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1、摘要随着社会的飞速发展和城市建设规模的扩大，人口的增多以及人们生活水平的提高，对城市供水的质量、数量、稳定性等问题提出了越来越高的要求，我国中 小城市供水的自动化配置相对落后，机组的控制主要依靠值班人员的手操作，控制过程烦琐，而且手动控制无法对供水管网的压力和水位变化及时做出恰当的反 应。为了保证供水，机组常保持在超压的状态下运行，爆损现象也挺严重。本论 文结合现状，设计了一套基于 PLC的变频调速恒压供水系统。变频调速恒压自动控制供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压 力传感器、工控机、及控制柜等组成。系统采用一台变频器拖动四台电机的运行， 起动，调速。其中两台大机（220kW和两台小
2、机（160kW采用循环使用的方式 运行。通过工控机和PLC连接，简单的设计了用于工控机的集数据采集和通讯， 设备的状态控制和数据管理的监控程序，实现监测控制。在变频调速恒压供水系统中，单台水泵工况的调节是通过变频器来改变电 源的频率f来改变电机的转速n,从而改变水泵的性能曲线来实现的。分析水泵 的能耗比较图，可以看出利用变频器实现调速恒压供水，当转速降低时，流量与转速成正比，功率以转速的三次方下降，与传统供水方式阀门节流控制相比，在一定程度上可以减少能量损耗，能够明显节能。该系统能够对供水系统进行自动控制，有效的降低能耗，保持系统维持在最佳运行状态，提高生产管理水平。ABSTRACTWith
3、the progress developme nt of social econo mic and the con struct scale of city continuously enlarge .increasing of population and standard of livi ng of people con ti nu ously improved, more and more dema nding to quantity, quality and stability of water supply bring forward in city.The automatic de
4、gree of waterworks, the tow n is much lower tha n the correspondence in city. Especially in someold waterworks, the equipment of automatic control system is dropped behind. The control of unit is mainly depe nded on manual operati ng of watches. The progress of con trol is very complicated and that
5、manual control can t meet the change ofpressure in the pipes and the water level of the pond.It also can tact the proper feedback in time. For the sake water of supply, the electromotor unit usually works in the sate of over change. Not only efficie ncy of electromotor is low and electricity consumi
6、ng is bigger, but also the press of pipes is overload in long term. On the basis of an alyz ing status in waterworks in our coun try,this paper desig ns a suitof constant press water supply automatic control system by using variable freque ncy speed-regulati ng tech no logy based on PLC.The system i
7、s made up of PLC, transducer, units and pumps and electromotors, pressuresen sor, i ndustrial con trol computer andcon sole. The system is used a tran sducer to make four electromotors start ing, running, and tim ing. The two high-power electromotors(220kw) and low-power electromotors(160kw) is part
8、ly circulated. To connect control computer with PLCand realize supervisal, a real time supervisal con trol software of water supply system is developed. The software of water supply system is developed. The software has the funcation of date conn ecti on, com muni cati on, state con trol of faciliti
9、es and date man ageme nt.To turn up the frequency of power supply by the transducer in the system, this adjust ing make the speed of electromotor and performa nee curve of pumpchange. At last, it makethe status of a pumpalter. Through analyzing the figure of energy wasting of pumpis reduced. The pow
