恒压供水系统设计毕业论文要点

[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、能适应供水复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。

基于PLC的变频恒压供水系统能够根据用户量的多少来调节供水量，最大程度的解决了水资源和电资源的浪费，因此其是供水方式的发展的必然方向。

本文以某居民小区水泵电动机控制系统为对象，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；具体分析了变频恒压供水的原理及系统的组成结构，采用变频器和PLC构成变频调速系统，通过选择合适的硬件设备和软件编程方法及信号处理方式等阐明如何实现小区恒压供水。

[关键词]恒压供水;变频调速;PLC;节能Abstract: As China's social and economic development, urban construction and development very quickly, but also the construction of infrastructure facilities has put forward higher requirements. City water supply system construction is one of the important aspects of the water supply reliability and stability, the economy of a direct impact on the user's normal work and life. As people on the water quality and water supply systems in the continuous improvement of reliability requirements, the use of advanced automation technology, control technology and communication technology, design a high-performance, high-energy, water supply plants to adapt to the complex environment of constant pressure water supply Systems become an inevitable trend, based on PLC of constant pressure water supply system can adjust water supply according to the water consumption. The greatest degree of waste water resources to solve. so it is the necessary direction of water supply.In this paper, pipe network and pumps under the operation of the curve, clarify the water supply system for energy-saving Frequency Control Principle; specific analysis of the frequency of the principle of constant pressure water supply system and the composition of the structure, based on frequency and PLC constitute a variable speed control system, by selecting the right hardware equipment and software design method expounds how to realize the village water supply.Keywords：Constant pressure Water Supply; Variable velocity Variable frequency; PLC; energy conservation目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2国外变频供水系统现状 (1)1.3本文所做的工作 (1)2 变频恒压供水系统设计要求 (2)2.1系统的工艺要求 (2)2.2系统控制要求 (3)2.3本章小结 (3)3 变频恒压供水系统设计思路 (4)3.1拖动方式的选择 (4)3.2水泵的调节方式 (4)3.3调速方法选择 (4)3.4变频恒压供水系统的组成及原理图 (5)3.5小区变频恒压供水系统控制流程 (6)3.6本章小结 (7)4 系统硬件设计 (8)4.1系统主要设备的选型 (8)4.1.1 PLC选型 (8)4.1.2水泵的选型 (8)4.1.3变频器的选择 (8)4.1.4熔断器选择 (8)4.1.5压力传感器的选择 (9)4.1.6水位传感器的选择 (9)4.2系统主电气原理图设计 (9)4.3启动电路图 (10)4.4制动电路图 (11)4.5 I/O输入输出分配表 (12)4.6系统接线图 (13)4.7本章小结 (14)5 系统软件设计 (15)5.1系统软件设计思想 (15)5.2 PLC部分程序分析 (16)5.3组态软件总体设计 (17)5.4组态软件详细设计 (17)5.5本章小结 (21)6 系统实验室仿真 (22)6.1实验室环境 (22)6.2实验要求 (23)6.3系统调试与实现 (23)6.4本章小结 (23)7 结论与展望 (24)致 (25)参考文献 (26)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[1]。

