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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的变频恒压供水系统的设计一、概述供水系统的重要性及其在现代社会中的应用：供水系统在现代社会中具有至关重要的地位。
随着城市化进程的加速和人口规模的不断扩大，稳定、高效、节能的供水系统已成为满足居民生活需求、保障工业生产和推动城市可持续发展的重要基础设施。
变频恒压供水系统的优势：变频恒压供水系统是指在供水管网中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。
相比传统的水塔、高位水箱、气压罐等供水方式，变频恒压供水系统具有以下优势：高效节能：变频恒压供水系统能根据用水量自动调节水泵转速，节能效果显著，可节能3060。
PLC在变频恒压供水系统中的应用：PLC（可编程逻辑控制器）在变频恒压供水系统中的应用，使得系统能够通过微机检测、运算，自动改变水泵转速以保持水压恒定，满足用水需求。
PLC的应用不仅提高了系统的可靠性和稳定性，还简化了系统控制接线，方便了维修和调试。
系统原理：变频恒压供水系统以管网水压（或用户用水流量）为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节（PID），使供水系统自动恒稳于设定的压力值。
设备特点：变频恒压供水系统采用可编程控制器，程序灵活多变，精度高，可靠性强，功能多，反映速度快。
系统还配有稳压泵或稳压罐稳压，在用水量小到一定值时，主泵可停止运转，减少水泵电机的机械磨损并且节约电能。
应用前景：变频恒压供水系统作为一种先进的、合理的节能供水系统，在工业、商业和居民生活等领域具有广泛的应用前景。
它不仅能够满足用户对水压和水量的要求，还能够提高供水品质和供水效率，是一种理想的现代化建筑供水设备。
1. 供水系统的重要性和挑战供水系统在城市发展中扮演着至关重要的角色，它直接关系到居民的生活质量和健康。
一个可靠的供水系统能够确保居民获得充足、安全的饮用水，同时支持城市的工业、农业和其他用水需求。
保障居民健康：水质的好坏直接关系到居民的健康。
供水系统需要确保提供的水质符合卫生标准，以减少水源性疾病的传播。
基于S7-200和MM440的变频恒压供水系统设计1引言供水系统在人们生活和工业应用当中是必不可少的。
随着人们生活水平的提高和现代工业的发展，人们对供水系统的质量和可靠性的要求越来越高。
变频恒压供水系统能够很好的满足现代供水系统的要求。
在变频恒压供水系统出现以前，有以下供水方式：(1) 单台恒定转速泵的供水系统这种供水方式是水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，严重影响了城市公用水管管网压力的稳定，水泵整日不停运转。
这种系统简单、造价最低，但耗电严重，水压不稳，供水质量极差。
(2) 恒定转速泵加水塔（或高位水箱）的供水系统这种供水方式是由水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。
水塔注满水后水泵停止工作，水塔水位低于某一高度时水泵启动，水泵处于断续工作状态中。
这种方式比前一种省电，供水压力比较稳定，但基建设备投资大，占地面积大，水压不可调，供水质量差。
(3)恒定转速泵加气压罐的供水系统这种供水方式是利用封闭的气压罐代替水塔蓄水，通过检测罐内压力来控制水泵的开与停。
当罐中压力降到压力下限时，水泵启动；当罐中压力升到压力上限时，水泵停止。
这种方式，设备的成本比水塔要低很多。
但是电机起动频繁，易造成电机的损坏，能耗大。
变频恒压供水系统不仅克服了过去供水系统的缺点，而且有其自身的优点。
此系统采用了先进的S7－200PLC和变频器MM440，S7-200具有低廉的价格和强大的指令，可以满足多种多样的小规模的控制要求，变频器MM440具有很高的运行可靠性、功能的多样性和全面而完善的控制功能。
这种供水方式不仅提高了供水系统的稳定性和可靠性，而且实现水泵的无级调速，使供水压力能够跟踪系统所需水压，提高了供水质量。
同时变频器对水泵采取软启动，启动时冲击电流很小，启动能耗小。
2供水系统的基本特性供水系统的基本特性是水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线f (Q)，前提是供水系统管路中的阀门开度不变。
扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q之间的关系。