10、er of electromotor fell the cube of the speed pump. So the energy wasting of constant pressure water supply based on variable freque ncy speed regulatio n tech no logy is env ide nt less tha n the traditi onalmodeis used throttle to supply water.This water supply system can con trol automati on ally
11、, reduce the en ergy consumption effectively, keep the system in optimum state and improve the sta ndards of producti on man ageme nt.刖言我这次毕业设计课题是基于 PLC变频恒压供水系统，系统采用变频调速方 式自动调节水泵电机转速或加、减泵.改变以往 先启后停方式，自动完成泵组软 启动及无冲击切换，使水压平稳过渡.变频器故障时系统让可运行，保证不断供 水.系统断电恢复后可自动启动.采用硬件/软件备用及,使各泵进行轮休,延长 了设备的机械使用寿命 .第一章 绪论随
12、着变压器调速技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高 变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统 , 广泛应用于多层住宅 小区生活消防供水系统 , 然而 , 由于新系统多会继续使用原有系统的部分旧 设备 （水泵 ） , 在对原有供水系统进行变频改造的实践中 ,往往会出现一些在 理论上意想不到的问题 . 本文介绍的变频控制恒压供水系统是在对一个典 型的水塔供水系统的技术改造实践中 ,根据尽量保留原有设备的原则设计的 该系统很好的解决了旧设备需要频繁检修的问题 ,既体现了变频控制恒压供 水的技术优势 ,同时有效的节省了资金 .1.1 可编程控制器的定义可编程控制器是一种带有指令存储器和数字
13、或模拟 I/O 接口 ,以位运算 为主,能完成逻辑 、顺序、定时、计数和算术运算功能 ,用于控制机械或生产过程的 自动控制装置1.2 PLC 的特点1 编程简单 PLC 的的基本指令不多 ,常用于编程的梯形图与传统的继电 器接触控制线路图有许多相似之处 ,编程的使用简便 , 对程序进行增减、 修改和运行监视很方便 .2 可靠性高 PLC 是专门为工业控制而设计的 , 在设计与制造过程中均采 用了诸如屏蔽、滤波、隔离、无触点、精选元器件等多层次有效的抗干 扰措施 , 因此可靠性高 .3 通用性好4 功能强 PLC 具有很强的功能 , 能进行逻辑、定时、计数和步进等控制 , 能完成 A/D 与 D
14、/A 转换、数据处理和通信联网等功能 .5 使用方便 PLC 体积小 , 重量轻 , 便于安装 .6 设计、施工和调试周期短1.3 PLC 的产生及发展随着社会的发展 , 科技的进步 , 新的控制器件及其控制系统不断涌现 . 1968 年美国通用汽车公司公开招标研制功能更强 , 使用 更方便, 价格便宜 , 可靠性更 高的新型控制器 . 一年后美国数字设备公司根据 GM 公司的招标要求 , 研制成 功世界上第一台可编程控制器 , 型号为 PDP-14, 并在 GM 公司汽车生产线上首 次应用成功 . 这就较好的把继电接触控制简单易懂 , 使用方便、价格低等优点与 计算机功能完善、 灵活性强、
15、通用性好的优点结合起来 , 并将继电接触控制的 硬连线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程的设想逐渐变成现实 . 当时人们把这 第一台可编程控制器叫做逻辑控制器 PLC, 只是用来取代继电接触控制 , 仅有 执行继电器逻辑、 定时、计数等较少功能 .20 世纪 70 年代中期出现可微处理器和微型计算机 , 人们把微机技术应用到 可编程序控制器中 , 使得它兼有计算机的一些功能 , 不但用逻辑编程取代了硬连 线逻辑 , 还增加了运算、数据传输与处理及对模拟量进行控制等功能 ,使之真正成 为一种电子计算机工业控制设备 1980 年美国电器制造协会把这种新的控制设备 正式命名为可编程序控制器简称为 PLC
16、. 自从美国研制出世界上第一台 PLC 以 后,日本、德国、法国等工业发达国家相继研制出各自的PLC.20世纪70年代中期在 PLC 中引入了微机技术、使 PLC 功能不断增强 , 质量不断提高 , 应用日益 广泛. 目前 PLC 广泛应用于汽车制造 、石油、化工、冶金、机械、电力等领域 . 目 前 PLC 发展方向主要是朝着小型化、廉价化、标准化、系列化、智能化、高速 化、大容量化、网络化方向发展 , 这将使 PLC 功能更强, 可靠性更高 , 使用更方 便 ,适用面更广 .1.4 PLC 与继电器的区别首先价格上PLC比继电器要贵,第二PLC在可靠性方面不如继电器比如继电器 保护方面 ,
17、PLC 内部继电器是虚拟的 , 传统继电器是实在的东西 , 抗干扰能力传 统的继电器不如 PLC, 第三 PLC 的作用实际上应该是可以代替复杂的继电器 逻辑回路的控制功能 ,继电器不仅用于电气逻辑回路 ,更多的是用作中间继电器 即信号隔离 ,另外 PLC 的负载能力比继电器要强 .第二章变频恒压供水能耗原理2.1水泵控制节能分析目前，广泛应用的变频调速恒压供水方式较恒速供水节能效果 明显，但恒压变频大于变频调速供水的节能尚有潜力可挖，首先其供 水压力是按满足最不利供水点的压力要求来设定的，而实际的供水系统因远离最不利点而导致压头损失很大；其次，恒压供水不能保证 水泵始终在高效区运行.1变频调
18、速原理由图可见,当流量从Qo减为Qi时，如米用恒速泵则扬长升至 Hb,此时BxB段的扬程是多余的；如采用恒压变频，恒压变频调速则其转速将由原来的 no 下降为ni以维持恒压HA对应的扬程为B点）,此时BB段的扬程是多余的,但B/大于BB ,显见恒压调速比恒速供水节能为了进一步节能可根据需水量的变化来设定供水压力 , 即当流量由 Q0 降至 为Qi时，若供水压力设定为HB则管道工作特性曲线恰好相交于 B（其转速为 n2）, 此时水泵的扬程完全被利用 , 节能效果最好 . 由上述分析可知 , 通过智能压 力设定以使压力随所需供水流量变化就可获得很好的节能效果 .2.2 水泵工况调节过程仅供个人用于
19、学习、研究；不得用于商业用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.to员bko gA.nrogeHKO TOpMenob3ymm0ai6yHeHuac egoB u HHue肉go 员冶hbiucno 员 B30BaTbCEb KOMMepqeckuxqe 员 ex.以下无正文