城市供水系统设计
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城市供水系统施工组织设计方案一、前言随着城市人口的增长和城市化进程的加快,城市供水系统的建设显得尤为重要。
为了确保供水系统的正常运行和施工期间的顺利进行,制定一份合理的施工组织设计方案至关重要。
二、总体概述1. 项目概述本项目是为满足XX城市未来的城市化需求而建设的供水系统。
该供水系统主要包括水源、水库、抽水站、输水管道、泵站以及水厂等设施。
2. 施工目标本施工组织设计方案的目标是确保供水系统的按时、高质量完成,并保证施工期间的安全和环境保护。
三、施工准备1. 人员准备为了保证施工的顺利进行,应组建合适的施工团队,包括工程师、技术人员、施工人员等,并确保其具备相关的专业技能和经验。
2. 设备准备根据施工计划,准备好所需的施工设备和机械设备,包括挖掘机、起重机、压力机等。
四、施工流程1. 建设方案论证在开始施工之前,需要进行建设方案的论证工作,包括设计方案的可行性和施工工艺的可行性等方面。
2. 地质勘测与设计完成建设方案论证后,进行地质勘测,确保选址的合理性。
然后制定水源供应方案、设备选型和施工图纸,并进行评审。
3. 施工准备准备作业现场,包括对施工区域进行清理、修整,并搭建所需的临时设施和仓库。
4. 施工实施按照设计方案进行施工,包括水源的开挖、设备的安装、管道的铺设等。
同时,要确保施工过程中的安全和环保。
5. 施工验收施工完成后,进行工程的验收工作,核查施工质量和工程量,确保达到设计要求。
五、安全与环保措施1. 安全措施确保施工期间的安全,要加强现场安全教育,严禁违章操作,加强施工区域的管控和警示标识,配备必要的安全设施。
2. 环保措施施工期间要严格遵守环保法规,做好噪音、粉尘和废水的处理工作,确保施工不对周边环境造成污染。
六、施工进度计划根据设计要求和施工条件,制定详细的施工进度计划,明确每个施工环节的时间节点和工期,确保项目按时完成。
七、风险与应对策略1. 风险识别识别施工过程中可能存在的风险,如地质灾害、设备故障等。
城市供水和排水设计规范引言:城市供水和排水系统是城市基础设施的重要组成部分,它的良好设计和规范运行对于城市居民的生活质量、经济发展和环境保护都至关重要。
本文将围绕城市供水和排水系统的设计规范展开论述,包括设计原则、设计概念、材料选用、管网布局等方面的内容,以期为城市供水和排水系统的设计提供一些有益的参考。
一、设计原则城市供水和排水系统的设计应遵循以下原则:1.可持续性:设计应考虑未来城市发展的需求和负荷,采用可持续的技术和策略,确保系统的长期可靠性和可维护性。
2.安全性:设计应充分考虑供水和排水系统的安全性,确保水质安全、供水稳定、排水畅通,并防止水源污染和防洪灾害。
3.经济性:设计应充分考虑成本效益,合理配置资源,优化系统结构和运行方式,降低运营成本,提高效率。
4.环境友好性:设计应采用环保技术,降低水资源消耗和能源消耗,减少对环境的负面影响,推动可持续发展。
5.适应性:设计应考虑城市供水和排水系统的可扩展性和适应性,以适应城市发展和变化的需求。
二、设计概念1.供水系统设计概念供水系统的设计应基于以下概念:(1)源头保护:确保供水源的水质安全和可持续性,采取有效措施防止水质污染。
(2)输水安全:采用合适的管道材料、管道布局和水压控制,确保供水系统的输水安全。
(3)供水稳定:设计合理的供水网络布局,确保供水系统能够满足日常和峰值需求,保障供水的稳定性和可靠性。
(4)供水节水:采用节水设备和技术,控制供水系统的漏损和浪费,提高供水系统的水资源利用效率。
2.排水系统设计概念排水系统的设计应基于以下概念:(1)排水安全:设计合理的排水网络布局,确保排水系统能够有效排除污水和雨水,防止水浸和涝灾害。
(2)污水处理:设计合适的污水处理工艺和设施,确保市区的污水得到有效处理,达到排放标准。
