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基于西门子PLC控制的变频恒压供水系统的设计摘要：随着经济的快速发展和国内生产、生活用水的不断增加，供、用水系统的矛盾越来越突出。
传统的供水系统一般由气压罐、启动控制柜、电动阀等设备来实现，这种方式控制的恒压供水系统管网压力波动大，水泵启动频繁，故障率较高。
现由变频器、西门子S7-200PLC、管网压力传感器等通过PID调节来实现管网的恒压供水。
该方式控制精度高，管网压力波动性小，压力稳定，控制水泵数量不受限制、故障率低等优点，故可在供水系统中广泛推广应用。
关键词：西门子PLC；变频恒压；供水系统；自动控制技术引言：由于传统的恒压供水系统具有较大的局限性，本文介绍的利用变频器和PLC技术设计的恒压供水系统消除了传统供水系统的局限性。
本文从恒压供水系统的组成和功能、PLC技术的程序设计、试验和结论这三个方面对该系统进行了阐述。
1恒压供水系统概述恒压供水系统主要由三部分组成，分别是设计控制单元、执行单元、检测反馈单元。
这三个单元紧密联系、缺一不可。
只有这些单元互相配合，才能实现系统的恒压供水功能。
这三种单元的概况分别是：①控制单元：控制元件是恒压供水系统中最重要的组成部分之一，通常采用S7-200可编程控制器对其进行控制，具有稳定性和可靠性的特点。
由S7-200可编程控制器实现的控制单元操作简单、方便、直观，而且其通信功能强大。
②执行元件：执行元件也是恒压供水系统中最核心的部分，它由独立的变频器组成。
其主要负责接收控制单元发出的信号来调节电机的输出频率，调节水泵转速，最终实现控制管网压力的功能。
③检测反馈单元：检测反馈单元是控制系统中不可缺少的部分，只有在检测元件的帮助下，才可测量出管网的实际压力，管网压力检测采用扩散硅管道式压力变送器，其特点是把隔离的硅压阻式压力敏感元件封装于不锈钢壳体内制作而成。
它能将接受到的液体或气体压力转换成标准的4-20mA电流号对外输出至PLC系统，从而保证系统的正常、高效运行。
基于PLC 和变频器控制的恒压供水系统摘要本文设计介绍了一种基于PLC和变频器的变频恒压供水系统，由PLC 进行逻辑控制，由变频器进行压力调节。
PLC和变频器作为控制系统的核心部件，经过变频器内部的PID运算，通过PLC控制变频与工频的切换，通过传感器反馈压力信号，实现闭环自动调节恒压供水，基本实现了高质量恒压供水，降低电能损耗，延长了加压泵的使用寿命，通过故障处理基本实现了不间断供水。
关键词PLC；变频器；传感器0 引言在城乡供水系统中，随着高层建筑的广泛建设以及居民小区的规模化发展，原有的高位水塔供水系统已经不能满足恒压供水的要求，采用变频恒压控制是现代供水控制系统的新型方式，变频恒压供水系统可有效地降低“水锤”对泵体冲击、节约电能、维持管网水压恒定、实现无人值守等。
具有较大的经济和社会意义。
本文论述了一种基于PLC的变频恒压供水系统。
利用PLC加以不同功能的传感器、变频器，根据压力传感器测得管网压力的大小及变化来控制加压泵的转速及数量，使水管的压力始终保持在合适的范围内，从而达到恒压供水的目的。
1 恒压供水系统原理恒压供水的基本思路是：采用电机调速装置控制泵的转速，并自动调整泵的运行台数，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能的目的。
系统的控制目标是泵站总管的出水压力。
系统任意设定供水压力值，其与反馈总管的压力值通过PID调节后控制调速装置，以调节加压泵的运行速度，从而调节系统的供水压力。
与传统的恒速泵供水系统、水塔高位水箱供水系统和气压罐供水系统相比，调速恒压供水系统具有供水质量高、灵活性强、能耗少、电动机起制动平稳、无水锤效应等优点，从而获得了广泛应用。
2 系统总体设计2.1 系统概况本系统拟在控制2台55kW和3台30kW加压泵相互配合完成恒压供水。
本文将以“一拖三”（一台变频器拖动三台加压泵，加压泵功率为30kW），“一拖二”（一台变频器拖动两台加压泵，加压泵功率为55kW）的设备介绍PLC与变频器组成的恒压供水系统的工作原理。
基于s7-200plc的恒压供水系统设计摘要本文基于S7-200PLC恒压供水系统设计，探讨了恒压供水系统在城市供水中的应用。
该系统通过S7-200PLC控制器实现对水泵自动启停控制和调节，从而稳定管网压力，保持供水的稳定性和可靠性，满足城市居民对水资源的需求。
本文分别从系统架构、硬件设计、软件设计等方面对该系统进行详细介绍，并在实验中验证了该系统的可行性和有效性。
关键词：S7-200PLC、恒压供水系统、城市供水、自动控制、稳定性AbstractThis paper is based on the design of S7-200PLC constant pressure water supply system, exploring the application of constant pressure water supply system in urban water supply. The system controls and regulates the automatic start-stop of water pumps through S7-200PLC controller, thus stabilizingthe pressure of the pipeline network, maintaining thestability and reliability of water supply, and meeting the demand for water resources of urban residents. This paper introduces the system in detail from the aspects of system architecture, hardware design, software design, and verifies the feasibility and effectiveness of the system in experiments.Keywords: S7-200PLC, constant pressure water supply system, urban water supply, automatic control, stability1. 绪论随着城市的不断发展，城市居民对水资源的需求不断增加，水泵房自动化升级已成为水处理设备发展的趋势，恒压供水系统应运而生。
