【正文】 可構(gòu)成最多 7 臺電機(jī) (泵 )的供水系統(tǒng)。 (5) 單片機(jī)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。 一、傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式 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(jī)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)等方式，其優(yōu)、缺點(diǎn)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(jìn)行手工操作，自動化程度低，而且為保證供水，機(jī)組常處于滿負(fù)荷運(yùn)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(yùn)行狀態(tài)，爆損現(xiàn)象嚴(yán)重，電機(jī)硬起動易產(chǎn)生水錘效應(yīng)，破壞性大，目前較少采用。供水系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括水泵的自動啟停控制、供水壓力的測量與調(diào)節(jié)、系統(tǒng)主管道水壓的；系統(tǒng)水處理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的監(jiān)視、控制；故障及異常狀況的報警等。本系統(tǒng)采 用 PLC 進(jìn)行邏輯控制，采用帶 PID 功能的變頻器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，系統(tǒng)存在工作可靠，使用方便，壓力穩(wěn)定，無沖擊等優(yōu)越性。（ 3 天）； 打印課程設(shè)計說明書。 進(jìn)度計劃 熟悉課程設(shè)計題目，查找及收集相關(guān)書籍、資料。 設(shè)計任務(wù)及要求： ，設(shè)計出調(diào)節(jié)器、變頻器、水泵電機(jī)、水泵和供水管道的系統(tǒng)設(shè)計。 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課程設(shè)計（論文） 題目： 院（系）： 專業(yè)班級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （簽字） 起止時間： 本科生課程設(shè)計（論文） I 課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語 院（系）： 教研室： 學(xué) 號 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 課程設(shè)計（論文）題目 課程設(shè)計（論文）任務(wù) 課題完成的功能： 傳 統(tǒng)的幾種供水系統(tǒng) ,例如重力供水、氣壓供水等均不同程度的存上述缺點(diǎn) ,嚴(yán)重影響了居民用水和工業(yè)用水。 。（ 1 天）； 主電路設(shè)計。（ 1 天）； 設(shè)計結(jié)果考核。 本設(shè)計 基于 S7200 的小區(qū)恒壓變頻供水系統(tǒng) ， 供水設(shè)備由 PLC、變頻器、傳感器、低壓電氣控制柜和水泵等組成。現(xiàn)場監(jiān)控站內(nèi)的控制器按預(yù)先編制的軟件程序來滿足自動控制的要求，即根據(jù)供水管的高 /低水壓位信號來控制水泵的啟 /停及進(jìn)水控制閥的開關(guān)，并且進(jìn)行溢水和枯水的預(yù)警等。 (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(diǎn)，但此方式調(diào)節(jié)量小、水泵電機(jī)為硬起動且起動頻繁，對電器設(shè)備要求較高、系統(tǒng)維護(hù)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(fèi)加大，從而限制了其發(fā)展。 二、變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內(nèi)外研究與現(xiàn)狀 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)展起來的。這類設(shè)備 雖微化了電路結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本，但其輸出接口的擴(kuò)展功能缺乏靈活性，系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性不高，與別的監(jiān)控系統(tǒng) (如 BA 系統(tǒng) )和組態(tài)軟件難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并且限制了帶負(fù)載的容量，因此在實(shí)際使用時其范圍將會受到限制。采用該系統(tǒng)進(jìn)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(shí)意義。 PLC 根據(jù)管網(wǎng)壓力自動控制各個水泵之間切換，并根據(jù)壓力檢測值和給定值之間偏差進(jìn)行 PID 運(yùn)算，輸出給變頻器控制其輸出頻率，調(diào) 節(jié)流量，使供水管網(wǎng)壓力恒定。