【正文】 山東科技大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)論文 摘要摘要基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)以西門(mén)子S7200系列PLC作為控制器，采用其擴(kuò)展模擬輸入輸出模塊EM235，利用其內(nèi)部的PID控制指令，配合MM420型號(hào)的變頻器和電機(jī)，同時(shí)用KBY壓力變送器來(lái)檢測(cè)管網(wǎng)壓力。構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。變頻調(diào)速技術(shù)是一種新型的、成熟的交流電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速驅(qū)動(dòng)技術(shù)，變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。壓力變送器的作用是檢測(cè)管網(wǎng)水壓。智能PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的PID調(diào)節(jié)。PLC控制單元?jiǎng)t是泵組管理的執(zhí)行設(shè)備，同時(shí)還是變頻器的驅(qū)動(dòng)控制，根據(jù)用水量的實(shí)際變化，自動(dòng)調(diào)整輸出模擬量，進(jìn)而控制變頻器。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)通過(guò)測(cè)到的管網(wǎng)壓力，經(jīng)PLC內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算后,通過(guò)EM235模擬輸出端傳送到變頻器，調(diào)節(jié)輸出頻率，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。 關(guān)鍵詞：恒壓供水、可編程控制器、無(wú)級(jí)調(diào)速、PID控制、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、 山東科技大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)論文 目錄目錄1 緒論 1 恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展歷程 1 恒壓供水系統(tǒng)研究的目的和意義 2 恒壓供水系統(tǒng)的應(yīng)用 32 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 4 恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì) 4 變頻恒壓供水原理 63 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 7 系統(tǒng)中硬件電路構(gòu)成 7 PLC型號(hào)選擇和系統(tǒng)硬件配置 20 外部硬件電路設(shè)計(jì) 224 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 24 系統(tǒng)流程圖 24 25結(jié)術(shù)語(yǔ) 31致謝詞 32參考文獻(xiàn) 33山東科技大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)論文 緒論1 緒論 變頻恒壓供水系統(tǒng)成為現(xiàn)在建筑中普遍采用的一種水處理系統(tǒng)。隨著社會(huì)和變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展和人們節(jié)水節(jié)能意識(shí)的不斷增強(qiáng)，變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能特性使得其越來(lái)越廣泛用于工廠(chǎng)、住宅、高層建筑的生活及消防供水系統(tǒng)。恒壓供水是指用戶(hù)端在任何時(shí)候，不管用水量的大小，總能保持網(wǎng)管中水壓的基本恒定。同時(shí)要保證供水的可靠性和安全性?；谧冾l器的智能恒壓供水系統(tǒng)利用PLC、傳感器、變頻器及水泵組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水塔供水控制系統(tǒng)，既保證了供水質(zhì)量又豐富了系統(tǒng)的控制功能，提高系統(tǒng)可靠性，達(dá)到節(jié)水節(jié)能的效果。 恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展歷程恒壓供水系統(tǒng)是指通過(guò)閉環(huán)控制，使供水的壓力保持恒定。早期的恒壓供水系統(tǒng)是通過(guò)閥門(mén)的開(kāi)斷來(lái)控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化越來(lái)越占據(jù)主要地位。出現(xiàn)了基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)，即基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中為了滿(mǎn)足供水量大小需求不同時(shí)，保證管內(nèi)壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器，對(duì)壓力進(jìn)行閉環(huán)控制。變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來(lái)的。在早期，由于國(guó)外生產(chǎn)的變頻器的功能主要限定在頻率控制、升降速控制、正反轉(zhuǎn)控制、起制動(dòng)控制、變壓變頻比控制及各種保護(hù)功能。因此，當(dāng)變頻器應(yīng)用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中時(shí)僅作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。從查閱的資料的情況來(lái)看，國(guó)外的恒壓供水工程在設(shè)計(jì)時(shí)都采用一臺(tái)變頻器只帶一臺(tái)水泵機(jī)組的方式，幾乎沒(méi)有用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)多臺(tái)水泵機(jī)組運(yùn)行的情況，因而投資成本高。近年來(lái)，隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動(dòng)化程度高等方面的優(yōu)點(diǎn)以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可后，國(guó)外許多生產(chǎn)變頻器的廠(chǎng)家開(kāi)始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器國(guó)內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程時(shí)，大多采用國(guó)外品牌的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管的管內(nèi)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺(tái)水泵的循環(huán)控制，有的采用可編程控制器(PLC)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。