变频节能供水plc控制系统设计(附件)【字数：11573】
摘 要本论文为了进一步完善中小金属制品企业的供水系统，运用了PLC开发出了一套变频调速恒压供水系统。本系统主要是由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等元件组成。其中水泵机组是由三台水泵电机组成。他们的运行方式为变频循环运行，通过变频器来控制三相水泵电机的软启动与变频调速。当前供水管网中的管内压力是由压力传感器采集，然后PLC接收水压信号后与目标值进行比较后通过PID运算后将输出信号传给变频器，改变变频器的输出电压与频率，从而改变电机的转速以达到改变供水量，使管网你的压强保持在设定值的附近。另外还可以运用组态软件通过工控机与PLC的连接以达到监控系统运行状态的目的，在组态监控画面上实时动态显示系统的各项数据与报警信号。
目 录
第一章 系统概述 1
第二章 变频恒压供水系统构成及工作原理 2
2.1系统的构成 2
2.2工作原理 3
2.3恒压供水系统的控制流程 4
第三章 电气原理图 6
3.1电气主回路设计 6
3.2控制回路设计 7
3.3本地指示回路设计 9
3.4PLC模块设计 9
3.5西门子S7200 CPU224XP接线 10
3.6三菱A700系列变频器接线 12
3.7流量计接线 12
3.8器件清单 13
第四章 西门子S7200PLC电气设计 14
4. 1西门子S7200系列PLC概述 15
4.1.1西门子S7200系列PLC应用领域 15
4.1.2西门子S7200系列PLC的优点 15
4.1.3西门子S7200系列PLC的配置 15
4.2 PLC选型 15
4.3 PLC程序逻辑 16
4.4 PLC梯形图程序 16
4.4.1变频器电源控制程序 16
4.4.2离心泵程序 16
4.4.3变频器起停程序 17
4.4.4停止操作的延时程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
序 18
4.4.5水泵起停程序 19
4.4.6数据转换程序 19
4.5 PID指令设置 20
4.6 PLC通信参数的设置 23
4.7 I/O地址的分配 23
第五章 变频器电气设计 24
5.1三菱A700系列变频器概述 25
5.2三菱A700系列变频器回路电路 25
5.3变频器参数设置 25
第六章 组态软件系统设计 25
6.1组态王组态软件概述 25
6.2使用组态王开发的基本步骤 26
6.2.1新建工程步骤 27
6.2.2新建IO设备 27
6.2.3建立数据词典（寄存器） 29
6.2.4组态画面的建立 30
第七章 组态软件、PLC、变频器系统联调 30
7.1联调准备工作 30
7.2系统联调 31
结束语 33
致 谢 34
参考文献 35
第一章 系统概述
中小金属制品企业自动化水平较低，一方面工作强度大； 另一方面容易出事故。 现对其供水系统进行改造：“PLC”方式分为“手动”和“自动”两种方式，“手动”为变频输出由操作人员完成。“自动”为PLC通过流量的测量值、流量设定值进行PID运算，自动给出变频输出，实现最佳节能控制。系统采用西门子 S7200系列 PLC作为主控制器，且还采用通用组态王组态软件用以集中监视和控制， 上位机组态软件监控系统可以实时显示流量测量值、设定流量设定值、监控离心泵1、离心泵2和水泵工作状态、故障信息等。
供水系统由2台55KW电机驱动的离心泵和1台30KW水泵组成，其中55KW电机驱动的离心泵为主设备，一备一用！ 30KW电机驱动的水泵为紧急备用。系统设计为1台主供水泵由55 kw变频器驱动，实现最佳节能控制，通过流量设定值、流量测量值进行 PID运算， PLC模拟量输出直接控制变频器输出频率，以求达到 PID稳定调节。自动方式下，上位机组态软件可以监控水泵的工作状态、故障状态。亦可监视流量测量值、还可对流量设定值进行设定；手动方式下，上位机组态软件可以手动输入变频器输出频率，以求达到调节水泵转速的目的。
第二章 变频恒压供水系统构成及工作原理
2.1系统的构成
图21 系统原理图
如图2.1所示，整个系统是由三个泵，一个变频器，一个PLC，一个压力传感器和几个辅助元件组成的。三台泵一起工作以满足供水需求。 变频器是供水系统的核心，可以控制电机的无级变速，不变电压调节和其他等功能。
我们可以从原理框图中看出变频调速恒压供水系统的组成有执行机构、信号检测、控制系
统、人机界面、以及报警装置等。
(1)执行机构