恒压供水系统引言恒压供水系统是一种能够保持水压稳定的供水系统，广泛应用于楼宇、住宅区、工业园区等场所。

本文将介绍恒压供水系统的原理、构成和工作原理，并对其在实际应用中的优势和局限性进行分析。

原理恒压供水系统是通过控制水泵的启停和变频器的运行来实现水压的稳定。

系统根据水压的变化情况对水泵进行控制，以保持恒定的供水压力。

当水压过低时，水泵启动并加大供水流量；当水压过高时，水泵停止运行以减少供水流量。

变频器能够根据需求自动调整水泵的转速，以适应不同的供水压力需求。

构成恒压供水系统主要由水泵、水箱、变频器、传感器、控制器等组成。

水泵水泵是恒压供水系统的核心设备，负责提供稳定的供水能力。

根据实际需求，可以选择不同类型和规格的水泵，如离心泵、轴流泵等。

水箱水箱用于储存供水。

通过调整水箱的水位来实现不同水压需求下的供水控制。

变频器变频器是恒压供水系统的调速设备。

它可以自动控制水泵的转速，使其能够根据实际需求提供恒定的供水压力。

传感器传感器用于监测供水压力和水位等参数，并将数据传输给控制器进行处理。

控制器控制器通过对传感器数据的分析和处理，实现对水泵和变频器的智能控制。

控制器可以根据实际需求调整水泵的启停和变频器的运行，以保持恒定的供水压力。

工作原理恒压供水系统的工作过程可以分为三个阶段：冲洗阶段、稳定阶段和停机阶段。

冲洗阶段在供水系统启动时，水泵启动并辅以最大功率工作。

此时，控制器通过传感器监测到水压低于设定值，并发出启动变频器的信号。

变频器调整水泵的转速，使其提供较大的供水流量以冲洗管道中的空气。

稳定阶段当冲洗阶段完成后，系统进入稳定阶段。

此时，控制器监测到水压已达到或接近设定值，并发送停止变频器的信号。

水泵停止运行或工作在较低的转速下，以提供稳定的供水流量。

停机阶段当供水需求减小或停止时，系统进入停机阶段。

控制器通过传感器监测到水压高于设定值，并发送启动变频器的信号。

变频器调整水泵的转速，使其提供较低的供水流量或停机。

摘要自从变频器的问世以来，变频调速技术在各领域得到了广泛的应用。

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，使我国供水行业的技术装备水平从90年代开始经历了一次飞跃。

恒压供水调速系统实现水泵电机无极调速，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，最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，对合理涉及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本课题是选用一拖一，也就是一台变频器控制一台水泵的控制方式；所用设备主要有西门子公司生产的S7-200（CPU224）的PLC、变频器、交流接触器电机泵、压力传感器、超声波传感器、管道、触摸屏和导线若干它们组成一个闭环回路。

各器件组成部分的原理，西门子S7-200PLC的各个接线的。

本回路中，当水压和液面达到指定值后，通过压力传感器和超声波传感器反应，并由变频器控制电泵机来达到恒压控制和恒定液面控制。

关键词：PLC 变频器一拖一恒压控制恒定液面控制目录第一章绪论………………………………………………………………………1.1课题研究的背景………………………………………………1.2供水系统发展过程…………………………………………..第二章 PlC的概述…………………………………………………………….2.1可编程控制器的定义…………………………………………………2.2 PLC的发展和应用……………………………………………………2.3 西门子S7-200 PLC概述……………………………………………2.4 本课题的主要研究内容……………………………………………. 第三章变频恒压供水系统的理论分析………………………………………3.1水泵的工作原理……………………………………………………3.2 供水电机的搭配…………………………………………………….3.3 水泵的调节方式……………………………………………………3.4 恒压供水系统的能耗分析…………………………………………3.5 供水系统的安全性问题[9…………………………………………. 第四章变频很压供水系统的硬件设计…………………………………………4.1设计的方向………………………………………………………….4.2变频恒压供水系统的结构设计……………………………………4.3 变频恒压供水系统的构成………………………………………….4.4 PLC外围接线图……………………………………………………心得体会………………………………………………………………………….. 致谢……………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………附录……………………………………………………………………………….第一章绪论1.1课题研究的背景在城市化进程迅速的今天，城市的居住形式主要是生活小区，那么小区供水系统的建设就显得尤为重要。

摘要基于变频器的智能恒压供水系统以西门子S7-200系列PLC作为控制器，采用其扩展模拟输入输出模块EM235，利用其内部的PID控制指令，配合MM420型号的变频器和电机，同时用KBY压力变送器来检测管网压力。

构成闭环调速系统。

变频调速技术是一种新型的、成熟的交流电机无级调速驱动技术，变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使管网水压连续变化。

