基于PLC恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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1、50黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高；再加上目前能源緊缺，利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，設(shè)計(jì)高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)是針對(duì)居民生活用水而設(shè)計(jì)的。由變頻器、PLC、PID調(diào)節(jié)器和組成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量。電動(dòng)機(jī)泵組由三臺(tái)水泵并聯(lián)而成，由變頻器或工頻電網(wǎng)供電，根據(jù)供水系統(tǒng)出口水壓和流量來控制變頻器電動(dòng)機(jī)泵組的速度和切換，使系統(tǒng)運(yùn)行在最合理狀態(tài)，保證按需供水。?本文介紹了采用PLC控制的變頻調(diào)速供水系統(tǒng)，由PLC進(jìn)行邏輯控制，由變頻器進(jìn)行壓力凋節(jié)。在經(jīng)過PI

2、D運(yùn)算，通過PLC控制變頻與工頻切換，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)恒壓變量供水。運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有壓力穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；恒壓供水；PID調(diào)節(jié)；PLC5050黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄摘要11緒論11.1變頻恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義11.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀31.3課題來源及本文的主要研究?jī)?nèi)容51.4本論文中所做的工作52恒壓供水系統(tǒng)的基本構(gòu)成63變頻器和壓力傳感器83.1變頻器的基本結(jié)構(gòu)83.2變頻器的分類及工作原理113.3變頻器的操作方式及使用123.4變頻器硬件選擇133.5壓力傳感器144PLC選擇及應(yīng)用164.1PLC在恒壓

3、供水泵站中的主要任務(wù)164.2PLC模擬量擴(kuò)展單元的配置及應(yīng)用164.2.1模擬量輸入模塊的功能及與PLC系統(tǒng)的連接………………………….174.2.2模擬量輸入模塊緩沖存儲(chǔ)器（BFM）的分配184.2.3模擬量輸出模塊的功能及PLC系統(tǒng)連接204.2.4模擬量輸出模塊的偏置、增益及分配215PID控制器的設(shè)計(jì)225050黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)5.1PID控制算法及特點(diǎn)235.2PID參數(shù)整定的相關(guān)原則255.3PID指令的使用注意事項(xiàng)265.4PID回路類型的選擇265.5正作用或反作用回路276系統(tǒng)的設(shè)計(jì)286.1系統(tǒng)要求286.2控制系統(tǒng)的I/O及地址分配286.3

4、PLC系統(tǒng)選型306.4電氣控制系統(tǒng)原理圖306.4.1主電路圖306.4.2控制電路圖326.5系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)336.5.1由“恒壓”要求出發(fā)的工作泵組數(shù)量管理346.5.2多泵組泵站泵組管理規(guī)范346.5.3系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)346.5.4程序的結(jié)構(gòu)及程序功能的實(shí)現(xiàn)366.5.5系統(tǒng)的運(yùn)行分析38致謝395050黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1緒論隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，水對(duì)人民生活與工業(yè)生產(chǎn)的影響日益加強(qiáng)，人民對(duì)供水的質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高。把先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)、通訊及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應(yīng)用到供水領(lǐng)域，成為對(duì)供水系統(tǒng)的新要求。變頻恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代

5、控制技術(shù)于一體。采用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，方便地實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的集中管理與監(jiān)控;同時(shí)系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能量日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，對(duì)于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.1變頻恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義眾所周知，水是生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成部分，在節(jié)水節(jié)能已成為時(shí)代特征的現(xiàn)實(shí)條件下，我們這個(gè)水資源和電能短缺的國(guó)家，長(zhǎng)期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動(dòng)化程度低。主要表現(xiàn)在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低供不應(yīng)求的現(xiàn)象，而在用水低峰期，

6、水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高供過于求的情況，此時(shí)將會(huì)造成能量的浪費(fèi)，同時(shí)有可能使水管爆破和用水設(shè)備的損壞。在恒壓供水技術(shù)出現(xiàn)以前，出現(xiàn)過許多供水方式。以下就逐一分析。1、一臺(tái)恒速泵直接供水系統(tǒng)這種供水方式，水泵從蓄水池中抽水加壓直接送往用戶，有的甚至連蓄水池也沒有，直接從城市公用水網(wǎng)中抽水，嚴(yán)重影響城市公用管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定。這種供水方式，水泵整日不停運(yùn)轉(zhuǎn)，有的可能在夜間用水低谷時(shí)段停止運(yùn)行。這種系統(tǒng)形式簡(jiǎn)單、造價(jià)最低，但耗電、耗水嚴(yán)重，水壓不穩(wěn)，供水質(zhì)量極差。2、恒速泵加水塔的供水方式5050黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)這種方式是水泵先向水塔供水，再由水塔向用戶供水。水

7、塔的合理高度是要求水塔最低水位略高于供水系統(tǒng)所需要壓力。水塔注滿后水泵停止，水塔水位低于某一位置時(shí)再啟動(dòng)水泵。水泵處于斷續(xù)工作狀態(tài)中。這種供水方式，水泵工作在額定流量額定揚(yáng)程的條件下，水泵處于高效區(qū)。這種方式顯然比前一種節(jié)電，其節(jié)電率與水塔容量、水泵額定流量、用水不均勻系數(shù)、水泵的開、停時(shí)間比、開、停頻率等有關(guān)。供水壓力比較穩(wěn)定。但這種供水方式基建設(shè)備投資最大，占地面積也最大;水壓不可調(diào)，不能兼顧近期與遠(yuǎn)期的需要;而且系統(tǒng)水壓不能隨系統(tǒng)所需流量和系統(tǒng)所需要壓力下降而下降，故還存在一些能量損失