基于PLC的恒压供水系统的设计.doc

1、任务书设计(论文)题目： 基于PLC的恒压供水系统设计 1设计的主要任务及目标设计基于PLC的控制系统，通过变频器实现供水系统恒压供水；完成系统硬件电路中的设计，并绘制电路原理图；完成系统软件设计，完成程序编制及测试；利用仿真软件对系统做仿真和测试2设计的基本要求和内容 查阅相关文献资料，并撰写开题报告 熟悉开发环境、系统总体设计 系统硬件设计 系统软件设计 毕业设计说明书3主要参考文献1 吴晓君,杨向明. 电气控制与可编程控制器应用M . 北京:中国建材工业出版社,2004.2 邓则名,邝穗芳,程良伦. 电器与可编程控制器应用技术M . 北京:机械工业出版社,2002.3 吴忠智,吴加林.

2、变频器应用手册M . 北京:机械工业出版社,2002.4 张燕宾. 变频调速应用实践M . 北京:机械工业出版社,2000.4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1分析课题、撰写开题报告2013.122014.32系统硬件设计，确定plc型号 等工作 2014.32014.43编程并调试2014.42014.54撰写毕业设计说明书2014.52014.6注：一式4份，系部、指导教师各1份、学生2份：毕业设计及答辩评分表各一基于PLC的恒压供水系统设计摘要:本次设计内容包括PLC设计常用标准和规范，设计内容力求做到简明扼要，严格按照设计标准进行设计，从而设计出复合设计要求，适合实际生产情况的PL

3、C供水系统，真正做到使生产效率大大提高，节约了生产成本，节省生产成本。设计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，并满足用户的流量需求，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。本文分析了变频调速技术在恒压供水系统中的应用，提出了以PLC+变频器相结合的恒压供水系统的设计方案，并介绍了系统组成及工作原理。关键词：变频器，恒压供水系统, 西门子PLCA CONSTANT PRESSURE WATER SUPPIL SYSTEM IN BUILDING BASED ON PLC INVERTER

4、Abstracts:This design includescommonly usedstandard PLC designandspecification,design contenttobe concise and to the point,the designin strict accordance with thedesign standards,to design thecomposite design requirements,PLC water supplythe system suitable for actual situation of production,trulyim

5、proves the production efficiency,save the cost of production,saving production cost.The designintroduces aconstant pressure water supplysystem,the system can beinstantaneous pressure changes under the pipe network,automatically adjust thepump speedandamulti pumpinput and exit,so that theoutlet end o

6、f the trunk pipeline networkto maintain a constant set pressure value,and meet theuser trafficdemand,the best stateso that the whole system has tomaintainhigh efficiency and energy saving.This paper analyzesthe application of variable frequency speed controltechnology in constant pressure water supp

7、ly system,puts forward the designschemeof constant pressure water supply systemby combining PLC+inverter,and introduces thesystem composition and working principle.Key Words: inverter，constant pressure water supply system,Siemens plc目 录1.绪论11.1PLC的用途与特点42.系统组成及控制要求82.1系统简介82.2系统组成82.3控制要求及技术指标102.4变

8、频器的技术参数103. 控制方案和PLC选型123.1确定控制方案123.1.1抽水泵系统133.1.2半自动运行133.1.3手动133.1.4加压泵系统143.1.5系统实现功能153.2 PLC选型分析153.2.1硬件设计153.2.2系统软件153.2.3PLC的I/O分配163.2.4 PLC的主要技术条件分析173.2.5 PID应用及介绍173.2.6 PID计算193.2.7PLC系统状态分析204 系统硬件和软件设计214.1主电路设计214.2PLC的选型分析和接线图234.3控制电路图254.4程序设计27结束语35参考文献36致谢371.绪论目前，PLC在国内外已广泛

9、应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 （1）开关量的逻辑控制 这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 （2）模拟量控制 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套

10、的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。 （3）运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 （4）过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC

11、也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 （5）数据处理 现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 （6）通信及联网 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算

12、机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程

13、语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。 20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20世纪末期，

14、可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。 我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制

15、器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。 21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语