【正文】 控制組件可編程控制器主要由CPU、存儲器、基本I/O接口電路、外設接口、編程裝置、電源等組成。目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、輕紡、交通運輸、及文化娛樂等各個行業(yè)，被稱為現代技術的三大支柱之一。這個階段的另一個特點是世界上生產可編程控制器的國家日益增多，產量日益上升。20世紀70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。20世紀70年代初出現了微處理器。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機械或生產過程。電力電子技術和電機傳動技術實現了工業(yè)交流電動機的無級調速，具有高效率、寬范圍和高精度等特點。采用變頻調節(jié)以后，系統(tǒng)實現了軟起動，電機起動電流從零逐漸增至額定電流，起動時間相應延長，對電網沒有較大的沖擊，減輕了起動機械轉矩對于電機的機械損傷，有效的延長了電機的使用壽命。原深圳華為(現己更名為艾默生)電氣公司和成都希望集團〔森蘭牌變頻器)也推出了恒壓供水專用變頻器()，無需外接PLC和PID調節(jié)器，可完成最多四臺水泵的循壞切換、定時起動、停止和定時循環(huán)(月麥丹佛斯公司的VLT系列變頻器可實現七臺水泵機組的切換)。這類設備雖然說是微化了電路結構，降低了設備成本，但其輸出接口的擴展功能缺乏靈活性，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)軟件難以實現數據通信，并且限制了帶負載的容量，因此在實際使用時其范圍將會受到限制。應用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，變頻器僅作為執(zhí)行機構，為了滿足供水量大小需求不同時，保證管網壓力恒定，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。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，方便地實現供水系統(tǒng)的集中管理與監(jiān)控。這一方面是由于我國居民多，用水量大，造成用電量大:另一方面是因為我國供水設備工作效率低，控制方式不夠科學合理。由于城市供水量不斷加大，對城市管網的實時監(jiān)測提出了更高的要求。在小區(qū)供水中，而且由于調速式是經水泵加壓后直接送往用戶的，防止了的水質二次污染，保證了飲用水水質可靠。在運行效果上，氣壓罐方式與調速式相比也存在著一定差距。而變頻調速供水系統(tǒng)的變頻器是一臺由微機控制的電氣設備，不存在消耗多少鋼材的問題。氣壓罐方式依靠壓力罐中的壓縮空氣送水，氣壓罐配套水泵運行時，水泵在額定轉速、供水壓力將超出系統(tǒng)所需要的壓力從而造成能量的浪費。③ 最不利點恒壓控制最不利點恒壓控制是將壓力傳感器安裝在系統(tǒng)最不利點處。是將每日24小時按用水曲線分成若干時段，計算出各個時段所需的水泵出口壓力，進行全日變壓，各時段恒壓控制。:水泵出口恒壓控制、水泵出口變壓控制、給水系統(tǒng)最不利點恒壓控制。罐的占地面積與水塔水箱供水方式相比較小，而且可以放在地上，設備的成本比水塔要低得多。占地面積與設備投資都有所減少，但這對建筑物的造價與設計都有影響，同時水箱受建筑物的限制，容積不能過大，所以供水范圍較小。而且在使用過程中，如果該系統(tǒng)水塔的水位監(jiān)控裝置損壞的話，水泵不能進行自動的開、停，這樣水泵的開、停，將完全由人操作，這時將會出現能量的嚴重浪費和供水質量的嚴重下降。這種方式顯然比前種節(jié)電，其節(jié)電率與水塔容量、水泵額定流量、用水不均勻系數、水泵的開、停時間比、開/停頻率等有關。水塔的合理高度是要求水塔最低水位略高于供水系統(tǒng)所需要壓力。(1) 一臺恒速泵直接供水系統(tǒng)這種供水方式，水泵從蓄水池中抽水加壓直接送往用戶，有的甚至連蓄水池也沒有，直接從城市公用水網中抽水，嚴重影響城市公用管網壓力的穩(wěn)定。 