智慧供水控制系统设计方案

冷冻水供水自动控制系统设计　

王鹏李东滨　

（哈尔滨理工大学，　王华林董传友　

哈尔滨１５００８０）　技术与应用　

摘要　为了给发动机实验室提供稳定纯净的冷却水，采用可编程逻辑控制器、组态软件、　人机界面、变频器等成熟工控产品，构建了冷冻水供水的自动控制系统。通过监测进出口的水　温和水压，实时调整冷却设备及水泵的工作频率，保证了恒温恒压供水，提高了供水质量，节　约了电能。实践证明，所设计的系统满足了用户要求，可靠性及自动化程度高。　关键词：可编程控制器；组态软件；供水；自动控制系统　

Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｓｕｐｐｌｙｉｎｇ　Ｃｏｌｄ　Ｗａｔｅｒ　

Ｗａｎｇ　Ｐｅｎｇ　Ｌｉ　Ｄｏｎｇｂｉｎ　Ｗａｎｇ　Ｈｕａｌｉｎ　Ｄｏｎｇ　Ｃｈｕａｎｙｏｕ　（Ｈａｒｂｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ　１　５００８０）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ　ＰＬＣ，ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ，ＨＭＩ，ａｎｄ　１ｎｖｅｒｔｅｒ　ｗｅｒｅ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ　ａｎ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｕｐｐｌｙ　ｃｏｌｄ　ｗａｔｅｒ　ｆｏｒ　ｅｎｇｉｎｅ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．Ｂｙ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｆ　ｅｎｔｒａｎｃｅ　ａｎｄ　ｅｘｉｔ　ｐｉｐｅｓ，ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｐｕｍｐｓ　ｗｅｒｅ　

ａｄｊｕｓｔｅｄ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｔｏ　ｇｕａｒａｎｔｅｅ　ｔｏ　ｓｕｐｐｌｙ　ｓｔａｂｌｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃｏｌｄ　ｗａｔｅｒ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｗａｓ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ａｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｗａｓ　ｓａｖｅｄ．Ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｐｒｏｖｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｍｅｅｔｓ　ｕｓｅｒ’Ｓ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ａ　ｇｏｏｄ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ－ＰＬＣ；ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ；ｓｕｐｐｌｙ　ｗａｔｅｒ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅ　

消防供水的PLC控制系统设计

摘要：火灾作为一种具有突发性和强破坏性的灾害现象严重危害人们的生命财产安全。将PLC控制方法应用于建筑的消防供水控制系统中，其具有安全、稳定、可靠且灵活性强的特点。而随着科技的不断进步，PLC控制系统与变频技术的综合运用可以实现消防供水与生活用水的共同供给，这在一定程度上为建筑物建成后的运行提供了便利，在给人们基本生活保障的同时保护人们的生命财产安全。

关键词：消防供水；PLC控制系统；设计要点

1.PLC的含义及特点

PLC即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。其主要具有如下特点：

1.1使用方便，编程简单

采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。

1.2功能强，性能价格比高

一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。

1.3抗干扰能力强

PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。

2.消防供水的PLC控制系统设计

在PLC的消防灭火控制系统模块中，系统硬件主要包括PLC、水泵控制系统、对应每个动作的控制盘以及用于进行监控和操作的人机界面，在编程调试和系统配置阶段，还需要一台PLC实验箱辅助完成相应的工作，整个控制系统硬件模块组成如下图所示。

2.1 PLC的选型

PLC硬件配置确定后，应对I/O点进行分配，确定外部输入输出元件与PLC的I/O点的连接关系，完成I/O点地址定义表。在对PLC的选型中，应结合消防系统工程的实际情况进行选型设计，要根据消防供水系统的开关量输入点和输出点选择可编程序控制器。假如某消防供水系统方案中共有开关量输入点13个、开关量输出点13个，则可以选择具有24点输入和16点输出的可编程序控制器。

