西门子logo的某小区循环供水系统设计
摘 要循环恒压供水系统是对小区或者公司等，进行恒压供水，循环用水的系统，对于现在高楼小区以及写字楼有极大的意义。随着科技的发展，人民生活水平也越来越高，对于智能化的要求也开始提高，小区循环恒压供水很好的解决高楼供水不足的问题，提供了很大的方便。本设计师基于西门子LOGO!的小区循环供水系统，西门子LOGO！是采用LOGO!230RC来完成实验。本系统有两台水泵电机，当压力传感器检测到水压信号，反馈给LOGO!并与设定值进行比较，通过程序中的比较指令后，来对变频器输出电压和频率进行调节，从而控制水泵电机的转速来控制供水量，在水箱安装液位传感器，当水位低于一半时开闸放水，当达到一定高度，停止放水。本设计的特点在于恒压、循环供水，对现代化小区有很好的发展意义。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2循环恒压供水的背景 1
1.3变频控制系统的研究意义 1
第二章 供水系统的理论分析 3
2.1系统研究对象及其特点 3
2.1.1研究对象 3
2.1.2系统设计的特点 3
2.2供水系统方案的选择 4
2.3供水系统的组成及其原理 5
2.3.1供水控制系统的组成及原理图 5
第三章 系统的硬件设计 9
3.1系统硬件设备的选型 9
3.1.1西门子 LOGO！及其扩展模块的选型 10
3.1.2变频器的选型 11
3.1.3水泵电机组的选型 12
3.1.4压力传感器的选型 13
3.1.5液位传感器的选型 14
3.2系统I/O分配 14
3.3系统主电路接线图 15
3.4系统控制电路接线图 16
第四章 系统的软件设计 17
4.1系统软件设计分析 18
4.2控制系统主程序设计 21
第五章 程序调试 22
5.1自检程序 22
5.2水泵工作程序 23
5.3变频模拟PI调节输出程序 27
5.4液位控制
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
程序 27
5.5启动备用设备 29
结束语 30
致谢 31
附录A 33
第一章 绪论
1.1引言
随着生活水平的提高，我们对生活的要求也在逐步提高。自从进入到信息化时代，越来越多的智能产品运用到我们平常的生活中。循环恒压供水对于办公楼和小区有着极大的意义，以往对于高层小区来说，底层拥有极大的水压供水，反而对于中高层来说，因为水压不够，造成很多用水的不方便。所以，无论在办公大楼还是住在小区，循环恒压是必不可少的。其通过压力传感器采集信号并进行反馈给控制器，通过比较指令来控制变频器，从而控制电机，达到恒压供水。
1.2循环恒压供水的背景
对于现代化小区高层的用户来说，假如利用高位水箱供水当，遇到白天或者晚上的用水高峰期，便会影响到正常的进行做饭洗衣等。假如运用恒速泵加压供水，在高峰期经常会超负荷运行；而用户用水少时依然是相同压力供水，容易导致水管损坏和爆裂。
现在传统小区供水有水塔高位水箱供水、恒速泵加压供水、气压供水等。他们各有各的优点和缺点。
采用基于SIEMENS LOGO和变频技术的循环恒压供水系统可以有效的解决以上问题。节约资源、材料成本降低、占地减少、投资变小、运行稳定、可调节能力强等是变频器调速供水系统的几大优势。与PLC相比，LOGO！能做到简单的控制，能符合现代化需求，相对于PLC，成本会低很多，PLC在此运用上，未能更好的运用器功能。将变频技术与自动控制技术相结合，不仅可以提高恒压供水的效率并有节能效果，更加有效的保证供水系统的安全可靠运行。所以，设计基于LOGO!的循环恒压供水控制系统，不仅能够提高小区供水效率，并且还能提高人民的现有生活水平，同时还能降低能耗等。自动恒压供水拥有很好的应用前景以及带来明显的经济效益和显著的社会效益。
1.3变频控制系统的研究意义
在变频调速技术成熟并发展之后，变频恒压供水控制系统才慢慢的开始发展。在此之前，其他国家特别是欧美的国家就主要生产能够控制频率、正反转等的变频器。基于LOGO!的循环供水采用可调频率来控制，从而达到恒压调节，我们用变频器来执行，因为用户用水量在随时的变化，我们为了更好的保证管网压的力保持恒定，所以在变频器的外部连接可以检测压力的压力传感器，然后采用闭环控制。随着变频调节的稳定性和它的可靠性，越来越好的发展，欧美国家开始注重其并开始大量生产和改进。
