恒压供水系统设计毕业论文

班 级提交日期

丽水职业技术学院 机电信息分院 毕 业 设 计

旭日小区恒压供水系统

学生学号： 学生姓名： XXXX 导师姓名： 叶XX

机电0XXX 专业名称 机电一体化技术 201X年X月XX日 答辩日期 201X年X月XX日

201X年5月

随着经济的发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高，现今能源的紧缺，利用先进的自动化技术、可编程控制技术、通讯技术和计算机技术，设计出高性能、高效率、能适应不同领域的可靠性高的恒压供水系统成为必然的趋势。

本论文从节约能源的角度出发，提出多种不同的控制方案，最后通过方案间的比较和针对现今社会的调查确定选用变频器与PLC实现恒压供水系统控制的方案。论文具体介绍恒压供水系统的控制原理及PLC控制系统，给出了PLC控制系统的硬件和软件设计。系统主要控制目标是泵站总管出水压力，在用户端的检测机构反馈数值与系统给定值进行比较，其差值经PID运算处理后发出控制指令，使变频器变频，调整运转电机数量或或改变电机运转速度，从而达到总管供水压力在给定的范围内。

关键字：变频调速、恒压供水、PLC、MCGS

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第一章 绪论 ........................................................................................................................... 3

1.1城市供水的需求 ......................................................................................................... 3 1.2恒压供水系统设计的目的和意义 ............................................................................. 3 1.3设计的任务及要求 ..................................................................................................... 3 第二章 系统的方案选择 ........................................................................................................ 4

2.1系统控制方案选择 ..................................................................................................... 4 2.2恒压供水系统 ............................................................................................................. 4 2.3变频调速节能原理 ..................................................................................................... 5 第三章 系统控制回路设计 ................................................................................................... 5

3.1主电路设计 ................................................................................................................. 5 3.2控制电路设计 ............................................................................................................. 5 3.3 其他回路设计 ............................................................................................................ 6 第四章 元器件的选型 ........................................................................................................... 6

4.1.PLC选型 .................................................................................................................... 6 4.2变频器的选型 ............................................................................................................. 6 4.3模拟量模块的选择 ..................................................................................................... 6 4.4 压力变送器的选型 .................................................................................................... 6 4.5触摸屏的选型 ............................................................................................................. 7 4.7原件表 ......................................................................................................................... 7 第五章 元气件的接线图 ....................................................................................................... 8

5.1 PLC接线图 ................................................................................................................ 8 5.2变频器接线图 ............................................................................................................. 8 5.3 模拟量模块接线图 .................................................................................................... 8 第六章 PLC控制及编程 ...................................................................................................... 9

6.1 PLC控制流程图 ........................................................................................................ 9 6.2 I/O地址分配表 .......................................................................................................... 9 6.3编程及程序介绍 ....................................................................................................... 11 第七章 组态 ......................................................................................................................... 14

7.1 MCGS组态 .............................................................................................................. 14 第八章 总结 ......................................................................................................................... 16 致谢 ......................................................................................................................................... 17 参考文献： ............................................................................................................................. 18 附录1 恒压供水系统程序 .................................................................................................... 19 附录2 电气原理图 ................................................................................................................ 29

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第一章 绪论

1.1城市供水的需求

随着我国城市和工业化进程的加快，城市供水面临着缺水与水环境恶化双重压力，还存在着浪费、低效用水及管理落后现象。长期以来区域供水都是有市政管网经过二次加压和水塔、高位水池等设施来实现。由于用户用水有着季节和时间段的明显变化。普通的供水方式就不能满足供水需求，从而造成各种资源的浪费。

1.2恒压供水系统设计的目的和意义

随着电力技术的发展，以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备。智能供水有三方面的特点：一起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；二由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等元件的使用寿命；三可以消除起动和停机时的“水锤效应”。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能，将使供水实现节能和节省人力，最终达到高效率的供水的目的。

1.3设计的任务及要求

本设计的任务是在原有供水不变的基础上配备PLC和变频器等现今运用最为广泛的先进技术，在用水需求量改变时，变送器根据管网压力，把数值传送给PLC，PLC经过PID运算与设定值进行对比，来增减或调整电机投运台数和转速，从而能达到智能供水的目的。设计中给出详细的设计方案，及方案设计的数据、PLC程序、外部线路连接图和硬件的选型。

系统控制要求：

1、对三台变频泵根据反馈值进行控制，及加减泵或改变单台泵的运转速度。 2、在用水量相对较少的时间段采用辅佐泵供水，停止其他水泵工作。 3、可手动/自动两个档位相互切换，相互间互不干扰。

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第二章 系统的方案选择

2.1系统控制方案选择

目前普遍而言小区供水主要采用水泵、水塔、高位水箱等，这些供水方式存在着严重的浪费现象。比如水泵，就是直接用水泵把水源输送到用户单元，此方法操作简单，但是非常繁琐。每次用水都必须去开启水泵。

水塔，就是先用水泵把水抽到高处，然后利用水的压力供水，和直接用水泵供水有了进一步提高。但是这种方法把水经过两次输送。输送过程中不可避免的造成二次污染，影响居民健康。所以这种方法不可取。

高位水箱——采取这种方法不但达到了高层楼房用户不因城市水管压力减小而用不到水的目标，也尽量避免了水源的二次污染。可它的投资成本价高。居民负担加重，所以不可取。

综合上述方案，恒压供水系统就凸现而出。结合小区用水特点和经济效益，恒压供水就是不二的选择。下面就具体介绍一下此系统。

2.2恒压供水系统

系统的控制方式如图2-1恒压供水控制系统总图。系统由PLC作为主站，变频器、触摸屏作从站组成。触摸屏上可显示系统当前的工作情况和各项数值，也可进行简单的数字量操作，如手动控制时进行各泵的手动开关控制(详细信息见第七章)。变频器只作为执行机构，它与PLC进行数据传输，以及反馈信息给PLC。在控制系统中还有变送器，它只进行模拟量传输，反馈各管路压力当前值。

图2-1 恒压供水控制系统总图

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