wincc的恒压供水监控系统设计(附件)【字数：19973】
摘 要在当今中国，乃至世界其他国家，水电资源的利用问题一直是国计民生的重中之重。如何利用水电资源在当今城市化发展的大背景下已经成为了一个非常重要的问题。作为水电资源里的一环，水资源的利用，特别是供水系统的可靠和安全，早已成为了目前社会关注的热点话题。早先的供水系统虽然能够完成对高层供水的目标，但是其所费代价是巨大的，例如相应的基础投资、后期的维护花费和人工花费等等。另外，如何能够方便操作人员随时监控供水过程也成为关键性需求。因此，为了解决上述的弊端，本设计综合讨论了由PLC作为核心控制，三台水泵供水的变频恒压供水系统变频调速的合理性，同时也分析了当前类似系统的一些不足之处，并在本系统进行了相应的改进。同时，在保证系统的稳定和高效性的条件下，设计了监控组态，对其进行实时地监控，以期能够帮助用户迅速了解系统运行状态。
目 录
第一章 绪论 1
1.1恒压供水系统设计背景 1
1.2组态系统设计背景 4
1.3主要内容 5
第二章 变频恒压供水系统设计 6
2.1系统构成 6
2.1.1系统概述 6
2.1.2系统设计 7
2.2控制系统选型 8
2.2.1控制单元 8
2.2.2变频器选型 11
2.3执行机构选型 12
2.4信号检测装置选型 13
2.4.1水位控制器选型 13
2.4.2压力传感器选型 14
第三章 控制程序设计 15
3.1 工作模式 15
3.1.1调速泵固定工作模式 15
3.1.2调速泵循环软启动模式 15
3.1.3工作模式的比较 16
3.2 控制流程 16
3.2.1主程序自动控制流程 16
3.2.2主程序手动控制流程 18
3.2.3增泵程序控制流程 19
3.2.4减泵程序控制流程 20
3.3 PLC程序设计 21
3.3.1I/O端子分配表 21
3.3.2核心程序概述 22
第四章 组态界面设计 26 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
4.1登录界面设计 26
4.2用户管理界面设计 29
4.3消防用水界面设计 37
4.4生活用水界面设计 38
4.5操作面板界面设计 46
4.6报警界面设计 48
4.6.1报警界面设计 48
4.6.2报警报表设计 49
4.7数据记录设计 52
4.8趋势视图设计 54
结束语 55
致 谢 56
参考文献 57
附录A PLC控制程序 58
第一章 绪论
1.1恒压供水系统设计背景
在文明初期，古人就地汲水，并无多少困难。不过随着文明的不断向前发展，人类的迁居的足迹遍布世界，可是并非所有的地区都有合适的水源供人享用的。故此，仅就中国而言，便在穿地取水，以瓶引汲的基础上，相继发明了桔槔、辘轳、翻车等精巧的汲水灌溉的机械。不过在大部分地区，还是有如徐悲鸿所作的《巴人汲水》一般，百姓肩挑背扛将水运至山川高险之地。
转眼至现代，众所周知，虽然生存环境相较古代已大为改善，但是在水电资源较为贫瘠的中国，可持续发展已经成为了时代的主旋律，长期以来，工业、市政、消防和生活等多种领域，依然延续着老一代的供水方式，即无论用水高峰或是低谷，供水量和水压基本不变，这就导致了在用水高峰期间，水压不够，供水量不足；而在用水低谷期间，水压过高，供水量剩余较多。这种方式，在过去由于尚未造成极大的损失，并不被人所重视。但随着不断加速的城市化，密集的人口、不断拔高的大楼使得当初的隐忧逐渐浮出水面。同时社会对水资源安全的重视和对其日渐匮乏，污染程度加深的担忧，也令水质的问题提上国家政策制定的议程。
水质、水压、水量，无疑是压在供水系统设计人员心中的三座大山。这三点是评判供水系统设计是否合理的标准，能够带给普通民众最为直观的感受。然而，作为评价供水系统是否合理的标准，却不止于此，系统的稳定性、安全性、可靠性、经济性，则是站在全局的角度对系统提出的标准。故变频恒压供水系统便应运而生。
