毕业设计--基于PLC的变频调速恒压供水系统(含外文翻译)

Constant Pressure Water Supply System Based plcAbstract：Based one simple analysis of the methods for water supply used domestically and abroad, this paper discusses the principl e and system’s structure of automatic water supply system by using frequency conversion speed regulation in detail。

Then the system's advantages are discussed and some key problems that should be pay attention to designing are presented.Keyword: Frequency conversion speed regulation; water supply with stable pressure：PID regulator。

1、ForewordAt present，supply water in residential area and life of the skyscraper of our country generally adopt the way common frequently。

It has heavy energy consumption，high noise，and there has a great deal of questions in the source of water，such as secondary pollution etc。

And it is a kind of comparatively ideal mode to adjust the water supply device controlled rapidly with frequency conversion 。

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1ABSTRACTIn company wi th the improvement o f peopl e’s l iv ing s t andard,t heappl ica t ion o f new t echnique and advanced equ ipment p rov ide a newdeve lopment fo r the design of wate r supp ly.I t i s a cha l l enge for us to se lec t away of wate r supp ly with h igh s t andard,secure and hea l thy, econo mica l,and reasonable. This sys tem adopts PLC log ic c ont ro l,and t ransducer with PIDfunc t ion to ad jus t the pressure, which presen t s many advantages,such as h ighre l iab i l i ty, convenience i n use,s t ab i l i ty in pressure，and wi thout impac t.The des ign i s made of Program mable Logic con t ro l l e r，t ransducer,sensor,low pressure con t ro l manufac ture tank,e tc. Through t ransducer and re lay,contac tor con t ro l pumping uni t running s ta tus,t he p ipe ne twork ach ieves to therequi rement o f cons tan t p ressure var iab le f low-ra te wate r supp ly. When the equipment on-the-f ly, pressure gauge wi thou t i nte rmiss ion t rans la tes t he p ipe network hydrau l ic p ressure s igna l to e lec t r i ca l s igna l en te r mic rocompute r,andth rough microcompute r’ar i thmet ic process ing, obt a ins op t imal con t ro l par ameter.The dam press beforehand made up sof tware p rogram came sa t i s fact ion se l fgovern ing ob l ige，namely on the bas i s o f h igh or low-water s igna l came cont ro lrad ia l d i f fuser in f luen t va lve’s swi tch,and proceed over fu l l and low water’s g radef rom wate r t ank and pond back of the moni tor p r ime inc lude rad ia l di f fuserautomat i sm open cease dam , wa te r l eve l f low, man met r i c measur i ng andregula te；use wate r f low, d i sp lacement'measure；w ater t reatment equipment locomot ive pu t in con t rol；water qua l i ty de tec t i on；water conserva t ion programcont ro l；mal func t ion and er ro r s ta te'en te r g rade up under observa t ion back of theth rough the medium o f t ransducer and bang-bang con t ro l com ponentse l f-cor rec t ing pumping un i t exped i t ious ly r unning. Water works on s i t esuperv i s ion in s ta t ion.The paper main ly in t roduces the charac te r s o f the PLC,t ransducer,a nd sensor,the use o f each h igh-qua l i ty un i t a ry and des ign,and p rov i des thef lowchar t o f sys tem work, p rogram and des ign.Keyword：Program mable Logic cont ro l le r Transducer sensor2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)1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。

摘要本设计根据城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC控制的变频调速恒压供水系统。

该系统由PLC、变频器、水泵机组、压力变送器等构成。

本系统利用变频器实现对三相水泵电机的变频调速，采用“先启先停”的原则切换运行水泵。

压力传感器检测水压信号，送入PLC并与设定值比较进行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和供水量。