压力变送器的作用是检测管网水压。

智能PID调节器实现管网水压的PID调节。

PLC控制单元则是泵组管理的执行设备，同时还是变频器的驱动控制，根据用水量的实际变化，自动调整输出模拟量，进而控制变频器。

变频恒压供水控制系统通过测到的管网压力，经PLC内置PID 调节器运算后,通过EM235模拟输出端传送到变频器，调节输出频率，实现管网的恒压供水。

关键词：恒压供水、可编程控制器、无级调速、PID控制、闭环调速系统、山东科技大学专科毕业论文目录目录1 绪论 (1)1.1 恒压供水系统的发展历程 (1)1.2 恒压供水系统研究的目的和意义 (2)1.3 恒压供水系统的应用 (3)2 基于变频器的智能恒压供水系统的设计方案 (4)2.2 恒压供水系统设计总体方案设计 (4)2.3 变频恒压供水原理 (6)3 基于变频器的智能恒压供水系统的硬件设计 (7)3.1 系统中硬件电路构成 (7)3.2 PLC型号选择和系统硬件配置 (20)3.3 外部硬件电路设计 (22)4 基于变频器的智能恒压供水系统的软件设计 (24)4.1 系统流程图 (24)4.2软件设计 (25)结术语 (31)致谢词 (32)参考文献 (33)1 绪论变频恒压供水系统成为现在建筑中普遍采用的一种水处理系统。

随着社会和变频调速技术发展和人们节水节能意识的不断增强，变频恒压供水系统的节能特性使得其越来越广泛用于工厂、住宅、高层建筑的生活及消防供水系统。

恒压供水是指用户端在任何时候，不管用水量的大小，总能保持网管中水压的基本恒定。

**学院毕业设计〔论文〕题目变频恒压供水控制系统设计姓名学号院〔系〕专业指导教师职称评阅教师职称年月日学生毕业设计〔论文〕原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计〔论文〕是在导师的指导下进展的设计〔研究〕工作与取得的成果，论文〔设计〕中引用他〔她〕人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果与为获得某某科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。

与我一同工作的同志对本设计〔研究〕所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

毕业设计〔论文〕作者〔签字〕：签字日期年月日贴校徽处**学院本科生毕业设计〔论文〕变频恒压供水系统设计学生某某：指导教师专业：院〔系〕：年月日摘要本论文结合我国中小城市供水厂的现状，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水自动控制系统。

变频调速恒压供水自动控制系统由可编程控制器、变频器、水泵电机组、传感器、以与控制柜等构成。

在变频调速恒压供水系统中，单台水泵的调节是通过变频器来改变电源的频率f来改变电机的转速n，从而改变水泵性能曲线得以实现的。

分析水泵的能耗比拟图，可以看出利用变频调速实现恒压供水，当转速降低时，流量与转速成正比，功率以转速的三次方下降，与传统供水方式中用阀门节流方式相比，在一定程度上可以减少能量损耗，能够明显节能。

通过编程软件设计了一个用于供水系统压力控制的PID控制器，PID控制器内置在PLC中，该控制器对于压力给定值与测量值的偏差进展处理，实时控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电动机的转速来改变水泵出水口流量，实现整个供水的压力的自动调节，使压力稳定在设定值附近。

关键词：PLC控制变频调速恒压供水水泵节能AbstractThe present paper unifies in our country the small city for the waterworks present situation, has designed a set based on the PLC frequencyconversion velocity modulation constant pressure water supplyautomatic control system.In order to pledge water supply, the unit is in the super pressure state usually moving, not only the efficiency is low and power consumption is big, but also Guan Wang in city over a long period of time is in the super pressure running state, and it is also very serious to wear and tear. This thesis bines the middle and small city water supply present situation of factory of our country, and has designed basseting on the fast constant voltage water supply automatic control system of frequency conversion accent of PLC.The fast constant voltage water supply automatic control system of frequency conversion accent forms by programmable controller and frequency converter and water pump electrical machinery group, sensor as well as control cupboard etc. This system uses frequency converter to pull to move many electromotor to start, moves and accent speed, uses respectively to circulate the method operating of use, by way of super ordinate machine.Key word: PLC control, frequency conversion velocity modulation,constant pressure water supply, water pump, energy conservation目录摘要IABSTRACTII前言11绪论2项目的意义与应用背景2课题的方案设计3本文研究的内容42恒压供水原理与工艺5系统的组成和根本工作原理5系统框图与工作模式6主要元器件选型7该系统的特点83控制系统分析与设计10低压电器设备局部10控制柜面板设计123.3PLC控制局部134软硬件的根本原理介绍144.1PLC可编程控制器(三菱FX2N-32MR)14可编程控制器的特点14可编程控制器的工作原理15变频器的原理与特性(ATV38)20变频器简介20变频与变压(VVVF)原理20变频调速的根本原理21变频调速的升速和启动21变频调速的降速和制动22变频后的电动机的机械特性22水泵类平方律负载的机械特性234.2.8 V/F控制的概念23矢量控制的概述244.2.10 ATV38的特性25压力传感器简介275系统开发295.1PLC应用的开发步骤295.2PID调节305.2.1 PID调节原理305.2.2 PID参数设置315.2.3 PID设定值的调整与控制算法31 5.3PLC程序32根本步骤33程序中使用的继电器335.3.3 PLC I/O表36程序流程365.3.5 PLC程序的运行和模拟调试42 6调试44硬件功能调试44系统总体调试44结论45致谢46参考文献47附录PLC 梯形图48前言据报道，目前国内在用的水泵和风机约5000万台，年消耗的电量可达约1000亿度。