(3)降雨管理:采用合适的雨水收集和利用技术,减少城市雨水径流,缓解城市排水压力,并实现雨水资源的有效利用。
(4)管道维护:设计应考虑排水管道的检修和维护工作,确保排水系统的正常运行和持久使用。
城市供水工程设计规定随着人口的增长和城市的扩大,城市供水工程在城市建设中扮演着重要的角色。
城市供水工程的设计规定是确保正常运行和安全使用供水系统的关键性文件。
本文将从供水系统的需求、设计原则、设计要求及技术规范等方面,探讨城市供水工程设计规定的相关内容。
一、供水系统的需求城市供水工程的设计规定首先要满足市民对水资源的需求。
根据城市的用水需求和水质要求,合理配置供水设施,满足居民生活用水、农业灌溉、工业用水等各类需求。
此外,还要考虑经济发展、环境保护等因素,确保供水系统的可持续发展。
二、设计原则1. 安全性原则:确保供水系统的安全运行,防止水质污染、破坏和事故发生。
设计中应考虑地质条件、自然灾害等因素,采取相应的防护措施,保障供水系统的稳定性和可靠性。
2. 经济性原则:在满足供水需求的前提下,合理利用资源,降低工程建设和运行成本。
通过科学的设备配置、管网布局和管理措施,提高供水效率,减少能耗和水源浪费。
3. 环保原则:在供水系统的设计中,应考虑降低对环境的影响,减少水污染和废水排放。
采用节水技术、水处理设施和环境监测手段,保护水资源,维护生态平衡。
三、设计要求1. 设计宗旨:基于城市供水工程的需求和现有条件,明确设计的宗旨和目标。
包括供水水量、水质水位、水压、供水范围等方面的要求,确保设计方案符合实际需求。
2. 设计指标:根据城市供水工程的规模和功能,确定设计的指标。
包括设计年限、供水负荷、水源保证率、供水压力、水质标准等,为后续设计提供参考依据。
3. 设计参数:确定供水系统设计的关键参数。
包括水源地的选取、水处理工艺、水泵的选型和布置、管网的布局和尺寸、消防设施的配置等。
设计中要充分考虑供水系统的可行性、稳定性和可操作性。
4. 设计布局:在设计城市供水工程时,要考虑水源地的位置、水质的变化、供水管网的布局和分区等因素。
合理规划供水系统,确保供水能力和质量满足市民的需求,同时减少供水损失。
5. 设备选型:选择符合设计要求的供水设备和管材。
城市供水系统设计与改造方案随着城市化进程的不断加速,城市供水系统的设计和改造变得越来越重要。
城市供水系统是保障城市居民正常生活和经济发展的基础设施之一,其设计和改造方案直接关系到城市的可持续发展和居民的生活质量。
本文将探讨城市供水系统的设计原则、改造方案以及可能面临的挑战。
一、城市供水系统设计原则1. 可持续性:城市供水系统的设计应注重可持续性,包括水资源的可持续利用、供水设施的可持续运行以及供水系统的可持续发展。
这需要综合考虑水资源的保护、供水设施的节能减排以及供水系统的扩建和更新。
2. 安全性:城市供水系统的设计应注重供水水质的安全性和供水设施的安全性。
水质安全是保障居民健康的重要因素,供水设施的安全性则关系到供水系统的可靠性和抗灾能力。
3. 高效性:城市供水系统的设计应注重供水的高效性,包括供水设施的运行效率、供水网络的布局合理性以及供水管理的科学性。
高效的供水系统能够提高供水的可靠性和供水设施的利用率。
二、城市供水系统改造方案1. 水资源保护与利用:城市供水系统改造的首要任务是保护和利用水资源。
可以采取多种措施,如加强水源地保护、提高供水设施的水资源利用效率以及开展水资源再生利用等。
2. 供水设施更新与升级:城市供水系统的设施往往存在老化和瓶颈问题,需要进行更新和升级。
可以采用先进的供水设备和技术,提高供水设施的运行效率和供水能力。
3. 供水网络优化与扩建:城市供水系统的网络布局和管网结构对供水的可靠性和供水能力有着重要影响。
可以通过优化管网布局、改善管网结构以及扩大供水网络覆盖范围等措施,提高供水的可靠性和供水能力。
4. 智能供水管理:利用信息技术和智能化手段,实现供水系统的智能化管理。