摘要交流调速系统克服了直流电机的一系列制约其发展的缺点，其具有维修容易，运行效率高，大容量，高转速，高电压，体积小重量轻，造价低等的优点。
从各方面的权衡看，交流调速技术的发展势在必行。
将其用在供水控制系统中，具有高效节能，水压恒定等优点。
变频调速是我国推广的十大高新技术之一，是变频器调速的技术基础。
同时，可编程控制器即PLC，这种新型的工业控制装置，它把计算机技术与自动化技术融合到一起，具有灵活可靠，功能强，使用方便等一系列的优点。
其即可实现逻辑控制，又可实现模拟控制。
可编程控制器功能齐全，抗干扰性强，编程简单，操作方便，使用灵活，安装调试简单，易于维修。
随着新型电力电子器件的不断涌现和计算机技术的飞速发展，高性能的交流电动机变频调速系统得到了广泛的应用，它具有显著的节能效果和灵活的运行方式。
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。
关键词水泵恒压供水，交流调速，变频调速，控制系统，PLC，调节器ABSTRACTThe exchange velocity modulation system has overcome the direct current machine a series of restriction its development shortcoming, has the service to be easy, the operating efficiency is high; Large capacity, the high speed, the high voltage, the volume small weight is light, construction cost low status merit.Looked from various aspects balance, exchange velocity modulation technology development es it in the water supply control system, has the highly effective energy conservation, the hydraulic pressure permanent grade merit.The frequency conversion velocity modulation is one of ten big high technology and new technologies which our country promotes, is the frequency changer velocity modulation technology base.At the same time, the programmable controller is PLC, this new industry control device, it fuses the computer technology and the automatedtechnology together, has nimbly reliable, function, easy to operate and so on a series of merits.It then realizes the logical control, also may realize the simulation control.The programmable controller function is complete, anti-jamming, the programming is simple, the ease of operation, the use is flexible, installs the debugging to be simple, easy to service.Along with the new electric power electronic device unceasing emergence and the computer technology rapid development, the high performance exchange electrically operated adaptable frequency modulation fast system obtained the widespread application, it has the remarkable energy conservation effect and the nimble movement way.Along with social economy rapid development, the people enhance unceasingly to the water supply quality and the water supply system reliable request; The energy is in addition scarce at present, uses the advanced automated technology, the control technology as well as the communication technology, the design high performance, the high energy conservation, can adapt the different domain constant pressure water supply system to become the inevitable trend.KEY WORDS Water pump constant pressure water supply, exchange velocity modulation, frequency conversion velocity modulation, control system, PLC, regulator目录第一章前言 (4)1.1交流变频调速技术的发展与研究现状 (4)1.2 变频调速技术的优点和发展方向 (5)1.2.1交流变频调速的优异特性 (5)1.2.2与其它调速方法的比较 (5)1.2.3合理应用 (6)1.3水泵变频调速节原理 (6)第二章系统方案论证与系统介绍 (8)2.1控制要求.