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。

恒压供水系统论文恒压供水系统是一种在给水管网中维持恒定水压的系统。

在城市自来水供应中，恒压供水系统发挥着重要的作用。

本文将对恒压供水系统的原理、优点以及在城市供水中的应用进行综述。

首先，恒压供水系统的原理基于水泵的调节。

通过控制水泵的启停来维持管网中的恒定水压。

具体而言，当管网中水压低于预设值时，水泵会启动并向管网中注入水，提升水压；反之，当水压高于预设值时，水泵会停止工作，以防止过高的水压造成管网的损坏。

恒压供水系统可以根据需求调整水泵的工作压力，从而适应不同的供水需求。

恒压供水系统具有许多优点。

首先，它可以保证用户在不同楼层和不同地理位置的供水压力稳定一致。

无论用户所在位置的高低差如何，恒压供水系统都可以通过调节水泵的工作来确保供水压力的稳定，提高了供水的舒适性。

其次，恒压供水系统还能够节约能源。

传统的供水系统中，压力泵工作时会不断运转，耗费大量的电能。

而恒压供水系统根据需求智能调节水泵的工作状态，避免了不必要的能源浪费，提高了供水系统的效率。

此外，恒压供水系统还具有良好的稳定性和可靠性。

通过引入现代控制技术，恒压供水系统能够智能化地控制水泵的工作状态，实现稳定和可靠的供水过程。

即使在供水管网中出现异常情况，恒压供水系统也能够根据实时情况做出相应调整，确保供水系统的正常工作。

在城市供水中，恒压供水系统得到了广泛的应用。

它不仅能够提供稳定的给水压力，改善用户的用水体验，而且能够节约能源，降低供水系统的运行成本。

因此，越来越多的城市在供水系统中引入恒压供水技术，提升供水效果，提高供水系统运营的可持续性。

综上所述，恒压供水系统在城市供水中具有重要的作用。

它通过智能调节水泵的工作状态，保持管网中的恒定水压，提高供水的舒适性和可靠性。

此外，恒压供水系统还能够节约能源，降低供水系统的运行成本。

通过在城市供水系统中广泛应用恒压供水技术，我们可以改善水资源利用效率，提升城市供水系统的可持续性。

PLC恒压供水系统优化设计的论文PLC恒压供水系统优化设计的论文一、项目选题背景及研究内容变频技术不仅仅是异步电动机，结构坚固，易于维护，更重要的是由于采用变频技术的异步电动机的机械性可以达到了直流电动机调压调速的功能。

这样子可以很好的解决国内供水的很多问题。

从而人们可以按照序曲自行研发一个合适的而且比较方便环保的调速控水系统。

恒压供水系统改变原有的调速方式，实现了无极控制恒压供水，依据用水量的变化自动控制调节系统运行的参数，保证了供水的安全可靠。

随着电子技术的不断深入，恒压变频器的日益完善，功能越来越强，即可利用恒压变频的各种功能对其变频调速恒压供水系统提供更多的服务，从而保证恒压供水系统的更多功能，供水的更稳定，更好的为人类服务。

二、项目介绍恒温恒压供水控制系统由可编程控制器、可视化触摸屏显示器、变频器、交流电动机、压差传感器、液位变送器、温度变送器、板式换热器、继电器、辅助加热器、以太网线及相应模块、等其它电控设备、以及5台循环水泵和一台小流量隔膜泵等构成。