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。
《基于PLC的变频恒压供水系统的设计》篇一一、引言随着社会经济的不断发展和人民生活水平的持续提高，对于供水系统的稳定性和可靠性要求越来越高。
传统的供水系统往往存在能耗高、调节不精确等问题。
因此，基于PLC（可编程逻辑控制器）的变频恒压供水系统应运而生，其通过变频技术实现恒压供水，不仅提高了供水的稳定性和可靠性，还大大降低了能耗。
本文将详细介绍基于PLC的变频恒压供水系统的设计。
二、系统设计目标本系统设计的主要目标是实现供水系统的恒压供水，降低能耗，提高供水的稳定性和可靠性。
具体来说，包括以下几点：1. 保持供水压力的稳定性，满足用户需求。
2. 通过变频技术实现电机的节能运行。
3. 实现系统的自动化控制，降低人工干预。
4. 具备故障自诊断和保护功能，确保系统安全稳定运行。
三、系统组成基于PLC的变频恒压供水系统主要由以下几部分组成：1. 水泵：负责供水的动力来源，采用变频电机实现调速。
2. PLC控制器：负责整个系统的控制，包括压力采集、电机控制、故障诊断等功能。
3. 压力传感器：实时监测供水压力，将压力信号转换为电信号供PLC控制器处理。
4. 变频器：接收PLC控制器的指令，控制电机的运行速度，实现恒压供水。
5. 其他辅助设备：包括管网、阀门、过滤器等，保证供水的正常运行。
四、系统设计流程1. 需求分析：根据实际需求，确定系统的功能、性能指标等。
2. 硬件选型：选择合适的水泵、PLC控制器、压力传感器、变频器等硬件设备。
3. 系统布线：根据硬件设备的布局，进行合理的布线设计，确保系统的稳定性和可靠性。
4. 程序设计：编写PLC控制程序，实现压力采集、电机控制、故障诊断等功能。
5. 系统调试：对系统进行整体调试，确保系统的各项功能正常运行。
6. 运行维护：对系统进行定期检查和维护，确保系统的长期稳定运行。
五、系统实现1. 压力采集：通过压力传感器实时监测供水压力，将压力信号转换为电信号供PLC控制器处理。
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。
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PLC的变频恒压供水系统的设计》篇一一、引言随着城市化进程的不断推进和居民生活质量的提升，对供水的需求和质量要求也越来越高。
为满足这些需求，我们提出了一种基于PLC的变频恒压供水系统设计方案。
此系统结合了可编程逻辑控制器（PLC）与变频技术，有效控制了水泵的运行状态，达到了稳定供水的目的。
该设计不仅能实现水压的稳定输出，还可以降低能源消耗，具有很高的实际应用价值。
二、系统概述基于PLC的变频恒压供水系统主要由以下几个部分组成：PLC控制器、变频器、水泵、传感器和管网等。
其中，PLC控制器和变频器是该系统的核心部分，负责实现水压的稳定输出和能源的节约。
三、系统设计1. PLC控制器设计PLC控制器是整个系统的“大脑”，负责接收传感器采集的数据，并根据这些数据对变频器进行控制，以实现水压的稳定输出。
在设计过程中，我们选择了高性能的PLC控制器，其处理速度快、可靠性高，可以确保系统的稳定运行。
2. 变频器设计变频器是实现恒压供水的关键设备。
它可以根据PLC控制器的指令调整水泵的转速，从而达到控制水压的目的。
我们选择了高性能的变频器，具有较高的转换效率和稳定的运行性能。
3. 水泵设计水泵是供水系统的核心设备。
在设计过程中，我们选择了高效、低噪音的水泵，以满足供水的需求。
同时，我们还考虑了水泵的节能性能，选择了能效较高的水泵。
4. 传感器设计传感器负责采集水压、流量等数据，为PLC控制器提供控制依据。
我们选择了高精度的传感器，以确保数据的准确性。
5. 管网设计管网是供水系统的“血管”，其设计直接影响到供水的质量和效率。
我们采用了高强度、耐腐蚀的管道材料，并进行了合理的布局和安装，以确保供水的稳定和高效。
四、系统实现在系统实现过程中，我们首先对各个设备进行了选型和采购，然后进行了设备的安装和调试。
在调试过程中，我们对系统的各项性能进行了测试和优化，确保系统能够稳定、高效地运行。
最后，我们对系统进行了实际运行测试，验证了该设计的可行性和实用性。
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对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。
学位论文作者（签名）：年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。
