【正文】 指令在系統(tǒng)中的使用 ....................................................................... 40 第六章 PLC 程序仿真及調(diào)試 ............................................................................ 42 仿真軟件調(diào)試 ...................................................................................................... 42 實(shí)驗(yàn)室調(diào)試 .......................................................................................................... 46 第七章 結(jié)論 ................................................................................................................... 49 論文總結(jié) .............................................................................................................. 49 主要工作及結(jié)論 ......................................................................................... 49 存在的問(wèn)題 ................................................................................................ 49 個(gè)人收獲 .............................................................................................................. 50 致謝 ................................................................................................................................... 51 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 52 附錄 A：電氣接線圖 .................................................................................................. 53 附錄 B： PLC 外圍接線圖 ........................................................................................ 54 附錄 C PLC 梯形圖 ................................................................................................. 55 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 引言 水是人類(lèi)最寶貴的資源，是人類(lèi)賴以生存的基本條件，也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的生命線。 經(jīng) 軟件仿真及實(shí)驗(yàn)室調(diào)試，證明系統(tǒng)基本可以滿足設(shè)計(jì)要求。 南京工程學(xué)院 自動(dòng)化學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 基于 PLC 的恒壓供水泵站系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè)： 自動(dòng)化 班 級(jí)： 自動(dòng)化 093 學(xué) 號(hào) : 203090333 學(xué)生姓名： 賈瑞勇 指導(dǎo)教師： 劉云霞 副教授 起迄日期： ～ 設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 工 程 中 心 4 號(hào)樓 Graduation Design (Thesis) Design of Constant Pressure Watersupply System Based on PLC By Jia Ruiyong Supervised by Associate Prof. Liu Yunxia Department of Automation Engineering Nanjing Institute of Technology June, 20xx 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 本 設(shè)計(jì) 以一個(gè) 城市小區(qū) 供水系統(tǒng)作為被控對(duì)象，研究基于 PLC 的 變頻恒壓 供水系統(tǒng)，使系統(tǒng)獲得較好的性能指標(biāo) ， 力求做到使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn) 單 ，解決實(shí)際 供水中 問(wèn)題，保證供水安全、快捷、可靠 ，目前變頻恒壓供水系統(tǒng)已在國(guó)內(nèi)外實(shí)際供水控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用 。 關(guān)鍵詞： PLC； PID；變頻器；恒壓供水 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II ABSTRACT The design of a city district water supply system as a controlled object, the study is based on the PLC constant pressure water supply system, allowing the system to obtain better performance indicators, and strive to make sure that the system is stable and easy to operate, to correct the problem that is the actual water supply to ensure water supply safe, fast, reliable, constant pressure water supply system has been widely used in domestic and foreign real water supply control system. Constant pressure water supply system consists of a pump unit, including a total of four pump motor, three conventional pumps, one for the auxiliary water pump, a variable frequency with a programmable logic controller, inverter, pressure sensors and other related devices cycle operation system. Realtime parison system pipe work pressure and pressure setpoint deviation changes, the PID operation by the PLC, the PLC controlled pump motor frequency, frequency switching, automatic control of the number of units put into operation the pump motor and the motor speed to achieve constant loop automatic adjustment pressure water supply. The software simulation and laboratory testing, proof system could meet the design requirements. Keywords: PLC。