住宅小区恒压供水控制系统设计

XXX学院毕业设计（论文）住宅小区恒压供水控制系统设计学生：XXX学号：XXX专业：自动化班级：2008.2指导教师：XXX、XXXXXX学院XXX学院二O一二年六月XXX：住宅小区恒压供水控制系统设计I摘要本论文根据住宅小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水控制系统。变频恒压供水控制系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、报警器等构成。本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式，采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先启先停”的原则。压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近，实现恒压供水。通过工控机与PLC的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。关键词：变频调速；恒压供水；PLC；组态软件XXX学院本科毕业（设计）论文IIABSTRACTThisthesisisbasedontheresidentialareaofwatersupplyrequirements,designaConstantPressureWaterSupplyControlSystemBasedonPLC.Theconstantpressurewatersupplycontrolsystemconsistsofaprogrammablecontroller,inverter,waterpumps,pressuresensors,alarmandsoon.Thesystemconsistsofthreepumpmotors,theyarecomposedoffrequencyconversioncycleoperationmode,theinverterisusedtoachievethesoft-startandfrequencycontrolthree-phasepumpmotorrunswitchwiththeprincipleoffirstinitialfirststop.PressuresensordetectsthewaterpressuresignalintothePLCwiththesetvalueafterthePIDoperation,soastocontroltheinverteroutputvoltageandfrequency,therebychangingthespeedofthepumpmotortochangethesupplyquantity,andultimatelytomaintainthepressurestabilityofthepipenetworkinthesetgiventhevalueofthenearconstantpressurewatersupply.IPCandPLCconnection,usingtheconfigurationsoftwaresystemmonitoring,dynamicdisplayofoperatingstatusanddata,andalarmqueries.Keywords：Frequencycontrol；Constantpressurewatersupply；PLC；ConfigurationsoftwareXXX：住宅小区恒压供水控制系统设计目录摘要...............................................................IABSTRACT............................................................II第1章绪论.........................................................11.1小区恒压供水控制系统产生的背景及意义..........................11.2变频恒压供水控制系统的国内外研究现状..........................21.3本课题的主要研究内容..........................................3第2章变频恒压供水控制系统的理论分析................................42.1恒压供水控制系统研究对象及特点................................42.1.1研究对象................................................42.1.2恒压供水控制系统的特点..................................42.2变频恒压供水系统控制方案的比较和确定..........................52.3变频恒压供水控制系统的组成及其工作原理........................72.3.1变频恒压供水控制系统的组成及原理图......................72.3.2变频恒压供水系统的工作原理..............................92.3.3变频恒压供水系统水泵切换控制...........................102.4供水系统的安全性问题.........................................122.4.1水锤效应及其消除方法...................................122.4.2延长水泵寿命的其他因素.................................122.4.3对供水电机和供水电网的保护.............................12第3章系统的硬件设计................................................143.1系统主要设备的选型及介绍.....................................143.1.1PLC及其扩展模块的选型..................................143.1.2变频器的选型...........................................163.1.3水泵机组的选型.........................................173.1.4压力变送器的选型.......................................183.1.5液位变送器的选型.......................................183.2系统主电路接线图.............................................193.3系统控制电路接线图...........................................20XXX学院本科毕业（设计）论文3.4PLC的I/O端口分配及外围接线图...............................22第4章系统的软件设计...............................................264.1系统软件设计分析.............................................264.2PLC程序设计.................................................274.2.1控制系统主程序设计.....................................284.2.2控制系统子程序设计.....................................32第5章监控系统的设计...............................................355.1组态软件的简介...............................................355.2监控系统的设计...............................................355.2.1组态王的通信参数设置...................................355.2.2新建工程与组态变量.....................................365.2.3组态画面...............................................375.2.4监控系统界面...........................................38第6章结束语.......................................................40致谢...............................................................41参考文献............................................................42附录...............................................................43XXX：住宅小区恒压供水控制系统设计1第1章绪论1.1小区恒压供水控制系统产生的背景及意义对小区高层的住户来说，在白天或者用水高峰时，供水系统的电动机负荷很大，常常需要满负荷甚至超负荷运行；而在晚上或者用水低峰时，所需用水量就会减少很多，但是电动机会依然处于满负荷运行状态，这样既会造成能量的浪费，又对电动机的损耗很大，同时有可能导致水管爆破和用水设备的损坏。所以根据不同的需求条件调节电动机的转速以实现恒压供水是非常有必要的。传统的小区供水方式有恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水等方式。其优、缺点如下[1]：（1）恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力作出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低下、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。（2）水塔高位水箱供水具有控制方式简单、运行经济合理、短时间维修或停电可不停水等优点，但存在基建投资大、占地面积大、维护不方便、水泵电机为硬起动、起动电流大等缺点，频繁起动易损坏联轴器，目前主要用于高层建筑。（3）气压罐供水具有体积小、技术简单、不受限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵工作在低效段同时出现水压力无谓的增高，也使浪费加大，从而限制了发展。综上所述，传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源，效率低、可靠性差、自动化程度不高等缺点，难以适应当前经济生活的需要。采用基于PLC和变频技术的恒压供水系统，可以有效解决以上问题。变频调速式供水系统具有节约能源、节省钢材、节省占地、节省投资、调节能力大、运行稳定可靠的优势，利用变频技术与自动控制技术相结合，不仅能达到比较明显的节能效果，提高恒压供水的效率，更能有效地保证供水控制系统的安全可靠运XXX学院本科毕业（设计）论文2行。利用变频恒压供水控制系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便地实现供水系统的集中管理与监控；同时可达到良好的节能性，提高供水效率。所以，设计基于变频调速的恒定水压供水控制系统，对于提高供水效率以及人民的生活水平，同时降低能耗等方面具有广阔的应用前景和明显的经济效益与社会效益。1.2变频恒压供水控制系统的国内外研究现状变频恒压供水控制系统是在变频调速技术的发展之后逐