在整个系统中，可编程控制器与可视化显示器安装在中控室，远程可使用以太网络监控现场模块。

在水箱入空和出口安装压差传感器，检测水压。

在水箱底部安装液位变送器。

在水箱里安装温度变送器。

可编程控制器中的模拟量模块采集液位变送器、温度变送器送来的4-20mA信号电流。

将测量信号与PLC设置的信号进行比较，经过PID模糊运算后，由PLC控制变频器输出的频率来调节交流电动机的转速，改变循环泵的流量，来保证供水水压恒定。

箱体水温温度由板式换热器供给。

温度控制阀来调节温度。

辅助加热器用来保证温度的恒定。

这样就构成了以设定压力温度为基准的恒压恒温闭环系统。

触摸屏显示器用于显示供电电压、工作电流、变频器实际频率、供水压力及各循环泵的工作状态等；可以通过触摸屏以太网络在线修改供水压力和温度控制恒温供水系统的运行。

三、程序设计原理3.1整套热水供给系统采用西门子CPU226PLC控制软件使用西门子S7-200进行控制程序编辑。

PLC恒压供水控制系统毕业论文摘要利用自动控制程序PLC恒压控制三台水泵电机供水给生活小区生活用水。

采用可编程控制器（PLC）构成控制系统进行优化控制泵组的运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的要求，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。

系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入CPU运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数工作而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。

供水系统选用原则水泵扬程应大于实际供水高度，水泵流量总和应大于实际最大供水量。

关键词：PLC，自动控制系统，控制指1.设计任务书1.1设计题目：PLC控制恒压供水系统1.2设计目的1)毕业设计是学校学习的最后一个环节，也是培养学生综合运用所学的基本知识、基本理论和基本技能，独立进行工程设计、科学研究和专业基本训练，解决实际工程问题的一个很重要环节。

2)通过毕业设计，培养学生树立正确的设计、思考和研究思想；理论联系实际和严谨、高度合作协作的工作态度。

3)通过毕业设计，使学生在查阅文献资料、收资调研、工程计算、数据处理等各个方面的能力得到基本的训练。

4)利用现代化科学技术程序系统控制恒压供水，使用自动化技术方便工作，熟悉一种具体的现代自动控制系统产品性能，学习其设计及使用方法，巩固所学的自动控制原理技术，可编程制空器、机电一体化技术等各方面理论知识，培养高新技术综合应用能力。

1.3设计内容及要求1)随着PLC自动控制技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，为了解决住户较大变化的生活用水及保持供水压力，保证生活用水的质量，避免克服水锤效应及第二次污染造成供水污染的问题，PLC控制恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统，广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统。

PLC控制恒压供水系统很好的解决了旧设备需要频繁检修的问题，既体现了PLC控制恒压供水的技术优势，同时又有效的节省了资金。

PLC变频恒压供水系统毕业论文目录第一章绪论 (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)1.4本人的主要工作 (3)第二章变频恒压供水的理论分析 (5)2.1水泵的工作原理 (5)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 (7)2.5供水系统的安全性问题 (9)第三章变频恒压供水控制系统硬件的设计 (12)3.1变频恒压供水控制系统的构成方案 (12)3.2变频恒压供水系统的控制方案 (13)3.3供水设备的选择原则 (14)3.4参数的计算与供水设备选型 (16)3.5PLC的选型 (20)3.6系统硬件线路设计 (21)3.7PID参数的预置 (22)第四章变频恒压供水控制系统软件的设计 (24)4.1常用编程方法 (24)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)4.5恒压变频供水系统的W IN CC界面设计 (35)4.6经济效益分析 (41)第五章总结与期望 (42)5.1总结 (42)5.2展望 (42)致谢 (44)参考文献 (45)第一章绪论1.1 引言水是生命之源，人类生存和发展都离不开水。

在通常的城市及乡镇供水中，基本上都是靠供水站的电动机带动离心水泵，产生压力使管网中的自来水流动，把供水管网中的自来水送给用户。

但供水机泵供水的同时，也消耗大量的能量，如果能在提高供水机泵的效率、确保供水机泵的可靠稳定运行的同时，降低能耗，将具有重要经济意义。

我国供水机泵的特点是数量大、围广、类型多，在工程规模上也有一定水平，但在技术水平、工程标准以及经济效益指标等方面与国外先进水平相比，还有一定的差距。

随着社会经济的迅速发展，人们对供水质量和供水系统的可靠性要求不断提高。

衡量供水质量的重要标准之一是供水压力是否恒定，因为水压恒定于某些工业或特殊用户是非常重要的，如当发生火警时，若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，会造成更大的经济损失或人员伤亡.但是用户用水量是经常变动的，因此用水和供水之间的不平衡的现象时有发生，并且集中反映在供水的压力上：用水多而供水少，则供水压力低；用水少而供水多，则供水压力大。

