水塔水位自动控制系统设计

1、毕业设计说明书设计（论文）题目：水塔水位自动控制系统设计学生姓名：学号：专业班级：学 部：一指导教师：2012年05月20日摘要在一般住宅或大楼的顶楼常设置水塔或者水箱以提供充足的水压供给用户 使用，另备有地下蓄水池用来自自来水公司提供的水源作为供顶楼的水塔或者 水箱进水使用。水塔供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范围，避免 “空塔”、“溢塔”现象发生，当今可编程序控制器(PLC)技术、传感器技 术现 己日趋成熟，所以应考虑才用它们来对水塔水位自动的控制。恒压供水系统利用变频器调节水泵的转速以控制流量，使水塔水位保持不 变，压力信号由压力仪表获得，变频器由PLC控制，同时PLC控制儿台水

2、泵的切 入与切出。系统具有手动、自动控制功能，变频故障时可实施工频应急运行，变 频器以一拖四的运行方式，各台电动机均有变频器软起动，减缓了电气与机械冲 击。根据用水量大小，用PLC控制各台电机的工频、变频或变频、工频投切。关键i司：恒压供水；变频调速；PLC控制Abstract全部设计资料联系小企鹅：229780692Keywords: Constant pressure water supply Vanable fiequency speed iegulation PLC contiol-lb摘要.1Abstract错误!未定义书签。 TOC o 1-5 h z 目 录III HYPERLI

3、NK l bookmark12 o Current Document 第1章前言1 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 第2章 系统设计思路52. 1系统概况52本系统具体设计要求错误!未定义书签。2.3系统的优点错误!未定义书签。第3章系统主要元件配置错误!未定义书签。1水泵错误!未定义书签。多级离心泵特点错误!未定义书签。3.1.2 D型卧式多级离心泵性能参数表错误!未定义书签。3. 2 PLC错误!未定义书签。3. 2.1三菱PLC的产品系列错误!未定义书签。3. 2. 2三菱FXPLC的特点错误!未定义书签。3. 2.3产品说明错误!未定

4、义书签。3. 3变频器错误!未定义书签。3. 3. 1变频器种类错误!未定义书签。3. 3. 2三菱变频器型号错误!未定义书签。3.4其他硬件错误!未定义书签。第4章 恒压供水变频一拖四系统配线图错误!未定义书签。4.1系统配置特点错误!未定义书签。4.2自藕降压启动错误!未定义书签。第5章 恒压供水变频一拖四系统程序错误!未定义书签。5.1顺序功能图及说明错误!未定义书签。5.2步进程序图及说明错误!未定义书签。结论错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。谢辞错误!未定义书签。附录A错误!未定义书签。恒压供水变频一拖四步进功能梯形图错误!未定义书签。第1章前言“自来水”被人们称之为“城市

5、的生命线”。当建筑技术的发展让人们的住所 平地而起，超高层大楼鳞次栉比耸立在现代城市里的时候，如何将水送到同样 的高度并不是一件轻而易举的事情。“自来水”来之不易，也绝非自来。新中国 成立六十年来，我国的建筑供水事业走过了一条从沿承旧路、不断摸索再 到自 主创新的发展之路。中国人在解决水与高度这一命题的过程中，发挥了自己的 智慧与创造，开辟了安全供水的新时代。轩i辘摇转，井绳结缠。自掘土挖坑打 出第一眼水井开始，解决“水与高度”的问题，便成为人类生活中最重要的内 容之一。也许你并没有太注意，水塔供 水方式的产生，就如同互联网改变了我 们的生活方式一样，从“辘轿井”汲水到“自来水”的跨越己经成为

6、人类生活 进步的重要标志。时至今日，我国不少欠发达地区还没有解决自来水的问题， 还在致力于推动健康卫生的“自来水工 程”。所谓水塔供水就是先用水泵把经过 消毒的干净水抽到水塔顶部箱体内，再依据水塔自身高度产生的落差，自然形 成水的压力，经过城市供水管线流到千家万户。这种方式的自来水在地面建筑多为平房和低层楼房的时期无疑是完全可以 满足的。解放初期我国大多数城市大都是采取水塔供水的方式。但是随着城市楼 房的不断升高，供水压力的不足暴露无疑。面对越来越多的高层楼房拔地而 起, 如何将自来水输送到高层楼房的顶层成为高层建筑供水技术的新命题。1958年, 以人民大会堂、北京饭店、民族饭店、华侨大厦等“

7、十大建筑”的陆续竣工为 标志，中国高层建筑的“楼顶水箱供水”技术开启了新的时代。反观新中国成 立六十年的供水技术史，伴随着技术的发展，高层建筑供水设计的理念也发生 了很大的变化。从保证有水到节能、环保，再到安全、节约、健康、舒适。今 天的供水技术，己经实现了从人力到自动、从低层到高层、从原始到专业的三 大跨越，在给人们提供更加舒适便捷生活的同时，开辟了安全、健康供水的新 时代。我供水行业六十年来，在供水范围经历了一个从小到大，从城市至农村, 从室外集中供应至室内分散供应，从底层供水至层层供水，从只供冷水至供冷 热 水、直饮水，从简易到复杂、到全方位、优质供水。供水技术经历了水箱供水、 气压供水

