PLC的无负压供水控制
efficiency and energy saving目录
引言 1
一、发展与背景 2
（一）供水方式的发展 2
（二）背景与意义 3
二、产品简介 3
（一）设备的使用范围 3
（二）系统结构图 3
三、 供水系统的分析 3
（一）系统的硬件组成 3
（二）系统的软件组成 9
四、供水系统的测试 13
（一）高压测试 13
（二）功能测试 14
（三）打压测试 16
总结 17
谢辞 18
参考文献 19
附录 20
引言
地球上的淡水资源不是取之不尽用之不竭的，在仅有的淡水中，由于人们利用不当，也造成了淡水资源的浪费和污染。近年来，随着经济的飞速发展，城市化建设进程加快，高楼建筑也像雨后春笋般拔地而起。为了满足这些建筑的内部供水，我们不仅对水量的大小提出了要求，同时也对水的压力和水质提出了要求。面对这样的用户需求，我们就要对自来水进行加压，做到二次供水，这个过程中产生了污染那就必不可少了。因此，我们要选择一种既可以节约用水，又可以减少污染从而保证水质的设备就显得尤为重要了，这样做也符合社会主义可持续发展的原则。面对这样的要求，无负压供水设备就可以满足。一、发展与背景
（一）供水方式的发展
生命离不开水，水是生命之源。在原始社会的时候大家都是饮用河水，可是随着社会的进步，人们开始了定居的生活，河水的供给已经不能满足人们对生活品质的追求。地下水进入了大众的视野。可是随着经济的发展和人口的增长，人们的土地空间越来越少，为了解决这个问题，高层建筑随之产生，同时也产生了很 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
多问题。其中就有供水的问题。 直接供水不能满足需求了，因为直接供水高层建筑底楼有水可用，可是楼上的用户却不能使用。这个问题，促使了供水方式的大发展。
供水方式的第一次变迁是使用进口水池＋供水水泵＋高位水箱的模式。
我们生活在城市中，家家户户都使用了自来水。我们要想是高层也能使用到水，那就必须给水进行加压，因此我们就使用水泵供水，但是水泵电机又不能直接抽取自来水管网的水，因为那样的话就会破坏管网的压力，因此只能先将水放到一个供水池中，然后再用水泵抽。这种供水方式具有投资小的特点，能基本上满足用户用水的需求。可是这个供水池占地面积大，并且用电机又是工频运行，耗能大，且顶层用户水压小，人体舒适度差；存在二次污染的可能，还需要人员定期的清洁，增加了成本。
第二次变迁是使用进口水池＋变频恒压供水机组的模式
直接用水泵进行供水，它不但直接启动电流大，而且能耗大。为了更好的节能，我们使用变频恒压供水，它的性能还在于供水稳定，人体舒适度好。但是它还是有不少缺点。因为此方式仍然是二次供水。所以它仍存在二次污染的可能，仍需要人员定期清洁；一旦停电，用户无水可用；自来水管网供水到进口水池，能量白白损失；在小流量时水泵启停比较频繁，这也会造成机器寿命的减短。
在近年来，变频恒压供水的方式也逐渐不能满足用户的需求。所以新的供水方式也随之产生。即管网无负压压供水方式，同时也叫管网叠压供水。
它具有传统方式供水不具有的特点：
1.环保
系统采用了密闭供水的模式，减少了水与外界空气接，可以有效避免了二次污染的可能，也减少了中间环节的蒸发；并且不需要定期清洁水池，减少了污水的排放。
2.节能
系统直接接入自来水管网，可充分利用管网现有的压力，与前者比较而言，水泵在选型时，在同样的流量下，扬程可以减小20m，电机功率较小；并且在夜间小流量供水的情况下，可以采用自来水管网直接供水，减少水泵启停，达到节能的目的。
3.增加了可靠性
由于系统采用了密闭供水的模式，即使在停电的情况下，水泵停止工作，系统仍能通过旁通的支路给低区用户供水，减少了停电造成的影响。
（二）背景与意义
人与自然和谐相处，是当今社会的主题。在资源缺乏的当今社会，环保、节能越来越受到人们的重视。节约水资源，保护水不被污染显得尤为重要。为了保证供给水质的安全，出现了新一代的供水设备---无负压供水设备。
二、产品简介
（一）设备的使用范围
该设备一般用在住宅小区、宾馆等处的生活供水，还有原来供水设备的更新。使用时要处于0~40℃的环境中，湿度也不能超过90％，确保水泵充分冷却和控制柜的干燥，并且不适于室外安装。
（二）系统结构图