可以通过远程监控、数据分析和智能决策等手段,提高供水系统的运行效率和管理水平。
三、城市供水系统改造的挑战1. 资金问题:城市供水系统改造需要大量的资金投入,包括设备更新、管网扩建以及智能化管理等方面。
如何筹集足够的资金成为一个重要的挑战。
一、项目概述随着城市化进程的加速,城市供水工程建设更加迫切。
本项目为某城市供水工程体系设计方案,主要目标是对城市的供水系统进行重新设计和优化,以提高供水系统的稳定性、安全性和经济性,并满足未来城市发展的需求。
二、项目背景1. 城市发展需求:随着城市人口的增加和经济的快速发展,对城市供水系统的供水量和供水质量有着越来越高的要求。
2. 旧系统存在问题:目前供水系统面临的问题包括老化设备、水质不达标、易发生水压不稳定、供水量不足等。
3. 新技术的应用:随着科技的不断进步,新技术的应用可以为供水系统带来更大的改善和提升。
三、项目目标1. 提高供水系统的稳定性:通过优化管网布局和管网连接方式,降低管网压力损失,增加系统的稳定性。
2. 提高供水系统的安全性:采用先进的水处理技术,提高水质稳定性;建设水源水库等设施,增加供水系统的应急处理能力。
3. 提高供水系统的经济性:通过技术改进和设备更新,降低供水系统的运营成本,提高系统的经济效益。
4. 保障未来城市发展需求:根据未来城市规划,设计供水系统能够满足未来城市发展的需求。
四、供水系统结构设计1. 水源水库建设:建设一座规模适中的水源水库,作为城市供水的主要水源。
水库的建设需要考虑水质稳定性和供水量的储备。
2. 原水处理设施:建设一座原水处理设施对水库的水进行处理,提高水质的稳定性和水源的可靠性。
3. 输水管道设计:设计输水管道的布局和连接方式,降低管网的压力损失,提高供水系统的稳定性。
4. 高低水箱设计:设置高低水箱,平衡供水系统的水压,提高供水系统的安全性。
1. 技术改进:引进先进的供水设备,提高供水系统的运营效率和质量。
2. 数据监测:建设监测系统,对供水系统进行实时监测,及时发现问题并进行处理。
3. 应急处理:建立供水系统的应急处理机制,对供水系统的事故进行及时处理和修复。
4. 保养维护:建立供水系统的保养维护计划,对设备和管网进行定期维护和检修,延长设备使用寿命。
第1篇一、项目背景随着我国城市化进程的加快,城市供水需求日益增长。
为了保证城市供水安全、稳定,提高供水质量,满足城市居民和企事业单位的用水需求,本设计方案旨在为某城市供水工程设计提供一套科学、合理、可行的解决方案。
二、设计原则1. 安全可靠:确保供水系统在各类突发事件下的安全稳定运行,满足城市供水需求。
2. 经济合理:在保证供水质量的前提下,优化设计方案,降低工程投资。
3. 先进适用:采用国内外先进的供水技术,提高供水系统的自动化、智能化水平。
4. 环保节能:遵循可持续发展理念,降低供水系统对环境的影响,提高能源利用效率。
5. 持续发展:设计时应充分考虑未来城市发展的需求,确保供水系统具有良好的可扩展性。
三、设计范围本设计方案包括以下内容:1. 城市供水水源选择与开发利用2. 城市供水水源地保护3. 城市供水管网设计4. 城市供水泵站设计5. 城市供水水质处理6. 城市供水系统运行与管理四、城市供水水源选择与开发利用1. 水源选择(1)地表水源:根据城市地理位置、水资源状况及供水需求,优先选择地表水源。
(2)地下水源:地表水源不足时,可考虑开发利用地下水。
2. 水源开发利用(1)地表水源:修建水库、河道引水工程,提高地表水利用效率。
(2)地下水源:合理规划地下水开采区,确保地下水可持续利用。
五、城市供水水源地保护1. 水源地保护区划定:根据水源地水质、水量、地形地貌等因素,划定水源地保护区。
2. 水源保护措施:(1)加强水源地周边环境保护,严格控制工业“三废”排放。
(2)加强水源地周边农业面源污染治理,推广节水灌溉技术。
(3)加强水源地周边居民生活污水治理,确保生活污水达标排放。
