plc的变频恒压供水监控系统设计(附件)【字数：11416】
摘 要摘 要随着社会经济与科技的较快发展，工业的自动化程度也随之攀升。可是国内供水行业的科研发展长期以来都处于相对滞后的程度，身处于节水减排的时代背景下，我们不得不抛弃传统的供水方式，在城市居民用水等方面谋求改革与发展。因此综合国内住宅小区的供水需求，本文设计了一套基于PLC的变频恒压供水组态监控系统。变频恒压供水系统可分成两部分上位机实时监控，下位机通过可编程控制器实现水泵机组变频控制。上位机的组态软件可实现动、静态监控，同时具有显示、报警、数据实时刷新等功能。下位机由可编程控制器、水泵机组以及变频器构成。在本设计中水泵机组包含三台水泵电机，它们互相采用变频循环运行模式，通过变频器的调节实现水泵机组的起动和变频调速功能，在运行切换过程中坚持“先启先停”的原则。在实验室完成了上述两部分的设计及模拟调试，效果较好。关键词恒压供水 ；变频 ；PLC ；组态王
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景及其意义 1
1.2 变频恒压供水系统在国内外的研究现状 2
1.3 变频恒压供水系统的特点 2
1.4 本文主要研究内容 3
第二章 变频恒压供水系统的理论分析及方案制定 5
2.1 变频恒压供水系统的理论分析 5
2.1.1 电机的调速工作原理 5
2.1.2 水泵的调节原理 6
2.2 变频恒压供水系统的方案制定 8
2.2.1 供水系统的控制流程 8
2.2.2 供水系统中水泵的切换条件 10
2.3 本章小结 11
第三章 变频恒压供水系统的PLC控制 12
3.1 PLC的选型 12
3.2变频器的选型 13
3.3 PLC的程序设计分析 14
3.3.1 控制系统主程序分析 14
3.3.2 PLC的I/O配置和外部接线图 17
3.3.3 控制系统子程序分析 20
3.4 本章小结 23
第四章 组态监控系统设计 24
4.1 组态王软件简介 24
4.2 组态王与PLC的通信参数设置 24
4.3 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景及其意义 1
1.2 变频恒压供水系统在国内外的研究现状 2
1.3 变频恒压供水系统的特点 2
1.4 本文主要研究内容 3
第二章 变频恒压供水系统的理论分析及方案制定 5
2.1 变频恒压供水系统的理论分析 5
2.1.1 电机的调速工作原理 5
2.1.2 水泵的调节原理 6
2.2 变频恒压供水系统的方案制定 8
2.2.1 供水系统的控制流程 8
2.2.2 供水系统中水泵的切换条件 10
2.3 本章小结 11
第三章 变频恒压供水系统的PLC控制 12
3.1 PLC的选型 12
3.2变频器的选型 13
3.3 PLC的程序设计分析 14
3.3.1 控制系统主程序分析 14
3.3.2 PLC的I/O配置和外部接线图 17
3.3.3 控制系统子程序分析 20
3.4 本章小结 23
第四章 组态监控系统设计 24
4.1 组态王软件简介 24
4.2 组态王与PLC的通信参数设置 24
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新建供水系统组态工程和组态变量 26
4.4 变频恒压供水系统组态监控界面设计 28
4.5 本章小结 36
结 论 37
致 谢 38
参 考 文 献 39
附 录 40
第一章 绪论
1.1 课题背景及其意义
自动化的发展水平随着科学技术的进步发生着日新月异的变化，一方面降低了生活生产的必要成本、缩短了必要劳动时间，同时生产发展更具有可靠性和安全性。身处在当今社会节能节水的时代背景下，又面临着人口基数大、水电等自然资源匮乏的国情，长期以来，我国在市政供水和工业用水等方面一直都筹划着改革与创新。随着经济基础的不断提升，居民的生活品质也随之提高，住宅小区在自动化减能节水这些方面还是有很大的上升前景。
相比较于传统大型的建筑和住宅小区，最为常见的莫过于建造水塔利用高位供水的水箱、气压罐供水或者是利用恒速泵加压持续供水等方法。仅针对上述几种供水方式的利弊进行简明扼要的分析：
（1）建造水塔或者高位水箱供水方式，顾名思义，利用高处水的重力优势给予压力供水，这种供水方式控制简便易操作,而且不受停电等外界因素干扰；但是弊端也很明显，要求占地面积较大，所需的地势要高，建造和维护的成本比较昂贵，最关键的一点是无法保证恒压供水，可能在用水高峰期出现用户出水量较少的现象。
（2）对于另一种更加常见的恒压供水罐，在一定程度上类似于传统高位水箱供水方式，只不过恒压罐不同于水塔利用水的重力而是利用空气压缩推动水源注入传输管道中，对于硬件设施的要求高，而且管道的水压会伴随着气压罐内用水的减少而减少。
（3）恒转速泵加压供水方式也就是保持水泵机组的恒定转速，依靠人工对阀门的开度进行调节来满足用户的需水量，相对而言，自动化程度低，压力变化范围大、不易精确，往往造成很大程度的水电能耗，现今这种供水方式已不常见逐渐被社会所淘汰。
由此可见，传统的普通半自动化供水方式都存在不同程度的资源浪费或者是供水效率低下的问题，从而对于住宅居民的用水需要不能提供有效的生活保障。伴随着变频调速技术的超速发展[14]，一种恒压供水的方式也越来越受到变频、电气自动化以及现代控制等技术研究行业的重视，作为一项拥有高效率节约能耗、投入使用资金虽少但结果工作效率值高的供水系统，不仅拥有超高的电气自动化性能配置，能够有效缓解“水锤效应”，而且上手简单易操作，不同程度地提高了居民的生活质量，能够在资源利用率、环境维护等方面作出巨大奉献。
1.2 变频恒压供水系统在国内外的研究现状
据报道，从事自来水公司的市政管道水网部门负责80%左右城市居民的生活用水，可是通常来说管网中的供水水压往往只能达到0.250.45Mpa,8层楼左右就会到达供水压力的可承受范围极限，可是由于近年来国民经济的迅猛发展，高楼层的住宅或者商业小区如雨后春笋般破土而出，原先的市政管网已无法让用户满意，迫使相关技术人员采用管道内二次水泵施压进行小高层供水。现阶段国内外使用最普遍的自动给水系统是采用变频调速技术的恒压供水方式。十几年来，伴随变频调控科技水平的稳定发展和广泛适用，变频调速的产物也神奇地被应用到供水系统中来。供水系统中的变频调速部分根据水泵输出端口的水压，突破电动机的无极调速，自动调节水泵机组的转速大小，以保持恒定的出水压力。
通过比较发现国外恒压供水的体系拥有更高的稳定性和可持续性，拥有更先进成熟的自动控制的供水体制。采用变频器和水泵机组相对应的形式往往更加安全有效，于是国外技术员在设计恒压供水工程时经常使用这种方法，采用电机变频调速的办法比较灵活，可是所需投入的费用较高。随着变频技术的迅速发展以及恒压供水系统优势的认可度逐渐提升，众多国内外的变频器厂商将目光投向了基于恒压供水的特制变频器制造。这种能够把可编程控制器、PID控制器等元件融合的集成控制模块，只需要配备整套的供水单位，便可快速构成一个多电机水泵的供水系统[10]。特制的微型可编程设备在一定程度上减少了成本，但是相应地也会导致其输出接口扩展的灵活性、系统的动态性和稳定性不足的问题，因此它的实际使用范围其实是有限的。
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