如图2-1所示，1-管网压力传感器 2-比例调节阀 3-稳流罐 4-控制柜 5-底座 6-变频E泵 7-水泵入口压力传感器 8-球阀 9-单向阀 10-入口管路 11-橡胶减震垫 12-出口管路 13-出口压力传感器 14-隔膜罐 15-真空抑制阀
图2-1 系统结构与实物图
三、 供水系统的分析
（一）系统的硬件组成
无负压供水设备由西门子LOGO!可编程控制器、变频泵、压力传感器、不锈钢稳流器、隔膜罐、控制柜等组成。
1.PLC
可编程控制器，简称PLC(Programmable logic Controller)，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在该设备中，使用的是西门子LOGO!可编程控制器(如图3-1所示)。
图3-1 LOGO!的结构图与实物图
LOGO!代替了很多定时器、继电器、时钟和接触器所实现的功能，还有它的模块不需要太多的附件和放置空间，而且随时能够扩展其功能。安装方便，编程简单，同时具有抗振性，及很强的电磁兼容性。它的价格远远低于PLC.因此，LOGO!得到了广泛使用。
如果程序写入LOGO!断电时，程序会消失，所以要将LOGO!的程序备份到程序储存块里。
首先在运行状态下，按ESC键退到参数菜单下，选中Stop选项，点击Yes，系统自动退到参数菜单，再从LOGO!到程序备份模块卡中（操作如图3-2）。
图3-2 程序写入储存模块
2.电机变频泵
（1）马达控制
马达控制是调节电机的输出频率来满足实际需求。（如图3-3所示）实际需求是由恒定压力、恒定温度或其他恒定量来决定的。变频器的作用是控制马达的运转速度。
N = f x 60 / p
其中：
N:表示转速，单位是r/min ； f:表示频率，单位是Hz；
p:表示磁极对数
图3-3 马达
（2）工作原理
如图3-4-a所示，L1，L2，L3都是控制马达的主回路接线端，用控制回路来启动主回路。在系统手动运行时，图3-4-b中22脚和23脚接通就可以启动马达了，再把21脚和23脚接通，这样21，22，23三个脚都接通了，电机就会以最大速度运行，在自动运行时，接通的21脚就不起作用了，这时系统会通过I351B控制器调节0-10v电压来送到24脚调节速度。
图3-7 真空抑制器
引言 1
一、发展与背景 2
（一）供水方式的发展 2
（二）背景与意义 3
二、产品简介 3
（一）设备的使用范围 3
（二）系统结构图 3
三、 供水系统的分析 3
（一）系统的硬件组成 3
（二）系统的软件组成 9
四、供水系统的测试 13
（一）高压测试 13
（二）功能测试 14
（三）打压测试 16
总结 17
谢辞 18
参考文献 19
附录 20
引言
地球上的淡水资源不是取之不尽用之不竭的，在仅有的淡水中，由于人们利用不当，也造成了淡水资源的浪费和污染。近年来，随着经济的飞速发展，城市化建设进程加快，高楼建筑也像雨后春笋般拔地而起。为了满足这些建筑的内部供水，我们不仅对水量的大小提出了要求，同时也对水的压力和水质提出了要求。面对这样的用户需求，我们就要对自来水进行加压，做到二次供水，这个过程中产生了污染那就必不可少了。因此，我们要选择一种既可以节约用水，又可以减少污染从而保证水质的设备就显得尤为重要了，这样做也符合社会主义可持续发展的原则。面对这样的要求，无负压供水设备就可以满足。一、发展与背景
（一）供水方式的发展
生命离不开水，水是生命之源。在原始社会的时候大家都是饮用河水，可是随着社会的进步，人们开始了定居的生活，河水的供给已经不能满足人们对生活品质的追求。地下水进入了大众的视野。可是随着经济的发展和人口的增长，人们的土地空间越来越少，为了解决这个问题，高层建筑随之产生，同时也产生了很 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
多问题。其中就有供水的问题。 直接供水不能满足需求了，因为直接供水高层建筑底楼有水可用，可是楼上的用户却不能使用。这个问题，促使了供水方式的大发展。
供水方式的第一次变迁是使用进口水池＋供水水泵＋高位水箱的模式。
我们生活在城市中，家家户户都使用了自来水。我们要想是高层也能使用到水，那就必须给水进行加压，因此我们就使用水泵供水，但是水泵电机又不能直接抽取自来水管网的水，因为那样的话就会破坏管网的压力，因此只能先将水放到一个供水池中，然后再用水泵抽。这种供水方式具有投资小的特点，能基本上满足用户用水的需求。可是这个供水池占地面积大，并且用电机又是工频运行，耗能大，且顶层用户水压小，人体舒适度差；存在二次污染的可能，还需要人员定期的清洁，增加了成本。