六、城市供水管网设计1. 管网布局:根据城市地形地貌、供水需求及管网运行特点,采用环状、放射状等管网布局。
2. 管网材料:选用耐腐蚀、强度高、寿命长的管道材料,如钢管、球墨铸铁管、聚乙烯(PE)管等。
3. 管网直径:根据供水流量、压力及管网长度等因素,确定管网直径。
《城市供水系统改造工程设计方案研究》城市供水系统的可靠性和稳定性对居民的生活和工业发展至关重要。
然而,随着城市化进程的加快和人口的不断增长,旧有的供水系统已经难以满足日益增长的需求,因此,进行城市供水系统改造工程设计已成为迫切的任务。
问题分析在进行城市供水系统改造工程设计之前,我们首先需要对现有的供水系统进行全面的问题分析。
这包括供水管道老化、水质污染、供水能力不足等方面的问题。
通过对问题的深入分析,可以更好地了解现有供水系统的瓶颈和挑战。
设计目标基于问题分析的结果,我们可以确定以下设计目标:提升供水系统的可靠性和稳定性,确保供水质量符合国家标准;扩大供水能力,满足日益增长的需求;优化供水管网布局,降低供水能耗;提高供水系统的智能化水平,提升管理效率。
设计方案根据设计目标,我们可以提出以下设计方案:1.供水管道改造供水管道是城市供水系统的核心组成部分,旧有管道的老化和漏损是供水系统的主要问题之一。
因此,我们建议对老旧管道进行全面的检修和更换,采用耐腐蚀材料和先进的密封技术,以提高管道的耐用性和密封性。
2.水质监测和净化设备更新为了确保供水质量符合标准,我们需要对水质监测设备进行更新,并增加水质净化设备。
新的监测设备可以实时监测水质参数,并及时发出预警,提高供水管理效率。
净化设备的更新可以提高水质净化效果,降低供水中的污染物含量。
3.新建供水设施随着城市的不断发展,供水设施的新建是不可避免的。
我们建议根据城市规划和人口增长预测,在合适的地点新建水处理厂、水库和水泵站,以扩大供水能力,并确保供水系统的稳定运行。
4.智能化管理系统通过引入智能化管理系统,可以实现供水系统的远程监控、故障诊断和优化调度。
智能化管理系统可以自动化管理和控制供水设备,提高供水系统的管理效率和运维效果。
通过对城市供水系统的改造工程设计方案的研究,可以提升供水系统的可靠性、稳定性和智能化水平。
这不仅能够满足居民日益增长的需求,也有助于推动城市的可持续发展。
供水系统模型建设方案为了满足人民群众生活和生产用水的需求,提高城市供水系统的可靠性、稳定性和智能化水平,我们制定了供水系统模型建设方案。
一、工程概述该项目选址于城市中心,总占地面积1000平方米,主要包括供水处理站、供水管网、供水泵站以及智能监控系统四个部分。
供水处理站包括原水处理、净水处理、消毒处理等设备;供水管网包括主干管网和支管网两部分;供水泵站包括水泵、水箱等设备。
智能监控系统对供水系统各个节点行为进行监测,实现远程管理和自动化控制。
二、工程设计供水处理站采用先进的膜分离技术和活性炭吸附技术,能够高效去除水中的悬浮物、有机物和微生物,确保供水水质安全。
供水管网设计合理,采用不锈钢管材,减少管网泄漏和二次污染风险。
供水泵站采用变频水泵,能根据不同的供水需求调整水泵的运行状态,达到节能效果。
智能监控系统采用物联网技术,通过传感器对供水系统各节点进行监测,将监测数据上传到云端,实现远程管理和自动化控制。
三、工程施工工程施工分为选址、平整、地基基础施工、主体结构施工、设备安装等阶段。
建议选择土地平坦、水源充足、地质条件稳定的区域进行选址。
平整过程中注意地面排水,确保场地干燥。
地基基础施工要根据土质情况选择适当的基础类型,确保工程的稳定性和耐久性。
主体结构施工采用钢结构,提高工程的建设进度和质量。
设备安装过程中要确保设备的稳定性和安全性,避免设备运行中的振动和噪声。
四、项目投资和运维该项目总投资约1000万元,其中设备采购和工程施工占70%,智能监控系统和运维费用占30%。
