恒压供水系统设计任务书

毕业设计任务书题目基于PLC的水储罐恒压系统设计学生姓名学号班级专业电气工程及其自动化承担指导任务单位电气工程系导师姓名导师职称一、主要内容水储罐保持恒定水压的PLC控制。

二、基本要求1．保持恒定水压，水以变化的速率不断从水储罐取出。

2．变速泵用于保持充足水压的速率添加水到水储罐。

三、主要技术指标(或研究方法)1．系统设定值等于水储罐达到充满75%水位的设置。

2．过程变量由浮点型测量器提供，它提供水储罐充满程度的相同读数，可以从0到100%变化，泵速的值为输出值，允许泵从最大速度的0到100%运行。

四、应收集的资料及参考文献五、进度计划1-3周课题调研、收集、学习参考资料，查阅外文资料4-5周制定毕业设计方案，作开题报告6－9周完成电路设计，编写程序，中期答辩10－11周系统调试，撰写论文12-13周设计整体系统。

14－15周整理并撰写毕业设计论文，提交论文给指导老师16周答辩教研室主任签字时间年月日毕业设计开题报告题目基于PLC的水储罐恒压控制系统设计学生姓名学号班级专业电气工程及其自动化一、本课题的研究背景随着国民经济的飞速发展,水储罐被广泛应用于石油化工,锅炉制造等行业, 它的普遍特点是常用于高温, 高压等恶劣工况下,因此对水储罐的质量提出了更高的要求。

于是,压力试验成为水储罐生产过程中必需的质量检测环节,对水储罐质量检验起着重要作用。

水压控制正是为检验水储罐的耐压能力而设计制造的.水压实验机是一种利用油水平衡控制对水储罐进行静水压试验的机器.它一方面检查水储罐是否有渗漏现象,另一方面可以消除水储罐在成型过程中产生的残余内应力。

将水储罐充满高压水后在一定压力范围内对其进行保压,保证规定时间内水储罐全长范围内均无泄漏,它是一个多方面为一体的复杂系统,是集机械、电气、液压、传感和自动控制为一体的复杂的机、电、液一体化设备。

水储罐恒压控制系统集变频技术、电气传动技术、现代控制技术于一体。

采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便地实现供水系统的集中管理与监控，同时可达到良好的节能性，提高供水效率。

变频调速恒压供水系统设计方案2.1 住宅小区给水系统的要求多层住宅小区已取消屋顶水箱，逐渐采用变频恒压供水设备给水系统，而对于十二层及十二层以下的"小高层"，《民用建筑水灭火系统设计规程》中规定"当采用小区集中给水泵房的生活消防共用给水系统时，可不设高位水箱。

但应符合下列规定：①泵房的给水服务半径不宜大于150m;②消防泵和生活泵的电源应不低于按二级负荷的要求供电或自备柴油发电机;③消防泵的流量应满足生活和消防同时给水的流量;④泵房的出水压力平时不应大于0.45MPa，且应保证室内消火栓给水系统充满水;在灭火时应满足室内消防给水系统的压力;⑤室内消火栓给水系统竖管的顶部应设自动排气阀"。

2.2 用水量计算及水泵的选型(1)用水量计算设计流量的大小直接关系到水泵的选型、管网的口径及给水的安全保证性。

目前，一般住宅小区的设计流量主要包括以下几方面;①居民生活用水;②公共建筑用水;③消防用水;④绿化用水;⑤浇洒道路用水;⑥未预见水量及管网漏失水量。

其中，公共建筑用水可按现行《建筑给水排水设计规范》给水当量计算;浇洒道路和绿地用水量应根据路面、绿化、气候和土壤等条件确定，草本植物可选2.0L/(m2·d);木本植物可选1.0L/(m2·d);未预见水量及管网漏损量，可按最高日用水量的10%-15%合并计算。

而最难确定的是小区居民生活用水，这主要是住宅小区大小不一，幢数不同。

这就决定了住宅小区居民生活用水量的确定，既不同于城市市政给水设计，也不同于建筑物室内给水设计。

平时我们进行设计时，通常采用经验做法;小区生活用水干管按最高日最大时流量公式进行计算，宅前支管和进户管按当量以设计秒流量公式进行计量。

如表1为某设计院设计的某住宅小区的生活用水量计算结果。

表1 某住宅小区用水量计算表用水地点户数或面积用水量标准用水量(m3)系数备注最大日平均时最大时2.23.5人/户住宅楼1647300L/人.d173072159洗车52183L/m2.d1655绿化370201.5L/m2.d1111111每日二次未预见 186918按10%计合计 204397193按照城市自来水公司的给水安全性要求，每座水泵房的给水服务面积不允许超过50000m2，约450户居民，按每户3.5人计算，则总用水人数1575，按照城市住宅标准规定“住宅每人最高日生活用水定额不应小于230L”，可取300L/(人·d)。