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《基于PLC的变频恒压供水系统的设计》篇一一、引言随着现代工业和城市化进程的快速发展，供水系统的稳定性和效率成为了关键因素。
变频恒压供水系统因其良好的节能效果和稳定的水压输出，被广泛应用于各种工业和民用领域。
本文将介绍一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的变频恒压供水系统的设计，通过精确控制水泵的运转，实现恒压供水，并提高整个系统的可靠性和灵活性。
二、系统设计概述基于PLC的变频恒压供水系统主要由水泵、变频器、压力传感器、PLC控制器等部分组成。
其中，PLC控制器作为整个系统的核心，负责接收压力传感器的信号，根据预设的压力值调整变频器的输出频率，从而控制水泵的运转，实现恒压供水。
三、硬件设计1. 水泵：选用高效、低噪音的水泵，根据实际需求选择合适的型号和数量。
2. 变频器：选用性能稳定、调速范围广的变频器，与水泵匹配，实现精确控制。
3. 压力传感器：安装在水管网络上，实时监测水压，并将信号传输给PLC控制器。
4. PLC控制器：作为整个系统的核心，选用高性能、高可靠性的PLC控制器，具备强大的数据处理和逻辑控制能力。
四、软件设计1. 数据采集与处理：PLC控制器通过压力传感器实时采集水压数据，经过数据处理后，与预设的压力值进行比较。
2. 控制算法：根据比较结果，采用PID（比例-积分-微分）控制算法，调整变频器的输出频率，从而控制水泵的运转，实现恒压供水。
3. 逻辑控制：PLC控制器根据实际需求，实现系统的逻辑控制，如自动启停、故障报警等。
五、系统实现1. 连接硬件：将水泵、变频器、压力传感器等硬件设备连接起来，形成完整的供水系统。
2. 编程与调试：使用专业的编程软件对PLC控制器进行编程，实现数据采集、处理、控制算法和逻辑控制等功能。
经过反复调试，确保系统稳定、可靠地运行。
3. 安装与调试：将编程好的PLC控制器安装到系统中，进行实际运行测试。
根据测试结果，对系统进行优化和调整，确保系统达到预期的恒压供水效果。
PLC 变频恒压供水控制系统的设计和实现摘要：人民群众生活水平的不断改善，对自来水供水系统可靠性的要求不断提高。
现存的供水系统大多存在着自动化程度低，供水压力不稳定，效率低下等问题，既造成了资源的浪费，也影响了人们的工作和生活。
针对上述问题，基于西门子S7-200系列的PLC，设计了一套变频恒压供水系统。
本文对 PLC 变频恒压供水控制系统的设计和实现进行了探究。
文章结合实际案例深入分析了恒压供水系统的整体控制过程、系统的硬件与软件构成以及控制系统的具体设计方法，文章具有一定的参考价值。
关键词：变频恒压供水；控制系统水资源在人类的生产生活中是必不可少的物质。
国内的供水设施还处于智能化不高、自动化程度较低的状态。
可编程序控制器（PLC）具有可靠性高、性价比较好、价格低廉、适应性广和易于扩展等优点。
将PLC技术与变频调速技术结合并应用于恒压供水系统中是目前系统设计的大势所趋。
恒压供水的主要目的是保持管网水压的恒定。
由于通常会根据流量的改变对水泵电机的转速作出相应的调整，要想保持恒定的管网水压就必须利用变频器为水泵电机提供电源。
1系统控制方案系统的外部设备主要为主供水回路、备用回路、清水池及泵房。
其中，泵房里有三台水泵电机，在出水管道中均装有手动或电动蝶阀，以供维修和调节水量之用。
三台水泵由变频器控制转速，根据用水量的变化不断调节以维持生活用水的恒压供应。
根据系统的设计要求提出通用变频器+PLC 的控制方式。
这种控制方式通用性强，灵活可靠。
用户可根据不同的控制要求组成不同规模的系统。
1.1系统构成压力传感器通常被安放在泵站的出水口位置，其主要作用是对管网中的水压进行检测。
一般来说，在用水量较大的时段，水压通常偏低；在用水量较小的时段，水压通常会升高。
对于这种压力的变化，压力传感器通常会把水压的高低变化情况转化为电流信号或是电压信号大小的变化，并且传递给调节器。
调节器内有事先设定好的水管压力给定值，在接收到压力传感器给定的管网水压实测值之后，其就会根据给定值和实测值的具体情况进行综合分析处理，然后依照相关的调节规律，发出相应的系统调节信号。
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。