可是，因为我国在自动化等领域内起步较晚，再加之国外对我国的技术封锁，故稍早的现代供水方式，大多系统简单，有些甚至故障频发，危害极大。
曾有设置单一一台不能变速的恒速泵，蓄水池中的水由其抽出，并加压向用水建筑“打水”。也有更为恶劣的，直接将水泵设置在用水管网和市政供水管网之间，直接从市政供水管网中抽取自来水。这将会导致整个城市的用水水压不够稳定，频繁出现压力波动。而结果是用户将会发现时而水流极小甚至不出水，时而水流压力过大，喷射而出。这会极大地影响用户的生活质量。同时，由于只有一台恒速泵，故只得整日运转不停，经常在夜间用水低谷时段停止运行，以牺牲该时段用户用水质量进行维护保养和故障排查。当然，如此方式早先被人所采纳也是因为其供水的原理并不复杂，技术含量低，代价并不昂贵。只是由于上述原因，再加上其无法可持续地利用水资源而被放弃。
同恒速泵搭配蓄水池的方案相类似，恒速泵搭配水塔供水也是比较普遍的一种供水方案。不过有所不同的是，恒速泵搭配水塔供水方案中，水塔类似于一个中继站，设置在水泵和用户之间。平时，由恒速泵以恒速从蓄水池中抽水给水塔储存，待水塔水位达到预先设定的标准后，便由水塔向供水管网中直接“打水”。简单地说，此种方案的水压并非直接由恒速泵提供，而是由水塔本身的液位压力将水压入供水管道。这就要求，水塔液位的最低限制值所能产生的压力必须要高于供水系统所需要的最低压力，即能够将自来水供给给用户的压力。为了便于保持水塔的液位压力，故在其最高液位警戒值、最低液位警戒值分别设置一个液位传感器或是压力传感器，只要水位达到最低液位警戒值时则系统自动将水泵启动，从蓄水池抽水注入水塔，待其最高液位警戒值时，水泵停止注水。相较于水泵一直工作的前一种方案来说，在这里水泵是处于不断地启停状态的。而这可以使其获得充分的后勤维护时间。水塔的供水压力也不会有太高的波动。不过对比其他方案，水塔一类的基建设备投资最大，占地面积也最大。因为设计时只有一台或多台恒速泵，水压难以根据实际情况或者突发情况进行调节。系统的压力是无法调节的，此为该方案的最大的不足之处。在现代社会，用户的需求是多样性的，若没有调节供水压力的能力的话，是无法在残酷的市场竞争中存活下来的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1恒压供水系统设计背景 1
1.2组态系统设计背景 4
1.3主要内容 5
第二章 变频恒压供水系统设计 6
2.1系统构成 6
2.1.1系统概述 6
2.1.2系统设计 7
2.2控制系统选型 8
2.2.1控制单元 8
2.2.2变频器选型 11
2.3执行机构选型 12
2.4信号检测装置选型 13
2.4.1水位控制器选型 13
2.4.2压力传感器选型 14
第三章 控制程序设计 15
3.1 工作模式 15
3.1.1调速泵固定工作模式 15
3.1.2调速泵循环软启动模式 15
3.1.3工作模式的比较 16
3.2 控制流程 16
3.2.1主程序自动控制流程 16
3.2.2主程序手动控制流程 18
3.2.3增泵程序控制流程 19
3.2.4减泵程序控制流程 20
3.3 PLC程序设计 21
3.3.1I/O端子分配表 21
3.3.2核心程序概述 22
第四章 组态界面设计 26 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
4.1登录界面设计 26
4.2用户管理界面设计 29
4.3消防用水界面设计 37
4.4生活用水界面设计 38
4.5操作面板界面设计 46
4.6报警界面设计 48
4.6.1报警界面设计 48
4.6.2报警报表设计 49
4.7数据记录设计 52
4.8趋势视图设计 54
结束语 55
