基于PLC系统下的变频恒压供水系统的毕业设计论文

毕业设计论文目录前言 (1)一、PLC控制的变频恒压供水的概况 (2)（一）PLC技术 (2)（二）变频器技术 (3)二、变频驱动方式和调节方式以及压力传感变送器的使用 (4)（一）恒压供水系统的驱动方式 (4)（二）恒压供水调节方式 (4)（三）关于压力传感变送器的使用 (4)三、常见的供水方式及变频恒压调节的基本原理 (5)四、水泵的转速与其扬程H、流量Q及功率的关系 (7)五、PID控制及调节 (8)六、PLC、变频器控制的恒压供水系统方案 (11)（一）方案特点 (11)（二）变频-工频双回路恒压供水方案优点 (12)（三）设备选型 (12)七、系统设计 (13)（一）电动机调速方案的比较 (13)（二）模拟供水系统的拟定 (14)（三）主电路设计 (15)（四）电气控制系统接线原理图及说明 (16)（五）控制流程图 (18)（七）输入输出元件与PLC地址对照表 (19)（八）PLC程序设计 (20)八、结束语 (24)（一）变频调速常用的闭环调节方法 (24)（二）投资回报 (24)致谢 (25)参考文献 (26)前言随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。

本设计是针对居民生活用水/消防用水而设计的。

由变频器、PLC及PID调节器组成控制系统，调节水泵的输出流量。

电动机泵组由三台水泵并联而成，由变频器或工频电网供电，根据供水系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换及速度，使系统运行在最合理的状态，保证按需供水。

本文介绍了采用PLC控制的变频调速供水系统，由PLC进行逻辑控制，由变频器进行压力调节。

在经过PID运算，通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节恒压供水。

运行结果表明，该系统具有压力稳定，结构简单，工作可靠操作方便等优点。

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。

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PLC的楼宇恒压供水控制系统设计摘要：近年来，随着我国的社会主义市场经济的发展越来越快，人们对供水质量和可靠性的要求不断提高；并且水资源的依赖程度也越来越高。

然而传统的供水系统普遍存在着一下缺点：供水系统的自动化程度低、可靠性差、水电资源浪费严重、供水效率低,同时，水泵长期高速运转后轴承可能发热磨损严重，将会影响到水泵使用寿命，也使系统的维护工作变得更加复杂.本次设计是基于PLC 恒压供水系统，为了改善上述传统供水系统的缺陷，以恒定管网末端供水压力作为目标，运用现代变频技术来实现恒压供水。

本次设计的供水系统主要由PLC、变频器、压力变送器、液位传感器、动力及控制线路、水泵以及整个过程的监控组态系统组成,用户可通过实验设备控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关来控制系统的运行.此系统能提升动态供水的可靠性和稳定性，真正做到了供水和用水的动态平衡。

关键词：恒压供水;PLC；变频调速；OPC监控组态系统Design of Constant Pressure Water of BuildingsSupplying system Based on PLCAbstract：In recent years , as China 's development of the socialist market economy, faster and faster, it requires water to continuously improve the quality and reliability ; and dependence on water resources is increasing. However, the prevalence of conventional water supply system about disadvantages：low degree of automation of water supply systems ，poor reliability，hydropower serious waste of resources , low water efficiency , while the high—speed operation long after the water pump bearings may wear serious heat will affect the life of the pump ，also makes system maintenance work has become more complex. This design is based on PLC constant pressure water supply system in order to improve the above-mentioned defects of traditional water supply systems to the end of the pipe network water pressure constant as the target ，the use of modern technology to achieve frequency conversion constant pressure water supply 。

