plc恒压供水控制系统设计(附件)【字数：11591】
摘 要本篇论文主要讲述的是基于PLC恒压供水控制系统设计。可控制编程器是系统核心。恒压供水控制系统由执行机构,信号检测,控制系统,人机界面,通讯接口和报警装置等组成。本系统中一台变频器会控制三台水泵,并且循环运行。水泵的启动和调速会通过变频器完成,并且实现全自动化。水泵的运行切换遵循先启先停的规则。压力变送器将监测到的水压转换成电信号,这个电信号就是我们恒压供水的关键数据,然后这个信号会传送到PLC中,我们需要将这个电信号参数与原先设定值比较,再利用PID运算计算偏差值,达到控制变频器输出电压和频率的目的,通过控制水泵转速来控制供水量,从而使管网水压保持稳定。
目 录
第一章 绪论 1
1.1恒压供水问题的提出 1
1.2 国内外恒压供水控制系统的研究现状 2
1.3 本文的主要研究内容和结构 2
第二章 变频恒压供水系统控制方案的分析及确定 4
2.1变频恒压供水系统控制的理论分析 4
2.1.1水泵电机的调速原理 4
2.2 供水系统控制方案的确定 4
2.2.1 供水系统控制方案的分析 4
2.3 恒压供水的原理 5
2.4供水压力传感器的原理与选型 5
2.4.1 压力传感器简介 5
2.4.2 压力传感器原理 6
2.4.3 压力传感器的特性参数 7
2.4.4 压力传感器的选型 8
2.5 供水压力信号的采集 9
第三章 变频恒压供水系统的控制流程 10
3.1变频恒压供水系统的组成及原理图 10
3.1.1 变频恒压供水系统的组成 10
3.2变频恒压供水系统控制流程 11
3.3水泵切换条件分析 12
第四章 控制系统的硬件部分 13
4.1 系统主要硬件设备的选型 13
4.1.1 PLC及其模块的选型 13
4.1.2 变频器的选型 14
4.1.3 水泵机组的选型 14
4.2 硬件的PLC控制部分 14
4.2.1 PLC的接线图 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
4
4.2.2 PLC控制原理图 15
4.2.3 PLC的程序的编制 16
4.2.4 PLC控制系统的子程序设计 16
4.3 硬件部分的I/O分配图 19
4.4 主回路电气原理图 20
第五章 控制系统的软件部分设计 21
5.1 PLC的程序部分 21
5.2程序调试 26
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1恒压供水问题的提出
水是生命之源,而水在当今社会中更是无法缺少的资源,是人类生活的必要基础又是国民经济的生命线。我国在电能源和水资源方面一直十分短缺,在市政,高层建筑,工业生产循环等供水技术方面一直很落后,自动化普及程度很低,随着我国社会的进步,经济的发展,人民生活水平不断提升,城市化的进程十分迅速,各类现代化小区纷纷兴建,在小区的基础设施建设方面要求也更严格。其中小区供水系统的建设是很重要的一点,可靠性、稳定性、经济性是小区供水系统建设首先需要考虑的问题,这也成了小区物业水平高低的体现。老式小区主要供水方式分为气压罐,水塔高位水箱,恒速泵加压,单片机变频调速供水系统,液力耦合器和电池滑差离合器调速等供水方式,优、缺点分别如下:
(1) 恒速泵加压供水方式利用水泵从蓄水池中抽水加压直接供给用户使用,甚至有的直接没有蓄水池,从当地的公用水网中抽水,严重影响到了公用管网压力的稳定,在夜间用水低谷时段还可能停止运行,供水质量极差。它的缺点十分明显,对居民的生活舒适度影响很大。
(2) 使用气压罐供水的话,还是有一些优点的,它占用的空间小,技术通俗易懂安装方便,安装在高层也不会有问题。气压罐是保证水泵正常休息并延长休眠时间的前提条件,同时气压罐也起到调节系统压力波动的作用。
(3)水塔高位水箱供水优点十分明显,它操作便捷,运行成本低,修理方便并且不受供电的影响,但是水塔、水箱容积有限。深井泵在水蓄满后会停止运行,在水位下水箱警戒线后需要重新启动。电动机的频繁启停,使水泵及电动机的使用寿命降低了很多,设备维护成也高,同时使二次加压供水时出现的管网水锤,对管网冲击很大,管网使用寿命缩短。最关键的是水塔水箱蓄水和二次加压的运行方式繁琐,系统设备较多,运行成本高,并且饮用水在不同程度上会出现二次污染。