毕业论文（设计）题目：恒压供水系统设计姓名：学号：专业：班级：指导教师：承诺书1.本人郑重地承诺所呈交的毕业论文（设计），是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。

2.本人在毕业论文（设计）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。

3. 本人承诺在毕业论文（设计）选题和研究内容过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。

4. 在毕业论文（设计）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。

毕业学生签名:时间: 年月日摘要本论文设计了以变频调速技术为基础的恒压供水系统，该系统综合运用变频调速技术以及自动控制技术，实现了恒压供水的控制，保证了供水系统随时维持在最佳运行状况。

系统主要由PLC、变频器、压力变送器以及泵组等组成供水闭环控制系统。

控制系统是由变频器控制水泵的转速以调节供水量，采用变频调速方式自动调节水泵电机转速或加、减泵，自动完成泵组软启动及无冲击切换，这样的切换过程有效地减少了泵的频繁起停。

关键词变频调速恒压供水 PLC目录1 前言 ................................................................................................................... - 9 -1.1 选题背景.................................................................................................... - 9 -1.2 研究意义.................................................................................................... - 9 -1.3 主要设计内容.......................................................................................... - 10 -2 变频供水技术 ..................................................................................................... - 10 -2.1 供水的模式.............................................................................................. - 10 -2.1.1 传统供水模式............................................................................. - 10 -2.1.2 变频调速供水....................................................................................... - 11 -2.2 供水系统的基本特性.............................................................................. - 11 -2.3 变频调速原理.......................................................................................... - 12 -2.4 水泵调速运行的节能原理...................................................................... - 13 -2.5 电机变频转工频原理.............................................................................. - 14 -3 PID在恒压供水中的应用................................................................................... - 15 -3.1 PID控制原理 ........................................................................................... - 15 -3.2 经典PID控制及调节 ............................................................................. - 15 -4 系统设计 ............................................................................................................. - 18 -4.1设计原理................................................................................................... - 18 -4.2 系统方案.................................................................................................. - 18 -4.3 系统的硬件设计...................................................................................... - 20 -4.3.1主回路设计.................................................................................... - 20 -4.3.2 PLC的I/O点分配....................................................................... - 21 -4.3.3 控制回路设计............................................................................... - 21 -4.4 变频器...................................................................................................... - 22 -4.5 软件设计.................................................................................................. - 24 -5 结论 .................................................................................................................. - 32 - 参考文献 ........................................................................................................... - 33 - 致谢 ................................................................................................................. - 34 -恒压供水系统设计1 前言1.1 选题背景近年来，随着居民区的不断扩建与改造，楼房层数的不断加高，我国居民用水难问题越来越突出，特别是高层建筑居民，原有的自来水管网的压力出现不足，大部分地区普遍存在着用水高峰期高层供水压力不够，高层居民经常出现用水难问题，给生活带来极大的不便，特别在大城市这类问题特别突出。

恒压供水控制系统设计毕业设计一、引言恒压供水控制系统是一种新型的供水系统，它能够保证在供水过程中，水压始终保持稳定，不会因为用水量的变化而产生波动。

这种系统在城市供水和工业生产中得到了广泛应用。

本文将介绍恒压供水控制系统的设计过程。

二、需求分析1. 系统功能需求恒压供水控制系统需要实现以下功能：（1）通过传感器监测用水量，并根据用水量调整出水量；（2）通过调节出水阀门的开度，实现恒压供水；（3）对出入口压力进行监测和调整，确保出口压力稳定；（4）对系统进行故障检测和报警。

2. 系统性能需求（1）稳定性：在各种工况下，都能保证出口压力稳定；（2）可靠性：系统应具有较高的可靠性，能够避免故障发生；（3）精度：系统应具有较高的精度，能够准确地控制出口压力。

三、设计方案1. 系统结构图2. 系统组成部分（1）传感器：用于监测用水量和出口压力；（2）控制器：根据传感器的信号，控制出水阀门的开度，实现恒压供水；（3）出水阀门：通过调节开度，控制出水量；（4）电源：为系统提供电力；（5）报警器：在系统故障时发出警报。