第二次变迁是使用进口水池＋变频恒压供水机组的模式
直接用水泵进行供水，它不但直接启动电流大，而且能耗大。为了更好的节能，我们使用变频恒压供水，它的性能还在于供水稳定，人体舒适度好。但是它还是有不少缺点。因为此方式仍然是二次供水。所以它仍存在二次污染的可能，仍需要人员定期清洁；一旦停电，用户无水可用；自来水管网供水到进口水池，能量白白损失；在小流量时水泵启停比较频繁，这也会造成机器寿命的减短。
在近年来，变频恒压供水的方式也逐渐不能满足用户的需求。所以新的供水方式也随之产生。即管网无负压压供水方式，同时也叫管网叠压供水。
它具有传统方式供水不具有的特点：
1.环保
系统采用了密闭供水的模式，减少了水与外界空气接，可以有效避免了二次污染的可能，也减少了中间环节的蒸发；并且不需要定期清洁水池，减少了污水的排放。
2.节能
系统直接接入自来水管网，可充分利用管网现有的压力，与前者比较而言，水泵在选型时，在同样的流量下，扬程可以减小20m，电机功率较小；并且在夜间小流量供水的情况下，可以采用自来水管网直接供水，减少水泵启停，达到节能的目的。
3.增加了可靠性
由于系统采用了密闭供水的模式，即使在停电的情况下，水泵停止工作，系统仍能通过旁通的支路给低区用户供水，减少了停电造成的影响。
（二）背景与意义
人与自然和谐相处，是当今社会的主题。在资源缺乏的当今社会，环保、节能越来越受到人们的重视。节约水资源，保护水不被污染显得尤为重要。为了保证供给水质的安全，出现了新一代的供水设备---无负压供水设备。
二、产品简介
（一）设备的使用范围
该设备一般用在住宅小区、宾馆等处的生活供水，还有原来供水设备的更新。使用时要处于0~40℃的环境中，湿度也不能超过90％，确保水泵充分冷却和控制柜的干燥，并且不适于室外安装。
（二）系统结构图
如图2-1所示，1-管网压力传感器 2-比例调节阀 3-稳流罐 4-控制柜 5-底座 6-变频E泵 7-水泵入口压力传感器 8-球阀 9-单向阀 10-入口管路 11-橡胶减震垫 12-出口管路 13-出口压力传感器 14-隔膜罐 15-真空抑制阀
图2-1 系统结构与实物图
三、 供水系统的分析
（一）系统的硬件组成
无负压供水设备由西门子LOGO!可编程控制器、变频泵、压力传感器、不锈钢稳流器、隔膜罐、控制柜等组成。
1.PLC
可编程控制器，简称PLC(Programmable logic Controller)，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在该设备中，使用的是西门子LOGO!可编程控制器(如图3-1所示)。
图3-1 LOGO!的结构图与实物图
LOGO!代替了很多定时器、继电器、时钟和接触器所实现的功能，还有它的模块不需要太多的附件和放置空间，而且随时能够扩展其功能。安装方便，编程简单，同时具有抗振性，及很强的电磁兼容性。它的价格远远低于PLC.因此，LOGO!得到了广泛使用。
如果程序写入LOGO!断电时，程序会消失，所以要将LOGO!的程序备份到程序储存块里。
首先在运行状态下，按ESC键退到参数菜单下，选中Stop选项，点击Yes，系统自动退到参数菜单，再从LOGO!到程序备份模块卡中（操作如图3-2）。
图3-2 程序写入储存模块
2.电机变频泵
（1）马达控制
马达控制是调节电机的输出频率来满足实际需求。（如图3-3所示）实际需求是由恒定压力、恒定温度或其他恒定量来决定的。变频器的作用是控制马达的运转速度。
N = f x 60 / p
其中：
N:表示转速，单位是r/min ； f:表示频率，单位是Hz；
p:表示磁极对数
图3-3 马达
（2）工作原理
如图3-4-a所示，L1，L2，L3都是控制马达的主回路接线端，用控制回路来启动主回路。在系统手动运行时，图3-4-b中22脚和23脚接通就可以启动马达了，再把21脚和23脚接通，这样21，22，23三个脚都接通了，电机就会以最大速度运行，在自动运行时，接通的21脚就不起作用了，这时系统会通过I351B控制器调节0-10v电压来送到24脚调节速度。
图3-7 真空抑制器
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