工程建设完成后,需要成立专门的运维团队,负责对供水系统的日常运行进行监控和维护,同时进行定期的设备检修和水质监测,确保供水系统的正常运行。
运维费用由城市供水部门进行筹措,并通过水费收入进行覆盖。
综上所述,该供水系统模型建设方案综合考虑了水质安全、供水管网稳定性和智能化水平等因素,并进行了详细的工程设计和施工安排。
通过科学的投资和运维计划,可以为人民群众提供稳定、安全、智能化的城市供水服务。
优化城市供水系统的设计方案随着城市化进程的快速推进,城市供水系统在满足居民生活和工业发展需求方面面临着越来越大的挑战。
为了提高城市供水系统的运行效率和可持续发展能力,需要进行一系列的优化设计。
本文将探讨几个关键方面,包括供水系统规划、管网优化和节水措施。
一、供水系统规划合理的供水系统规划是优化城市供水系统的基础。
首先,需要进行充分的调研和分析,了解城市居民和工业用水的需求情况,并根据城市的发展态势进行合理的预测。
其次,要对供水系统的布局进行优化,合理划分供水区域,确保供水压力均衡,并减少供水距离和输水损耗。
此外,供水系统规划还应考虑到应急处理和水质保障的问题,确保在突发情况下能够及时提供安全的饮用水。
二、管网优化城市供水系统的管网是供水的关键环节,因此优化管网的设计和运行至关重要。
首先,要优化管网布局,减少管道的弯曲和过度延伸,降低管网阻力和输水损耗。
其次,要完善管网的监测和维修体系,及时发现和修复管道漏损和故障。
此外,可以采用智能化技术来优化管网运行,如远程监控和自动化控制系统,实现对供水系统的实时监测和调整。
三、节水措施为了提高供水系统的效率和可持续发展能力,需要采取一系列的节水措施。
首先,可以推广智能用水设备,如智能水表和水压调控装置,实现对用水量和用水压力的精确控制。
其次,可以加强居民和企业的水资源管理意识,提倡简约节约用水的生活方式和生产方式。
此外,还可以开展水资源回收和再利用项目,如雨水收集和灰水回用,减少对自然水源的依赖。
综上所述,优化城市供水系统的设计方案包括供水系统规划、管网优化和节水措施等多个方面。
通过合理规划供水系统、优化管网设计和运行以及采取节水措施,可以提高城市供水系统的效率和可持续发展能力,为城市居民提供稳定而安全的供水服务。
这不仅有利于居民的生活质量提升,也为城市的可持续发展做出了重要贡献。
城市供水排水设计规范导言:随着城市化的快速发展,城市供水和排水系统的规划和设计显得尤为重要。
城市供水排水设计规范是为了保障城市居民的生活水平和健康,合理配置城市的水资源,确保城市运行的高效和可持续性。
本文将以城市供水排水设计规范为主题,从供水、排水两个方面进行论述。
1. 城市供水设计规范1.1 水源选择在城市供水设计中,应优先考虑可持续性的水源。
可以利用河流、湖泊、地下水等,并且需要进行周边环境和水质的考察。
同时需充分考虑未来城市发展和用水量的增长,以确保水源的稳定供应。
1.2 管网设计管网设计是城市供水系统的关键,需要考虑地形、土壤条件、道路规划等因素。
管网应合理布置,确保供水管网的覆盖率和稳定性。
同时,在设计中应考虑供水压力、供水量等因素,以满足不同用水需求。
1.3 污水处理城市供水系统与污水处理系统密切相关。
设计时应充分考虑污水的处理方式,选择适当的处理工艺,以确保排放达标。
同时,在城市规划中还应设置合理的污水收集系统,将污水集中处理,减轻对地下水资源的污染。
1.4 预防水质污染城市供水系统的设计应考虑如何预防水质污染。
采取适当的预处理工艺,去除水中的悬浮颗粒、细菌等,确保供水的安全和清洁。
此外,还应设置相应的监测系统,及时发现水质异常并采取相应的处理措施。
2. 城市排水设计规范2.1 排水系统设计城市排水系统的设计需要符合城市规划和地形地貌条件。
合理设置雨水排放系统、雨水收集设施等,以确保城市在暴雨等极端天气情况下的排水能力。
同时,还需满足不同建筑物的排水需求,并考虑排放的水质标准。
2.2 污水排放在城市排水设计中,应合理设置污水管网,将污水收集后进行处理或引导至污水处理厂。