繪制系統(tǒng)硬件連接圖：包括系統(tǒng)硬件配置圖、 I/O 連接圖，分配 I/O 點(diǎn)數(shù)，列出 I/O 分配表，熟練使用相關(guān)軟件，設(shè)計梯形圖控制程序，對程序進(jìn)行調(diào)試。供水示意圖如圖 所示。 P I D D / A變 頻 器接 觸器水 泵機(jī) 組管 道壓 力 變 送 器A / D給 定－管 網(wǎng) 壓 力P L C圖 變頻恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 本科生課程設(shè)計（論文） 5 從圖中可看出，系統(tǒng)可分為：執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號檢測機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)三大部分，具體為： (1) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由一組水泵組成，它們用于將水供入用戶管網(wǎng)，其中由一臺變頻泵和一臺工頻泵構(gòu)成，變頻泵是由變頻調(diào)速器控制、可以進(jìn)行變頻調(diào)整的水泵， 用以根據(jù)用水量的變化改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以維持管網(wǎng)的水壓恒定；工頻泵只運(yùn)行于啟、停兩種工作狀態(tài)，用以在用水量很大（變頻泵達(dá)到工頻運(yùn)行狀態(tài)都無法滿足用水要求時）的情況下投入工作。另外為加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，還需對供水的上限壓力和下限壓力用電接點(diǎn)壓力表進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果可以送給 PLC，作為數(shù)字量輸入；水池 水位信號反映水泵的進(jìn)水水源是否充足。供水控制器是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。 S7200PLC 是德國西門子公司生產(chǎn)的一種小型 PLC，主機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是整體式的。 （ 1） S7200PLC 主機(jī)結(jié)構(gòu) S7200PLC的主機(jī)包括一個中央處理單元（即 CPU模塊）、存儲器、電源以及I/O點(diǎn)。 表 S7200系列 PLC各種型號 CPU的 I/O及擴(kuò)展功能等特性 機(jī)型 I/O點(diǎn)數(shù) 存儲容量 擴(kuò)展功能 通信范圍 CPU221 6輸入 /4輸出 較小 具有一定高速計數(shù)和通信能 點(diǎn)數(shù)少或特定控制系統(tǒng) CPU222 8輸入 /6輸出 較小 可以最多擴(kuò)展兩個模塊 可以作為全功能控制器，應(yīng)用范圍較小 CPU224 14輸入 /10輸出 一般 可以擴(kuò)展 7個模塊，具有更強(qiáng)的模擬量和計數(shù)處理能 力 使用廣泛 CPU224XP 14輸入 /10輸出 較大 主機(jī)增加了模擬量單元和一個通信口 有少量模擬量信號的系統(tǒng)和復(fù)雜通信要求的場合 CPU226 24輸入 /16輸出 可達(dá)10KB 具有兩個通信口和多種模塊 點(diǎn)數(shù)多、要求高的小型或中型控制系統(tǒng) 本科生課程設(shè)計（論文） 7 （ 2） I\ O 擴(kuò)展模塊 當(dāng) CPU 的 I/O 點(diǎn)數(shù)不夠或者需要進(jìn)行特殊功能的控制時，就需要進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展。 2） 輸出擴(kuò)展模塊 EM222。 4） 模擬量輸入擴(kuò)展模塊 EM231。 6） 模擬量輸入 /輸出混合擴(kuò)展模塊 EM235。 表 I/O 點(diǎn)數(shù)分配表 輸入 輸出 編號 符號 名稱 編號 符號 名稱 1 SB1 啟動 1 KM1 1 號水泵變頻 2 SB2 停止 2 KM２ 2 號水泵變頻 3 S1 液位傳感器 3 KM３ 1 號水泵工頻 4 S2 變頻器達(dá)上限 4 KM４ 2 號水泵工頻 5 S3 變頻器達(dá)下限 5 KM５ 備用泵變頻 6 S4 1 號水泵故障 6 L 報警指示燈 7 S5 2 號水泵故障 8 SS6 變頻器故障 本科生課程設(shè)計（論文） 8 I/O 的分配 根據(jù)功能要求和工藝流程，我們統(tǒng)一了 I/O 接點(diǎn)的分配，分配表如表 所示。它是用于三相交流電動機(jī)調(diào)速的系 列產(chǎn)品，由微處理器控制，采用絕緣柵雙極型晶體管作為功率輸出器件，具有很高的運(yùn)行可靠性和很強(qiáng)的功能。 另外選擇西門子的變頻器可以通過 RS485 通信協(xié)議和接口直接與西門子 PLC 相連，更便于設(shè)備之間的通信。 MMX 變頻器參數(shù)的設(shè)置可以通過 BOP（ Basic Opration Panels 基本操作面板）、 AOP（ Advanced Opration Panels 高級操作面板）、計算機(jī)（通過專用軟件以及 RS485 通訊端子）等完成。缺省值運(yùn)行時此鍵是被封鎖的。為了允許此鍵操作操作，應(yīng)設(shè)定P0700=1。電動機(jī)的反向用負(fù)號“－”或用閃爍的小數(shù)點(diǎn)表示。如果變頻器 /電動機(jī)正在運(yùn)行，按此鍵將不起作用。 在出現(xiàn)故障時或者報警情況下，按此鍵可以將操作板上顯示的故障或報警信息復(fù)位。 壓力傳感器的選擇