PLC变频恒压供水系统设计.doc

1、摘 要随着我国社会主义经济的发展，使得城市建设变十分迅速，同时提出对基础设施建设提高的必要性。供水系统是一个城市必不可少的一个环节，这也使我们对供水的可靠性、稳定性、经济性的关注大大加大，因为他它是直接影响到我们的正常工作和生活。随着社会的发展人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，并且利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计出一个高性能、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。本论文是根据某个小区的供水要求，设计出一套用PLC来控制变频调速恒压供水系统。此系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环的运动模式。它实现变频器对三相水泵电机的变频调速与软启动，该运作模式是

2、采用“先启先停”的原则。当压力传感器检测到水压信号，输送到PLC和设定值对比后，然后由PLC输出信号，从而调定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。关键词：恒压供水，变频调速，PLC Abstractlong with the development of our country s socialism economy, the city construction becomes very fast, and the necessity of improving the infrastructure construction. Water

3、 supply system is essential for a city a link, which also makes we reliability, stability and economy of water supply concerns greatly increase, because it is directly affect our normal work and life. With the development of society, people on the requirements of the quality and reliabilityofwater s

4、upply system will continue to improve, and theuseofadvancedautomation technology, control technology and communication technology, design a high performance, high energy saving, can adapt to the complex water supply plant environment of constant pressure water supply system to become an inevitable t

5、rend.This paper is according to the water supply requirement of a district, design a PLC to control the variable frequency speed constant pressure water supply system. This system contains three pump motors, which form variable frequency motion mode. It realizes the inverter for the three phase pump

6、 motor frequency conversion and soft start, the operation mode is the use of start first stop principle. When the pressure sensor detects the pressure signal, transported to the PLC and setting value comparison and by PLC output signal to regulate the inverter output voltage and frequency, and then

7、change the speed of the pump motor to change the water supply quantity, ultimately to maintain a stable pressure of the pipe network near the setting value.Keywords: constant pressure water supply, frequency conversion, PLC目 录摘要. 1第一章 绪论.3第一节 课题的提出.3第二节 变频恒压供水系统的国内外研究与现状.5第三节 PLC概述.6第四节 本课题的主要研究内容.8

8、第二章 变频恒压供水的理论分析.9第一节 水泵的工作原理.9第二节 供水电机的搭配.9第三节 水泵的调节方式.10第四节 恒压供水系统的能耗分析.11第五节 供水系统的安全性问题.12第三章 变频恒压供水控制系统硬件的设计.14第一节 变频恒压供水控制系统的构成方案.14第二节 变频恒压供水系统的控制方案.15第三节 参数的计算与供水设备选型.16第四节 PLC的选型.19第五节 系统硬件线路设计.20第四章 变频恒压供水控制系统软件的设计.22第一节 常用编程方法.22第二节 逻辑代数法.23第三节 编程软件的简单介绍.25第四节 恒压供水系统梯形图的设计.26第五节 程序的仿真与调试.30

9、 总结.32 参考文献.33 致谢.34 第一章 绪论第一节 课题的提出水和电是我们生活中必不可少的重要物质，而且我们国家是一个水资源和电能源短缺的国家，长久以来在高楼层的供水、农业灌溉、工业生产循环用水等方面的技术是远远落后发达国家。在自动化方面还是较低的，这也使我们意识到节水节能的必要性，然而随着我国社会经济的发展，人们对生活的要求越来越高，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，同时也对小区的一些基本的建设有了更高的要求。供水系统这个基础设施是一个小区的命脉，但是供水的可靠性、稳定性、经济性会直接影响到小区居民的工作和生活，也间接体现了一个小区物业管理水平的高低。传统

10、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、单片机变频调速供水系统等方式，有一定的利与弊：1. 恒速泵加压供水方式会对供水管网的压力无法及时的反应，水泵的调节都需要人工进行手工操作，自动化程度低，然而为保证供水，电机经常满负荷运行，这样不但效率低、耗电量大，在用水少的时候，管道经常处于超压状态，损坏严重，电动机启动时容易出现水锤效应，破坏性大，这种方式较少采用。2. 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵在低效段工作，而出水压

11、力无谓的增高，也使浪费加大，从而限制了其发展。3. 水塔高位水箱供水具有控制方式简单、运行经济合理、短时间维修或停电可不停水等优点，但是建设时投资大，占地面广，维护不方便，水泵电机为硬起动，启动时电流大等缺点，频繁起动易损坏联轴器，目前主要用于高楼的建筑。4. 单片机变频调速供水系统也能做到变频调速，自动化程度要优于上面3种供水方式，但是系统开发周期比较长，对操作员的素质要求比较高，可靠性比较低，维修不方便，且不适用于恶劣的工业环境。综合以上的方式，传统的供水方式存在浪费水力、电力资源；效率低；可靠性差；自动化程度不高等缺点，严重影响了居民的用水和工业系统中的用水。目前的供水方式朝向高效节能、

12、自动可靠的方向发展，变频调速技术有显著的节能高效且稳定可靠的控制方法，在水泵、风机、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用，特别是在城乡工业用水的各级加压系统，居民用水的恒压供水系统中，变频调速水泵节能效果尤为突出，其优越性表现在：一是节能显著；二是在开、停机时能减小电流对电网的冲击以及供水水压对管网系统的冲击；三是能减小水泵、电机自身的机械冲击损耗；四是操作起来简单方便。PLC和变频技术的恒压供水系统中用到了变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。采用该系统提高了系统的稳定性和可靠性，也方便了集中管理和监视，同时还可以节能、提高供水的效率。所以设计用PLC和变频调速的恒定水压供水系统(简称变频恒压供水，如图1.2)。