小区变频恒压供水控制系统设计毕业论文.doc

小区变频恒压供水控制系统设计毕业论文 目 录 第1章 绪论 1 1.1 选题背景 1 1.2选题依据 2 第2章 设计内容与要求 3 2.1 设计内容 3 2.1.1 系统概述 3 2.1.2 设计的主要内容 4 2.1.3 主要技术参数与技术指标 4 2.2系统设计的功能要求 4 第3章 系统方案设计 6 3.1 方案选择 6 3.2 系统原理与组成 7 3.2.1 原理框图设计 8 3.2.2 系统原理分析 9 第4章 系统的硬件电路设计 13 4.1 系统硬件设计分析 13 4.2 系统主电路设计 13 4.3 器件选型 15 4.3.1变频器的选型 15 4.3.2水泵机组的选型 16 4.3.3压力变送器的选型 16 4.3.4液位变送器选型 17 4.3.5 低压电器选型 17 4.4系统控制电路设计 20 4.4.1 PLC的选择 20 第5章 系统的软件设计 25 5.1 系统软件分析 25 5.2 软件流程图设计 27 5.3 软件编制 30 5.3.1控制系统主程序设计 32 5.4 仿真实验 38 结 论 41 参考文献 42 英文文献与翻译 44 致 谢 59 附录 61 第1章 绪论 1.1 选题背景 随着人民生活水平的日趋提高，新技术和先进设备的应用 ，使给供水设计得到了发展的机遇，当前住宅建筑的小区规划趋向于更具人性化的多层次住宅组合，不再仅仅追求立面和平面的美观和合理，而是追求空间上布局的流畅和设计中贯彻以人为本的理念，特别是在市场经济的浪潮中，力求土地使用效率的最大化。于是选择一种符合各方面规范、卫生安全而又经济合理的供水方式，对我们给供水设计带来了新的挑战 。传统的恒压供水方式是采用水塔、高位水箱、气压罐等设施实现的。存在着以下忧缺点： (1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，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、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) 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，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，致使水泵在低效段工作，而出水压力无谓的增高，也使浪费加大，从而限制了其发展。 (3) 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，启动电流大等缺点，频繁起动易损坏联轴器，目前主要应用于高层建筑。 (4) 液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式易漏油，发热需冷却，效率低，改造麻烦，只能是一对一驱动，需经常检修；优点是价格低廉，结构简单明了，维修方便。 (5) 单片机变频调速供水系统也能做到变频调速，自动化程度要优于上面4种供水方式，但是系统开发周期比较长，对操作员的素质要求比较高，可靠性比较低，维修不方便，且不适用于恶劣的工业环境。 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，严重影响了居民的用水和工业系统中的用水。目前的供水方式朝向高效节能、自动可靠的方向发展，变频调速技术以其显着的节能效果和稳定可靠的控制方式，在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用，特别是在城乡工业用水的各级加压系统，居民生活用水的恒压供水系统中，变频调速水泵节能效果尤为突出，其优越性表现在：一是节能显著；二是在开、停机时能减小电流对电网的冲击以及供水水压对管网系统的冲击；三是能减小水泵、电机自身的机械冲击损耗。 基于PLC和变频技术的恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，同时系统具有良好的节能性，这在能源日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义 1.2选题依据 传统的高塔供水系统受到地理位置的限制，无法满足恒压，节能，安全，可靠等功能。采用变频调速供水系统，克服了传统高塔供水系统的缺点。生活用水供水系统由水池、离心泵（主泵+备用泵）、压力传感器、PID 调节器、变频器（主泵+备用泵）、可编程控制器PLC、管网组成。恒压供水控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是泵站总管的出水压力稳定在设定的压力值