系统工作原理 (8)2.1.1系统介绍 (8)2.1.2方案的确定 (9)2.1.3系统工作原理 (9)2.2 系统主电路方案的确定 (11)2.2.1系统主电路设计 (11)2.2.2主电路工作原理 (12)2.3系统控制电路方案的确定 (13)2.3.1系统控制电路设计 (14)2.3.2控制电路工作原理 (14)2.3.3控制电路原理梯形图 (16)第三章系统参数设计与设备的选择（主电路、控制电路） (18)3.1主要设备的选型 (18)3.2其他电器元件的选型 (21)第四章经济性分析 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)1控制电路原理软件程序语言 (33)2操作使用说明书 (36)3元件明细表 (37)第一章前言1.1交流调速技术的发展与研究现状最近几年，随着新型电力电子器件的不断涌现和计算机技术的飞速发展，高性能的交流电动机变频调速系统得到了广泛的应用，他的显著的节能效果和灵活的运行方式，给人们留下了深刻的印象。
基于S7-200和WinCC变频恒压供水监控系统的设计
李静;赵晶
【期刊名称】《电脑与电信》
【年(卷),期】2009(000)008
【摘要】介绍了以下位机S7-200系列PLC和上位机WinCC为核心的水厂监控系统的设计.其硬件由SIEMENSS7-200 PLC、MM430变频器、水泵及PID控制方案组成,完成变频恒压供水的控制任务,由压力传感器及液位传感器完成压力及水位数据的实时采集,由FC-202B无线数传电台完成系统信息实时传递,由STEP7-Micro/WIN32程序开发软件完成程序的开发和调试,由WinCC6.0组态软件完成系统的监控和监测任务.
【总页数】3页(P45-47)
【作者】李静;赵晶
【作者单位】安阳工学院,安阳,河南,455000;安阳市节能监察中心,安阳,河
南,455000
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于PLC的智能变频恒压供水监控系统的设计 [J], 李海波
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3.基于西门子S7-200与WinCC的加热器测试系统设计 [J], 何小虎; 刘玉建; 李璐
4.基于S7-200与WinCC的温室控制系统设计 [J], 李炜; 马思乐
5.基于PLC变频恒压供水监控系统设计 [J], 石晓瑛
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毕业设计恒压供水系统设计系部：专业：班级：姓名：学号：联系电话：指导老师：目录摘要 ...................................................................................................................... - 3 -第一章绪论 .......................................................................................................... - 4 -1.1课题设计背景 . (4)1.2课题研究的目的和意义 (4)第二章恒压供水基本原理 .................................................................................... - 7 -2.1供水系统简介 . (7)2.2恒压供水基本原理 (7)2.2.1 恒压供水原理.......................................................................................... - 7 -2.2.2 系统结构框图设计.................................................................................. - 8 -2.2.3 恒压供水的优点...................................................................................... - 9 -第三章恒压供水系统元件选择 .......................................................................... - 11 -3.1变频恒压供水系统的组成 (11)3.1.1 变频恒压供水系统硬件结构................................................................ - 11 -3.1.2 变频恒压供水系统的控制方案............................................................ - 12 -3.1.3 系统主要设备的选型............................................................................ - 13 -3.2PLC及其扩展模块的选型. (14)3.3变频器的介绍 (15)3.3.1 选择变频器规格.................................................................................... - 15 -3.3.2 开关指令信号的输入............................................................................ - 17 -3.3.3 变频器与PLC的连接 .......................................................................... - 17 -3.4传感器 .. (19)第四章恒压供水系统电路设计 .......................................................................... - 21 -4.1系统主电路分析及其设计 (21)4.2系统控制电路分析及其设计 (22)4.3PLC的I/O端口分配及外围接线图 (24)4.4PLC程序设计 (27)4.4.1 控制系统主程序设计............................................................................ - 27 -4.4.2 控制系统子程序设计............................................................................ - 31 -4.5PID设计 (34)4.5.1 PID控制 ................................................................................................. - 34 -4.5.2 恒压供水PID调节过程分析 ............................................................... - 35 -4.5.3 PID控制器的应用 ................................................................................. - 36 -第五章总结 ........................................................................................................ - 38 -5.1全文总结 . (38)5.2研究展望 (38)致谢 .................................................................................................................... - 39 -参考文献 .......................................................................................................... - 40 -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。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊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。
无锡科技职业学院毕业设计（论文）设计题目 S7—200PLC的恒压供水系统学生姓名薛松＿＿系别机电工程系专业电气自动化技术班级电气0702指导教师张如萍摘要恒压供水系统是以PLC控制技术为核心，变频器技术为基础，PLC将压力的设定值和测量值比较，经PID运算后得到的信号送到变频器中，，控制变频器。
通过变频器对频率的调节来完成对抽水泵转速的调节，实现恒压供水的目的.这样，既可满足用户的需求，又不会使点击空转，造成电能的浪费。
关键词：PLC、变频器、PID运算Abstrct目录第一章第二章第三章第四章第五章第一章引言1。
1、课题的背景和意义日常的生活用水经常随时间而变化的，因季节、昼夜相差很大，因此用水和供水的不平衡集中表现在水压上，即用水多而供水少则水压低，用水少而供水多则水压高.保持供水压力可以保持供、用水的平衡.以往采用水箱和水塔或气罐加压方法，往往容易造成水的二次污染、造成水质不好。
由于电力电子技术的发展，变频调速技术在自动恒压供水方面获得了广泛的应用。
该系统是集传感器技术、PLC、变频器技术，自动控制原理等学科为一体的综合应用系统。
1.2、PLC的研究现状当今PLC的发展相当迅速，产品更新换代周期为3年左右，其结构不断改进、功能日益增强、性能价格比越来越高。
目前全世界PLC制造商有200多家，产品有400多个系列。
按地域影响力可以分为三大派，即欧洲产品以西门子(SIEMENS）PLC为代表;美国产品以A-B（Allen-Bradley)PLC为代表；日本产品以欧姆龙（OMRON）和三菱FX系列PLC为代表。
它们在我国均得到了广泛使用。
在我国设备技术改造和国产设备生产中大多使用上述公司的PLC。
1。
3、变频器的研究现状变频器是运动控制系统中的功率变换器。
当今的运动控制系统包含多种学科的技术领域，总的发展趋势：驱动的交流化，功率变换器的高频化，控制的数字化、智能化和网络化。
因此，变频器作为系统的重要功率变换部件，提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。
基于S7—200PLC的恒压供水控制系统的设计作者：马爱迪何宝泉来源：《中国科技博览》2013年第19期[摘要]：用PLC与变频器控制的恒压供水系统，采用PLC 进行逻辑控制，变频器进行压力调节。
PLC 与变频器作为系统控制的核心部件，时刻跟踪管内压力与给定压力的偏差变化，经PLC内部PID运算，通过PLC控制变频与工频切换，自动控制水泵投入的台数和电机转速，实现闭环自动调节恒压变量供水，在保持恒压下，达到控制流量的目的。
[关键词]：PLC 恒压供水变频调速1.引言近几年最为常用的变频恒压供水系统能根据压力变化情况及时调整电机转速，将供水压力控制在一定范围之内，既满足了变化的用水需求，也起到了节能降耗的目的。
基于PLC和变频器的恒压供水系统以其环保、节能和高品质等特点，广泛应用于厂矿建筑及生活建筑中、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。
变频恒压供水系统能适用生活用水、工业用水以及消防用水等多种场合的供水要求。
2.恒压供水系统组成及工作原理恒压供水是指用户端不管用水量大小，总保持管网中水压基本恒定，这样既可满足各部位的用户对水的需求，又不使电动机空转，造成电能的浪费。
为实现上述目标，需要变频器根据给定压力信号和反馈压力信号，调节水泵转速，从而达到控制管网中水压恒定的目的。
该系统主要由1个电磁阀、1个水位控制器、2台水泵、1台变频器、一台PLC及压力传感器、等组成。
水位控制器用于检测水池的水位，在储水池中只要水位低于高水位，则通过电磁阀YV自动往水池注水，水池水满时电磁阀关闭。
当水池水满时允许启动水泵抽水，压力传感器用于检测用户管网的压力。
PLC 控制各台电机的运行状态（如工频运行、变频运行、停止），从而控制水泵的运行台数和运行速度，进而控制供水的流量。