这样使管网水压力始终保持在设定值附近，从而实现恒压供水。

关键词：PLC；变频调速；PID控制；恒压供水ABSTRACTAccording to the city water supply system,this paper designed a PLC-based control of frequency control water supply system.The system consists of PLC, inverter, water pump, pressure sensors and other accessories.The system uses frequency converter three-phase pump motor of the soft start and frequency control, and use "first start first stop"principle to switch to run the pump.Pressure sensors to detect pressure signals into the PLC compared with the PID set point operation and thus control the inverter output voltage and frequency, thereby changing the water pump motor speed and water supply.It makes the pipe network water pressure is always maintained around the set value in order to achieve constant pressure water supply.Keywords:PLC; frequency control; PID control; constant pressure water supply目录1 绪论 (1)1.1课题的背景及意义 (1)1.2变频恒压供水系统的国内外研究现状 (1)1.3本课题主要研究内容 (2)2 恒压供水系统总体方案设计 (2)2.1系统的主要结构及组成 (2)2.2PLC概述及其系统组成 (2)2.3变频器简介及选型 (3)2.3.1 变频器简介 (3)2.3.2变频器的基本结构 (3)3 系统硬件选择及系统电路设计 (5)3.1硬件选择 (6)3.1.1 PLC及其扩展模块的选型 (6)3.1.2 变频器的选型 (6)3.1.3 水泵机组的选型 (7)3.1.4 压力变送器的选型 (7)3.1.5 液位变送器选型 (8)3.2系统主电路分析及其设计 (8)3.3系统控制电路分析及其设计 (9)3.4PLC的I/O端口分配及外围接线图 (11)4 系统的软件设计 (14)4.1 系统软件设计分析 (14)4.2PLC程序设计 (15)4.2.1 控制系统主程序设计 (15)4.2.2 控制系统子程序设计 (19)4.3PID控制器参数整定 (22)4.3.1 PID控制及其控制算法 (22)4.3.2 系统的近似数学模型及参数取值 (23)5总结 (24)参考文献 (25)附录 (26)致谢 (34)1 绪论1.1 课题的背景及意义城市中各类小区的供水系统是小区众多基础设施当中的一个重要组成部分。

摘要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,并利用组态软件开发良好的运行管理界面。

变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等构成。

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。

通过工控机与PLC的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。

关键词：变频调速，恒压供水，PLC，组态软件ABSTRACTAccording to the requirement of China's urban water supply, this paper designs a set of water supply system of frequecey control of constant voltage based on PLC, and have developed good operation management interface using Supervision Control and Data Acquisition.The system is made up of PLC, transducer,units of pumps,pressure sensor and control machine and so on.This system is formed by three pump generators,and they form the circulating run mode of frequency conversion. With general frequency converter realize for three phase pump generator soft start with frequency control,operation switch adopts the principle of”start first stop first”. The detection signal of pressure senso r of hydraulic pressure,via PLC with set value by carry out PID comparison operation,so,control frequency and the export voltage of frequency converter,and then the rotational speed that changes pump generator come to change water supply quantity,eventually,it is nearby to maintain pipe net pressure to stabilize when set value. Through work control machine the connection with PLC,with group form software consummately systematic monitoring,have realized operation state development to show and data,report to the police inquiry.Keywords: variable frequency speed-regulating, constant-pressure water supply, PLC, supervision control and data acquisition.目录1 绪论 (1)1.1 课题的提出 (1)1.2 变频恒压供水系统的国内外研究现状 (3)1.3 PLC概述 (5)1.4 本课题的主要研究内容 (7)2 系统的理论分析及控制方案确定 (8)2.1 变频恒压供水系统的理论分析 (8)2.2 变频恒压供水系统控制方案的确定 (11)3 系统的硬件设计 (19)3.1 系统主要设备的选型 (19)3.2 系统主电路分析及其设计 (23)3.3 系统控制电路分析及其设计 (25)3.4 PLC的I/O端口分配及外围接线图 (27)4 系统的软件设计 (31)4.1 系统软件设计分析 (31)4.2 PLC程序设计 (33)4.3 PID控制器参数整定 (40)5 监控系统的设计 (46)5.1 组态软件简介 (46)5.2 监控系统的设计 (46)6 结束语 (51)参考文献 (53)致谢 (55)附录 (56)附录A 英文文献 (56)附录B 中文翻译 (65)附录C 主程序梯形图 (71)1 绪论1.1 课题的提出水和电是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能源短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度较低，而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市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。