8、、变频供水、减压阀减压供水和无负压供水（或称管网叠压供水）等 发展阶段，这是一个既与国民经济的发展密切相关，乂与人们生活紧密联系在 一起的领域，是一个不可缺少也无可替代的行业。当前，供水行业面临着一个 大幅度提高水质标准，全面改造供水工艺和供水管网的关键时机，同时也面临 着水资源贫乏、产业结构发生深刻变化的现状。如何进一步推进节能、节水技 术，防止垄断弊病，向人们和各行业供应更 好、更多、更优的水是我们的企求 和 进入21世纪，我国建筑给排水设计行业在不断发展的过程中终于日臻成 熟， 总体水平基本达到了国际的先进水平。我们通过新中国成立60年来不同阶 段对 苏联、日本、欧美的学习，通过学习改造

9、，兼收并蓄，逐步形成了自己的设计 体系和设计思想。建筑给排水设计的发展也从为满足人民需求被动进步演变成 了科学发展地主动适应和引导人民的用水需求和习惯。节水、节能、环保 和可 持续发展的思想成为建筑给排水设计的核心理念，无负压供水技术就是响 应国 家节能战略的产物。同时，建筑给排水在生活供水方面的理念经历了 “卫 生” “安全”阶段，开始进入了 “健康”的阶段。我们认为仅仅是没有细菌、没有 有害物质的生活用水是不够的，过度纯净的水对人体健康也没有好处，供水的 更高要求是各种元素有益无害，浓度适当，舒适健康。供水是一个关系国计民生的重要产业。随着社会的发展和人民生活水平的 提高，对城市供水提出了

10、更高的要求，要满足及时、准确、安全保证充足供水， 如果仍然沿用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，为此必 须进行水塔水位控制自动化系统的改造。现今社会，自动化装置无所不在，在 控制技术需求的推动下，控制理论本身也取得了显著的进步。水塔水位的监测 和控制，再也不需要人工进行操作。实践证明，自动化操作，具有不可替代的 应用价值。水塔水位自动控制器，具有适应各种液体液位的检测和控制的功能， 是可以投入实际生产的产品。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息， 并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息 输出，以满足信息的传 输、处理、存储、显示、记录和控制等

11、要求。它是实现 自动检测首要环节以及自动控制的关键部分。在一般住宅或大楼的顶楼常设置水塔或者水箱以提供充足的水压供给用户 使用，另备有地下蓄水池用来自自来水公司提供的水源作为供顶楼的水塔或者 水箱进水使用o水塔供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范围，避免“空 塔”、“溢塔”现象发生，当今可编程序控制器(PLC)技术、传感器技 术现己日 趋成熟，所以应考虑才用它们来对水塔水位自动的控制。变频调速技术是近十儿年来迅速发展起来的比以往任何调速方法更加优越 的新技术，因其具有节能效果明显、调速曲线平滑、调速过程简单、安全可靠、 保护功能齐全、起动性能优越、自动化程度高等特点而受到越来越多的企业的

12、青 睐，被应用到工业生产控制过程中的任何场合，显著的节能效果给众多的企业带 来了巨大的经济效益。特别是近凡年来随着IGBT功率元件和DSP微处理系统在 变频器中的应用，变频器本身己非常成熟，使得变频调速技术的优越性更加突出， 传动效率越来越高，使用越来越方便，可靠性也得到了进一步的提高。现代工业生产是复杂多样的，它们对控制的要求也各不相同。可编程控制器 (PLC)由于具有以下特点而深受工厂工程技术人员的欢迎。可靠性高，抗干扰能力强其平均无故障时间大大超过IEC规定的10万小时，同时，有些PLC还 采用了冗余设计和差异设计，进一步提高了其可靠性。适应性强，应用灵活多数采用模块式的硬件结构，组合和

13、扩展方便。编程方便，易于使用梯形图语言和顺控流程图语言(Sequential Function Chart)使编程简 单方便。控制系统设计、安装、调试方便设计人员只要有PLC就可进行控制系统设计，并可在实验室进行模拟调 试。维修方便，工作量小PLC有完善的自诊断、历史资料存储及监视功能，工作人员可以方便的 查出故障原因，迅速处理。功能完善除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算等功能外，配合特殊功能块, 还可以实现点位控制、PID运算、过程控制、数字控制等功能，既方便工厂管理 乂可与上位机通信，通过远程模块还可以控制远方设备。由于具有以上特点，使得PLC的应用范围极为广泛，可以说只要有工厂、有控制 要求，就会有PLC的应用。河北联合大学轻工学院毕业设计说明书第2草 系统设计思路2. 1系统概况图2-1供水系统管网结构图水塔的水位自动控制其根本目的是要让整个供水管网压力趋于恒定，所以本 系统的思路就是利用变频器调节水泵的转速以控制流量，使水塔水位保持不变, 压力信号由压力仪