设计说明书职业技术学院2015届

第一章绪 第一节课题的提 第二节变频恒压供水系统的国内外研究与现 第三节PLC概 第四节本课题的主要研究内 第二章变频恒压供水的理论分 第一节水泵的工作原 第二节供水电机的搭 第三节水泵的调节方 第四节恒压供水系统的能耗分 第五节供水系统的安全性问 第三章变频恒压供水控制系统硬件的设 第一节变频恒压供水控制系统的构成方 第二节变频恒压供水系统的控制方 第三节参数的计算与供水设备选 第四节PLC的选 第五节系统硬件线路设 第四章变频恒压供水控制系统软件的设 第一节常用编程方 第二节逻辑代数 第三节编程软件的简单介 第四节恒压供水系统梯形图的设 第五节程序的仿真与调 摘随着我国经济的发展，使得城市建设变十分迅速，同时提出这也使我们对供水的可靠性、稳定性、经济性的关注大大加大，因为他它是直接影响到我们的正常工作和生活。随着社会的发展人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，并且利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计出一个高性能、高节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。PLCPLCPLC进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持压力稳定在设定值[]：恒压供水，变频调速longwiththedevelopmentofourcountry'ssocialismeconomy,thecityconstruction esveryfast,andthenecessityofimprovingtheinfrastructureconstruction.Watersupplysystemisessentialforacityalink,whichalsomakeswereliability,stabilityandeconomyofwatersupplyconcernsgreatlyincrease,becauseitisdirectlyaffectournormalworkandlife.Withthedevelopmentofsociety,peopleontherequirementsofthequalityandreliabilityofwatersupplysystemwillcontinuetoimprove,andtheuseofadvancedautomationtechnology,controltechnologyandcommunicationtechnology,designahighperformance,highenergysaving,canadapttothecomplexwatersupplyntenvironmentofconstantpressurewatersupplysystemto Thispaperisaccordingtothewatersupplyrequirementofadistrict,designaPLCtocontrolthevariablefrequencyspeedconstantpressurewatersupplysystem.Thissystemcontainsthreepumpmotors,whichformvariablefrequencymotionmode..Itrealizestheinverterforthethreephasepumpmotorfrequencyconversionandsoftstart,theoperationmodeistheuseof"startfirststop"principle.Whenthepressuresensordetectsthepressuresignal,transportedtothePLCandsettingvaluecomparisonandbyPLCoutputsignaltoregulatetheinverteroutputvoltageandfrequency,andthenchangethespeedofthepumpmotortochangethewatersupplyty,ultimaytomaintainastablepressureofthepipenetworknearthesetting ]:constantpressurewatersupply,frequencyconversion, 循环用水等方面的技术是远远发达国家。在自动化方面还是较低的，这也使我们节水节能的必要性，然而随着我国社会经济的发展，人们对生活的要求越来越高，以及住房制度的不断深入，城市中各类小供水系统这个基础设施是一个小区脉，但是供水的可靠性、稳定性、传统的小区供水方式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔水箱供水、单片频调速供水系统等方式，有一定的利与弊：恒速泵加压供水方式会对供水的压力无法及时的反应，水泵的或停电可不停水等优点，但是建设时投资大，占地面广，不方便，水单片频调速供水系统也能做到变频调速，自动化程度要优于可靠性差；自动化程度不高等缺点，严重影响了居民和工业系统中。目前的供水方式朝向高效节能、自动可靠的方向发展，变频调速技术有显著的节能高效且稳定可靠的控制方法，在水泵、风机、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用，特别是在城乡工业用水的各级其优越性表现在：一是节能显著；二是在开、停机时能减小电流对电网的冲击以及供水水压对系统的冲击；三是能减小水泵、电机自身的机械冲击损耗；四是操作起来简单方便。PLC1.2)。水阀蓄水阀蓄池电水阀蓄池 电电管网图1.1传统供水机示意 图1.2变频供水机示意由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起动控制以及制动控制、压频比控制以及各种保护功能。应用在变频恒压供水系统中，变频器仅作为执行机构，为了满足供水量大小需求不同时，保证管道压力恒定，需要在变频器外部增加压力控制器和压力传感器，对压力进行闭环控制。随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家像Samco公司就推出了恒压供水基板备“变频泵固定方式“变PIDPLCPLCPID的功能，只要搭载配套的恒压供水单元，便可直接控制多个内置的电磁接7缺乏灵活性，而且系统动态性能和稳定性不高。目前也有不少公司在做变频恒压供水的工程，但是大部分都模仿国外利用变频器调节水泵速度，水(PLC)及相应的软件予以实现；有的采用单片机及相应的软件予以实现。但在系统的动态性能、稳定性能、抗扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说，没有达到预想的效果。原电气公司和希望也推出了恒压供水变频器(5.5kw~22kw)，无需外接PLC和PID调节器，可完成4调节与循环逻辑控制功能集成在变频器内部实现，但其输出接口限制了带负载容量，同时操作不易并且没有数据通信功能，因此只适用于小容量，控制要求不高的供水场所。可以看出，目前在国内外变频调速恒压供水控制系统的研究设计中，对于能适应不同场合是远远不够的，因此，有待于更进一步研究此系统，使其更好用于生活、生产实践。PLCPLC(ProgrblelogicController)，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工(InternationalElectricalCommittee)PLCPLC的电子装置。它采用可以编制程序的器，用来在其内部执行逻辑PLC世界上公认的第一台PLC是1969年数字设备公司(DEC)研制的。PLC中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20运算及处理的计算机组件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、轻纺、交通、及文化娱S7-200PLCS7-200PLC19982004空间和数据空间；PLC此系统主要由有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机33采用部分流量调节方法，即3台水泵中只有1台水泵在变频器控制变速运行其余水泵做恒速运行PLC根据压力自动控制各个水泵之间切PID制其输出频率，调节流量，使供水压力恒定。各水泵切换遵循先起先停、先停先起原则。PLC第二章供水所用水泵主要是离心泵，普通离心泵如图2.1所示，叶轮安装在泵9945819458123671-2-3-4-吸5-6-7-8-9-10-图2.1)p（kW

