【正文】 廣東技術(shù)師范學(xué)院 成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng) 學(xué) 院 機(jī)電工程系 專 業(yè) 機(jī)電維修 4班 年 級(jí) 姓 名 王娜 指導(dǎo)教師 李永忠 （ 20 年 月） 廣東技術(shù)師范學(xué)院成人教育學(xué)院制 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng) 摘要 ： 隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)供 水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高；再加上目前能源緊缺，利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，設(shè)計(jì)高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然的趨勢(shì) 本論文分析變頻恒壓供水的原理及系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，提出不同的控制方案，通過(guò)研究和比較，本論文采用變頻器和 PLC 實(shí)現(xiàn)恒壓供水和數(shù)據(jù)傳輸，然后用數(shù)字 PID 對(duì)系統(tǒng)中的恒壓控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后對(duì)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。本論文設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)通過(guò) MCGS 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪h(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)巡回監(jiān)控系統(tǒng)。具體講述了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)與軟件的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)系統(tǒng)采取的可靠性措施進(jìn)行了 說(shuō)明。 關(guān)鍵字：變頻調(diào)速；恒壓供水； PLC； MCGS；監(jiān)控系統(tǒng) 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 目錄 第一章 :緒論 ......................................................4 城市供水系統(tǒng)的要求 ..........................................4 變頻恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義 ................................4 國(guó)內(nèi)外研究概況 ..............................................5 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 ..............................................6 第二章 :恒壓供水系統(tǒng) ..............................................7 變頻恒壓供水系統(tǒng) ...........................................7 課題研究的對(duì)象 .............................................7 變頻恒壓供水控制方式的選擇 .................................8 變頻構(gòu)成恒壓供水系統(tǒng)的及工作原理 ...........................9 主電路接線圖 ...............................................12 第三章 :器件的選型及介紹 .........................................13 可編程控制器 ...............................................13 變頻器 .....................................................15 調(diào)節(jié)器 ..................................................19 壓力傳感器的接線圖 .........................................21 原件表 .....................................................21 第四章 :PLC 控制及編程 ............................................23 控制 ....................................................23 編程及介紹 .................................................24 結(jié)束語(yǔ) ..........................................................29 致謝 ............................................................30 參考文獻(xiàn) ........................................................31 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 第 1 章 緒論 城市供水系統(tǒng)的要求 眾所周知，水是生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成部分，在節(jié)水節(jié)能己成為時(shí)代特征的現(xiàn)實(shí)條件下，我們這個(gè)水資源和電能短缺的國(guó)家，長(zhǎng)期以來(lái)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(dòng)化程度低。主要表現(xiàn)在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低供不應(yīng)求的現(xiàn)象，而在用水低峰期，水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高供過(guò)于求的情況，此時(shí)將會(huì)造成能量的浪費(fèi)，同時(shí)有可能導(dǎo)致水管爆破和用水設(shè)備的損壞。在恒壓供水技術(shù)出現(xiàn)以前，出現(xiàn)過(guò)許多供水方式。以下就逐一分析。 (1) 一臺(tái)恒速泵直接供水系統(tǒng) (2) 恒速泵 +水塔的供水方式 (3)射流泵十水箱的供水方式 (4) 恒速泵十高位水箱的供水方式 (5)恒速泵十氣壓罐供水方式 (6)變頻調(diào)速供水方式 變頻調(diào)速水泵調(diào)速 控制方式有三種 : ①出口恒壓控制 ②出口變壓控制 ③ 最不利點(diǎn)恒壓控制 變頻調(diào)速的方式在節(jié)能效果上明顯優(yōu)于氣壓罐方式。氣壓罐方式依靠壓力罐中的壓縮空氣送水，而變頻恒壓供水在系統(tǒng)用水量下降時(shí)可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使供水壓力與系統(tǒng)所需水壓大致相等，這樣就節(jié)省了許多電能，同時(shí)變頻器對(duì)水泵采用軟啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)沖擊電流小，啟動(dòng)能耗比較小。另外氣壓罐要消耗一定的鋼量，這也是它的一個(gè)較大的缺點(diǎn)。而變頻調(diào)速供水系統(tǒng)的變頻器是一臺(tái)由微機(jī)控制的電氣設(shè)備，不存在消耗多少鋼材的問(wèn)題。同時(shí)由于氣壓罐體積大，占地面積一般為幾十平米 。而變頻調(diào)速式中的調(diào)速裝置占地面積僅為幾平米。由此可見(jiàn)變頻調(diào)速供水方式比氣壓罐供水方式將節(jié)省大量占地面積。由此可見(jiàn)，變頻調(diào)速式供水系統(tǒng)具有節(jié)約能源、節(jié)省鋼材、節(jié)省占地的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景和明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。 變頻恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義 泵站擔(dān)負(fù)著工農(nóng)業(yè)和生活用水的重要任務(wù)，運(yùn)行中需大量消耗能量，提高泵站效率 :基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 降低能耗，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有重大意義。一方面是由于我國(guó)居民多，用水量大，造成用電量大 :另一方面是因?yàn)槲覈?guó)供水設(shè)備工作效率低，控制方式不夠科學(xué)合理。造成不必要的能量浪費(fèi)。因此，研究提水系 統(tǒng)的能量模型，找出能夠節(jié)能的控制策略方法，這里大有潛力可挖，是減少能耗，保障供水的一個(gè)很有意義的工作。 以變頻器為核心結(jié)合 PLC組成的控制系統(tǒng)具有高可靠性、強(qiáng)抗干擾能力、組合靈活、編程簡(jiǎn)單、維修方便和低成本等諸多特點(diǎn)，對(duì)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(shí)意義。 國(guó)內(nèi)外研究概況 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，變頻器僅作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為了滿足供水量大小需求不同時(shí)，保證管網(wǎng)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。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。即 1968年，丹麥的丹佛斯公司發(fā)明并首家生產(chǎn)變頻器 (丹佛斯是傳動(dòng)產(chǎn)品全球五大核心供應(yīng)商之一 )后 ,瑞典、瑞士的 ABB集團(tuán)推出了 HVAC變頻技術(shù)，法國(guó)的施耐德公司就推出了恒壓供水基板，備有“變頻泵固定方式”，“變頻泵循壞方式”兩種模式。 目前國(guó)內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國(guó)外品牌的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管的管網(wǎng)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)。但在系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗干擾性能以及開(kāi)放性等多方面的綜合技術(shù)指標(biāo)來(lái)說(shuō)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)能達(dá)到所有用戶的要求。原深圳華為 (現(xiàn)己更名為艾默生 )電氣公司和成都希望集團(tuán)〔森蘭牌變頻器 )也推出了恒壓供水專用變頻器 ()，無(wú)需外接 PLC和 PID調(diào)節(jié)器，可完成最多四臺(tái)水泵的循壞切換、定時(shí)起動(dòng)、停止和定時(shí)循環(huán) (月麥丹佛斯公司的 VLT系列變