3. 控制算法恒压供水控制系统的核心是控制算法。

本设计采用PID控制算法，通过对传感器信号进行处理，计算出输出值，从而实现对出水阀门开度的调节。

四、系统实现1. 硬件设计硬件部分主要包括传感器、控制器、电源、报警器等组成部分。

其中，传感器采用压力传感器和流量计两种类型，以监测用水量和出口压力；控制器采用单片机进行设计，并加入了PID控制算法；电源采用稳定的直流电源；报警器使用蜂鸣器进行报警。

2. 软件设计软件部分主要包括单片机程序和上位机程序两部分。

单片机程序主要负责对传感器信号进行处理，并根据PID算法计算输出值，从而实现对出水阀门开度的调节；上位机程序主要用于对系统进行监测和控制，包括实时监测出口压力、用水量等参数，并能够进行参数设置和故障诊断。

五、测试与验证在完成系统设计后，需要对系统进行测试和验证。

毕业设计题目恒压供水控制系统设计系别专业班级姓名学号指导教师日期设计任务书设计题目：恒压供水控制系统设计设计要求：1．设计一个采用全自动变频恒压控制方式来实现恒压供水的自控系统。

2．本系统主要以PLC来控制，按照控制要求选择器件，设计其硬件主控电路。

3．根据要求选择相应的传感器、驱动电机、阀门等;4．按照设计要求设计相应算法，编制相应的PLC控制程序。

设计进度要求：第一周：确定题目,查阅资料第二周：根据设计要求分析恒压供水的工作原理第三周：对硬件进行设计第四周：对软件进行设计第五周：进行调试,找出问题第六周:改进设计中存在不足第七周：撰写设计论文第八周：整理论文，准备答辩指导教师（签名）：摘要恒压供水在城市自来水管网系统、住宅小区生活消防用水系统、楼宇中央空调冷却循环水系统等众多领域中均有应用。

恒压供水是指用户端在任何时候，不管用水量的大小总能保持管网中水压的基本恒定。

在恒压供水系统中可根据压力给定的理想值信号及管网水压的反馈信号进行比较，变频器根据比较结果调节水泵的转速，达到控制管网水压的目的。

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变频式恒压供水自动控制系统。

全文共分为四章.第一章阐明了供水系统的应用背景、选题意义及主要研究内容。

第二章阐明了供水系统的变频调速节能原理。

第三章详细介绍了系统硬件的工作原理以及硬件的选择.第四章详细阐述了系统软件开发并对程序进行解释。

关键词：恒压供水,PLC，变频技术目录摘要 (II)1 变频控制系统简介 (1)1。

1变频调速供水控制系统简介 (1)1。

2变频调速在供水行业中的应用 (1)2 供水系统的变频调速节能原理 (4)2。

1 水泵调速运行的节能原理 (4)2。

2 本系统总体介绍 (5)3 系统硬件的工作原理及硬件选择 (7)3。

1 PLC的工作原理及选择 (7)3.2 变频调速系统原理及选择 (9)3。

基于plc恒压供水系统毕业设计恒压供水系统是一种自动化控制系统，通过控制水泵电机的启停，实现恒定的水压。

本文通过PLC控制器控制水泵电机的启停和压力传感器的反馈，实现一个基于PLC的恒压供水系统。

一、系统组成恒压供水系统由水源装置、水泵、管道、压力传感器、PLC控制器等组成。

系统功能是稳定的将水泵输出的水流量保持在一个恒定的水压力范围内，以满足供水的需要，并且应具备系统自我检测及保护等功能。

二、系统工作原理当水压力低于给定的最小值时，PLC控制器发出启动水泵的指令，水泵开始工作，向管路供水，并通过压力传感器反馈实时的压力数据，当压力达到设定最大值时，PLC控制器发出停止水泵的指令，水泵停止工作。

