.7升增加到241.1升，增长了37.2%，与此同时我国城市家庭人均日生活用水量也在逐年提高。

传统的自来水厂的供水模式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压力的要求变化较大，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供水压力不足，用水低峰期时供水压力过高，不仅十分浪费能源而且存在事故隐患。

供水厂以前虽然也进行过一些技术改造，但是生产系统大部分仍然采用人工手动控制，生产过程中的重要参数仍然依靠人工定时记录，例如清水池水位、电机运行时间、耗电量等都是由值班人员定时记录。

随着地区经济的发展，城区居民生活用水和工业用水量大幅度上升。

经过改造和扩建，供水厂目前的日供水能力在7.5万立方米左右，仍然不能完全满足用水需求。

由于城区用水量中居民生活用水所占的比例比较大，用水量的需求具有时变性。

在用水高峰期时，清水池的水位达不到要求高度,管网压力达不到规定的标准压力，造成高层建筑断水。

用水低峰期时，管网压力经常超过规定的压力上限，极易造成爆管事故并且能源损耗严重。

供水厂原有的生产设备的控制方式比较落后，控制过程烦琐，大部分需要人工进行手动操作，能耗高，而且不能保证供水压力达到压力标准。

此外，水厂作为城市供水系统的重要组成部分，其日常的生产、计划、运行和管理都直接影响到城市的安全供水。

在这种供水模式下长期以来许多水厂各部门的管理人员采用传统的人工管理模式，通过手工从事繁重的业务管理、各种日报表、月报表、年报表的统计汇总等工作。

由于对大量的统计报表的基础数据缺乏科学的分析手段，因此很难为运行管理以及调度提供强有力的决策支持。

所以对供水系统的技术改造已经迫在眉睫，技术改造的目的是提高生产过程的自动化水平。

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石家庄铁道学院毕业设计（论文）基于PLC的变频恒压供水控制系统VF constant pressure water supply PLC2014届石家庄铁道学院成人教育分院(系)专业电气自动化应用毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）开题报告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分析变频恒压供水的原理及系统的组成结构，提出不同的控制方案，通过研究和比较，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。

本论文设计与实现通过MCGS进行数据传输的远程网络巡回监控系统。

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。

本论文的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。

关键字：变频调速；恒压供水；PLC；MCGS；监控系统AbstractWith 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.This paper analyzes the structure of VF speed regulating constant-pressure water supply,and proposes several control methods.By careful study and comparison, PLC and inverter's method fits water supply system and datatransmission very well. Finally the 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 designs and realizes the remote monitor and control system through MCGS, and then illustrates its general design, software implement and the measures of preventable disturbance in details.The system, which has initially been completed with reliable performance and excellent energy-saving effect, proves to possess high reliability and real-time quality. The system can not only remarkably improve the quality of water supply, but also economize on labor, which will surely bring us both economic and social benefits.Key Words:VF speed; constant pressure water supply;PLC;MCGS;monitor and control- system目录第一章绪论............................................... 错误!未定义书签。

某小区高楼变频恒压供水控制系统设计摘要随着我国社会经济的发展，城市建设发展十分迅速，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。

城市供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到用户的正常工作和生活。

随着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。

本文首先根据管网和水泵的运行特性曲线，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。

因此本文以采用变频器和PLC 组合构成系统的方式，以某居民小区水泵电动机控制系统为对象，逐步阐明如何实现水压恒定供水。

进行了控制系统的主电路设计，控制电路设计。

对输入输出点进行了统计，共有13个输入输出点，根据PLC的选型原则，设备选用了在生产中应用最为广泛的西门子公司生产的S7-200系列(CPU222)的PLC和MM430泵类专用的变频器，利用变频器的本身自有的软启动功能实现水泵电机的启动。

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。

在介绍了PLC的编程方法的基础上，选用了适合初学者的逻辑代数编程，写出了恒压变频供水的逻辑代数，并设计了梯形图，利用PLCSIM仿真软件进行了仿真，仿真的结果表明了设计程序的正确性。