有的采用單片機(jī)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。但隨著社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了所有用戶(hù)的要求，逐步實(shí)現(xiàn)了基于PLC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的生活恒壓供水控制系統(tǒng)即基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)。目前在國(guó)內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)中可以看出，隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)于能適應(yīng)不同的用水場(chǎng)合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時(shí)兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)的變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制的研究還是不夠的。因此，有待于進(jìn)一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐中。 恒壓供水系統(tǒng)研究的目的和意義近年來(lái)我國(guó)中小城市發(fā)展迅速，集中用水量急劇增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1990年到1998年，我國(guó)人均日生活用水量（包括城市公共設(shè)施等非生產(chǎn)用水），%，與此同時(shí)我國(guó)城市家庭人均日生活用水量也在逐年提高。而現(xiàn)階段我國(guó)在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)比較落后，自動(dòng)化程度較低。這種情況容易造成用水高峰期時(shí)水位達(dá)不到要求，供水壓力不足；用水低峰期時(shí)供水水位超標(biāo)，壓力過(guò)高，不僅十分浪費(fèi)能源而且存在事故隱患（例如壓力過(guò)高容易造成爆管事故）。變頻恒壓供水系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，可以根據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿(mǎn)足用水要求。變頻恒壓供水系統(tǒng)被看做是今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。與過(guò)去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設(shè)備投資，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)型還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有很大優(yōu)勢(shì)。基于PLC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的智能恒壓供水控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。因而實(shí)現(xiàn)了恒壓自動(dòng)控制。對(duì)整個(gè)供水過(guò)程來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好，管理人員可根據(jù)每個(gè)季節(jié)的用水情況，選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了用水，而且節(jié)約了電能，達(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制，具有廣泛的應(yīng)用前景。 恒壓供水系統(tǒng)的應(yīng)用基于PLC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的智能恒壓供水控制系統(tǒng)，是在原有系統(tǒng)的技術(shù)改造下，提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化水平。使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，解決實(shí)際中問(wèn)題，保證供水安全、快捷、可靠。該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于（1） 生產(chǎn)、生活用水，亦可用于熱水供應(yīng)，恒壓噴淋等系統(tǒng)（2） 工企業(yè)、生活、生產(chǎn)供水系統(tǒng)及企業(yè)自備并改造工程，自來(lái)水廠(chǎng)、生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng)。（3） 各種場(chǎng)合的恒壓、變壓、冷卻水和循環(huán)供水系統(tǒng)（4） 污水泵站、污水處理及污水提升系統(tǒng)。（5） 農(nóng)業(yè)排灌、園林噴淋、水景和音樂(lè)噴泉系統(tǒng)（6） 賓館、大型公共建筑供水及消防系統(tǒng)。另外，系統(tǒng)采用plc控制，容易隨時(shí)修改程序，以改變工作狀況，滿(mǎn)足不同控制要求，有較大的靈活性和通用性，有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。3山東科技大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)論文 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案2 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 恒壓供水系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 總體方案簡(jiǎn)介西門(mén)子S7200型可編程控制器（SIMATIC S7200）是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，能滿(mǎn)足中等性能要求的應(yīng)用；大范圍的各種功能模塊可以非常好的滿(mǎn)足和適應(yīng)自動(dòng)控制任務(wù)，各種單獨(dú)的模塊之泛組合以用于擴(kuò)展；多種的性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的I/O擴(kuò)展模塊，使用戶(hù)可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。因此，基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)以西門(mén)子S7200系列PLC作為控制器，采用其擴(kuò)展模擬輸入輸出模塊EM235，利用其內(nèi)部的PID控制指令，配合MM420型