高层建筑供水电气系统设计【字数：10282】
随着经济的高速发展，高层建筑的数量越来越多，人们的用水需求也在不断增加。然而传统的供水方式存在较大的缺陷，经常出现管网压力过低造成的供水不足的情况，不能满足用户的用水需求，给人们的生活带来了诸多不便。本设计通过压力传感器测的管网水压信号并将其反馈到PLC，PLC读取之后，通过变频器控制水泵的转速来调节水压，不仅可以实现水泵的软启动，还可以在工频与变频之间进行切换。不仅能提高供水的质量，而且节能效果也非常显著，可满足现代高层建筑供水需求。并且在发生火灾时，可以确保消防用水的供应，保障用户人身财产安全。本文着重介绍相关硬件选型接线，主要控制功能的编程设计说明等内容。
目 录
1.绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2国内外研究动态及发展趋势 1
2.系统总体方案 3
2.1系统设计主要功能 3
2.2系统设计方案比较确定 3
2.3系统设计方案 4
3.系统硬件电路设计 6
3.1PLC选型 6
3.1.1PLC简介 6
3.1.2PLC选型 6
3.1.3PLC硬件接线图 6
3.2变频器选型 7
3.2.1变频器介绍 7
3.2.2变频器接线图 8
3.2.3 MM440变频器参数设置 9
3.3其他硬件选型 10
3.3.1压力传感器选型 10
3.3.2水泵选型 11
3.3.3液位开关选型 11
3.4系统主电路图 12
4.系统软件设计 15
4.1系统程序流程图 15
4.2 PLC输入输出地址分配 16
4.3程序设计 17
4.3.1不同模式供水程序设计 17
4.3.2水泵控制程序设计 17
4.3.3倒泵程序设计 19
4.3.4报警程序设计 19
4.3.5消防用水程序设计 20
4.3.6初始化子程序设计 20
4.3.7 PID中断子程序设计 21
4.4 PID调节 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
原理 21
5.人机界面 24
5.1人机界面简介 24
5.2人机界面设计 24
5.2.1主画面 24
5.2.2消防供水画面 24
5.2.3生活供水画面 25
5.2.4历史曲线画面 25
6.系统调试 27
7.总结和展望 30
7.1总结 30
7.2对环境和社会可持续发展的影响 30
参考文献 31
附录 32
附录1 电路图 32
附录2 程序 33
致谢 44
绪论
1.1课题研究的背景和意义
随着经济的高速发展，高楼大厦的数量越来越多，高层建筑的供水不可或缺。但我国一直以来的供水技术不尽如人意，存在很大的缺陷。在用户用水需求较大的时间段内，用水需求往往不能得到满足，常常出现水压过小的情况。在用水需求较小的时间段内，供水量往往高于用户的用水需求，供水压力增大，不仅会导致水资源的浪费，甚至有可能损坏水管及供水设备等，造成严重的后果。其供水方式不仅浪费水资源，而且会影响电网中其他设备的负荷。如果火灾发生，供水系统的性能就显得的格外重要，如果供水量不足或供水压力不够，将会导致火灾的蔓延肆虐，不仅会导致人员伤亡，而且会造成巨大的财产损失，给社会带来巨大的危害。目前，变频调速技术已相对成熟，对比传统的供水技术存在很大的优势。首先，其软启动的启动方式可以很好的避免系统繁琐的启动停止控制，设备运行非常稳定；其次，其可以节省大量能源，并能保证用户的用水需求，不存在水压不足或水压过高的情况，其应用前景非常广阔。
1.2国内外研究动态及发展趋势
变频恒压供水系统早早出现在人们的视野当中，但由于变频器主要具有频率控制及其他控制等限定功能，在变频恒压供水系统中的作用较为死板，仅仅作为执行器的存在，保证水压相对恒定。为了满足用户供水量的需求及水压需求，往往还需设置压力传感器等器件与其相连。国外在设计恒压供水系统时，往往由一台变频器控制一台水泵的运转，如果系统需多台水泵，则需设有多台变频器一一对应，成本相对较高。由于变频恒压供水系统自动化程度较高，系统稳定性较好，国外一些厂家将目光投入到这一领域，开始研发符合要求的变频器。不少公司作出了成果，以日本samco为例，它们成功研发出带有恒压供水基板的变频器。这种变频器具有两种模式，一种为“泵循环方式”，另一种为“变频器固定方式”。由于其变频器的基板上可以将PLC及PID集成在其中，只需编写相关控制功能的程序，就可以配合相关恒压供水控制单元，形成完善的恒压控水系统。这种变频器的成本较低，并且具有多种功能，跟以往的变频器相比具有很大的优势，但其缺点也非常明显。如果出现故障，这种变频器的维修会非常麻烦，设备的更换难度相对较高，不利于日常的维护。并且其稳定性和扩展功能都不是很理想，其适用性会受到较大限制。
目前，当许多国内公司在做变频恒压供水系统时大多会采用国外的方案，通常是通过变频器来控制一个泵或控制多个泵以此来实现闭环调节。当然，有些公司使用单片机及其相关软件而否决PLC的方案来实现，它的优点在于可以节省大量成本，但它的劣势也非常明显，无论系统的稳定性和动态性能还是系统的开放性和能源效率等都远远不能满足要求。深圳艾默生电气公司和成都希望集团在恒压供水专用变频器的研发上下了很大功夫，并且已经研制成功且已投入使用，能较好的满足用户的需求。这种逆变器最多可连接4个泵。这种变频器虽然具有闭环调节和逻辑控制的功能，但其驱动负载的容量受到接口的限制，且没有数据通信功能。它只能在控制要求不高、容量小的情况下使用。就国内外发展情况而言，变频恒压供水系统还不够完善。因此，还需要从多方面角度来改进恒压变频供水系统的性能，使其能更好地服务于社会。
