基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)以西門子s7-200系列plc作為控制器畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-07 02:16:14 本頁面
【正文】 最高頻率）和下限（最低頻率）。本系統(tǒng)主要由變頻器、可編程控制器、壓力傳感器組成。 ： 水泵電機是輸出環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速由變頻器調(diào)節(jié)，變頻器接受PLC控制器的信號對轉(zhuǎn)速進行控制，PLC控制器綜合給定和反饋信號（由PLC擴展模擬輸入輸出模塊接受信號）后，經(jīng)過PID調(diào)節(jié)，向變頻器輸出運轉(zhuǎn)頻率指令，壓力傳感器檢測管網(wǎng)出水壓力，并將其轉(zhuǎn)換為PLC控制器可接受的數(shù)字信號，進行調(diào)節(jié)。因此，基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)以西門子S7200系列PLC作為控制器，采用其擴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型號的變頻器和電機，同時用KBY壓力變送器來檢測管網(wǎng)壓力，與設定的壓力值進行比較，構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。（3） 各種場合的恒壓、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)。對整個供水過程來說，系統(tǒng)的可擴展性好，管理人員可根據(jù)每個季節(jié)的用水情況，選擇不同的壓力設定范圍，不但節(jié)約了用水，而且節(jié)約了電能，達到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制，具有廣泛的應用前景。變頻恒壓供水系統(tǒng)被看做是今最先進、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計，從1990年到1998年，我國人均日生活用水量（包括城市公共設施等非生產(chǎn)用水），%，與此同時我國城市家庭人均日生活用水量也在逐年提高。但隨著社會發(fā)展和進步，這遠遠滿足不了所有用戶的要求，逐步實現(xiàn)了基于PLC和變頻器技術(shù)設計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)。因此，當變頻器應用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中時僅作為執(zhí)行機構(gòu)。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)?；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，達到節(jié)水節(jié)能的效果。 關(guān)鍵詞：恒壓供水、可編程控制器、無級調(diào)速、PID控制、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、 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)的應用 32 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的設計方案 4 恒壓供水系統(tǒng)設計總體方案設計 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)的硬件設計 7 系統(tǒng)中硬件電路構(gòu)成 7 PLC型號選擇和系統(tǒng)硬件配置 20 外部硬件電路設計 224 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的軟件設計 24 系統(tǒng)流程圖 24 25結(jié)術(shù)語 31致謝詞 32參考文獻 331 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)。壓力變送器的作用是檢測管網(wǎng)水壓。摘要基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)以西門子S7200系列PLC作為控制器，采用其擴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型號的變頻器和電機，同時用KBY壓力變送器來檢測管網(wǎng)壓力。智能PID調(diào)節(jié)器實現(xiàn)管網(wǎng)水壓的PID調(diào)節(jié)。隨著社會和變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展和人們節(jié)水節(jié)能意識的不斷增強，變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能特性使得其越來越廣泛用于工廠、住宅、高層建筑的生活及消防供水系統(tǒng)。 恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展歷程恒壓供水系統(tǒng)是指通過閉環(huán)控制，使供水的壓力保持恒定。在該系統(tǒng)中為了滿足供水量大小需求不同時，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，對壓力進行閉環(huán)控制。從查閱的資料的情況來看，國外的恒壓供水工程在設計時都采用一臺變頻器只帶一臺水泵機組的方式，幾乎沒有用一臺變頻器拖動多臺水泵機組運行的情況，因而投資成本高。目前在國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設計中可以看出，隨著社會的發(fā)展，對于能適應不同的用水場合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡和通訊技術(shù)同時兼顧系統(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。而現(xiàn)階段我國在市政供水、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，自動化程度較低。與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設備投資，運行的經(jīng)濟型還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動化程度等方面都具有很大優(yōu)勢。 恒壓供水系統(tǒng)的應用基于PLC和變頻器技術(shù)設計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)過程的自動化水平。（5） 農(nóng)業(yè)排灌、園林噴淋、水景和音樂噴泉系統(tǒng)（6） 賓館、大型公共建筑供水及消防系統(tǒng)。其中變頻器的作用是為電機提供可變頻率，實現(xiàn)電機的無級調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化，同時變頻器還可作為電機軟啟動裝置，限制電機的啟動電流。下圖 。本文研究的目標是對恒壓控制技術(shù)給予提升，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和節(jié)能效果進一步提高，操作更加簡捷，故障報警及時迅速。利用PID計算形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。該數(shù)字信號與壓力給定值相比較，并經(jīng)過PID運算，由PLC輸出控制信號經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換通過EM235的模擬量輸入端輸出420mA的控制信號送往變頻器，控制變頻器輸出頻率，從而控制水泵電動機轉(zhuǎn)速，使水壓穩(wěn)定在設定值。用PLC實施控制，其實質(zhì)是按控制功能要求，通過程序按一定算法進行輸入、輸出變換，并將這個變換給以物理實現(xiàn)，并應用于工業(yè)現(xiàn)場。（2） 模擬量控制 因為PLC只能處理數(shù)字量，為處理溫度、壓力、流量、液位、速度等模擬量，PLC中專門配置了A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊（例如EM235），將模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送PLC處理，將PLC處理后所得數(shù)字量經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成模擬量去控制被控設備（本課題是控制變頻器），來完成現(xiàn)場連續(xù)控制。（本課題中大量用到數(shù)據(jù)傳送可運算功能）（3） 可編程控制器（S7200 ）特點 （1）可靠性高，抗干擾能力強 （2）配套齊全，功能完善，適用性強（3）編程方便，易于使用 （4） 功能強，擴展能力強（5） PLC控制系統(tǒng)設計、安裝、調(diào)試方便 （6）系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造 （7）體積小，重量輕，能耗低 ，易于實現(xiàn)機電一體化 （四） 可編程控制器（S7200 ）接線方式24V電源 CPU224接線方式（五） 可編程控制器（S7200 ）通訊口的引腳分配連接器針號信號1屏蔽機殼地224V返回邏輯地3RS485信號BRS485信號B4請求發(fā)送RTS(TTL)55V返回邏輯地6+5V+V,1000串聯(lián)電阻7+24V+24V8RS485信號ARS485信號A9未用選擇十位協(xié)議（輸入）連接器外殼屏蔽機殼地 S7200 通訊口的引腳分配(MM420) 變頻器（MM420）全稱MICROMASTER420系列變頻器（一）變頻器（MM420）工作原理 MICROMASTER420是用于控制三相交流電動機速度的變頻器系列。 （3） 逆變電路—直交部分 逆變電路是交直交變頻器的核心部分， 把直流電逆變成頻率、電壓都可調(diào)的三相交流電源，直接控制電機。（四）變頻器（MM420）與電機連接方式及接線圖 接單相電源時，變頻器與電機連接 接三相電源時，變頻器與電機連接 變頻器（MM420）接線圖 KYB壓力變送器（一） KYB壓力變送器工作原理 壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉
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