前言传统的工厂供水系统不但花费财力与物力，而且其水量变化具有随机性，用水高峰时水压不足，低谷时又造成能量浪费。

而恒压供水系统却能使系统中的管道出口压力在用水量发生变化时保持不变，从而满足节能降耗的要求。

本文采用计算机（PC），可编程控制器（PLC），变频器组成变频恒压供水监控系统。

通过PLC和变频器自动调节电机的运行方式和转速的增减，实现恒压供水，既防止了能量空耗，又避免出现电机启动时冲击电流对设备的影响。

本次毕业设计的主要内容是应用可编程逻辑控制器与变频器控制水泵电机的运行，从而使供水系统的压力恒定。

本文主要内容包括三部分，第一部分是对恒压供水系统，可编程控制器PLC和变频器的概述；第二部分是基于PLC变频调速的恒压供水系统的硬件设计。

第三部分是基于PLC变频调速的恒压供水系统软件设计。

目录1 概述： (1)1.1 PLC变频调速恒压供水系统的概述： (1)1.1.1 PLC变频调速恒压供水系统得组成 (1)1.1.2 PLC变频调速恒压供水系统实现的功能 (1)1.1.3 传统供水系统存在的问题及其改进 (1)1.2 PLC基本知识简介 (2)1.2.1 PLC概述： (2)1.2.2 PLC的系统组成及各部分作用： (3)1.2.3 PLC的分类及S7-200系列PLC简介 (4)1.3 变频器简介 (5)1.3.1 通用变频器概况 (5)1.3.2 MICROMASTER420系列变频器 (6)2 PLC变频调速恒压供水系统的设计 (7)2.1 PLC变频调速恒压供水系统的PLC信号控制系统 (7)2.2 PLC与变频器硬件组成 (7)2.3 变频器的配置与连接 (7)3 PLC变频调速恒压供水系统软件程序设计 (9)3.1 PLC变频调速恒压供水系统工作原理图及流程图 (9)3.2 PLC的I/O点数的分配及外围接线图 (10)3.3恒压供水系统界面 (11)3.4 PLC变频调速恒压供水系统的完整梯形图 (15)总结 (18)主要参考文献 (19)1、概述传统的供水系统已经很难满足现在工厂的供水需求，其不足之处日趋暴露。

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。

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。

毕业设计（论文）毕业论文题目：基于PLC的恒压供水控制系统的设计摘要随着城市化的发展，供水的便利性和稳定性决定了用水的品质，对工作和生活有着重要的意义。

本文设计的变频调速恒压供水系统是以PLC以及频率转换器为主要控制系统，A/D转换模块将压力传感器检测到的数字信号变成标准的电信号，通过CPU的PID算法处理的差异，然后由CPU发出控制指令，改变频率可变控制器的频率和输出电压来改变泵的转速和泵数，比如一台作变速运行时其他两泵作恒速运行。