《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。

北京理工大学毕业论文PLC在恒压供水系统中的应用The Operating Theory of Essential Truth in Journalism作者姓名：学科、专业：学号：指导教师：完成日期：Shandong Universit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 (2)1.3 本课题的主要研究内容 (4)2 系统的理论分析及控制方案确定 (5)2.1 变频恒压供水系统的理论分析 (5)2.2 变频恒压供水系统控制方案的确定 (8)3 系统的硬件设计 (16)3.1 系统主要设备的选型 (16)3.2 系统主电路分析及其设计 (20)3.3 系统控制电路分析及其设计 (22)4 系统的软件设计 (28)4.1 系统软件设计分析 (28)4.2 PLC 程序设计 (30)5结束语参考文献 (46) (48)致谢 (49)符号说明输出功率 P出水流量 Q水压 H水泵的转速 nf表示电源频率p表示电动机极对数s表示转差率上限频率下限频率设定压力反馈压力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。

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。

摘要随着社会市场经济的不断发展，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。

首先，介绍了当前国内外恒压供水系统的发展情况，并提出不同的控制方案，通过研究和比较，详细说明了恒压供水系统的工作原理。

本文采用变频器和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。

其次，详细陈述了基于PLC变频恒压供水系统工程的方案设计，包括系统的硬件和软件设计，并对系统采取了可靠性措施进行了说明。

最后，结合MCGS组态软件对所设计的电路和程序进行了仿真、调试。

结果表明，所设计的硬件电路及程序运行可靠，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，能够满足用户恒压供水的要求。

关键词：变频器，恒压供水，PLC，MCGS，压力传感器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.Firstly, this paper introduces the current situation of constant pressure water supply system, and puts forward the development situation of different control scheme, through research and comparison, detailed descriptions of constant pressure water supply system principle of work. This paper adopts inverter and PLC constant pressure water supply and data transmission, then use digital PID on system of constant pressure control design.Secondly, a detailed statement based on PLC frequency constant pressure water supply system engineering design, including the system hardware and software design of the system adopted reliability measures are presented.Finally, combined the MCGS software to design the circuit and procedures are simulated, debugging.Results show that the design of hardware circuit and program reliable operation, has greatly improved the quality of water supply, and save the human, has the obvious economic benefits and social benefits, and can satisfy the requirements of users constant pressure water supply.Key Words:VF speed; constant pressure water supply;PLC;MCGS;Pressure sensor目录1 绪论 (1)1.1城市供水系统的要求 (1)1.2变频调速系统的发展趋势 (1)1.3变频恒压供水产生的背景和意义 (1)1.4国内外研究概况 (2)1.5本课题的主要设计研究对象 (3)2 恒压供水系统 (4)2.1变频恒压供水系统 (4)2.2变频恒压供水控制方式的选择 (5)2.3变频恒压供水系统及工作原理 (5)2.3.1 系统的构成 (5)2.3.2 工作原理 (6)2.4主电路接线图 (6)3 硬件的设计方案 (8)3.1可编程控制器 (8)3.1.1简介PLC (8)3.1.2 PLC的特点 (8)3.1.3 PLC的国内外状况 (9)3.1.4 PLC的构成 (9)3.1.5 PLC的工作过程图 (9)3.1.6 PLC的选型 (10)3.1.7 PLC的接线 (10)3.2变频器 (11)3.2.1 变频器的构成 (11)3.2.2 变频器的特点 (12)3.2.3 变频器的选型 (12)3.2.4 变频器的接线 (13)3.3PID调节器 (13)3.4压力传感器的接线 (14)3.5原件表 (14)4 软件的设计方案 (16)4.1PLC控制 (16)4.1.1 手动运行和自动运行 (17)4.2编程及介绍 (18)4.2.1 总程序的顺序功能图 (18)4.2.2 自动运行顺序功能图 (18)4.2.3 手动模式顺序功能图 (19)5 MCGS组态软件的仿真与调试 (20)5.1MCGS组态软件 (20)5.1.1 MCGS组态软件的整体结构 (20)5.1.2 MCGS工程的五大部分 (21)5.2建立界面 (21)5.2.1 建立窗口 (21)5.2.2 定义数据对象 (22)5.2.3 编辑画面 (23)5.2.4 对象元件的选择 (24)5.2.5调试步骤 (25)5.2.6系统总体调试 (25)5.3本章小结 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)1 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。