循环恒压供水系统组成主要有SIEMENS LOGO、变频器、压力传感器以及水泵电机组等组成的一个闭环调节系统，在本次设计组成有一个蓄水池，一个SIEMENS LOGO!控制器，两个正常使用的水泵电机，一个备用的水泵电机，一个变频器，一个液位传感器，一个压力传感器。LOGO！根据压力反馈值自动控制两个水泵电机之间的切换，并根据压力反馈值和给定值之间偏差然后进行指令比较，然后进行输出给变频器，控制其输出频率，调节水流流量，恒定供水管网压力。水泵之间切换按照先起后停的原则。
第二章 供水系统的理论分析
2.1系统研究对象及其特点
2.1.1研究对象
21 小区供水简单示意图
这次毕业设计设计的是控制现代城市住房的一种供水系统。当供水的水压过低，小区高层的用户将没有办法来正常使用水；供水水压高时，会导致水管崩裂，造成水资源的浪费。如图21所示，是小区的供水的系统的示意图。图中是通过水池把水储存起来，然后再通过水泵的电动机加压把水送给各个用户。
2.1.2系统设计的特点
利用变频器和控制器想结合的供水系统相比于过去利用恒速泵进行加压来供水，以及建设水塔，利用高位水箱来供水，还有就是利用气压罐的供水等方式，在设备的投资的资金、设备运行的经济性能在很大的优势，并且在系统的稳定程度、可靠程度和智能化等方面更加突显此优秀性能，而且他还能节约资源。
基于变频的恒压供水的控制系统能适用于众多场合的供水要求，比如小区的生活的用水、工业的用水、消防的用水等，这个系统有下面几个特点:
(1) 恒压控制系统通用性广泛，可以面向各式的供水系统。
(2) 如果遇到紧急情况：比如小区内突然停止供电、水泵的电动机突然出现卡死等故障、变频器发生短路故障等，我们就要根据水泵电机的情况、变频器的限时状态，水池的实时水位，用户的网管的供水压力，通过检查这些来控制频率，使得能够在其之间自动切换，控制水泵电机恒压输出。如果，突然出现了特殊状况或者故障，能够立刻启用备用的电机
(3) 利用变频器的频率来改变控制水泵的转速，从而进行用户恒压供水，所有的水泵电动机都先启动工频运行，让电动机可以在额定频率之内自由的切换，降低了设备运行的危险性并且延长了设备的寿命。
2.2供水系统方案的选择
恒定压力的可变频率调节的循环供水系统的主要组成是一个压力传感器检测网管压力、一台变频器控制变频调节、一个主控制单元以及水泵机组。这个系统控制变频器之后，在控制水泵电机。实现水压的恒定，然后对水泵电机进行软启动。能够让水泵额定频率运行和水泵的变频运行进行切换。然后根据设计的要求，经过下面三种方案的比较：
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2循环恒压供水的背景 1
1.3变频控制系统的研究意义 1
第二章 供水系统的理论分析 3
2.1系统研究对象及其特点 3
2.1.1研究对象 3
2.1.2系统设计的特点 3
2.2供水系统方案的选择 4
2.3供水系统的组成及其原理 5
2.3.1供水控制系统的组成及原理图 5
第三章 系统的硬件设计 9
3.1系统硬件设备的选型 9
3.1.1西门子 LOGO！及其扩展模块的选型 10
3.1.2变频器的选型 11
3.1.3水泵电机组的选型 12
3.1.4压力传感器的选型 13
3.1.5液位传感器的选型 14
3.2系统I/O分配 14
3.3系统主电路接线图 15
3.4系统控制电路接线图 16
第四章 系统的软件设计 17
4.1系统软件设计分析 18
4.2控制系统主程序设计 21
第五章 程序调试 22
5.1自检程序 22
5.2水泵工作程序 23
5.3变频模拟PI调节输出程序 27
5.4液位控制
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
程序 27
5.5启动备用设备 29
结束语 30
致谢 31
附录A 33
第一章 绪论
1.1引言
随着生活水平的提高，我们对生活的要求也在逐步提高。自从进入到信息化时代，越来越多的智能产品运用到我们平常的生活中。循环恒压供水对于办公楼和小区有着极大的意义，以往对于高层小区来说，底层拥有极大的水压供水，反而对于中高层来说，因为水压不够，造成很多用水的不方便。所以，无论在办公大楼还是住在小区，循环恒压是必不可少的。其通过压力传感器采集信号并进行反馈给控制器，通过比较指令来控制变频器，从而控制电机，达到恒压供水。
