大楼物业供水系统设计概述

12020年5月29日大楼物业供水系统设计概述文档仅供参考12020年5月29日大楼物业供水系统设计目录第1章绪论.................................................11.1研究背景.................................................11.2供水系统设计要求.........................................21.3供水系统设计思想.........................................31.4供水系统方案确定.........................................11.5供水系统运行和原理.......................................11.5.1系统原理说明.........................................21.5.2系统运行说明.........................................3第2章可编程控制器的概述....................................42.1可编程控制器介绍.........................................42.2三菱FX系列介绍..........................................42.2.1三菱FX系列PLC主要特点..............................52.2.2三菱FX系列PLC主要数据简介..........................52.2.3三菱FX系列PLC基本指令..............................62.3可编程控制器的特点.......................................72.4可编程控制器的工作原理...................................72.4.1PLC的等效工作电路....................................82.4.2PLC的工作过程........................................9第3章系统硬件设计.........................................12文档仅供参考22020年5月29日3.1系统的构成..............................................123.2系统主要硬件设备的选型..................................143.2.1PLC的选型...........................................143.2.2水泵机组的选型......................................153.2.3压力传感器的选型....................................163.3系统电路分析及设计......................................183.3.1系统电源............................................183.3.2供水系统主电路分析与设计............................193.3.3可编程控制器I/O分配................................233.3.4PLCI/O接线图.......................................243.3.5压力传感器信号处理..................................253.3.6报警电路设计........................................27第4章系统的软件设计.......................................294.1软件开发环境简介........................................294.2供水系统程序流程图......................................304.3供水系统程序设计及解析..................................314.3.1程序的模式选择、水泵工作程序设计及解析..............314.3.2程序的保护、报警选择程序设计及解析..................334.4程序调试及仿真..........................................364.5程序调试及仿真体会......................................38结论........................................................40文档仅供参考32020年5月29日致谢........................................................42参考资料.....................................................44附录A.......................................................45PLCI/O口分配表.............................................45附录B.......................................................46PLCI/O口接线图.............................................46附录C.......................................................47供水系统电路图...............................................47附录D.......................................................49控制系统梯形图...............................................49附录E.............................................错误!未定义书签。文档仅供参考12020年5月29日第1章绪论1.1研究背景水是人民生活必须品,但由于近些年来,随着人们生活水平的提高,大楼的层数也在不断的剧增。再加上受到输送管道和供水设施的影响,使居民的生活用水存在着自来水管网压力不足的现象,特别是供水高峰期的高层供水尤为突出,给人们的生活带来了许多困扰。以前为了解决用水难的问题,一般会在楼顶固定一个高位水箱,经过水箱的高度给水提供一定压力,再供给用户使用。但这种方案明显非常落后,不但投资大而且不利于房屋的维护和抗震。上个世纪80年代后,气压供水逐渐替代了高位水箱供水。但这种供水方式依旧存在很多缺陷。气压供水所需要的设备的主要部件是压容器,其成本高,耗钢量大,结构复杂,而且水泵功率较大,重复启动,不但影响电网,耗费电力资源,而且严重缩短了水泵和电磁设备寿命。特别是气压供水水压变化较大,缩短了水网,阀门,水表的使用寿命。而水压过高会导致水管爆裂,造成水资源的大量流失。而水压过低,则会造成用户供水不足或无法供水。对于工业生产和特殊用途的供水而言,供水就更显得异常重要,例如在工业生产中如突然供水不足或断水,就可能会对产品的安全卫生产生某些不良影响。而对于灭火水源来讲,供水不足则更加致命,对人民的生命财产安全造成极大隐患。面对这些问题,供水的重要性已经不言而喻。本文的设计就是基于PLC供水系统的设计。液位检测检测水管中的水压得到的数据,经过对压力传文档仅供参考22020年5月29日感器对压力的监测,能够使管网中的水压自动的保持在事先设定好的压力值范围内。当用户的用水量增加时,管网中的水压下降,供水控制器经过PLC使水泵转速加快,供水量相应增多,如果一台水泵不能满足用户的供水量,那么则经过控制器加泵;当用户用水量减少时,管网中水压上升,供水控制器经过PLC使水泵转速降低,供水量减少,如水泵转速降到最低还高出所需供水量,则关闭一台水泵。简单来说就是根据用户用水量的大小,经过供水控制器对水泵的数量和转速的控制,从而使用户无论用水量的多少,管网中的水压始终能保持在设定范围内。既满足了用户供水量的要求,又不会是水泵空转,造成电能的浪费,同时避免了水箱造成的二次污染。是一种现代化的供水方案。随着PLC技术的发展,结构简单,节省资源,抗干扰能力强,可靠高效的供水控制器将是高层建筑供水的研究方向。本文主要采用了由三菱FX系列PLC构成的供水控制器,经过传感器检测得到的水压信号,与设定的水压数值比较,再经过PLC来控制水泵的数量和转速,达到大楼供水的效果。1.2供水系统设计要求某大楼物业供水系统有水泵4台,供水管道安装压力检测开关K1,K2和K3。K1接通,表示水压偏低;K2接通,表示水压正常;K3接通,表示水压偏高。其控制有如下四点:1.自动工作时,当用水量少,压力增高,K3接通,此时可延时30s后撤除1台水泵工作,要求先工作的水泵先切断;当用水量多时,压力降低,K1接通,此时可延时30s后增设1台水泵工作,要求未曾工作过的水泵增加投入运文档仅供参考32020年5月29日行;当K2接通,表示供水正常,可维持水泵运行数量。工作时,要求水泵数量最少为1台,最多不得超出4台。2.各水泵工作时,均应有工作状态显示。3.手动工作时,要求4台水泵可分别独立操作(分设起动和停止开关),并分别具有过载保护,可随时对单台水泵进行断电控制(注:若输入点不够,可减少一个过载保护输入)。4.设置”自动/手动”切换开关(ON——手动,OFF——自动),另设自动运行控制开关(ON——自动运行,OFF——自动运行停止)。1.3供水系统设计思想本系统将PLC、水泵、相应的传感器和执行机构有机地结合起来,并发挥各自优势。系统采用三个压力传感器(压力检测开关)实时监测水位的压力,采用四台水泵保证供水量的需求,采用可编程控制器(PLC)来实现系统的自动运行。这个操作方便的自动控制系统,以PLC为核心,以智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备,起动平稳,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击;由于水泵的平均转速降低了,从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命;能够消除起动和停机时的水锤效应。使得系统调试和使用都十分方便,而且大大简化了水厂在管理、数据统计和分析等方面的工作量。PLC为主体构成的恒压供水系统不但能够最大程度满足需要,其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能,将使供水实现节水、节电、节省人力,最终达到高效率优质运行,降低自来水的生产成本和提高生产管理水文档仅供参考12020年5月29日平的目的。供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。一般由异步电动机驱动水泵旋转来供水,而且把电机和水泵做成一体,经过调节电机机组工作电机的数量,从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。因此,供水系统的实质是电动机的工作控制。电动机的控制一般使用接触器,PLC经过控制接触器来实现自动控制电机机组的电机从而实现了大楼供水。1.4供水系统方案确定根据供水系统设计要求和思想可知,本供水系统主要由PLC控制单元、压力传感器、水泵机组以及低压电器组成。系统主要的设计任务是利用PLC控制单元控制多台水泵,实现管网水压的供水。”PLC+水泵机组+压力传感器”这种控制方式灵活方便。具有良好的通信接口,能够方便地