这样，主管道的压力就稳定在恒定范围内，从而保证了供水能力与用水的平衡。

此外，变频恒压供水是以PLC为基础，并与供水泵、压力表等设备相结合，实现切换水泵、运行监控、数据报警的功能。

供水系统以用户体积为基础，自动调节参数的节能系统实现了水量的恒定和多变。

该系统能保持稳定的水压，保护需水量，可应用于高层建筑、居民小区、企业生产等方面。

关键词：PLC；恒压供水；变频调速；组态软件ABSTRACTThe A / D conversion module changes the digital signal detected by the pressure sensor into the standard electrical signal, processes the difference through the PID algorithm of the CPU, and then the CPU sends out the control command, changes the frequency and output voltage of the frequency variable controller to change the speed and number of pumps, such as The other two pumps operate at constant speed when the platform is in variable speed operation. In this way, the pressure of the main pipeline is stable in a constant range, thus ensuring the balance between water supply capacity and water consumption. In addition, frequency conversion constant pressure water supply is based on PLC, and combined with water supply pump, pressure gauge and other equipment, to achieve the function of switching water pump, operation monitoring, data alarm.The water supply system is based on the user volume, and the energy-saving system with automatic adjustment parameters realizes the constant and variable water volume. The system can maintain stable water pressure and protect water demand, which can be applied to high-rise buildings, residential areas, enterprise production and other aspects.Key words: PLC; constant pressure water supply; variable frequency speed regulation; configuration softwareII目录1绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 课题背景及意义 (1)1.3 供水系统的国内外研究现状 (2)1.3.1 国内外发展与现状 (2)1.3.2变频供水系统的发展趋势 (2)1.4 PLC概述 (3)1.4.1 可编程逻辑控制器简介 (3)1.4.2 西门子S7-200系列PLC简介 (3)2 变频恒压供水系统的理论分析及方案 (5)2.1 系统的理论分析 (5)2.1.1水泵工作原理及节能原理 (5)2.1.2 供水系统恒压原理 (5)2.2 变频恒压供水系统控制方案的确定 (6)2.2.1控制方案的确定 (6)2.2.2 变频恒压供水系统的体系结构 (7)2.2.3 变频恒压供水系统控制流程 (9)2.2.4 水泵切换控制分析 (10)3 系统的硬件设计 (12)3.1 系统主要设备的选型 (12)3.1.1 PLC及其扩展模块的选型 (12)3.1.2 变频器的选型 (13)III3.1.3 水泵机组的选型 (13)3.1.4 压力变送器的选型 (13)3.2 系统主电路设计 (14)3.3 系统控制电路设计 (15)3.4 PLC的I/O端口分配及外围接线 (17)4 系统的软件设计 (20)4.1 系统软件设计分析 (20)4.2 PLC程序设计 (24)4.2.1控制系统主程序设计 (24)4.2.2 控制系统子程序设计 (27)5 监控系统的设计 (30)5.1 组态软件简介 (30)5.2 监控系统的设计 (30)5.2.1 组态王的通信参数设置 (30)5.2.2 新建工程与组态变量 (31)5.2.3 组态画面 (31)5.2.4 监控系统界面 (32)6 结论 (34)参考文献 (36)IV1绪论1.1 引言水是生命之源，人们对用水品质、安全等问题愈加重视。

摘要根据城市居民用水标准为前提和小型自来水厂的供水要求，自行设计了基于PLC变频调速恒压供水系统。

恒压供水系统是指用户端在任何时候，不管用水量的大小，总能保证管网中的水压恒的基本定。

变频调速恒压供水系统利用PLC、变频器、压力变送器和水泵机组组成闭环控制系统，采用了PLC进行逻辑控制，变频器对水泵机组的调速。

本系统是用3台水泵电机的变频循环运行方式，变频器和PLC作为系统控制的核心部件，时刻跟踪压力变送器检测到的管网压力和给定压力的偏差变化，经PLC内部进行PID运算，通过PLC控制变频和工频的切换，自动控制水泵的投入台数和控制变频器的输出频率，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。

本系统是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，避免了水泵的长时间运行而造成电机的损坏和减少寿命，还增加了液位变送器的实时监控水泵进水源防止水泵的空抽而损坏水泵电机和报警系统是反应系统是否运行正常，水泵电机是否过载、变频器是否异常。