设计应充分考虑污水排放的水体负荷以及对生态环境的影响,确保排放达标并保护水体生态系统的稳定。
2.3 排水管道布置排水管道布置需要考虑道路规划、地下设施分布等因素。
应合理布置管网,避免交叉和重复的管道,提高排水效率。
在设计时还需考虑管道材质的选择,以确保排水系统的可靠性和持久性。
毕业论文(设计) 题目:城市恒压供水系统设计作者:杜善义专业及班级:06级机械制造及自动化指导老师:刘耀元准考证号:014408500157南昌理工学院光信息机电工程系2009年10月31摘要城市供水系统的主要在用水量不断变化的情况下,维持管内水压在一定范围内,即满足用户用水的要求,又能够最大程度节约能源、延长设备寿命。
变频供水的控制器经历了从继电器-接触器,到单片机,再到PLC。
而变频器也从多端速度控制、模拟量输入控制,发展到专用变频器。
实现了城市供水系统简单、高效、低耗能的功能,并且实现自动化的控制过程,采用PLC作为核心控制是个较好的方案。
关键词:恒压供水PLC 变频器程序设计主编:杜善义排版:徐振盼审核:翟亚军AbstractUrban water supply system, mainly in the water changing circumstances, to maintain its water pressure within a certain range, that is, to meet the requirements of the user of water, but also to the greatest degree of energy conservation, to extend the service life. Frequency of water supply has gone from a controller relay - contactor, to the microcontroller, to the PLC. The inverter speed control from multiterminal analog input control, the development of the special inverter. Implementation of urban water supply system is simple, efficient, low-power features, and achieve automated control process, using PLC as a core control is a better solution.Key words: constant pressure water supply inverter PLC program design.目录绪论 (1)供水系统简介 (1)供水系统功能要求 (1)第一章.系统的总体设计 (4)1.1 供水系统的结构 (4)1.2 供水系统的工作原理 (5)第二章硬件系统配置 (7)2.1 PLC选型 (7)2.2 PLC的I/O资源分配 (8)2.3 其他资源配置 (10)第三章.软件系统设计 (14)3.1 总体流程设计 (14)3.2 各个模块梯形图设计 (21)第四章.系统设计中问题及解决方法 (29)4.1 硬件方面问题 (29)4.2 软件方面问题 (30)第五章设计小结 (30)致谢 (31)参考资料 (32)绪论一、供水系统简介对于高层用户来说,在白天或用水高峰时候,供水系统的电机负荷最大,常常满负荷或超负荷;而晚上或休闲时,所需水量减少,但是电机依然处于满负荷运行,这样浪费了大量资源,对电机损耗也很大,由于变频调速系统的运用有效的解决了以上问题,根据用水量的大小来控制水泵的转速,即用水量大时,提高变频,使水泵转速升高,增加供水量。
当用水量减少时,降低变频,使水泵转速降低,或减少投入运行水泵数量,减少供水量。