(4) 液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式经常出现油漏现象,热冷却时间长,工作效率低,整改费时费事,驱动单一,需经常检修;但是其价格低廉,结构简明,维修简易。
(5) 单片机变频调速供水系统通过变频调速来改变水泵的转速来调节供水流量。自动化程度要高于其他4种供水方式,但因为该系统开发难度大,要求高,所以维修不易,而且其应对环境能力相对较弱,可靠性不高。由此可见,传统的供水方式都存在或多或少的缺点,这些缺点严重影响了日常的生活用水和工业用水。当前的供水方式有了显著地提高,就经济型和可靠性方面尤为明显,变频调速技术的发展使得其在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上都有广泛晕用。基于PLC的变频恒压供水控制系统系统应用了变频技术、电气技术、现代控制技术。该供水系统可以保证供水的可靠性,同时具有良好的经济节能性,这在能源危机频现的今天十分可贵,因此该系统的研究发展,对于提高人民生活水平和企业效率、降低能耗等方面具有十分重要的意义。
1.2 国内外恒压供水控制系统的研究现状
随着PLC技术和变频调速技术进入发展深水区,基于PLC的变频恒压供水控制系统已经逐渐取代了传统的供水系统。该系统一般运用于火车、楼房等供水系统的控制。近些年来,电子产业高速发展,PLC在工业计算机中广泛应用,极大提高了企业效率。在建设的新型小区中,该系统普及度很高,主要在于它能够提供有效稳定高质的供水服务,给小区居民的生活提供一个强有力的保障。在国外,变频技术和变频恒压供水系统在经过事实的检验后,已经逐渐被人们认可。许多从事生产变频器的厂家开始重视这个领域,并推出具有恒压供水功能的变频器,例如CSAM新日本集团,适时推出了恒压供水基板,设定有“变频泵固定方式”、“变频泵循环方式”这两种模式。其基板集成了PID调节器和PLC可编程控制器等硬件,PLC和PID的电控系统功能可以通过设置指令代码来实现,但需要搭载配套的恒压供水单元,它们可以直接控制内置的电磁接触器工作,可构成最多7台电机(泵)的供水系统。虽然在电路结构方面被微化了,成本也被降低了,但是还是缺少灵活的输出接口扩展功能,系统的动态性能和稳定性不高,与其他监控系统(如BA系统)和组态软件难以实现数据通信。
目 录
第一章 绪论 1
1.1恒压供水问题的提出 1
1.2 国内外恒压供水控制系统的研究现状 2
1.3 本文的主要研究内容和结构 2
第二章 变频恒压供水系统控制方案的分析及确定 4
2.1变频恒压供水系统控制的理论分析 4
2.1.1水泵电机的调速原理 4
2.2 供水系统控制方案的确定 4
2.2.1 供水系统控制方案的分析 4
2.3 恒压供水的原理 5
2.4供水压力传感器的原理与选型 5
2.4.1 压力传感器简介 5
2.4.2 压力传感器原理 6
2.4.3 压力传感器的特性参数 7
2.4.4 压力传感器的选型 8
2.5 供水压力信号的采集 9
第三章 变频恒压供水系统的控制流程 10
3.1变频恒压供水系统的组成及原理图 10
3.1.1 变频恒压供水系统的组成 10
3.2变频恒压供水系统控制流程 11
3.3水泵切换条件分析 12
第四章 控制系统的硬件部分 13
4.1 系统主要硬件设备的选型 13
4.1.1 PLC及其模块的选型 13
4.1.2 变频器的选型 14
4.1.3 水泵机组的选型 14
4.2 硬件的PLC控制部分 14
4.2.1 PLC的接线图 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
4
4.2.2 PLC控制原理图 15
4.2.3 PLC的程序的编制 16
4.2.4 PLC控制系统的子程序设计 16
4.3 硬件部分的I/O分配图 19
4.4 主回路电气原理图 20
第五章 控制系统的软件部分设计 21
5.1 PLC的程序部分 21
5.2程序调试 26
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1恒压供水问题的提出
