基于PLC和变频器在城市节能供水系统中的应用毕业设计（论文）.doc

xx职业技术学院 机电工程系 毕业综合实践 课题名称：PLC和变频器在城市节能供水系统中的应用 PLC和变频器在城市节能供水系统中的应用,实现,压,经,获,通过变频器和继电器控制元件自动调整水泵机组高效率地运行。供水系统的监控主要包括水泵的自动启停控制、供水压力的测量与调节、系统主管道水压的；系统水处理设备运转的监视、控制；故障及异常状况的报警等。现场监控站内的控制器按预先编制的软件程序来满足自动控制的要求，即根据供水管的高/低水压信号来控制水泵的启/停及进水控制阀的开关，并且进行溢水和枯水的预警等。 关键词： 可编程控制器；变频器；传感器 1.2.1变频恒压供水系统主要特点： 1.节20%-40%，能实现绿色用电。 2.占地面积小，投入少，效率高。 3.配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠。 4.运 2.由于水箱内微生物、藻类孳生，还可能对系统造成二次污染，所以每年定压水箱都需定期维护，并由卫生防疫部门检验。 3.定压水箱需占用较大空间，需要专门的地点来放置。 4.高位定压水箱系统的控制靠投入泵的台数来调节，但这种调节方式不能做到供水量和用水量的最佳匹配，水泵长期偏离高效区工作，效率低下。 5.系统频繁的起停泵，对水泵、电机及开关器件都会缩短使用寿命。 6.使用高位水箱供水，在系统流量较大时，管网压力会有较大的变化，造成部分用户资用压头不够，出现诸如流量不足、冷热不均等情况。 7.在供水泵的选型上，设计人员为了提高系统安全系数，电机选型都较大；在用水负荷较小或低区采用减压阀、节流孔板等来调节剩余水头时，大量的能量消耗在阀上，都造成电能的浪费。 1.2.3 恒压供水设备的主要应用场合： 1.高层建筑，城乡居民小区，企事业等生活用水。 2.各类工业需要恒压控制的用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等。 3.中央空调系统。 4.自来水厂增压系统。 5.农 6.各种流体恒压控制系统。 2.1可编程控制器（PLC） 2.1.1可编程控制器的选型 1.本设计的主要控制过程是利用可编程控制器的A/D,D/A模块和可编程控制器内置的控制模块来控制水泵电机的切换从而调节供水管中水的压力。 整个控制系统除了用到PLC逻辑控制、定时控制和计数控制等基本控制功能外，关键是要用到PLC的高级控制单元，主要包括A/D、D/A单元等。 现代大中型的PLC一般都配备了专门的A/D和D/A转换模块，可以将现场需要控制的模拟量通过A/D模块转换为数字量，经微处理器运算处理后，再通过D/A模块转换，变成模拟量去控制被控对象。但现在考虑到系统的安装以及成本问题，故本系统供水泵的自动控制采用的是日本欧姆龙公司的PLC，机器型号为CPM2A-30CDR-A和模拟量控制模块CPM1A-MAD02。其特性简介如下： 2.CPM2A为系统提供了众多的功能 ? 高速计数器能方便地测量高速运动的加工件。 ? 同步脉冲控制可方便地调整时间。 ? 带高速扫描和高速中断的高速处理。 ? 可方便地与OMRON的PT相连接，为机器操作提供一个可视化界面。 小机壳内汇集了先进的功能和优异的表现。为食品包装行业，传送设备和紧凑型设备的制造商提供更优越的性能和更高的附加值。 ? 通过脉冲输出可实现许多基本的位置控制。 ? 可进行分散控制和模拟量控制。 3.价格低廉 ? CPM2A的价值在于它具有非常卓越的性能价格比。 4.紧凑型设计能安装在任何地方 ? 机器设备的小型化对安装在控制板或机器内的PLC也提出了节省空间的要求。 PLC规格介绍 项目 30点CPU单元 电源电压 交流电源 AC100~240V，50/60Hz 直流电源 DC24V 允许电源电压 交流电源 AC85~264V 直流电源 DC20.4V~26.4V 消耗电力 交流电源 60VA以下 直流电源 20W以下 浪涌电流 交流电源 60A以下 直流电源 20A以下 外部供给电源（仅交流型号） 供电电压 24VDC 供输出容量 300mA 绝缘阻抗 20MΩ以上（DC500V）外部电源AC端子与所有端子之间 耐压 AC2300V，50/60Hz，1分钟,外部电源AC端子和所有端子之间，漏电六：10mA以下 抗干扰性 抗干扰性：1500Vp-p:脉冲宽度：0.1~1μs;上升延1ns(通过模拟干扰） 抗振 抗振：10~57Hz;振幅0.075mm;57~150Hz,加速度9.8m/s2,在X,Y,Z方向各80分钟（每次振动8分钟×实验次数10次=合计80分钟） 耐冲击 147m/s2,在X,Y,Z方向各3次 环境温度 使用：0℃~55℃保存：-20℃~75℃ 环境湿度 10%~90%（不结露） 气体环境 无腐蚀性气体 端子螺丝尺寸 M3 电源保持 交流电源：最小10ma直流电源：最小2ms CPU单元重