恒压供水自动控制系统设计方案控制策略：1.PID控制策略：根据水压的反馈信号与设定值之间的误差，计算出控制阀门的开度，以调节出水流量，使水压保持在设定值范围内。

2.水泵组合运行策略：根据需求的水流量大小，自动选择合适的水泵数量和运行状态（单泵或多泵并联），以满足供水系统对水压的要求。

3.系统监测与故障诊断策略：通过监测系统中的传感器，实时监测供水系统的压力、流量、温度等参数，并能够自动诊断故障，提供警报和故障排除建议。

硬件选择：1.压力传感器：选用高精度、稳定性好的压力传感器，能够实时准确地测量供水系统中的水压，并将信号传送给控制器。

2.控制阀门：选择高灵敏度、响应速度快的电动或气动控制阀门，能够根据控制信号快速调节水量，实现恒压供水。

3.变频器：选择适合的变频器可以根据供水需求调节水泵的运行频率，提高系统的能效，减少能耗。

4.控制器：选用可编程控制器（PLC）或微处理器控制器（MCU），具有强大的计算和控制能力，能够实时处理信号，控制整个供水系统的运行。

系统布局：1.水源与水池：根据供水需求选择水源和水池的容量，保证水能够持续供应。

2.水泵配置：根据供水系统的水压需求，选择合适的水泵类型和数量，自动控制其启停和运行状态，以稳定供水压力。

3.阀门安装：在输送管道上设置自动控制阀门，根据系统控制信号调节阀门的开度，以控制出水量，保持恒定的水压。

4.传感器安装：将压力传感器、流量计等安装在适当的位置，能够准确地测量和传递相关参数，为系统控制提供实时反馈信号。

5.控制器布置：控制器应该安装在恒温恒湿的环境中，与其他元件紧密配合，并与操作界面（如触摸屏）相连，便于操作和监控系统运行。

以上是对恒压供水自动控制系统设计方案的一个基本描述。

具体的实施方案需要根据实际情况进行具体分析和设计，以确保系统运行的稳定性、可靠性和效果。

绪论 (3)1 楼宇供水系统的控制要求 (4)1.1 水泵的启停 (4)1.2 水泵启停切换原则 (4)2 楼宇供水系统的工作原理 (5)2.1 楼宇供水系统的构成 (5)2.2 楼宇供水系统的工作原理 (6)2.3 系统主要特点 (7)3 恒压供水控制硬件系统的设计 (9)3.1 PLC的特点 (9)3.2 PLC的硬件系统 (10)3.3 恒压供水控制系统PLC的选择和功能 (10)3.4 恒压供水控制系统设计要点 (11)3.4.1 变频器的容量 (11)3.4.2 电动机的保护 (11)3.4.3 注意问题 (11)3.5 PLC控制系统设计与调试的一般步骤 (11)3.6 变频调速恒压供水系统功能说明 (13)3.6.1 控制对象 (13)3.6.2 变频调速系统工作过程 (13)3.6.3 控制功能框图 (14)3.7 变频调速恒压供水系统电路图 (14)3.7.1 供水系统的主电路图 (14)3.7.2 供水系统的控制电路图 (15)3.7.3 系统设计的硬件连接图 (16)4变频调速恒压供水系统软件设计 (21)4.1 PLC应用系统的软件设计内容 (21)4.2 PLC应用系统的软件设计步骤 (21)4.3 编程的基本原则 (21)4.4 系统软件流程图 (22)4.5 供水系统主程序设计 (23)4.6 供水系统的子程序设计 (25)4.7 供水系统的中断程序设计 (25)4.8 储存器功能表与整体程序分析 (26)结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录1 系统的主程序指令 (30)附录2 系统的主程序指令 (32)附录3 系统的中断程序指令 (33)绪论由于生活用水过程中存在不同时间段用水量不均现象。

如果不对供水量进行调节,管网压力的波动也会很大,容易出现管网失压或爆管事故,同时也浪费了大量能源。

为了节约电能,又能保证正常用水,供水部门也采取了不少措施。

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。

课程设计课题名称变频恒压供水控制系统设计学院(部)专业班级学生姓名学号指导教师(签字)一、设计概述变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。