西门子S7-200型PLC一拖三变频恒压供水电气图设计:彭作珩版权所有人:彭作珩系统控制工艺要求1.供水压力恒定,波动要小,尤其是在换泵时.2.三台泵根据压力的设定采用先开先停的原则.3.能实行自动按时轮换切换泵,防止某一台泵长时间运行而烧坏及防止某一台泵长时间不用而锈死.4.要保护和报警功能5..为了检修方便,设手动功能.6.要水池防抽空功能.7.为防止系统给变频器反送电,造成变频器烧毁,KM1与KM2,KM3与KM4,KM5与KM6必须进行机械互锁.选型1.PLC: 采用西门子S7-200型,CPU224,2.变频器:ABB/ACS400型7.5KW,3.PID:选具有压力显示的PID调节器.工作原理:1.利用变频器的两个可编程继电器输出端口,RO1和RO2进行功能设定,当变频器达到最高频率时,RO1的常开触点RO1B-RO1C闭合, 当变频器达到最低频率时,RO2的常开触点RO2B-RO2C闭合,可以作为CPU224的输入信号,判断是否进行加泵和切泵2.为了节省成本,不采用模拟模块EM235,而采用PID调节器,由于采用了PID调节器,而不用变频器内部的PID,设置变频器时将FACTORY设置成0就可以了3..变频器的运行要根据PLC输出Q1.0 (DCOMI-DI2) 是否闭合来确定,变频器的停止要根据PLC输出Q0.7 (DCOMI-DI1) 是否闭合来确定,设置变频器时将变频器的内部继电器RO1,RO2设置成频率到达就可以了PLC1.201接变频器的DCOM1.202,203接变频器的DI1,DI2.变频器的RO1的常开触点接到PLC的I0.0,RO2 变频器的RO2的常开触点接到PLC的I0.12.KA为自动/手动中间继电器, 中间继电器KA的常开触点接I0.3.3.主程序含调节程序和电机切换程序,加机程序及减机程序,4.子程序实际是清零程序,在PLC上电时,先将VD200,VD201,VD260赋值为零,作为中继的M复位.5.在主程序中T56,T57为变频器的频率上下限到达滤波时间继电器,用于稳定系统,VB200为变频泵的泵号,VB201为工频泵运行的总台数,VD260为倒泵时间存储器.版权所有人:彭作珩。
《基于PLC的变频恒压供水系统的设计》篇一一、引言随着社会的进步与工业的发展，恒压供水系统的稳定性和高效性对于提高人民生活质量及保障工业生产至关重要。
本文以PLC（可编程逻辑控制器）为基础，对变频恒压供水系统进行设计。
此系统能够自动调节水压，维持供水压力稳定，具有高效节能、稳定可靠的特点。
二、系统设计概述本系统设计主要包含以下几个部分：PLC控制器、变频器、水泵、压力传感器等。
其中，PLC控制器作为核心，通过接收压力传感器的信号，控制变频器调节水泵的转速，从而实现对供水压力的自动调节。
三、硬件设计1. PLC控制器：作为系统的核心，PLC控制器能够接收压力传感器的信号，根据设定的压力值，通过变频器调节水泵的转速，达到恒压供水的目的。
选择性能稳定、可编程性强的PLC控制器是保证系统稳定运行的关键。
2. 变频器：变频器是连接PLC控制器和水泵的重要设备，它能够根据PLC控制器的指令调节水泵的转速，实现水压的自动调节。
选择合适的变频器对于保证系统的稳定性和节能性具有重要意义。
3. 水泵：水泵是供水系统的核心设备，其性能直接影响到供水的质量和效率。
选择高效、低噪音的水泵，对于提高整个系统的性能至关重要。
4. 压力传感器：压力传感器用于实时检测供水压力，将压力信号转换为电信号，传输给PLC控制器。
选择精度高、稳定性好的压力传感器是保证系统准确性的关键。
四、软件设计软件设计主要包括PLC控制程序的编写和系统参数的设置。
PLC控制程序通过编程实现对外界信号的接收和执行控制指令的功能，系统参数的设置则关系到系统的运行性能和稳定性。
在软件设计中，要充分考虑系统的实时性、可靠性和可扩展性，保证系统在各种情况下都能正常运行。
五、系统工作原理本系统通过压力传感器实时检测供水压力，将压力信号转换为电信号传输给PLC控制器。
PLC控制器根据设定的压力值和实际压力值之间的差异，通过变频器调节水泵的转速，实现对供水压力的自动调节。
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 sensor 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................................................................................... 错误！未定义书签。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊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。