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，較長(zhǎng)階段以來(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)一直較為落后，自動(dòng)化程度不高， 水資源浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重，不 能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需 求。所以 保持供水壓力恒定可以實(shí)現(xiàn)供、用水的平衡 [1]。這 種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，但耗電、耗水嚴(yán)重、水壓不穩(wěn)、供水質(zhì)量不佳，電機(jī)硬起動(dòng)易產(chǎn)生水錘效應(yīng)，破壞性大，目前較少采用。 (3) 射流泵十水箱的供水方式：這種方式是根據(jù)射流泵本身的特有結(jié)構(gòu)進(jìn)行工 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 作。同時(shí)一些污染源有可能進(jìn)入水箱帶來(lái)水質(zhì)的污染。 變頻調(diào)速式供 水系統(tǒng)具有節(jié)約能源、安全性高、節(jié)省占地、節(jié)省投資、調(diào)節(jié)能力大、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的優(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。 1968年，丹麥的丹佛斯公司發(fā)明并首家生產(chǎn)變頻器。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 諸 多方面的綜合技術(shù)指標(biāo)來(lái)說(shuō)，還遠(yuǎn) 未 達(dá)到所有用戶的要求，只適用于小容量，控制要求不高的供水場(chǎng)所 [4]。 該產(chǎn)品正在向著高可靠性 、全數(shù)字化微機(jī)控制、多品種系列化 等 方向發(fā)展。 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第二章 恒壓供水系統(tǒng)控制方案確定 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 本 設(shè)計(jì)是以 普通 小區(qū)供水系統(tǒng)為控制對(duì)象 ， 設(shè)計(jì)一套城市小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)， 保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠，安全節(jié)能，獲得最佳的運(yùn)行工況。 此設(shè)計(jì)系統(tǒng)以設(shè)定壓力為控制目標(biāo)，以 PID 為控制算法，和變頻器 、水泵、壓力傳感器 組成恒壓閉環(huán)控制系統(tǒng)。 可以看出變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)檢測(cè) 機(jī)構(gòu) 、控制系統(tǒng)、人機(jī)界面、以及報(bào)警裝置等部分 構(gòu) 成。 (2) 信號(hào)檢測(cè) 在系統(tǒng)控制過(guò)程中，需要檢測(cè)的信號(hào)包括自來(lái)水出水水壓信號(hào)和 危險(xiǎn) 報(bào)警信號(hào) : 1) 水壓信號(hào) :它反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號(hào)。 1） 供水控制器 :它是變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心 器件，包括變頻器和電控設(shè)備。 3） 電控設(shè)備 :它 包括 一組接觸器、保護(hù)繼電器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等電氣元件。 同時(shí)通過(guò) 人機(jī)界面報(bào)警進(jìn)行顯示 ，使用者 還可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行監(jiān)示 。 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程如下 : （ 1) 自動(dòng)運(yùn)行 閉合 自動(dòng)開(kāi)關(guān)后， 1泵電機(jī) 有 電，變頻器輸出頻率從 0Hz 開(kāi)始 上升，同時(shí) PID調(diào)節(jié)程序?qū)⒔邮?自壓力傳感器 的信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算 后 與 系統(tǒng) 給定壓力 值 進(jìn)行比較， 把 調(diào)節(jié)參數(shù) 傳送到 變頻器，如 果 壓力不 足 ，則頻率上升，直到 50Hz（理論） ， 1泵由變頻運(yùn)行切換 到 工頻，同時(shí) 2泵變頻啟動(dòng)，變頻器頻率逐漸上升 ，直到滿足供水 需要，加泵 規(guī)律 依 此 類(lèi)推； 當(dāng) 用水量減小 即 壓力過(guò)大，變頻器持續(xù)出現(xiàn)下限頻率，則 切除一臺(tái)工頻泵，達(dá)到使 供水壓力恒定的目的 。 (2) 手動(dòng)運(yùn)行 當(dāng) 壓力傳感器 故障或變頻器 發(fā)生 故障時(shí)，為 保障 用水， 三臺(tái)常規(guī)泵 可以手動(dòng)控制工頻運(yùn)行。 (5) 平穩(wěn)切換 ，恒壓控制 主水管網(wǎng) 采集到的 壓力信號(hào)經(jīng) 壓力傳感器與 PLC 的擴(kuò)展模塊 PID 運(yùn)算 傳 送給變頻器，并給出直接控制水泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以使管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定 的 信號(hào)。 第三章 變頻恒壓供水系統(tǒng)原理分析 電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理 交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 Pfn 11 60? （ ） 式中 1n 同步轉(zhuǎn)速， r/min； 1f 定子頻率， Hz； P 電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)。下面 對(duì) 改變電源頻率調(diào) 速的方法及特點(diǎn) 進(jìn)行 重點(diǎn)分析。 伴 隨著電力電子技術(shù)的 不斷 發(fā)展，出現(xiàn)了 多種 性能 優(yōu)越 、工作 穩(wěn)定 的變頻調(diào)速電源裝置，它們促進(jìn)了變頻調(diào)速的廣泛應(yīng)用 。管阻特性 說(shuō)明了 水泵能量 被 用來(lái)克服 水 泵系統(tǒng)的壓力及水位差、 液體 在 供水 管道中流動(dòng)阻力的變化規(guī)律。 只有 在這一點(diǎn)，供水系統(tǒng)的供水流量 Qc 和 用戶的用水流量 Qu處 在 平衡狀態(tài)，