利用了WinCC组态软件设计了高楼变频恒压供水控制系统的界面，界面可动态反映水泵变频供水的工作状态。

最后对恒压供水进行了经济效益分析，分析的结果表明具有明显的节能效益。

关键词：恒压供水，变频调速，PLC，设计，仿真ABSTRACTAs China's social and economic development, urban construction and development very quickly, but also the construction of infrastructure facilities has put forward higher requirements. City water supply system construction is one of the important aspects of the water supply reliability and stability, the economy of a direct impact on the user's normal work and life. As people on the water quality and water supply systems in the continuous improvement of reliability requirements, the use of advanced automation technology, control technology and communication technology, design a high-performance, high-energy, water supply plants to adapt to the complex environment of constant pressure water supply Systems become an inevitable trendIn this paper, pipe network and pumps under the operation of the curve, clarify the water supply system for energy-saving Frequency Control Principle; specific analysis of the frequency of the principle of constant pressure water supply system and the composition of the structure, through research and comparison, concluded: Frequency Control is the highest international one-effectiveness, performance, the best and most widely, the most The future development of the Motor technology. Therefore this paper to adopt the PLC and inverter combination of a systematic approach to a small residential area pump motor control system for the target, and gradually clarified how to achieve a constant supply pressure.A control system for the main circuit design, control circuit design. The input and output points to the statistics, a total of 13 input and output, the PLC in accordance with the principle of selection, equipment selection in the production of the most widely produced by Siemens S7-200 series (CPU222) of the PLC and pumps for MM430 The converter, using its own frequency converter itself to achieve the soft-start the pump motor launch. In the control process, the electronic control system completed by the S7-200, PID control by the converter built-in PID control manner, in accordance with control system software and hardware design and control requirements, combining the functions of converter table preset parameters of the relevant parameters . After the introduction of the PLC programming methods, based on the choice of the logic of algebra for beginners programming, the constant pressure to write the logic of algebra frequency of water supply and design of the ladder, use of simulation software PLCSIM the simulation, simulation The results show thatthe correctness of the design process. WinCC use of the configuration software designed high frequency constant pressure water supply control system interface, dynamic interface may reflect the work of pumping frequency of water supply status. Finally, the constant pressure of water supply for the economic benefit analysis, analysis of the results showed that a significant energy efficiency.Keywords：Constant pressure Water Supply ，Variable velocity Variable frequency，PLC，Design，Simulation目录第一章绪论 (7)1.1引言 (7)1.2本课题产生的背景和意义 (8)1.3变频恒压供水的现况 (8)1.3.1 国内外变频供水系统现状 (8)1.3.2 变频供水系统应用范围 (9)1.4本人的主要工作 (9)第二章变频恒压供水的理论分析 (11)2.1水泵的工作原理 (11)2.2供水电机的搭配 (11)2.3水泵的调节方式 (12)2.4恒压供水系统的能耗分析 (13)2.5供水系统的安全性问题 (15)2.5.1 水锤效应 (15)2.5.3 水锤效应的消除 (16)2.5.4 延长水泵寿命的其他因素 (16)第三章变频恒压供水控制系统硬件的设计 (17)3.1变频恒压供水控制系统的构成方案 (17)3.2变频恒压供水系统的控制方案 (18)3.3供水设备的选择原则 (19)3.4参数的计算与供水设备选型 (21)3.4.1 水泵的参数计算与型号的选择 (21)3.4.2 变频器的选择 (21)3.4.3 压力传感器的选择 (23)3.4.4 水位传感器的选择 (23)3.4.5 其他低压电器的选择 (23)3.5PLC的选型 (24)3.5.1 I/O点的统计 (24)3.5.2 PLC选型的基本原则 (25)3.5.3 I/O的分配 (25)3.6系统硬件线路设计 (26)3.7PID参数的预置 (27)第四章变频恒压供水控制系统软件的设计 (29)4.1常用编程方法 (29)4.1.1 经验设计法 (29)4.1.2 翻译设计法 (29)4.1.3 逻辑代数设计法 (30)4.2编程软件的简单介绍 (32)4.3恒压供水系统梯形图的设计 (33)4.4程序的仿真与调试 (37)4.4.1 仿真软件的简介 (37)4.4.2 恒压供水系统程序的仿真调试 (38)4.5恒压变频供水系统的W IN CC界面设计 (40)4.5.1 WinCC软件简介 (40)4.5.2 恒压供水系统的WinCC界面设计 (41)4.6经济效益分析 (44)第五章总结与期望 (47)5.1总结 (47)5.2展望 (47)参考文献 (48)致谢 (49)附录语句表 (50)第一章绪论1.1 引言水是生命之源，人类生存和发展都离不开水。