执行机构是由一组水泵组成，他们的作用为将用水注入用户管网，系统中的水泵包含两种分别为调速泵和恒速泵，他们在系统中有着不同的作用。
调速泵:通过变频调速器来改变电机的转速。从而改变管网中水的流量，达到水管压力不变的目的。
恒速泵:只能在功频运行，所以无法改变电机的转速，它的作用主要是在调速泵达到最大功率时代替调速泵对管网中的流量进行定量补充。
目 录
第一章 系统概述 1
第二章 变频恒压供水系统构成及工作原理 2
2.1系统的构成 2
2.2工作原理 3
2.3恒压供水系统的控制流程 4
第三章 电气原理图 6
3.1电气主回路设计 6
3.2控制回路设计 7
3.3本地指示回路设计 9
3.4PLC模块设计 9
3.5西门子S7200 CPU224XP接线 10
3.6三菱A700系列变频器接线 12
3.7流量计接线 12
3.8器件清单 13
第四章 西门子S7200PLC电气设计 14
4. 1西门子S7200系列PLC概述 15
4.1.1西门子S7200系列PLC应用领域 15
4.1.2西门子S7200系列PLC的优点 15
4.1.3西门子S7200系列PLC的配置 15
4.2 PLC选型 15
4.3 PLC程序逻辑 16
4.4 PLC梯形图程序 16
4.4.1变频器电源控制程序 16
4.4.2离心泵程序 16
4.4.3变频器起停程序 17
4.4.4停止操作的延时程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
序 18
4.4.5水泵起停程序 19
4.4.6数据转换程序 19
4.5 PID指令设置 20
4.6 PLC通信参数的设置 23
4.7 I/O地址的分配 23
第五章 变频器电气设计 24
5.1三菱A700系列变频器概述 25
5.2三菱A700系列变频器回路电路 25
5.3变频器参数设置 25
第六章 组态软件系统设计 25
6.1组态王组态软件概述 25
6.2使用组态王开发的基本步骤 26
6.2.1新建工程步骤 27
6.2.2新建IO设备 27
6.2.3建立数据词典（寄存器） 29
6.2.4组态画面的建立 30
第七章 组态软件、PLC、变频器系统联调 30
7.1联调准备工作 30
7.2系统联调 31
结束语 33
致 谢 34
参考文献 35
第一章 系统概述
中小金属制品企业自动化水平较低，一方面工作强度大； 另一方面容易出事故。 现对其供水系统进行改造：“PLC”方式分为“手动”和“自动”两种方式，“手动”为变频输出由操作人员完成。“自动”为PLC通过流量的测量值、流量设定值进行PID运算，自动给出变频输出，实现最佳节能控制。系统采用西门子 S7200系列 PLC作为主控制器，且还采用通用组态王组态软件用以集中监视和控制， 上位机组态软件监控系统可以实时显示流量测量值、设定流量设定值、监控离心泵1、离心泵2和水泵工作状态、故障信息等。
供水系统由2台55KW电机驱动的离心泵和1台30KW水泵组成，其中55KW电机驱动的离心泵为主设备，一备一用！ 30KW电机驱动的水泵为紧急备用。系统设计为1台主供水泵由55 kw变频器驱动，实现最佳节能控制，通过流量设定值、流量测量值进行 PID运算， PLC模拟量输出直接控制变频器输出频率，以求达到 PID稳定调节。自动方式下，上位机组态软件可以监控水泵的工作状态、故障状态。亦可监视流量测量值、还可对流量设定值进行设定；手动方式下，上位机组态软件可以手动输入变频器输出频率，以求达到调节水泵转速的目的。
第二章 变频恒压供水系统构成及工作原理
2.1系统的构成
图21 系统原理图
如图2.1所示，整个系统是由三个泵，一个变频器，一个PLC，一个压力传感器和几个辅助元件组成的。三台泵一起工作以满足供水需求。 变频器是供水系统的核心，可以控制电机的无级变速，不变电压调节和其他等功能。
我们可以从原理框图中看出变频调速恒压供水系统的组成有执行机构、信号检测、控制系
统、人机界面、以及报警装置等。
(1)执行机构
执行机构是由一组水泵组成，他们的作用为将用水注入用户管网，系统中的水泵包含两种分别为调速泵和恒速泵，他们在系统中有着不同的作用。
调速泵:通过变频调速器来改变电机的转速。从而改变管网中水的流量，达到水管压力不变的目的。
恒速泵:只能在功频运行，所以无法改变电机的转速，它的作用主要是在调速泵达到最大功率时代替调速泵对管网中的流量进行定量补充。
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