异步电机的调速方法很多，例如无极调速、有极调速、定子调压调速、串级调速、变频调速等。
但是因为各种各样的缺点没有得到广泛的应用3。
70年代以后，由于微电子技术、电力电子技术和微处理机技术的发展，促使晶体管变频器的诞生。
晶体管变频器不但克服了以往交流调速的许多缺点，而且调速性能可以和直流电动机的调速性能相媲美。
三相异步电动机具有维修方便、价格便宜、功率和转速适应面宽等优点，其变频调速技术在小型化、低成本和高可靠性方面占有明显┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊的优势。
到80年代末，交流电机的变频调速技术迅速发展成为一项成熟的技术，它将供给交流电机的工频交流电源经过二极管整流变成直流，再由IGBT或GTR模块等器件逆变成频率可调的交流电源，以此电源拖动电机在变速状态下运行，并自动适应变负荷的条件。
它改变了传统工业中电机启动后只能以额定功率、定转速的单一运行方式，从而达到节能目的。
现代变频调速技术应用于电力水泵供水系统中，较为传统的运行方式是可节电40％～60％，节水15％～30％。
由于变频调速具有调速的机械特性好，效率高，调速范围宽，精度高，调整特性曲线平滑，可以实现连续的、平稳的调速，体积小、维护简单方便、自动化水平高等一系列突出的优点而倍受人们的青睐。
尤其当它应用于风机、水泵等大容量负载时，可以获得其它调速方式无法比拟的节能效果。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。
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。
变频调速恒水位供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。
恒压、恒水位供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水位的变化自动调节系统的运行参数，在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和水位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。
在实际应用中得到了很大的发展。
随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强。
充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。
新型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。
恒压、供水调速系统的这些优越性，引起国内几乎所有供水设备厂家的高度重视，并不断投入开发、生产这一高新技术产品。
目前该产品正向着高可靠性、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，系列标准化是未来供水设备适应城镇建设成片开发、智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。
在短短的几年内，变频调速恒压供水系统经历了一个逐步完善的发展过程，早期的单泵调速恒压系统逐渐被多泵调速系统所代替。
虽然单泵调速系统设计简易可靠，但由于单泵电机深度调速造成水泵、电机运行效率低，而多泵调速系统投资更为节省，运行效率高，被实际证明是最优的系统设计，很快发展成为主导产品。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1.3可编程序控制器的特点及应用早期的可编程序控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着计算机技术、通信技术和自动控制技术的迅速发展，可编程序控制器将传统的继电器控制技术与新兴的计算机技术和通信技术融为一体，具有可靠性高、功能强、应用灵活、编程简单、使用方便等一系列优点，以及良好的工业环境工作性能和自动控制目标实现性能，在工业生产中得到了广泛的应用。
1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程控制器。
早期的可编程控制器由分离元件和中小规模集成电路组成，主要功能是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。
70年代初期，体积小、功能强和价格便宜的微处理器被用于PLC，使得PLC的功能大大增强。
在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块和各种特殊功能模块。