本课程设计为实现恒压供水功能而按照设计任务书要求完成设计任务。

最终实现控制系统的自动稳定运行。

根据设计要求本系统采用西门子PLC300控制系统对变频器进行调速控制和系统输入输出信号的采集以及系统报警功能的实现。

本系统内的电机调速由变频器来实现，通过PLC控制变频器和现场压力仪表检测的反馈信号来实现对电机的自动恒压控制功能。

二、设计任务例如一楼宇供水系统，正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。

采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。

当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。

本恒压供水系统，要求以1.0Mpa的恒定压力对用户进行供水。

水泵有2台，由一台变频器驱动。

PLC按照压力变送器（PIT）的信号，调节变频器的输出，使水泵的转速变化，从而保证供水压力的恒定。

两台水泵互为备份，可任意选择一台水泵处于变频模式或工频模式。

控制系统原理如图1所示：图1 恒压供水变频控制系统原理图三、系统设备选型1主要电气元件参数指标水泵：35KW，三相异步电动机恒压设定点：1.0Mpa压力变送器：0-1.6Mpa，两线制，4-20mA电流输出变频器：VVVF变频器（1）水泵根据设计要求水泵正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。

参考相关资料选择型号为IS50-32-125(扬程50m，流量50 m3/小时)的水泵即可满足要求。

(2)远传压力表由于远传压力表具有价格低、有数据读取表盘等优点，结合具体实际设计，故在此处选择其作为反馈信号。

四、系统控制要求1、设两台水泵。

一台工作，一台备用。

正常工作时，始终有一台水泵供水。

当工作泵出现故障时，备用泵自投。

山西大同大学2013届应届毕业生毕业论文开题报告级任务书论文题目PLC控制的恒压变频供水系统指导教师王桂花姓名学号一、主要设计内容设计一个变频供水控制系统,系统中应结合PLC技术、变频技术、电机控制技术,主要有:①掌握供水系统的实际意义,以及生产实际对系统的要求,透彻的掌握该供水系统的各个环节;②结合实际情况粗略估计所要设计的供水系统各个技术要求,包括蓄水池的容量,以及用水量的高峰及谷底值,PID调节器、电机容量及台数,以及变频器的选择;③根据上述,提出一个合理的方案;④绘制系统的总体结构图,电气原理图,及硬件接线图;二、设计主要思想本设计采用电动机调速装置与可编程控制器构成控制系统，进行优化泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网压力变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。

恒压供水是指在供水网管中，当用水量发生变化时出口压力保持不变的供水方式。

所谓变频恒压供水系统的设计与实现变频恒压供水系统的核心，在于使用一台或几台变频器对供水系统的水泵进行变频控制，使整个控制系统中供水水泵尽量工作在最佳效率状态。

系统的控制目标是泵站总管的出水压力。

系统设定给水压力值与反馈值进比较，其差值送入CPU 运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投入台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水压力稳定在设定的压力值上。

其实质就是利用变频器的PID 功能实现工业过程的闭环控制。

即将压力控制点测的压力信号直接输入到变频器中，由变频器将与用户设定的值进行比较，并通过变频器内置PID 运算将结果转换为频率调节信号调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速.系统控制原理图三、设计步骤①掌握系统的工作原理及其构成;②熟悉各个器件(PLC 、变频器、三相异步电动机、PID 调节器）的工作原理以及构造和它们在国内的主要生产厂家;③根据所要应用的场合选择适当型号的元器件；④根据原理图完成初步的现场接线图，并列出硬件清单；⑤编写PLC 程序；⑥优化硬件接线图，并且完善所设计的系统；四、毕业设计进度安排PID 调节压力设定 变频扩展器 M 供水管网 压力变送器第一周：了解设计的课题；第二周：收集相关的书籍以及技术资料；第三周：整理出关于系统所需器件的详细资料（构造、工作原理等）；第四周：初步完成主电路的设计；第五周：构思不同控制电路；第六周：比较并从中选择合适的控制电路；第七周：优化所选的电路；第八周：根据所要应用的环境，选择合适元件（电机的台数和功率、PLC 型号、变频器的型号）；第九周：绘制电路图，并列出硬件清单；第十周：总结，写出毕业论文；第十一周：准备答辩指导教师意见指导教师签字：年月日。

基于PLC的恒压供水系统任务设计书基于PLC的恒压供水系统任务设计书一、系统概述众所周知，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。

主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象，而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，此时将会造成能量的浪费，同时有可能导致水管爆破和用水设备的损坏。

在此情况下，我们小组讨论并设计了该“基于PLC的恒压供水系统”。

本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。

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。

二、总体方案设计PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统，该系统的控制流程图如图1所示：图1变频恒压供水系统控制流程图从图中可看出，系统可分为：执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分，具体为：(l) 执行机构：执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，其中由一台变频泵和两台工频泵构成，变频泵是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定；工频泵只运行于启、停两种工作状态，用以在用水量很大（变频泵达到工频运行状态都无法满足用水要求时）的情况下投入工作。