关键词：PLC、变频调速、恒压供水系统、压力变送器、液位变送器ABSTRACTThis paper is based on residential water standards for water supply requirements of the premise and waterworks, to design a PLC-based frequency control water supply system. Water Supply System means the size of the client at any time, regardless of water use, always ensure that the water pressure constant in the pipe network in the set. Frequency control water supply system uses PLC, inverter, pressure transmitter, and the pump unit to form a closed loop control system using PLC logic control, the inverter speed control of pump units.This system is the conversion cycle operation mode of the water pump motor, inverter and PLC as the core component of the system control keeps track of pressure transmitter detected the pipe network pressure and a given pressure change in error, the PID by the PLC internal operation by the PLC to control the switching of the variable frequency and power frequency, automatic control of pump input the number of units and control of inverter output frequency, and thus change the speed of the pump motor to change the supply quantity, and ultimately to maintain the stability of the pipe network pressure near the set value. This system uses the converter to achieve soft-start and frequency control three-phase water pump motor run switch using the principle of "first initial first stop" to avoid the long-running of the pump and cause damage and reduce the life of the motor, but also increase a real-time monitoring of the level transmitter pump into the empty pumping of water to prevent pump damage to the pump motor and alarm system is the response system is functioning properly, whether the pump motor overload, the inverter is abnormal.Keywords:PLC, Frequency Control, Water Supply System, pressure transmitter, level transmitter目录1 绪论 (1)1.1 选题的背景和意义 (1)1.2 变频恒压供水的特点及应用 (2)1.2.1 变频恒压供水代替传统恒压供水的优点 (2)1.2.2 变频恒压供水的特点 (3)1.2.3 变频调速恒压供水的应用 (3)1.3 变频恒压供水系统的发展方向 (3)1.3.1 变频调速技术的发展状况 (3)1.3.2 变频恒压供水系统的研究成果 (4)1.3.3 变频恒压供水系统的发展趋势 (5)1.4本课题的主要研究内容 (5)2 变频恒压供水系统的理论分析 (6)2.1系统概述和节能原理 (6)2.1.1 系统概述 (6)2.1.2 节能原理 (6)2.2电动机的调速原理 (7)2.3 变频恒压供水系统的控制方案 (8)2.3.1 控制方案的选择 (8)2.3.2 系统的组成及原理图 (9)2.3.3 系统控制流程 (11)2.3.4 水泵切换条件分析 (12)3 系统的硬件设计 (14)3.1 供水设备的选择原则 (14)3.2 系统主要设备的选型 (15)3.2.1 PLC及其扩展模块的选型 (16)3.2.2 变频器的选型 (20)3.2.3 压力变送器的选型 (24)3.2.4 液位变送器的选型 (25)3.3 系统主电路、控制电路分析及其设计 (26)3.3.1 系统主电路分析及其设计 (26)3.3.2 系统控制电路分析及其设计 (28)3.4 PLC的I/O分配及外围接线图 (30)4 系统的软件设计 (33)4.1 系统软件设计分析 (33)4.2 PLC程序设计 (34)4.2.1控制系统主程序设计 (35)4.2.2 控制系统子程序设计 (38)4.3 PID控制器参数整定 (41)4.3.1 PID控制及其控制算法 (41)4.3.2 变频恒压供水系统的近似数学模型 (43)4.3.3 PID参数整定 (43)5 结束语和展望 (45)5.1 结束语 (45)5.2 展望 (45)参考文献 (47)致谢 (48)附录A 主程序梯形图 (49)附录B 英文文献 (55)附录C 中文翻译 (61)1 绪论1.1 选题的背景自从改革开放以来，我国国民经济发展迅速，人民生活水平快速提高。

基于PLC的变频恒压供水系统的设计基于PLC的变频恒压供水系统摘要：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Frequency Conversion Constant Pressure Water-supplySystem Based on PLCAbstract：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.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基于PLC的变频恒压供水系统的设计第1章绪论1.1 城市供水系统的要求众所周知，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现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。

毕业设计 [论文]题目：基于PLC的变频调速恒压供水系统设计系别：电气与电子工程系专业：电气自动化技术河南城建学院毕业设计摘要摘要在城市化进程迅速的今天，城市的居住形式主要是生活小区，那么小区供水系统的建设就显得尤为重要。

而且随着城市用水量不断增加，对供水系统的建设提出了更高的要求。

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和工作。

本系统是针对居民生活用水而设计的一套由变频器、PLC、水泵机组等设备组成的自动变频恒压供水控制系统。

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，并发挥各自优势，能够最大程度满足需要，具有运行稳定、操作简单和高效节能等特点。

