电气工程及其自动化、自动化专业毕业论文-基于PLC的变频调速恒压供水系.pdfVIP

目录

1绪论1

1.1课题的提出1

1.2变频恒压供水系统的国内外研究现状2

1.3PLC概述3

1.4本课题的主要研究内容4

2系统的理论分析及控制方案确定5

2.1变频恒压供水系统的理论分析5

2.2变频恒压供水系统控制方案的确定7

3系统的硬件设计12

3.1系统主要设备的选型12

3.2系统主电路分析及其设计14

3.3系统控制电路分析及其设计15

3.4PLC的I/O端口分配及外围接线图17

4系统的软件设计20

4.1系统软件设计分析20

4.2PLC程序设计21

4.3PID控制器参数整定27

5监控系统的设计31

5.1组态软件简介31

5.2监控系统的设计31

6结束语35

参考文献36

致谢37

附录主程序梯形图38

1绪论

1.1课题的提出

水和电是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特征的现实

条件下，我们这个水资源和电能源短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工

业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度较低，而随着我国社会经济的发展，

人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市中各类小区建设发展十分

迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中的一

个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到小区住户的正常工作和生活，也

直接体现了小区物业管理水平的高低。

传统的小区供水方式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦

合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式，其优、缺点如

下：

(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。

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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。