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。

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，仿真目录摘要 (Ⅰ)1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2本课题产生的背景和意义 (2)1.3变频恒压供水的现况 (2)1.3.1 国内外变频供水系统现状 (2)1.3.2 变频供水系统应用范围 (3)1.4我的主要工作 (3)2 变频恒压供水的理论分析 (4)2.1水泵的工作原理 (4)2.2供水电机的搭配 (5)2.3水泵的调节方式 (6)2.4恒压供水系统的能耗分析 (6)2.5供水系统的安全性问题 (8)2.5.1 水锤效应 (8)2.5.2 水锤效应的产生原因 (9)2.5.3 水锤效应的消除 (9)2.5.4 延长水泵寿命的其他因素 (10)3 变频恒压供水控制系统硬件的设计 (10)3.1变频恒压供水控制系统的构成方案 (10)3.2变频恒压供水系统的控制方案 (11)3.3供水设备的选择原则 (13)3.4参数的计算与供水设备选型 (15)3.4.1 水泵的参数计算与型号的选择 (15)3.4.2 变频器的选择 (15)3.4.3 压力传感器的选择 (17)3.4.4 水位传感器的选择 (18)3.4.5 其他低压电器的选择 (18)3.5PLC的选型 (19)3.5.1 I/O点的统计 (19)3.5.2 PLC选型的基本原则 (20)3.5.3 I/O的分配 (20)3.6系统硬件线路设计 (21)3.7PID参数的预置 (22)4 变频恒压供水控制系统软件的设计 (23)4.1常用编程方法 (23)4.1.1 经验设计法 (23)4.1.2 翻译设计法 (24)4.1.3 逻辑代数设计法 (25)4.2编程软件的简单介绍 (27)4.3恒压供水系统梯形图的设计 (28)4.4程序的仿真与调试 (32)4.4.1 仿真软件的简介 (33)4.4.2 恒压供水系统程序的仿真调试 (33)4.5恒压变频供水系统的W IN CC界面设计 (36)4.5.1 WinCC软件简介 (36)4.5.2 恒压供水系统的WinCC界面设计 (37)4.6经济效益分析 (41)5 总结与期望 (43)5.1总结 (43)5.2展望 (43)参考文献 (45)附录参数表 (46)致谢 (47)1 绪论1.1 引言水是生命之源，人类生存和发展都离不开水。

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。

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基于PLC恒压供水变设计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。

本论文依据供水要求，设计了一套由PLC、变频器、远传压力表、多台水泵机组等主要设备构成的全自动变频恒压供水，具有全自动变频恒压运行、自动工频运行和现场手动控制等功能。

系统有效地解决了传统供水方式中存在的问题，并具有多种辅助功能，增强了系统的可靠性。

论文分析了多泵供水方式的各种供水状态及转换条件，分析了电机由变频转工频运行方式的切换过程及存在的问题,给出了实现有效状态循环转换控制的电气设计方案和PLC控制程序设计方案。

关键词：可编程序控制器,恒压供水,变频器PLC-BASED INVERTER CONTRL CONSTANT PRESSUREWATER SUPPLY DESIGNABSTRACTWith the rapid social-economic development of water quality and water supply systems to improve reliability requirements. In addition, the current energy shortage, the use of advanced automation technology, control technology and communication technology, the design of high performance, high energy, able to adapt to different areas of constant pressure water supply system has become an inevitable trend.In this paper, based on water requirements, the design of a set by the PLC, frequency converter, Far pressure gauge pressure, pump unit consisting of major equipment such as automatic frequency conversion constant pressure water supply, with automatic constant frequency operation, automatic frequency run and on-site features such as manual control. System to effectively solve the traditional way of water supply problems, and have a variety of auxiliary functions, and enhance the reliability of the system. paper analyzes the various ways water pump the state water supply and conversion conditions, analysis of the motor to change jobs by the frequency of the switching frequency operation and problems of the process, given the state of the cycle to achieve an effective change of control of the electrical design and PLC control program design.KEY WORDS: Programmable controller, Constant pressure water supply, Frequency converter目录前言 (1)第1章恒压供水的简介 (2)1.1 城市供水系统的需求 (2)1.2 变频恒压供水产生的背景和意义 (4)第2章恒压供水系统 (6)2.1 课题研究对象 (6)2.2 变频恒压供水控制方式的选择 (6)2.3 系统的构成 (8)2.4 工作原理 (10)2.5 变频恒压供水系统中加减水泵的条件分析 (11)2.6 主电路接线图 (12)第3章相关器件的选型及接线 (14)3.1 PLC的选型 (14)3.2 PLC的接线 (14)3.3 变频器的选型 (15)3.4 变频器的接线 (16)3.5 PID调节器 (17)3.6压力传感器的接线图 (19)3.7 原件表 (20)第4章PLC控制及编程 (23)4.1 PLC控制 (23)4.2 系统运行模式 (24)4.2.1 手动运行 (24)4.2.2 自动运行 (24)4.3编程及介绍 (25)4.3.1总程序的顺序功能图 (25)4.3.2 自动运行顺序功能图 (25)4.3.3 手动模式顺序功能图 (27)4.3.4程序说明 (27)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)前言随着各住宅小区的宿舍楼等一座座高楼拔地而起，相应的生活用水量也大幅度增加。