该系统对变频器内置PID模块参数进行预置，通过压力传感器对水压的反馈构成闭环控制系统；PID模块根据用水量的变化调节水泵的输出流量，实现恒压供水，并达到有效节能的目的。

系统采用变频调速方式自动调节水泵电机转速或加、减泵。

改变以往“先启后停”方式，自动完成泵组软启动及无冲击切换，使水压平稳过渡。

变频器故障时系统仍可运行，保证不间断供水。

系统断电恢复后可自启动。

采用硬件/软件备用及钟控功能，使各泵进行轮休，延长了设备的机械使用寿命。

首先介绍采取变频调速方式实现恒压供水相对于传统的阀门控制恒压供水方式的节能原理；其次，对水泵机组的各种供水状态及转换的条件、水泵由变频转工频运行方式的切换过程进行分析，着重研究并提出了基于PLC和变频器的恒压供水系统的方案，并给出了硬件设计和PLC控制程序设计。

关键词：PLC；变频调速；恒压供水河南城建学院毕业设计摘要ABSTRACTIn today's rapid urbanization, urban living is mainly living quarters, then the construction of residential water supply system is particularly important. And with the growing urban water demand, water supply systems, the proposed higher requirements. Economics of water supply, reliability and stability to the district residents directly affected the normal life and work. PLC, water pump and other equipment consisting of automatic constant pressure water supply control system. System PLC, frequency converter, the corresponding sensors and actuators together organically, and play their respective advantages, the control system easy to operate, not only to the greatest extent to meet the needs of stability and security of its operating performance, simple and convenient mode of operation , and the complete and thoughtful features, will make water saving water, saving, labor saving, high efficiency high-quality final run, reliable, energy-saving purposes. This paper introduces the way to achieve frequency control constant pressure water supply valve control compared to conventional energy-saving principle of constant pressure water supply. Converter built-in PID module on the preset parameters, using hydraulic pressure sensor feedback, closed loop system. According to changes in water consumption, to PID regulation mode, by adjusting the pump output flow, constant pressure water supply and efficient energy. Then it analyzes the state of pump units and conversion of various water conditions, analysis of the pump frequency by the frequency change operating mode of the switch process. Important parts of functional analysis, focusing on research and put forward based on PLC and frequency constant pressure water supply system program, were given control of the hardware design and PLC programming.Keywords: PLC; frequency control; constant pressure water supply目录1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)2 系统的理论分析及方案的确定 (4)2.1 调速方式的比较与选择 (4)2.2 控制系统方案 (6)2.3 供水系统的控制流程 (8)2.4 变频恒压供水系统中加减水泵的条件分析 (10)3 变频恒压供水系统的硬件设计 (11)3.1 PLC选型及接线 (11)3.1.1 PLC选型 (11)3.1.2 PLC的接线及I/O分配 (14)3.2 水泵机组选型 (15)3.3 变频器选型及接线 (16)3.3.1 变频器选型 (16)3.3.2 变频器的接线 (19)3.4 PID调节器 (20)3.5 压力传感器 (22)3.6 系统主电路设计 (22)4 系统软件设计 (24)4.1 PLC控制 (24)4.1.1 PLC程序流程图 (24)4.1.2 手动运行 (25)4.1.3 自动运行 (25)4.2 编程及介绍 (26)4.2.1 总程序的顺序功能图 (26)4.2.2 自动运行顺序功能图 (26)4.2.3 手动模式顺序功能图 (27)4.2.4 系统程序梯形图设计 (28)5 总结与致谢 (29)参考文献 (30)附录A 系统硬件总图 (2)附录B 系统梯形图 (3)河南城建学院毕业设计绪论1绪论1.1研究背景在城市化进程迅速的今天，城市的居住形式主要是生活小区，那么小区供水系统的建设就显得尤为重要。

