组态软件在恒压供水中的应用实施可行性研究报告.doc

组态软件在恒压供水中的应用实施可行性研究报告摘 要 随着社会的飞速发展和城市建设规模的扩大，人口的增多以及人们生活水平的提高，对城市供水的质量、数量、稳定性等问题提出了越来越高的要求，我国中小城市供水的自动化配置相对落后，机组的控制主要依靠值班人员的手操作，控制过程烦琐，而且手动控制无法对供水管网的压力和水位变化及时做出恰当的反应。为了保证供水，机组常保持在超压的状态下运行，爆损现象也挺严重。本论文结合现状，运用MCGS与PLC设计了一套变频调速恒压供水系统。MCGS主画面直观，可以显示变频泵与工频泵随着测得压力的变化而变化，在画面切换按钮中可以切换至压力实时曲线、压力历史曲线等画面。本设计可广泛应用于生活供水、高楼供水、工业用水等场合,实现节能、操作维护方便、安全可靠的目的,并为类似系统的工业设计提供了一种可行的设计方法。 目 录 摘 要 I Abstract II 第一章 引 言 1 1.1 研究背景 1 1.2 供水现状 1 1.2.1 供水方式比较 2 1.2.2 几类常用供水控制方式 2 1.2.3 变频恒压供水的模式 4 1.2.4 国内变频供水调速系统发展 5 1.2.5 国外变频供水调速系统发展 6 1.3 本章小结 7 第二章 恒压供水系统设计 8 2.1 设计目的 8 2.2 设计思路 9 第三章 恒压供水系统部件选择 11 3.1 PLC简介 11 3.1.1 PLC的特点 11 3.1.2 S7-200系列PLC简介 12 3.1.3 S7-200 PLC主要组成部分 12 3.1.4 I/O输入输出端口 13 3.1.5 接口的控制方式 13 3.2 变频器 14 3.2.1 变频器的工作原理 14 3.3 MCGS 15 3.3.1 MCGS概况 15 3.3.2 MCGS的主要特点和基本功能 15 3.3.3 MCGS系统包括组态环境和运行环境两个部分 18 3.3.4 实时数据库是MCGS系统的核心 20 3.4 本章小结 26 第四章 恒压供水系统具体实现 27 4.1 软启动 27 4.2 MCGS恒压供水的实现 28 4.3 脚本程序 28 4.3.1 循环策略 28 4.3.2 泵关时输出策略 29 4.3.3 加泵策略 30 4.3.4 加减泵时泵的输出策略 31 4.3.5 减泵策略 33 4.4 PID调节 36 4.4.1 PID参数 36 4.4.2 参数设置 37 4.4.3 恒压供水的PID控制 38 4.5 MCGS与PLC通信 39 4.5.1 PPI协议 39 4.5.2 通信介质 39 4.5.3 MCGS与PLC之间的通信实现 40 4.6 恒压供水系统的MCGS工控组态界面设计 41 4.7 本章小结 43 第五章 总结与展望 44 参考文献 45 附录A：组态图 47 附录B组态运行图 48 附录C数据显示图 49 附录D数据运行图 50 致谢 51 引 言 研究背景 随着社会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人们对供水的质量和安全可靠性的要求不断提高。而用户用水的多少是经常变动的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的。例如在某些生产过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时，若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。把先进的自动化技术、通讯技术、网络技术等应用到供水领域，成为对供水企业新的要求。在大力提倡节约能源的今天，研究高性能、经济型的恒压供水监控系统。所以，对于某些用水区提高劳动生产率、降低能耗、信息共享，采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。 供水现状 我国是一个发展中国家，多年来极其重视和发展能源的建设，尤其是水能、电能的发展。但由于国民经济的迅猛发展和人民生活水平的不断提高，水能和电能的消耗更是与日俱增，在电能的供求方面仍存在一定的缺口。据有关部门统计，在供水行业中泵的能源消耗约占企业能源消耗的80%-90%，因此电力工程建设广泛推行各种节能措施。 目前，大部分的水泵控制采用传统的电力拖动方式，水泵在工频下恒速运转。电力拖动存在这样普遍的问题：运行中电动机的大多数其平均负载率较低，导致电动机本身功效下降。平均负载率较低的原因很多。例如，选用电动机时不太了解负载情况，不注意电动机和机械的容量匹配，认为容量大总比容量小好；有的投产后长期达不到设计能力，负