1.2循环恒压供水的背景
对于现代化小区高层的用户来说，假如利用高位水箱供水当，遇到白天或者晚上的用水高峰期，便会影响到正常的进行做饭洗衣等。假如运用恒速泵加压供水，在高峰期经常会超负荷运行；而用户用水少时依然是相同压力供水，容易导致水管损坏和爆裂。
现在传统小区供水有水塔高位水箱供水、恒速泵加压供水、气压供水等。他们各有各的优点和缺点。
采用基于SIEMENS LOGO和变频技术的循环恒压供水系统可以有效的解决以上问题。节约资源、材料成本降低、占地减少、投资变小、运行稳定、可调节能力强等是变频器调速供水系统的几大优势。与PLC相比，LOGO！能做到简单的控制，能符合现代化需求，相对于PLC，成本会低很多，PLC在此运用上，未能更好的运用器功能。将变频技术与自动控制技术相结合，不仅可以提高恒压供水的效率并有节能效果，更加有效的保证供水系统的安全可靠运行。所以，设计基于LOGO!的循环恒压供水控制系统，不仅能够提高小区供水效率，并且还能提高人民的现有生活水平，同时还能降低能耗等。自动恒压供水拥有很好的应用前景以及带来明显的经济效益和显著的社会效益。
1.3变频控制系统的研究意义
在变频调速技术成熟并发展之后，变频恒压供水控制系统才慢慢的开始发展。在此之前，其他国家特别是欧美的国家就主要生产能够控制频率、正反转等的变频器。基于LOGO!的循环供水采用可调频率来控制，从而达到恒压调节，我们用变频器来执行，因为用户用水量在随时的变化，我们为了更好的保证管网压的力保持恒定，所以在变频器的外部连接可以检测压力的压力传感器，然后采用闭环控制。随着变频调节的稳定性和它的可靠性，越来越好的发展，欧美国家开始注重其并开始大量生产和改进。
循环恒压供水系统组成主要有SIEMENS LOGO、变频器、压力传感器以及水泵电机组等组成的一个闭环调节系统，在本次设计组成有一个蓄水池，一个SIEMENS LOGO!控制器，两个正常使用的水泵电机，一个备用的水泵电机，一个变频器，一个液位传感器，一个压力传感器。LOGO！根据压力反馈值自动控制两个水泵电机之间的切换，并根据压力反馈值和给定值之间偏差然后进行指令比较，然后进行输出给变频器，控制其输出频率，调节水流流量，恒定供水管网压力。水泵之间切换按照先起后停的原则。
第二章 供水系统的理论分析
2.1系统研究对象及其特点
2.1.1研究对象
21 小区供水简单示意图
这次毕业设计设计的是控制现代城市住房的一种供水系统。当供水的水压过低，小区高层的用户将没有办法来正常使用水；供水水压高时，会导致水管崩裂，造成水资源的浪费。如图21所示，是小区的供水的系统的示意图。图中是通过水池把水储存起来，然后再通过水泵的电动机加压把水送给各个用户。
2.1.2系统设计的特点
利用变频器和控制器想结合的供水系统相比于过去利用恒速泵进行加压来供水，以及建设水塔，利用高位水箱来供水，还有就是利用气压罐的供水等方式，在设备的投资的资金、设备运行的经济性能在很大的优势，并且在系统的稳定程度、可靠程度和智能化等方面更加突显此优秀性能，而且他还能节约资源。
基于变频的恒压供水的控制系统能适用于众多场合的供水要求，比如小区的生活的用水、工业的用水、消防的用水等，这个系统有下面几个特点:
(1) 恒压控制系统通用性广泛，可以面向各式的供水系统。
(2) 如果遇到紧急情况：比如小区内突然停止供电、水泵的电动机突然出现卡死等故障、变频器发生短路故障等，我们就要根据水泵电机的情况、变频器的限时状态，水池的实时水位，用户的网管的供水压力，通过检查这些来控制频率，使得能够在其之间自动切换，控制水泵电机恒压输出。如果，突然出现了特殊状况或者故障，能够立刻启用备用的电机
(3) 利用变频器的频率来改变控制水泵的转速，从而进行用户恒压供水，所有的水泵电动机都先启动工频运行，让电动机可以在额定频率之内自由的切换，降低了设备运行的危险性并且延长了设备的寿命。
2.2供水系统方案的选择
恒定压力的可变频率调节的循环供水系统的主要组成是一个压力传感器检测网管压力、一台变频器控制变频调节、一个主控制单元以及水泵机组。这个系统控制变频器之后，在控制水泵电机。实现水压的恒定，然后对水泵电机进行软启动。能够让水泵额定频率运行和水泵的变频运行进行切换。然后根据设计的要求，经过下面三种方案的比较：
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