水是生命之源,而水在当今社会中更是无法缺少的资源,是人类生活的必要基础又是国民经济的生命线。我国在电能源和水资源方面一直十分短缺,在市政,高层建筑,工业生产循环等供水技术方面一直很落后,自动化普及程度很低,随着我国社会的进步,经济的发展,人民生活水平不断提升,城市化的进程十分迅速,各类现代化小区纷纷兴建,在小区的基础设施建设方面要求也更严格。其中小区供水系统的建设是很重要的一点,可靠性、稳定性、经济性是小区供水系统建设首先需要考虑的问题,这也成了小区物业水平高低的体现。老式小区主要供水方式分为气压罐,水塔高位水箱,恒速泵加压,单片机变频调速供水系统,液力耦合器和电池滑差离合器调速等供水方式,优、缺点分别如下:
(1) 恒速泵加压供水方式利用水泵从蓄水池中抽水加压直接供给用户使用,甚至有的直接没有蓄水池,从当地的公用水网中抽水,严重影响到了公用管网压力的稳定,在夜间用水低谷时段还可能停止运行,供水质量极差。它的缺点十分明显,对居民的生活舒适度影响很大。
(2) 使用气压罐供水的话,还是有一些优点的,它占用的空间小,技术通俗易懂安装方便,安装在高层也不会有问题。气压罐是保证水泵正常休息并延长休眠时间的前提条件,同时气压罐也起到调节系统压力波动的作用。
(3)水塔高位水箱供水优点十分明显,它操作便捷,运行成本低,修理方便并且不受供电的影响,但是水塔、水箱容积有限。深井泵在水蓄满后会停止运行,在水位下水箱警戒线后需要重新启动。电动机的频繁启停,使水泵及电动机的使用寿命降低了很多,设备维护成也高,同时使二次加压供水时出现的管网水锤,对管网冲击很大,管网使用寿命缩短。最关键的是水塔水箱蓄水和二次加压的运行方式繁琐,系统设备较多,运行成本高,并且饮用水在不同程度上会出现二次污染。
(4) 液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式经常出现油漏现象,热冷却时间长,工作效率低,整改费时费事,驱动单一,需经常检修;但是其价格低廉,结构简明,维修简易。
(5) 单片机变频调速供水系统通过变频调速来改变水泵的转速来调节供水流量。自动化程度要高于其他4种供水方式,但因为该系统开发难度大,要求高,所以维修不易,而且其应对环境能力相对较弱,可靠性不高。由此可见,传统的供水方式都存在或多或少的缺点,这些缺点严重影响了日常的生活用水和工业用水。当前的供水方式有了显著地提高,就经济型和可靠性方面尤为明显,变频调速技术的发展使得其在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上都有广泛晕用。基于PLC的变频恒压供水控制系统系统应用了变频技术、电气技术、现代控制技术。该供水系统可以保证供水的可靠性,同时具有良好的经济节能性,这在能源危机频现的今天十分可贵,因此该系统的研究发展,对于提高人民生活水平和企业效率、降低能耗等方面具有十分重要的意义。
1.2 国内外恒压供水控制系统的研究现状
随着PLC技术和变频调速技术进入发展深水区,基于PLC的变频恒压供水控制系统已经逐渐取代了传统的供水系统。该系统一般运用于火车、楼房等供水系统的控制。近些年来,电子产业高速发展,PLC在工业计算机中广泛应用,极大提高了企业效率。在建设的新型小区中,该系统普及度很高,主要在于它能够提供有效稳定高质的供水服务,给小区居民的生活提供一个强有力的保障。在国外,变频技术和变频恒压供水系统在经过事实的检验后,已经逐渐被人们认可。许多从事生产变频器的厂家开始重视这个领域,并推出具有恒压供水功能的变频器,例如CSAM新日本集团,适时推出了恒压供水基板,设定有“变频泵固定方式”、“变频泵循环方式”这两种模式。其基板集成了PID调节器和PLC可编程控制器等硬件,PLC和PID的电控系统功能可以通过设置指令代码来实现,但需要搭载配套的恒压供水单元,它们可以直接控制内置的电磁接触器工作,可构成最多7台电机(泵)的供水系统。虽然在电路结构方面被微化了,成本也被降低了,但是还是缺少灵活的输出接口扩展功能,系统的动态性能和稳定性不高,与其他监控系统(如BA系统)和组态软件难以实现数据通信。
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