现在由于电子技术的发展如SCAD系统、DCS系统和PLC等系统逐渐应用到工业控制中。
SCADA系统是由一个主控站和若干个远程终端站组成,通过物理链路层或数据链路层进行通信联系。
该系统最初用于通信系统,但终端站的扩展,也实现连续及顺序控制,所以较多应用于控制系统,但此类系统多侧重于连续监测的场所。
DC系统称为集散型控制系统,是由多台计算机和现场终端机组成的,共同完成分散控制和集中操作、管理的综合控制系统,多侧重于连续性生产过程管理。
PLC时可编程控制器的简称,它作为处理系统的控制器,实现控制系统的功能要求,也可利用计算机作为其上位机,通过网络连接PLC,对生产过程进行实时监控,具有编程方便、开发周期短、维护容易、通用性强、使用方便、控制功能强、模块化结构、扩展能力强等特点。
二、供水系统要求城市供水系统的主要在用水量不断变化的情况下,维持管内水压在一定范围内,即满足用户用水的要求,又能够最大程度节约能源、延长设备寿命。
变频供水的控制器经历了从继电器-接触器,到单片机,再到PLC。
而变频器也从多端速度控制、模拟量输入控制,发展到专用变频器。
实现了城市供水系统简单、高效、低耗能的功能,并且实现自动化的控制过程,采用PLC作为核心控制是个较好的方案。
PLC具有体积小,设计周期短、数据处理和通信方便、易于操作与维护、明显降低成本等优点,可满足城市供水系统的要求。
除此之外,PLC作为城市供水系统使设计过程变的更加简单。
可实现功能变的更多。
由于PLC和CPU强大的网络通信能力,使城市供水系统数据传输与通信变得可能,并且可实现远程监控。
利用PLC作为控制器的城市供水系统主要涉及两个方面:一是信号输入;二是控制输出信号。
其一、信号输入城市供水系统信号输入检测主要涉及三类信号的检测,主要包括:按钮的输入检测、液位高低的输入检测,以及管内压力的输入检测。
1)、按钮输入检测。
大多数为人工方式控制的输入检测,主要有手动按钮、自动按钮、水泵工频启动按钮、水泵变频启动按钮,以及变频加、减速按钮等。
2)、液位高低输入检测。
检测水池液位的高低,用来控制整个供水系统的启动和停止。
3)、管内压力输入检测。
按钮输入和液位高低输入检测到为数字量输入,管内压力输入为模拟量输入。
通过将管内的压力传感器安置于适当位置上,将检测值反馈到PLC中,通过运算输出控制水泵信号。
当压力值偏低时,供水量不足,导致用户无法正常用水,因此需要增加水泵的转速以增加供水量;当压力值偏高时,导致管内压力值过大,用户用水较多,容易对管道造成损害,因此减少水泵转速减少供水量,最终使管内的水压力保持在一定范围内。
其二、控制信号与输出信号信号输出部分主要包括两个方面;一个是数字输出,即各类设备的接触器;另外一个是通信输出,即通过RS-485来控制变频器。
1)、数字输出。
控制各类设备的启动和停止,包括:所有水泵的工频运行和变频运行等接触器,以及进水阀门的开启与关闭。
2)、通信输出。
通过PLC中PID运算的数据转换成标准值,该控制信号输入到变频器的通信端口上,改变变频器的输出频率,从而控制水泵的转速,最后达到控制水管中压力的要求。
第一章 系统的总体设计一. 供水系统的结构城市供水控制系统设计主要包括两个方面:一方面是机械结构设计;另一方面是PLC 电气控制方面设计。
机械结构是控制系统的基础,实现现控制功能的前提;PLC 电气控制系统是实现控制功能的核心部分。
机械部分的设计相对简单,电气结构、设备组成比较固定。
1、主要组成部分城市供水系统的组成比较简单,主要是一些管道、水泵、变频器等,以及其他的辅助设备构成,电气结构主要组成部分的简单示意图。
如图1-11)、水压变化:作为系统的控制输入量,能否采集信号根据控制系统的精度及可靠性。
2)、控制器:是整个控制系统的核心,通过对外界输入状态进行检测,输出控制量;对外界输入数据进行运算处理后,输出相应的控制量。
例如单片机、可编程逻辑控制器、计算机等。