在软件方面，PLC采用极易为电气人员掌握的梯形图编程语言，除了保持原有的逻辑运算等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。
进入80年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。
而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还研制开发了专用逻辑处理芯片，大大提高了PLC软、硬件功能。
在发达工业国家，PLC已经广泛的应用在所有的工业部门。
据“美国市场信息”的世界PLC以及软件市场报告称，1995年全球PLC及其软件的市场经济规模约50亿美元。
随着电子技术和计算机技术的发展，PLC的功能得到大大的增强，具有以下特点：1）可靠性高。
PLC的高可靠性得益于软、硬件上一系列的抗干扰措施和它特殊的周期循环扫描工作方式。
2）具有丰富的I/O接口模块。
PLC针对不同的工业现场信号，有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备直接连接。
另外为了提高操作性能，它还有多种人机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块。
3) 采用模块化结构。
为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。
PLC的各个部件，包括CPU、电源、I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
4) 编程简单易学。
PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
5) 安装简单，维修方便。
PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。
由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。
由于PLC强大功能和优点，使得PLC在我国的水工业自动化中得到广泛的应用。
PLC在水工业自动化中的应用主要有水厂监控系统、自动控制系统、自动加氯、自动加矾、水泵变频调速、SCADA系统和供水管网信息管理系统等。
其主要功能是进行工艺参数的采集、生产过程控制、信息处理、设备运行状态监测以及水质监测等。
1.4毕业设计任务本次毕业设计课题名称是基于S7-200PLC控制的变频恒压供水控制系统设计，我的主要任务是完成本系统的硬件和软件设计，大体为以下五项内容：1．变频调速恒压供水系统现状和发展主要介绍其系统的目的和意义，变频器的发展史一直到广泛应用，随着技术的发展，其优越性越来越多，主要是节能、恒压、综合技术的集成等，以后将朝大容量、小体积、高性能、易操作、寿命高、可靠性强、无公害化发展；介绍了SIEMENS公司的产品系列史，PLC与其它工业装置的比较：PLC 与继电器控制系统，与集散控制系统，与工业控制计算机。
以及其特点。
2．变频调速恒压供水系统的理论原理以及总体方按的设计主要是变频器的构成、控制方式和形式，控制方式有三种形式：V/F控制、转差频率控制、矢量控制；变频器的节能、调速原理；变频器的工况点的确定和能耗机理分析，以及系统调速范围的确定。
变频调速恒供水系统方案；控制系统的工作过程系统的工作过程分为以下几个工作状态：1#电机变频启动；1#电机工频运行，2#电机变频运行；1#和2#电机工频运行；3 #电机变频运行；然后是先停1#电机，再停2#电机，3#电机变频运行，变频工频切换技术解决方案。
3．系统硬件设计（主电路、控制电路）；S7-200P LC 接线图设计，包括输出输入上元件的分配及编号，PLC 模块由CPU226构成。
4．应用软件设计（PLC程序设计）主要介绍了编程软件的特点、语言和梯形图其本绘制规则；控制系统程序设计主要包括初始化程序、停机程序、水泵电机启动程序、小功率电机变频/工频切换程序、报警程序；整个系统程序的工作过程以及编程中应注意的细节。
总之，在本次设计中，必须完成图表：论文说明书、电气原理图、元件布置图、接线图、元件明细表、图纸目录图、软件梯形图。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第二章变频恒压供水控制系统的方案设计2.1变频器的控制方式变频器的发展已有数十年的历史，在变频器的发展过程中也曾经出现过多种类型的变频器，但目前成为市场主流的变频器基本上有着图2—1所示的基本结构。