(2) 信号检测机构：在系统控制过程中，需要检测的信号包括管网水压信号、水池水位信号和报警信号。

毕业设计开题报告一、课题设计（论文）目的及意义变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点,变频控制技术的进步不仅仅是异步电动机结构简单、坚固、易于维护等优点，更主要的是采用变频调速技术的异步电动机的机械特性达到了直流电动机调压调速的特性。

由于计算机技术的介入，使得变频器具有丰富的功能和方便好用的特点，因此人们才有可能按照实际要求，自行构成一个适用和可靠的调速系统。

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。

二、课题设计（论文)提纲1、恒压供水系统技术指标分析2、硬件电路设计3、软件设计4、总体调试三、课题设计（论文)思路、方法及进度安排设计思路:详细分析设计要点及参数确定，系统的工艺要求，对主要元器件选型.根据工艺要求进行硬件设计和软件设计进度安排1-2周，根据任务书搜集资料，方案论证，写开题报告,制定元器件购买计划及预算；3-4周，电路设计,电路组装、调试、成型5-6周,整理论文材料,毕业答辩。

四、课题设计（论文）参考文献；［1］袁任光.可编程控制器选用手册,北京：机械工业出版社,2002。

[2] 陈宇。

可编程控制器基础及编程技巧,广州：华南理工大学出版社，1999.［3] 马云峰、徐群岭.PLC的PID功能在恒压供水系统中的应用，潍坊:潍坊高等专科学校。

[4] FX—20MX可编程控制器操作手册及编程手册［5］ YASKAWA CIMRG7变频器用户手册、产品目录、编程手册[6］滑海穗、郎宏仁。

可编程控制全自动恒压供水系统,哈尔滨:哈尔滨市自来水公司.［7] 陈少波.带PID功能的变频器在恒压供水系统中的应用，广东：广东汕头大学机电系.[8］韩焱青.PLC控制变频调速恒压供水系统，武汉化工学院学报 2000年04期恒压供水系统的设计内容摘要:本文主要针对当前供水系统中存在的自动化程度不高、能耗严重、可靠性低的缺点加以研究，开发出一种新型的并在这三个方面都有所提高的PLC 控制的恒压供水系统。

《交流调速》课程设计课题名称变频恒压供水控制系统设计学院(部) 兴华学院专业电气工程及其自动化班级61130802学生姓名王平学号6 月27 日至7 月 1 日共 1 周指导教师(签字)11年 5 月30 日一．概述伴随社会旳飞速发展和都市建设规模旳扩大，人口旳增多以及人们生活水平旳提高，对都市供水旳质量、数量、稳定性等问题提出了越来越高旳规定，我国中小都市供水旳自动化配置相对落后，机组旳控制重要依托值班人员旳手操作，控制过程啰嗦，并且手动控制无法对供水管网旳压力和水位变化及时做出恰当旳反应。

为了保证供水，机组常保持在超压旳状态下运行，设计了一套基于PLC旳变频恒压供水系统。

恒压供水技术以其节能、安全、供水高品质等长处，在供水行业得到了广泛应用。

恒压供水调速系统实现水泵电动机无级调速，根据用水量旳变化自动调整系统旳运行参数，恒压供水对水泵、电机也起到了很好旳保护作用和有效地节省了电能旳消耗。

结合使用可编程控制器，可实现循环变频，具有短路保护、过流保护功能，工作稳定可靠，延长了设备旳使用寿命。

二．方案确定变频恒压自动控制供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器等构成。

系统采用一台变频器拖动二台水泵运行，起动，调速。

在变频调速恒压供水系统中，单台水泵工况旳调整是通过变频器来变化电源旳频率f来变化电机旳转速n,从而变化水泵旳性能曲线来实现旳。

分析水泵旳能耗比较图，可以看出运用变频器实现调速恒压供水，当转速减少时，流量与转速成正比，功率以转速旳三次方下降，与老式供水方式阀门节流控制相比，在一定程度上可以减少能量损耗，可以明显节能。

系统正常运行时，顾客用水管网上旳压力传感器对顾客旳用水水压进行数据采样，传播至PLC，与顾客设定旳压力值进行比较，将成果转换为频率调整信号和水泵启动台数信号分别送至变频器和可编程控制器；变频器调整水泵电机旳电源频率，进而调整水泵旳转速；PLC控制水泵旳运转。

通过对水泵旳启动和停止及其中变频泵转速旳调整，将顾客管网中旳水压恒定于顾客预先设计旳压力值，到达“变量恒压供水”旳目旳。