3)、调速器:作为控制器的核心的后续控制单元,对终端设备进行控制,最终达到控制要求。
例如多段调速、变频调速等。
4)、水泵:供水系统的执行机构,通过调速器控制器控制电机的转速,最后达到控制水泵流量大小的要求。
水压变化 水 泵调速器 控制器2、电气控制系统电气控制系统主要包括操作面板、电气控制柜等单元。
由于该系统中需要检测较多的数字输入量,并且还要检测模拟输入,然后根据设定的程序进行数据处理,输出控制信号,因此系统的控制逻辑与时序就需要严格按照检测信号的输入进行控制,其示意图如图1-2所示。
二. 供水系统的工作原理图1、控制系统总体框图城市供水电气控制系统的总体框图如图1-3所示,PLC 为核心控制器,通过检测操作面板按钮的输入、各类传感器输入,以及相关模拟量的输入,完成相关设备的运行、停止和调速按钮。
2、工作过程城市供水系统在手动状态下,各类设备的控制根据操作面板上的按钮输入来控制,无逻辑限制,即不根据传感器的状态进行控制。
在自动方式下进行闭环控制,系统根据检测到外部传感器的状态如下:1)首先,测量水位的高低; 操作面板传感器输入模拟量输入PLC 变频器 水泵 图1-3 城市供水电气控制系统总体框图 控制器、调速设备及其他辅助设备机械结构操作面板 图1-2 系统电气图2)其次,采集压力传感器反馈的信号,将该传感器输出的模拟信号转换成PLC 可处理数字信号。
3)再次,PLC 根据压力反馈值,以及变频输出,对模拟量进行数据处理。
4)最后,在PLC 中数据经过计算后,产生控制信号来实现对驱动的控制。
这就完成了一个工作过程。
启动运行测量压力反馈值调节规律计算检测变频器输出输出控制驱动器一个过程结束图1-4 自动工作过程第二章 硬件系统配置一. PLC 选型根据工作原理和控制功能要求,因此设计出城市供水系统的电气控制系统框图如图2-1所示,在此控制系统中的核心处理器是PLC ,其输入和输出主要为数字量,只有一组模拟量输入。
根据城市供水电气控制系统的功能要求,从经济性、可靠性等方面来考虑,选择西门子S7-200系列PLC 作为城市供水电气控制系统的控制主机。
由于城市供水电气控制子系统的输入/输出端口较少,而其控制过程相对复杂,因此采用 CPU224作为该控制系统的主机。
在系统中,还需要采集模拟量的功能要求,因此需要再扩展一个模拟量输入/输出扩展模块。
西门子公司专门为S7-200系列PLC 配置了模拟量输入/输出模块EM235,该模块具有较高的分辨率和较强的输出驱动能力,可以满足控制系统的功能要求可编程控制器PLC操作面板 液位高度传感器 管内压力反馈值变频器三个泵运行显示面板图2-1 电气控制系统框图二. PLC 的I/O 资源配置根据系统的功能要求,PLC 的I/O 进行配置,具体分配如下所示。
1、数字量输入部分在此控制系统中,所有的输入量基本上属于数字量,主要包括各种控制按钮/旋钮等数字输入,共15个数字输入量,如表2.1所示。
EM23实例图实例图CPU2242-1 数字输入量地址分配输入地址输入设备输入地址输入设备I0.0 急停I1.0 2#泵变频启动I0.1 手动启动I1.1 3#泵工频启动I0.2 自动启动I1.2 3#泵变频启动I0.3 水池高位I1.3 电机加速I0.4 水池低位I1.4 电机减速I0.5 1#泵工频启动I1.5 水池进水阀门I0.6 1#泵变频启动I1.6 变频复位I0.7 2#泵工频启动2、数字量输出部分在这个控制系统中,主要输出控制的设备有,各种接触器、阀门等,共7个输出点,其具体分配如表2-2所示表2-2 数字输出量地址分配输出地址输出设备输出地址输出设备Q0.0 1#泵工频接触器Q0.4 3#泵工频接触器Q0.1 1#泵变频接触器Q0.5 3#泵变频接触器Q0.2 2#泵工频接触器Q0.6 水池阀门Q0.3 2#泵变频接触器3、模拟量输入部分由于需要采集一个压力传感器所反馈数据,因此扩展了一个模拟量输入/输出模块,具体I/O分配如表2-3。