目 录
1.绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2国内外研究动态及发展趋势 1
2.系统总体方案 3
2.1系统设计主要功能 3
2.2系统设计方案比较确定 3
2.3系统设计方案 4
3.系统硬件电路设计 6
3.1PLC选型 6
3.1.1PLC简介 6
3.1.2PLC选型 6
3.1.3PLC硬件接线图 6
3.2变频器选型 7
3.2.1变频器介绍 7
3.2.2变频器接线图 8
3.2.3 MM440变频器参数设置 9
3.3其他硬件选型 10
3.3.1压力传感器选型 10
3.3.2水泵选型 11
3.3.3液位开关选型 11
3.4系统主电路图 12
4.系统软件设计 15
4.1系统程序流程图 15
4.2 PLC输入输出地址分配 16
4.3程序设计 17
4.3.1不同模式供水程序设计 17
4.3.2水泵控制程序设计 17
4.3.3倒泵程序设计 19
4.3.4报警程序设计 19
4.3.5消防用水程序设计 20
4.3.6初始化子程序设计 20
4.3.7 PID中断子程序设计 21
4.4 PID调节 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
原理 21
5.人机界面 24
5.1人机界面简介 24
5.2人机界面设计 24
5.2.1主画面 24
5.2.2消防供水画面 24
5.2.3生活供水画面 25
5.2.4历史曲线画面 25
6.系统调试 27
7.总结和展望 30
7.1总结 30
7.2对环境和社会可持续发展的影响 30
参考文献 31
附录 32
附录1 电路图 32
附录2 程序 33
致谢 44
绪论
1.1课题研究的背景和意义
随着经济的高速发展，高楼大厦的数量越来越多，高层建筑的供水不可或缺。但我国一直以来的供水技术不尽如人意，存在很大的缺陷。在用户用水需求较大的时间段内，用水需求往往不能得到满足，常常出现水压过小的情况。在用水需求较小的时间段内，供水量往往高于用户的用水需求，供水压力增大，不仅会导致水资源的浪费，甚至有可能损坏水管及供水设备等，造成严重的后果。其供水方式不仅浪费水资源，而且会影响电网中其他设备的负荷。如果火灾发生，供水系统的性能就显得的格外重要，如果供水量不足或供水压力不够，将会导致火灾的蔓延肆虐，不仅会导致人员伤亡，而且会造成巨大的财产损失，给社会带来巨大的危害。目前，变频调速技术已相对成熟，对比传统的供水技术存在很大的优势。首先，其软启动的启动方式可以很好的避免系统繁琐的启动停止控制，设备运行非常稳定；其次，其可以节省大量能源，并能保证用户的用水需求，不存在水压不足或水压过高的情况，其应用前景非常广阔。
1.2国内外研究动态及发展趋势
变频恒压供水系统早早出现在人们的视野当中，但由于变频器主要具有频率控制及其他控制等限定功能，在变频恒压供水系统中的作用较为死板，仅仅作为执行器的存在，保证水压相对恒定。为了满足用户供水量的需求及水压需求，往往还需设置压力传感器等器件与其相连。国外在设计恒压供水系统时，往往由一台变频器控制一台水泵的运转，如果系统需多台水泵，则需设有多台变频器一一对应，成本相对较高。由于变频恒压供水系统自动化程度较高，系统稳定性较好，国外一些厂家将目光投入到这一领域，开始研发符合要求的变频器。不少公司作出了成果，以日本samco为例，它们成功研发出带有恒压供水基板的变频器。这种变频器具有两种模式，一种为“泵循环方式”，另一种为“变频器固定方式”。由于其变频器的基板上可以将PLC及PID集成在其中，只需编写相关控制功能的程序，就可以配合相关恒压供水控制单元，形成完善的恒压控水系统。这种变频器的成本较低，并且具有多种功能，跟以往的变频器相比具有很大的优势，但其缺点也非常明显。如果出现故障，这种变频器的维修会非常麻烦，设备的更换难度相对较高，不利于日常的维护。并且其稳定性和扩展功能都不是很理想，其适用性会受到较大限制。
目前，当许多国内公司在做变频恒压供水系统时大多会采用国外的方案，通常是通过变频器来控制一个泵或控制多个泵以此来实现闭环调节。当然，有些公司使用单片机及其相关软件而否决PLC的方案来实现，它的优点在于可以节省大量成本，但它的劣势也非常明显，无论系统的稳定性和动态性能还是系统的开放性和能源效率等都远远不能满足要求。深圳艾默生电气公司和成都希望集团在恒压供水专用变频器的研发上下了很大功夫，并且已经研制成功且已投入使用，能较好的满足用户的需求。这种逆变器最多可连接4个泵。这种变频器虽然具有闭环调节和逻辑控制的功能，但其驱动负载的容量受到接口的限制，且没有数据通信功能。它只能在控制要求不高、容量小的情况下使用。就国内外发展情况而言，变频恒压供水系统还不够完善。因此，还需要从多方面角度来改进恒压变频供水系统的性能，使其能更好地服务于社会。
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