《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进程的快速发展，供水系统的稳定性和效率问题越来越受到关注。

恒压变频供水系统作为一种先进的供水技术，通过精确控制水泵的转速和输出，实现了水压的稳定供应。

本文将详细介绍基于PLC（可编程逻辑控制器）的恒压变频供水系统的设计与实现过程。

二、系统设计1. 需求分析在系统设计阶段，首先需要对供水系统的需求进行详细分析。

包括供水范围、水压要求、水泵数量及功率等。

同时，还需考虑系统的稳定性、可维护性及节能性等因素。

2. 硬件设计硬件设计是恒压变频供水系统的基础。

主要包括PLC控制器、变频器、水泵、压力传感器等设备。

其中，PLC控制器负责整个系统的控制与协调，变频器用于调节水泵的转速，压力传感器则用于实时监测水压。

3. 软件设计软件设计是实现恒压变频供水系统的关键。

通过PLC编程，实现对水泵的转速、输出及水压的精确控制。

同时，还需设计友好的人机界面，方便操作人员对系统进行监控与操作。

三、系统实现1. PLC编程PLC编程是实现恒压变频供水系统的核心。

通过编写梯形图或指令表，实现对水泵的转速、输出及水压的精确控制。

在编程过程中，需充分考虑系统的稳定性、响应速度及节能性等因素。

2. 硬件连接与调试将PLC控制器、变频器、水泵、压力传感器等设备连接起来，进行系统调试。

确保各设备之间能够正常通信，并实现精确的控制与协调。

3. 人机界面开发开发友好的人机界面，方便操作人员对系统进行监控与操作。

人机界面应具有直观、易操作、信息丰富等特点，能够实时显示水压、水泵状态等信息。

四、系统测试与优化1. 系统测试在系统测试阶段，需要对恒压变频供水系统进行全面的测试，包括稳定性测试、响应速度测试、节能性测试等。

确保系统能够满足实际需求。

2. 参数优化根据测试结果，对系统的参数进行优化，以提高系统的性能和稳定性。

优化过程中，需充分考虑系统的实际运行情况及外界环境因素。

基于PLC和变频器的恒压供水自动控制系统设计毕业论文目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (4)1.1 变频恒压供水产生的背景及研究意义 (4)1.2 变频恒压供水系统的国外研究现状 (8)1.3 变频恒压供水系统的发展前景 (9)1.4 课题来源及本文的主要研究容 (10)1.4.1 课题来源 (10)1.4.2 主要研究容 (10)第二章变频恒压供水自动控制系统简介 (12)2.1 供水系统的基本特性 (12)2.2 恒压供水系统的基本构成与原理简介 (13)2.3 变频调速的节能原理 (14)2.3.1 变频节能 (14)2.3.2 功率因素补偿节能 (19)2.3.3 软启动节能 (19)2.3.4 多泵并联恒压供水节能 (19)2.4 水泵运行方式的选择 (21)2.4.1 变频循环方式切换 (21)2.4.2 变频固定方式切换 (22)2.5 多泵并联变频恒压供水系统相关问题研究 (23)2.5.1 变频泵与固定泵容量配比问题 (23)2.5.2 多泵并联供水系统中电机的供电源切换问题研究 (24)2.6 变频恒压供水系统的特点 (26)2.7 本章小结 (27)第三章变频恒压供水自动控制系统的总体方案设计 (28)3.1 变频恒压供水自动控制系统工作原理简述 (28)3.2 变频恒压供水常用实现方法介绍 (29)3.2.1 PID控制法 (29)3.2.2 模糊控制法 (29)3.2.3 