致 谢 56
参考文献 57
附录A PLC控制程序 58
第一章 绪论
1.1恒压供水系统设计背景
在文明初期，古人就地汲水，并无多少困难。不过随着文明的不断向前发展，人类的迁居的足迹遍布世界，可是并非所有的地区都有合适的水源供人享用的。故此，仅就中国而言，便在穿地取水，以瓶引汲的基础上，相继发明了桔槔、辘轳、翻车等精巧的汲水灌溉的机械。不过在大部分地区，还是有如徐悲鸿所作的《巴人汲水》一般，百姓肩挑背扛将水运至山川高险之地。
转眼至现代，众所周知，虽然生存环境相较古代已大为改善，但是在水电资源较为贫瘠的中国，可持续发展已经成为了时代的主旋律，长期以来，工业、市政、消防和生活等多种领域，依然延续着老一代的供水方式，即无论用水高峰或是低谷，供水量和水压基本不变，这就导致了在用水高峰期间，水压不够，供水量不足；而在用水低谷期间，水压过高，供水量剩余较多。这种方式，在过去由于尚未造成极大的损失，并不被人所重视。但随着不断加速的城市化，密集的人口、不断拔高的大楼使得当初的隐忧逐渐浮出水面。同时社会对水资源安全的重视和对其日渐匮乏，污染程度加深的担忧，也令水质的问题提上国家政策制定的议程。
水质、水压、水量，无疑是压在供水系统设计人员心中的三座大山。这三点是评判供水系统设计是否合理的标准，能够带给普通民众最为直观的感受。然而，作为评价供水系统是否合理的标准，却不止于此，系统的稳定性、安全性、可靠性、经济性，则是站在全局的角度对系统提出的标准。故变频恒压供水系统便应运而生。
可是，因为我国在自动化等领域内起步较晚，再加之国外对我国的技术封锁，故稍早的现代供水方式，大多系统简单，有些甚至故障频发，危害极大。
曾有设置单一一台不能变速的恒速泵，蓄水池中的水由其抽出，并加压向用水建筑“打水”。也有更为恶劣的，直接将水泵设置在用水管网和市政供水管网之间，直接从市政供水管网中抽取自来水。这将会导致整个城市的用水水压不够稳定，频繁出现压力波动。而结果是用户将会发现时而水流极小甚至不出水，时而水流压力过大，喷射而出。这会极大地影响用户的生活质量。同时，由于只有一台恒速泵，故只得整日运转不停，经常在夜间用水低谷时段停止运行，以牺牲该时段用户用水质量进行维护保养和故障排查。当然，如此方式早先被人所采纳也是因为其供水的原理并不复杂，技术含量低，代价并不昂贵。只是由于上述原因，再加上其无法可持续地利用水资源而被放弃。
同恒速泵搭配蓄水池的方案相类似，恒速泵搭配水塔供水也是比较普遍的一种供水方案。不过有所不同的是，恒速泵搭配水塔供水方案中，水塔类似于一个中继站，设置在水泵和用户之间。平时，由恒速泵以恒速从蓄水池中抽水给水塔储存，待水塔水位达到预先设定的标准后，便由水塔向供水管网中直接“打水”。简单地说，此种方案的水压并非直接由恒速泵提供，而是由水塔本身的液位压力将水压入供水管道。这就要求，水塔液位的最低限制值所能产生的压力必须要高于供水系统所需要的最低压力，即能够将自来水供给给用户的压力。为了便于保持水塔的液位压力，故在其最高液位警戒值、最低液位警戒值分别设置一个液位传感器或是压力传感器，只要水位达到最低液位警戒值时则系统自动将水泵启动，从蓄水池抽水注入水塔，待其最高液位警戒值时，水泵停止注水。相较于水泵一直工作的前一种方案来说，在这里水泵是处于不断地启停状态的。而这可以使其获得充分的后勤维护时间。水塔的供水压力也不会有太高的波动。不过对比其他方案，水塔一类的基建设备投资最大，占地面积也最大。因为设计时只有一台或多台恒速泵，水压难以根据实际情况或者突发情况进行调节。系统的压力是无法调节的，此为该方案的最大的不足之处。在现代社会，用户的需求是多样性的，若没有调节供水压力的能力的话，是无法在残酷的市场竞争中存活下来的。
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