【正文】 基于PLC的恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計摘要本論文根據(jù)某些工業(yè)生產(chǎn)或特殊用戶的供水要求，設(shè)計了一套基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。該系統(tǒng)由可編程控制器、變頻器、水泵機組、壓力傳感器、工控機等構(gòu)成。本系統(tǒng)包含三臺水泵電機，它們組成變頻循環(huán)運行方式。采用變頻器實現(xiàn)對三相水泵電機的軟啟動和變頻調(diào)速，運行切換采用“先啟先?！钡脑瓌t。壓力傳感器檢測當(dāng)前水壓信號，送入PLC與設(shè)定值比較后進行PID運算，從而控制變頻器的輸出電壓和頻率，進而改變水泵電機的轉(zhuǎn)速來改變供水量，最終保持管網(wǎng)壓力穩(wěn)定在設(shè)定值附近。關(guān)鍵詞：壓力傳感器；變頻器；恒壓供水ABSTRACTThe text based on certain industrial water supply or special user requirements,and design a PLCbased frequency control water supply system. The system consists of a programmable controller, inverter, water pumps, pressure sensors and industrial machines. The system includes three pump motor, they form the loop variable frequency operation mode. Threephase inverter is used to achieve the pump motor softstart and frequency control, operation switches between Inception first stop principle. Hydraulic pressure sensor detects the current signal into the PID operation with the set value after paring PLC to control the output voltage and frequency of the inverter, then change the water pump motor speed to change the water supply and ultimately keep the pipe network pressure stabilized at set setting nearby. Key words: Pressure sensors。 inverter。 Water Supply目錄基于PLC的恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計 1摘要 2ABSTRACT 3目錄 4一 緒論 8 8 國內(nèi)外恒壓供水控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 9 本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu) 11二 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制方案的分析及確定 12 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制的理論分析 12 水泵電機的調(diào)速原理 122．2 供水系統(tǒng)控制方案的確定 13 供水系統(tǒng)控制方案的分析 13 恒壓供水的原理 14 15 壓力傳感器簡介 15 壓力傳感器原理 15 壓力傳感器的特性參數(shù) 16 壓力傳感器的選型 172．5 供水壓力信號的采集 19三 變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制流程 20 21 變頻恒壓供水系統(tǒng)的組成 21 23四 控制系統(tǒng)的硬件部分 25 系統(tǒng)主要硬件設(shè)備的選型 26 PLC及其模塊的選型 26 變頻器的選型 274． 水泵機組的選型 27 硬件的PLC控制部分 284． PLC的接線圖 28 PLC控制原理圖 29 PLC的程序的編制 29 PLC控制系統(tǒng)的子程序設(shè)計 30 硬件部分的I/O分配圖 33 主回路電氣原理圖 34五 控制系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計 35 PLC的程序部分 35結(jié)束語 41參考文獻(xiàn) 42一 緒論水和電是人類最寶貴的資源，是生活人類生存的基本條件又是國民經(jīng)濟的生命線。在節(jié)水節(jié)能已成為時代特征的現(xiàn)實條件下，我們這個水資源和電能源短缺的國家，長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動化程度較低，而隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，工業(yè)水平的不斷發(fā)展以及住房制度改革的不斷深入，尤其是在城市中各類小區(qū)建設(shè)發(fā)展十分迅速，同時也對小區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。小區(qū)供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性直接影響到小區(qū)住戶的正常工作和生活，也直接體現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)管理水平的高低。傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式有：恒速泵加壓供水、氣壓罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和電池滑差離合器調(diào)速的供水方式、單片機變頻調(diào)速供水系統(tǒng)等方式，其優(yōu)、缺點如下：(1) 恒速泵加壓供水方式無法對供水管網(wǎng)的壓力做出及時的反應(yīng)，水泵的增減都依賴人工進行手工操作，自動化程度低，而且為保證供水，機組常處于滿負(fù)荷運行，不但效率低、耗電量大，而且在用水量較少時，管網(wǎng)長期處于超壓運行狀態(tài)，爆損現(xiàn)象嚴(yán)重，電機硬起動易產(chǎn)生水錘效應(yīng)，破壞性大，目前較少采用。(2) 氣壓罐供水具有體積小、技術(shù)簡單、不受高度限制等特點，但此方式調(diào)節(jié)量小、水泵電機為硬起動且起動頻繁，對電器設(shè)備要求較高、系統(tǒng)維護工作量大，而且為減少水泵起動次數(shù)，停泵壓力往往比較高，致使水泵在低效段工作，而出水壓力無謂的增高，也使浪費加大，從而限制了其發(fā)展。(3) 液力耦合器和電池滑差離合器調(diào)速的供水方式易漏油，發(fā)熱需冷卻，效率低，改造麻煩，只能是一對一驅(qū)動，需經(jīng)常檢修；優(yōu)點是價格低廉，結(jié)構(gòu)簡單明了，維修方便。(4) 單片機變頻調(diào)速供水系統(tǒng)也能做到變頻調(diào)速，自動化程度要優(yōu)于上面4種供水方式，但是系統(tǒng)開發(fā)周期比較長，對操作員的素質(zhì)要求比較高，可靠性比較低，維修不方便，且不適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。綜上所述，傳統(tǒng)的供水方式普遍不同程度的存在浪費水力、電力資源；效率低；可靠性差；自動化程度不高等缺點，嚴(yán)重影響了居民的用水和工業(yè)系統(tǒng)中的用水。目前的供水方式朝向高效節(jié)能、自動可靠的方向發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可靠的控制方式，在風(fēng)機、水泵、空氣壓縮機、制冷壓縮機等高能耗設(shè)備上廣泛應(yīng)用，特別是在城鄉(xiāng)工業(yè)用水的各級加壓系統(tǒng)，居民生活用水的恒壓供水系統(tǒng)中，變頻調(diào)速水泵節(jié)能效果尤為突出，其優(yōu)越性表現(xiàn)在：一是節(jié)能顯著；二是在開、停機時能減小電流對電網(wǎng)的沖擊以及供水水壓對管網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊；三是能減小水泵、電機自身的機械沖擊損耗?；赑LC和變頻技術(shù)的恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。采用該系統(tǒng)進行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能源日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計該系統(tǒng)，對于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實意義。 國內(nèi)外恒壓供水控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的。在早期，由于國外生產(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、起制動控制、壓頻比控制及各種保護功能。應(yīng)用在變頻