式中，h1，h2

阀门控：通过阀门的开大开小来调节流量，而转速保持不变PCODEJ阀

EJNG C④

Q图2.2QE（=QXHC，PC0DCK比较上述两种调节流量的方法可以看出，在所需流量小于额定流量QG）和用水要求（QU）之间的平衡情况有关。QG<QU，则压力下升QG=QU，则压力上升（P好处地满足了用户所需流量，这就是恒压供水所要达到的目的2.3a12TJ(2122121 图2.3在拖动系统中，决定加速过程的是动态转矩TJTM2.3b12延长水泵的其他因所以，采用了变频调速以后，水泵的工 将大大延长第三 图3.13.21212121212 图3.221，21。当用水增多时，变频器输出频率增大，1满足不了系统的供水了，此时，通过控制系统，122。1电机停运，23。4。4。3.10.19m33.2175.00m3/h1035m，按照式(3.1)P=（0.08+0.04×楼层数0.48MPa30kW。MciorMaster430HVAC(风机和水泵4500/3500V泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等[14]MM430234562345678VVVRL3-FRL3-RL3-RL2-RL2-RL1-RL1- 图 MM430端子接口分布3.43.4引脚序号1模拟输出203模拟输入14567模拟输出89RS-模拟输入2RL1-输出继电RL2-RL1-RL3-RL1-RL3-RL2-RL3-，CYYB-120系列压力变送器为两线制4～20mA电流信号输出产品。它采用CYYB-105系列压力传感器的压力敏感元件。经后续电路给电桥供电，并对输出4～20mA与环路导线电阻无关性强、便于电缆铺设及远距离传输，与数字显示仪表、A/D转换器及计算机系统连接方便。CYYB-120系列压力变送器新增验、石油化工、制冷设备、污水处理、工程机械等系统产品及所有压力测控，抗冲击、 、体积小、防水标准信号输出、良好的互换性、性强Iqn

1.4In62

QF2，QF390A。QF1IqnIqn2.5Imn2.560150(A)Imn，Imn=60A。QF1160A。70APLCI/O恒压变频供水控制系统的输入输出点的统计如表3.5PLCPLC[15]。编号编号1编号编号111#222#331#442#5561#672#8I/O根据功能要求和工艺流程，我们统一了I/O接点的分配，分配表如表PLCI/O[16]表 I/O分配启动KM1（1#泵变频停止KM2（2#泵变频KM3（1#泵工频KM4（2#泵工频KM5（备用泵工频1#2# 接I0.7I0.3~~~ UVL1L210图3.7接感接端接变频端接端 I0.6 Q0.4 图3.8第四章PLCPLC用于简单的梯形图设计(如手动程序)。PLCPLC把由继电器—接触器完成的控制功能由PLC的软件(即梯形图)来完4.1PLCI/O4.24.3图 电气原理图 I/O接线图 电机正反转梯形例如：某系统中4台通风机，要求在以下几种运行状态下应发出不同的显示信号:三台及三台以上开机时,绿灯常亮;两台开机时，绿灯以5Hz的频率闪4A、BC、D54.4所示。表 绿灯闪烁状态ABCDF0111110111110111110111111F

FAB(CD)CD(AS7-200PLCI/O4.5表 I/O分配IOABCDF4.6图 绿灯常亮梯形STEP7-Micro/WIN32此外，还可直接用软件设置PLC的工作方式，参数和运行等。程序编辑过程S7-200PLCSTEP7-Mi