a摘要随着社会经济的迅速发展，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趋势。

本文首先根据管网和水泵的运行特性曲线，阐明了供水系统的变频调速节能原理，接着分析了变频恒压供水的原理及系统的组成结构。

本文采用变频器和PLC实现恒压供水和数据传输。

然后用PID对系统中的恒压控制器进行设计，并对系统的硬件设计进行了详细的介绍。

本文构建了基于力控软件的泵站监测系统框架，提出了以力控软件为监控软件，可编程序控制器(PLC)采用西门子S7-200系列作为下位机的泵站分布式控制系统方案。

初步实现了泵站的自动动态采集信号，对监控参数进行趋势分析、趋势预报且能实施报警功能，对各种监控参数的报表也能自动生成并打印，同时利用基于GPRS无线网络，实现了泵站的远程监控，基本满足了用户的需求。

关键词：变频调速恒压供水；PLC可编程控制器；数据采集AbstractWith the rapid development of social economy, it demands the better of water supply’s quality and reliability of water supply system. Meanwhile energy resources are seriously lack. So it is inevitable tendency to design water supply system which has high function and saves on energy well, with the help of advanced technique of automation, control and communication. At the same time this system can adapt to different water supply fields.This pap er explains ester supply system’s energy-saving principle of pump VF speed control according to characteristic curve of running pipelines and water pump, analyzes the structure of VF speed regulating constant pressure water supply. In this paper, on the basis of above PLC and inverter’s method fits water supply system and data transmission very well. Then constant pressure supply water controller is designed by PID control respectivel y, and the design of the system’s hardware and soften is introduced.This paper establishes the frame of pumping station supervisory system which is based on configuration software，and proposes the project to develop the distributed control system of pumping station using configuration softwareas supervisory software and Siemens S7-200 as hypogenous machine. It can collect signal automatically, execute trend analysis about the supervisory print the parameter and data. So it fulfills reused, extended and maintained easily, parameter, forecast alarm, and satisfies the main need of user.Key words:VF speed frequency to working constant pressure water supply; Programmable Logical Controller;Data collection目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1 课题来源及其设计意义 (1)1.2变频恒压供水系统的国内外研究现状 (2)1.3水泵电机的调速技术 (2)1.3.1水泵电机的调速原理 (3)1.3.2调速控制节能分析 (3)1.3.3变频恒压供水系统的特点 (4)1.4变频恒压供水控制系统的常用控制方式 (5)1.5本文的主要设计内容 (5)1.6本章小结 (7)2PLC可编程控制器简介 (8)2.1 PLC的起源与发展 (8)2.2可编程控制器的基础知识 (10)2.2.1可靠性高 (10)2.2.2易操作性 (10)2.3 PLC控制系统的组成 (13)2.3.1 硬件的组成 (13)2.3.2软件的组成 (16)2.4 PLC控制系统的发展趋势 (20)2.5本章小结 (21)3变频恒压供水自动控制系统的总体设计 (22)3.1变频恒压供水系统工作原理简述 (22)3.2 系统控制方式 (23)3.2.1全自动恒压控制方式 (23)3.2.2全自动-手动工频运行方式 (23)3.3供水自动控制系统总体方案设计 (24)3.3.1功能设定 (24)3.3.2 总体结构关系 (25)3.3.3总体工作流程 (25)3.4 系统硬件设计 (26)3.4.1 主电路设计 (26)3.4.2控制电路设计 (26)3.4.3控制电路分类 (27)3.5 主要器件的选择 (33)3.5.1 PLC的选择 (33)3.5.2 变频器的选择 (33)3.5.3 变送器的选择 (34)3.6 PLC的配置 (34)3.6.1 S7-200型PLC的特点 (34)3.6.2 PLC的开关量输入、输出点 (34)3.6.3 PLC程序设计 (34)3.7 I/O口分配 (35)3.8 本章小结 (36)4泵站局部监控及远程监控 (38)4.1泵站监控的功能要求 (38)4.2泵站局部监控实施方案 (39)4.3 力控主控界面 (39)4.4 泵站计算机监控系统的构成 (39)4.5 远程控制 (40)4.6 本章小结 (41)5经济可行性分析 (42)6 结论 (43)6.1设计工作总结 (43)6.2设计展望 (43)致谢 (44)参考文献 (45)附录1 (46)附录2 (50)科技文章摘译 (51)1绪论1.1课题来源及其研究意义众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能己成为时代特征的历史条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、小区供水、高层建筑供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。