自适应控制法 (29)3.3 变频恒压供水系统控制方式简介 (30)3.3.1 全自动变频恒压控制方式 (30)3.3.2 全自动工频运行方式 (31)3.4 恒压供水系统总体概况介绍 (32)3.5 本章小结 (34)第四章变频调速恒压供水系统硬件设计 (35)4.1 功能设定 (35)4.2 总体结构关系和工作流程的简单介绍 (36)4.2.1 总体结构关系介绍 (36)4.2.2 工作流程简介 (37)4.3 系统硬件设计 (38)4.3.1 主电路设计 (38)4.3.2 控制电路设计 (39)4.3.3 信号检测 (40)4.3.4 系统工作过程详细分析 (41)4.4 主要设备选取 (42)4.4.1 PLC的选取 (42)4.4.2 变频器的选取 (43)4.4.3 变送器的选取 (43)4.5 本章小节 (44)第五章变频调速恒压供水系统软件设计 (45)5.1 变频恒压供水系统中的PID调节 (45)5.1.1 PID控制算法及特点 (46)5.1.2 PID参数整定的相关原则 (49)5.1.3 变频器参数设置及原理分析 (50)5.2 PLC配置 (58)5.2.1 S7-200型PLC的特点 (58)5.2.2 PLC的开关量输入输出点 (58)5.2.3 PLC在该系统中的功用 (59)5.2.4 PLC程序设计 (60)5.3 本章小节 (61)总结 (62)参考文献 (65)附录 (67)致谢 (72)第一章引言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。

摘要通过对变频器的学习和对PLC的了解，是我们了解到变频器在现今的应用越来越普遍，特别是在工厂的电气控制、小区的恒压供水、空调的变频应用等等。

本文介于一小区消防、供水的要求，设计出了一套可供使用的方案，首先本文采用的是西门子PLC作为主控单元，利用风光JD-BP32-XF型供水变频器根据系统的状态可快速调节供水系统的恒压性达到恒压供水的目的，但出现火灾时，生活用水的系统低恒压供水，而消防系统则高恒压供水，这样就保证了居民生活财产的安全在该系统中，PLC系统共有开关量输入点8个，开关量输出点10个,选用西门子主机CPU222（8入继电器出）1台，加上扩展模块EM222（8继电器输出）1台。

关键词：西门子PLC , 西门子主机CPU222 ,扩展模块EM222 ,风光JD-BP32-XF 型变频器，供水、消防双恒压供水。

目录绪论 (1)1、引言 (2)2、用户现场情况 (3)3系统控制要求 (4)4设备选型 (5)（1）风光JD-BP32-XF型供水变频器 (5)（2 ）PLC 选型 (5)（3）压力传感器 (6)5、电气控制系统原理图 (7)（1）主电路图 (7)（2）控制电路图 (8)（3）PLC接线图 (9)6系统程序设计 (9)（1）程序中使用的PLC内部器件及功能，如下表2所示： (9)（2）系统PLC流程图及程序： (11)7结束语 (20)8致谢 (21)参考文献 (22)B绪论变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，其电路由整流、中间直流环节、逆变和控制四个部分组成。

我们现在使用的变频器主要采用交-直-交方式（VVVF变频或矢量控制变频）。

在工业控制领域，变频调速普遍适用于各种调速系统中，为了实现能源的充分利用和生产的需要，需要对电机进行转速调节，考虑到电机的启动、运行、调速和控制的特性，系统中由PLC完成数据的采集和对变频器、电机等设备的控制任务。