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。

基站巡检标准化流程1．基站日常维护的工作对象主要包含：基站主设备；基站交直流配电设备；基站蓄电池；基站空调；基站动力环境监控设备；基站传输设备；基站天馈线系统；基站防雷设备；基站机房安全设施及环境卫生、照明和插座；室内外配电设备等。

业主关系，周边环境等。

2．基站代维进站维护工作流程如下：图1：基站代维进站工作流程3．例行维护项目和标准基站代维设备日常维护内容和要求1、按月度、年度维护作业计划实施系统维护工作。

2、机房、机架保持干净整洁、无杂物堆放，机房墙壁、馈线孔、空调孔、门窗无漏水或渗水，天花无裂痕、脱落。

发现安全隐患时，必须在巡检表上做详细记录；如情况严重，则必须立即通知主管部门。

3、门窗及门锁使用正常，发现损坏要及时处理或通知主管部门，做好防火、防盗工作，保证机房安全。

4、传输2M线、光纤走线整齐，接头无松动；传输设备工作正常，无告警。

5、机房环监设备工作正常。

6、遇台风、特大暴雨等特殊天气，必须密切注意基站设备的运行情况（特别是地下室机房），防止机房进水和渗漏，过后要及时对管辖区内的基站进行巡检，发现问题需及时处理，如有安全隐患则立即上报主管部门。

7、空调制冷效果正常、工作温度正常（一般情况28°C）、风机风扇运转正常，空调室内机（含滤网）、室外机清洁记录完整，室外机安装牢固。

8、机房机架、交直流电源电压正常，蓄电池充放电记录齐全，开关电源设备、低压交直流配电设备、蓄电池检查记录完整。

机房市电插座、照明完好，用电记录齐全完整。

9、负责系统资料的收集、核对、汇总管理工作。

10、负责工程的配合工作和相应的临时性工作。

基站月度维护作业内容：1、机房环境打扫，各类设备表面清洁。

2、机房设备、环境、防火、防盗安全检查，各类外围告警功能检查。

3、机房设备运行状态检查，要求设备无告警。

4、传输2M线、光纤检查。

5、空调温度、风叶方向正常，空气过滤网和室外机清洁，室内外连接管线检查。

6、机房机架、交直流电源检查与电压测量，蓄电池检测，蓄电池充放电记录，开关电源设备、低压交直流配电设备检查。

一、课题简介随着变频技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，变频恒压供水系统以其环保、节能和高品质的供水质量等特点，广泛应用于多层住宅小区及高层建筑的生活、消防供水中。

变频恒压供水的调速系统可以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。

在实际应用中如何充分利用专用变频器内置的各种功能，对合理设计变频恒压供水设备、降低成本、保证产品质量等有着重要意义。

变频恒压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。

目前变频恒压供水系统正向着高可靠性、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、系列化、标准化，是未来供水设备适应城镇建设中成片开发、智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。

变频恒压供水系统能适用生活水、工业用水以及消防用水等多种场合的供水要求，该系统具有以下特点:(1)供水系统的控制对象是用户管网的水压，它是一个过程控制量，同其他一些过程控制量(如:温度、流量、浓度等)一样，对控制作用的响应具有滞后性。

同时用于水泵转速控制的变频器也存在一定的滞后效应。

(2)用户管网中因为有管阻、水锤等因素的影响，同时又由于水泵自身的一些固有特性，使水泵转速的变化与管网压力的变化成正比，因此变频调速恒压供水系统是一个线性系统。

(3)变频调速恒压供水系统要具有广泛的通用性，面向各种各样的供水系统，而不同的供水系统管网结构、用水量和扬程等方面存在着较大的差异，因此其控制对象的模型具有很强的多变性。

(4)在变频调速恒压供水系统中，由于有定量泵的加入控制，而定量泵的控制(包括定量泉的停止和运行)是时时发生的，同时定量泵的运行状态直接影响供水系统的模型参数，使其不确定性地发生变化，因此可以认为，变频调速恒压供水系统的控制对象是时时变化的。