摘要摘要建设节约型社会，合理开发、节约利用和有效保护水资源是一项艰巨任务。

根据高校用水时间集中，用水量变化较大的特点，分析了校园原供水系统存在成本高，可靠性低，水资源浪费，管网系统待完善的问题。

提出以利用自来水水压供水与水泵提水相结合的方式，并配以变频器、软启动器、PLC、微泄露补偿器、压力传感器、液位传感器等不同功能等传感器，根据管网的压力，通过变频器控制水泵的转速，使水管中的压力始终保持在合适的范围。

从而可以解决因楼层太高导致压力不足及小流量时能耗大的问题。

另外水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系，所以水泵调速运行的节能效果非常明显，平均耗电量较通常供水方式节省近四成。

结合使用可编程控制器，可实现主泵变频，副泵软启动，具有短路保护、过流保护功能，工作稳定可靠，大大延长了电机的使用寿命。

关键词：恒压变频供水，PLC，压差供水，自动控制IABSTRACTABSTRACTBuilding the conservation-oriented society, the reasonable development, saves and the effective protecting water resources is an arduous task. Be centralized according to the university water used time, the water consumption change major characteristic, analyzed the campus original water supply system existence cost to be high, the reliability was low, the water resources waste, the pipe network system treated the consummation the question. Proposed that draws water the way which using the running water hydraulic pressure water supply and the water pump unifies, and matches by the inverter, the soft starter, PLC,Micro reveals the compensator, the pressure transmitter, the fluid position sensor and so on. according to the network management pressure, controls water pump's rotational speed through the inverter, causes in water pipe's pressure maintains at throughout the appropriate scope, thus may solve the problem which the floor high pressure is too insufficient when small current capacity the energy consumption is big.Moreover the water pump consumes the electric power and the electrical machinery rotational speed is proportional three cubed the relations, therefore the water pump velocity modulation movement's energy conservation effect is obvious, the average power consumption usual water supply way saves 40%.The union uses the programmable controller, may realize the main pump frequency conversion, the auxiliary pump soft start, has the short circuit protection, the overflow protection function stably, the work reliable, lengthened electrical machinery's service life greatly.Key words: Constant pressure frequency conversion water supply, PLC, differential pressure water supply, automatic controlII目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................................................................................. I I 目录 (III)第一章绪论.......................................................................................................................... - 1 -1.1恒压供水问题的提出 ............................................................................................. - 1 -1.2国内恒压供水系统的现状 .................................................................................... - 2 -1.2.1国内恒压供水系统研究状况 .................................................................... - 2 -1.2.2各类供水系统的比较 .................................................................................. - 3 -1.3 本课题的总体方案................................................................................................. - 4 -1.3.1系统的总体布局图....................................................................................... - 4 -1.3.2系统的总体方案 ........................................................................................... - 5 -1.3.3本系统的特点................................................................................................ - 5 -1.4本课题的主要工作.................................................................................................. - 7 - 第二章恒压供水系统的原理 ............................................................................................ - 8 -2.1变频器......................................................................................................................... - 8 -2.1.1变频器的基本原理....................................................................................... - 8 -2.1.2变频器结构电路图....................................................................................... - 9 -2.1.3变频器的配线.............................................................................................. - 10 -2.2软起动....................................................................................................................... - 15 -2.2.1软起动的基本原理..................................................................................... - 15 -2.2.2常见故障的排除 ......................................................................................... - 15 -2.3 文本显示器............................................................................................................. - 16 - 第三章供水系统的硬件电路设计 ................................................................................. - 17 -3.1主要器件选型 ......................................................................................................... - 17 -3.1.1供水泵的选择.............................................................................................. - 17 -3.1.2变频器和软起动选型 ................................................................................ - 17 -3.2供水系统的电气设计 ........................................................................................... - 17 -3.2.1恒压供水思路.............................................................................................. - 17 -3.2.2强电驱动线路1 .......................................................................................... - 18 -3.2.3强电驱动线路2 .......................................................................................... - 20 -3.2.4电动阀控制电路 ......................................................................................... - 21 -3.2.5 PLC接线图.................................................................................................. - 21 -3.2.6控制线路....................................................................................................... - 23 - 第四章恒压供水系统软件设计...................................................................................... - 25 -4.1梯形图的基本绘制规则....................................................................................... - 25 -4.2恒压供水系统I/O分配表 ................................................................................... - 25 -4.3程序流程图.............................................................................................................. - 28 -4.4程序编写 .................................................................................................................. - 28 -III4.5程序调试 .................................................................................................................. - 28 - 总结.............................................................................................................错误！未定义书签。