当用户需求水量变化时，系统通过控制水泵的启停以及输出水流量的调节，保持水压在给定范围内，从而实现恒压供水。

三、系统硬件设计（1）PLC选型本系统采用FX3U系列的三菱PLC。

FX3U系列PLC具有较高的性能、可靠性和处理速度，对于高性能、高可靠性的自动化系统来说非常适合。

（2）水泵及电机选型根据所需供水量及水压，选用起动电流较小、继电容较小型号的水泵，同时配合相应容量的交流电机，在保证水压的同时，提高系统的效率。

（3）压力传感器选型压力传感器是系统中关键的一部分，它将水管路的实时压力转化为具有一定精度和稳定性的电信号，供PLC控制器处理。

本系统中采用的压力传感器是0-1MPa的压力传感器，精度为0.5。

（4）PLC控制器电路设计PLC控制器电路包括输入电路和输出电路两部分。

输入电路用于控制水泵的启动和停止，其中启动信号来自压力传感器，停止信号来自电源控制。

输出电路用于控制水泵电机的正反转动及其调速，其中正转和调速信号由PLC控制器发出，反转信号由相应的感应器反馈。

系统软件运用了Fx-Work中的三种编程语言：LD、ST和FBD。

其中LD程序用于控制水泵启动和停止的输入信号，ST程序用于控制水泵电机的正反转动和调速，FBD程序用于实现数据处理、数据采集和数据分析功能。

恒压供水控制系统设计毕业设计引言恒压供水控制系统是一种常见的供水设备，在住宅、商业建筑和工业场所被广泛应用。

它通过保持供水管道中的压力恒定，从而实现稳定且高效的供水。

本文将深入探讨恒压供水控制系统的设计原理、工作原理以及相应的优化策略。

设计原理恒压供水控制系统的原理基于调节供水压力以保持恒定。

该系统主要由水泵、压力传感器、控制器和执行器组成。

当供水压力下降时，传感器会检测到这一变化并通过控制器向水泵发送信号，启动水泵来提供更多的水压。

一旦供水压力恢复到设定的范围内，控制器会停止水泵的运行。

工作原理1.传感器实时监测供水压力，并将测量值传送给控制器。

2.控制器接收到传感器的测量值后，与设定值进行比较，并根据差异来判断是否需要调整供水压力。

3.若供水压力低于设定值，则控制器向水泵发送信号，启动水泵。

4.水泵开始提供更多的水压，使得供水压力逐渐恢复到设定值。

5.一旦供水压力达到设定值，控制器会停止向水泵发送信号，水泵停止工作。

6.供水压力在一定范围内波动，以保持恒压供水。

设计要求恒压供水控制系统的设计需要满足以下要求：1. 稳定性要求恒压供水控制系统需要能够在供水压力波动较大的情况下，保持稳定的恒压供水。

系统设计时应考虑传感器的灵敏度和控制器的响应速度，以及调节水泵的能力，以适应不同的工作负载。

2. 节能要求恒压供水控制系统应能够根据实际需求控制水泵的运行时间和水流量，以实现节能的目标。

系统设计需要考虑能效比较高的水泵和控制器，并优化控制算法，以降低能耗。

3. 可靠性要求恒压供水控制系统需要具备一定的可靠性，以确保长期稳定运行。

系统设计时应考虑设备的寿命和维护周期，选择质量可靠的传感器、控制器和水泵，并合理规划设备的布局和看护。

4. 安全性要求恒压供水控制系统应具备一定的安全性能，以避免因供水失控而引发的意外事故。

系统设计时应考虑安全保护装置的设置，如水泵超压保护、水位保护等，并制定相关安全操作规程。

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。

系统由变频器、PLC和两台水泵构成。

利用了变频器控制电路的PID 等相关功能，和PLC配合实施变频一拖二自动恒压力供水。

具有自动/手动切换功能。

变频故障时，可切换到手动控制水泵运行。

控制过程：水路管网压力低时，变频器启动1#泵，至全速运行一段时间后，由远传压力表来的压力信号仍未到达设定值时，PLC控制1#泵由变频切换到工运行，然后变频启动2#泵运行，据管网压力情况随机调整2#泵的转速，来达到恒压供水的目的。

当用水量变小，管网压力变高时，2#泵降为零速时，管网压力仍高，则PLC控制停掉1#工频泵，由2#泵实施恒压供水。

至管网压力又低时，将2#泵由变频切为工频运行，变频器启动1#泵，调整1#泵的转速，维修恒压供水。

如此循环不已。

关键词：变频调速，恒压供水，PLC，组态软,电机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。

小区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、经济性直接影响到小区住户的正常工作和生活，也直接体现了小区物业管理水平的高低。

传统的小区供水方式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式，其优、缺点如下[1]：(1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。