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智光智慧净水机中控制系统设计

作者：孙誉宁 孙王虎

来源：《科学与财富》2016年第21期

摘要：针对智光智慧牌净水机的工艺和功能要求，本文以单片机为核心设计了其智能控制系统，包括输入、输出电路、驱动电源电路等，能根据净水机的不同状态，自动控制相应部件的开启与关闭，并能检测水的浊度与报警，具有性能稳定、高度集成和能耗低的特点。

关键词：单片机 自动控制 驱动电源 自动检测

1 引言

针对目前市场上的净水机功能单一、净水效果有限、水资源浪费严重等问题，智光智慧牌净水机集成应用了静电吸附、强磁场磁化、紫外线杀菌、多重过滤等技术，构建了一种分类处理、分流利用、自动清洗、自动排污的净水工艺，见图1所示。该工艺具有高效、节水、环保、经济、安全等特点，但要实现上述技术与功能，就需要借助单片机进行智能控制，包括静电吸附与脱附的电极自动通电、断电与倒极，紫外线杀菌灯的驱动电源与自动控制，水质状态检测等。

2 硬件组成

输入部分：利用两组常开干簧管和磁浮子，组合检测不同工作状态的水流情况，通过单片机开启或关闭有关设备；利用红外线发射管、接收管和单片机检测水的浊度；利用普通的手机充电器（DC5V）给设备供电。

输出部分：包括静电吸附/脱附电极电源的通断与倒极、冷阴极紫外线灯的驱动电源、报警蜂鸣器、状态指示灯。

单片机：基于上述输入、输出回路较少，以及AD转换的要求，本设计选用PIC16F873A-I/SO芯片，其速度为20MHz，输入/输出数为22，程序存储器容量为7KB（4K×14），程序存储器类型为FLASH，EEPROM大小为128x8，RAM容量为92×8，电源（Vcc/Vdd）为4V～5.5V，数据转换器为A/D5×10b，封装为28-SOIC（7.5mm宽）。

3 系统设计

某居民住宅小区内生活水塔,高40米,由设在水塔附近的三台水泵为其供水。水泵电动机功率为33KW，额定电压380V。水塔正常水位变化2.15M，由安装在水箱内的上、下水位开关S1、S2进行控制。为反映各水泵工作是否正常，在每台水泵的压力出口处设置压力继电器SP1—SP3，将其常开触点作为PLC输入，检测出水压力是否正常。具体控制要求如下：

（1）三台电动机均为降压启动，以减小启动电流的冲击，启动时间为t1。

（2）电动机启动时间错开，上台电动机全压运行t2后，下一台台才能启动

（3）三台电动机均设置有过载保护

（4）三台水泵正常运行时采用两用一备，为防止备用泵长期闲置锈蚀，要求备用机组可用按钮任意切换。

（5）设手动/自动转换开关SAC。手动时，可由操作者分别启动每一台水泵，各水泵不进行联动；自动时，由上、下水位开关对水泵的起停自动控制，且启动时要联动。

（6）若运行中任一台水泵出现故障，备用机组立即投入运行。

设计任务：

1．具体设计内容包括：

（1）系统设计方案的确定及说明

（2）PLC选型及I/O分配

（3）主电路设计及绘制

（4）PLC硬件系统

（5）设计梯形图并进行功能说明，实现所要求的功能

2．应完成的技术资料有：

（1）PLC控制系统主电路及电气原理图

（2）PLC控制程序及其说明一份

（3）PLC外部接线图一份

（4）主要设备、材料清单一份

由于上传不了太多的图片（就3张），先把第二张的梯形图图片传在这里（此张图片里我已把端口分配好，在图片右边蓝框里），其他图片我把它传到了我的空间“水塔控制梯形图”里，并每张图片的梯形图都背上了解释（如果不是太懂的话，可以给我信息，我一般晚上8点在线），在此选用的是西门子的S7-200 PLC，由于电机运行的主电路很容易找到（不过如果你什么都不懂的话，可能会沸点时间，不过还是可以解决的），在此没有给出，而对于报告什么的这我不能帮你解决，这只能靠你解决了，如果有什么疑问，可给我留言或给我信息）