摘要毕业论文摘要随着我国经济的快速发展，城镇化的快速推进，人们生活水平的快速提高，小区的建设越来越迅速，因此对小区基础设施提出更高要求，本论文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统。

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，运行切换采用“先启先停”的原则。

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。

本系统通过在西门子PLC变频器实训室进行系统的装调，验证了功能的正确性和完整性。

关键词：小区供水PLC 变频调速恒压供水AbstractAbstractWith the rapid development of our economy, the rapid development of urbanization, the rapid increase of people living standard, residential construction more and more quickly, thus put forward the higher requirements for small infrastructure, according to the Chinese city water supply requirements, design a set of variable frequency speed constant pressure water supply system based on PLC.The system consists of three pump motor, which comprises a frequency conversion cycle operation mode. The realization of three-phase motor pump soft start and frequency conversion speed adjustment by frequency converter, operation switch adopts the "start stop first" principle. The pressure sensor detects the current hydraulic pressure signal is sent to the PLC, compared with the set value, PID operation, so as to control the transducers output voltage and frequency, and then change the water pump motor speed to change the water supply pipe network pressure, finally keep stable around the setting value.Keywords: District water supply PLC variable frequency speed-regulation constant-pressure water目录目录摘要 (II)ABSTRACT (III)第一章绪论 (1)1.1传统供水系统 (1)1.2基于PLC的变频恒压供水系统 (1)第二章可编程逻辑控制器简介 (2)2.1可编程逻辑控制器（PLC）的定义 (2)2.2PLC的组成 (2)2.3PLC的工作原理 (3)2.4西门子PLC(S7-200)的简介 (4)第三章变频器在恒压供水系统中的应用 (5)3.1变频恒压供水的系统组成及特点 (5)3.1.1系统组成 (5)3.1.2系统的特点 (6)3.2系统的节能原理 (6)3.2.1水泵的扬程特性 (6)3.2.2管路的阻力特性 (6)3.2.3调节流量的方法 (7)第四章恒压供水系统硬件组成 (8)4.1系统的控制要求 (8)4.2主要硬件选择 (8)4.3系统主电路分析及其设计 (9)4.3.1主电路设计分析 (9)4.3.2控制电路设计分析 (11)4.3.3 I/O分配表 (11)4.3.4 I/O接线 (12)4.4变频器参数设置 (13)第五章系统软件设计 (15)5.1系统软件设计分析 (15)5.2PLC程序设计 (16)第六章总结与展望 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录1 梯形图 (24)第一章绪论第一章绪论1.1传统供水系统由于城市的供水管网一般只能保证6层以下供水，且随着中国城镇化水平提高，楼层建设逐渐增高，传统的高楼供水系统已经落后。