monitor and control system 目錄 第一章 緒論 1 1 3 國內外研究現狀概況 4第二章 PLC的概述 5 可編程控制器定義 6 PLC的定義 6 PLC的發(fā)展和應用 6 PLC的工作過程 7 可編程控制器的基本組成 7 控制組件 7 9第三章 恒壓供水系統(tǒng) 9 變頻恒壓供水系統(tǒng)分析 9 變頻器的特點 10 PID調節(jié)器 11 12 課題研究的對象 13 變頻恒壓供水控制方式的選擇 14 變頻構成恒壓供水系統(tǒng)的及工作原理 15 系統(tǒng)的構成 15 工作原理 17 變頻恒壓供水系統(tǒng)中加減水泵的條件分析 18 19第4章 PLC控制及編程 23 PLC控制 23 手動運行 24 自動運行 24 系統(tǒng)軟件設計 25 25 25 26結束語 30致 謝 32附 錄 第一章 緒論眾所周知，水是生產生活中不可缺少的重要組成部分，在節(jié)水節(jié)能己成為時代特征的現實條件下，我們這個水資源和電能短缺的國家，長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產循環(huán)供水等方面技術一直比較落后，自動化程度低。s method fits water supply system and datatransmission very well. Finally the paper shows the design of constant pressure supply water controller according to PID data and detailed introduction of its software and this paper,the author designs and realizes the remote monitor and control system through MCGS, and then illustrates its general design, software implement and the measures of preventable disturbance in details. The system, which has initially been pleted with reliable performance and excellent energysaving effect, proves to possess high reliability and realtime quality. The system can not only remarkably improve the quality of water supply, but also economize on labor, which will surely bring us both economic and social benefits.Key Words: VF speed。本論文的變頻恒壓供水系統(tǒng)已在國內許多實際的供水控制系統(tǒng)中得到應用，并取得穩(wěn)定可靠的運行效果和良好的節(jié)能效果。 指導教師簽字時間年 月 日畢業(yè)設計（論文）評語及成績學生姓名傅東敏專業(yè)電氣自動化應用班級電氣技師10學號畢業(yè)設計（論文）題目基于PLC的變頻恒壓供水控制系統(tǒng)指導教師姓名劉東嵐指導教師職稱指導教師評語：專家評語： 簽字： 年 月 日 答辯小組意見：答辯小組組長簽字： 年 月 日成績： 院長(主任) 簽字：年 月 日 摘 要隨著社會主義市場經濟的發(fā)展，人們對供水質量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高；再加上目前能源緊缺，利用先進的自動化技術、控制技術以及通訊技術，設計高性能、高節(jié)能、能適應不同領域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然的趨勢本論文分析變頻恒壓供水的原理及系統(tǒng)的組成結構，提出不同的控制方案，通過研究和比較，本論文采用變頻器和PLC實現恒壓供水和數據傳輸，然后用數字PID對系統(tǒng)中的恒壓控制進行設計。設計思想系統(tǒng)利用各種傳感器對供水壓力的調節(jié)，可使供水和用水之間保持平衡，其控制要求有如下6個方面：(1)變頻調速恒壓供水系統(tǒng)有四臺泵，大泵電動機的功率均為220KW，小泵的功率均為160KW。電力電子技術和電機傳動技術實現了工業(yè)交流電動機的無級調速，具有高效率、寬范圍和高精度等特點。采用變頻調節(jié)以后，系統(tǒng)實現了軟起動，電機起動電流從零逐漸增至額定電流，起動時間相應延長，對電網沒有較大的沖擊，減輕了起動機械轉矩對于電機的機械損傷，有效的延長了電機的使用壽命。原深圳華為(現己更名為艾默生)電氣公司和成都希望集團〔森蘭牌變頻器)也推出了恒壓供水專用變頻器()，無需外接PLC和PID調節(jié)器，可完成最多四臺水泵的循壞切換、定時起動、停止和定時循環(huán)(月麥丹佛斯公司的VLT系列變頻器可實現七臺水泵機組的切換)。同時系統(tǒng)具有良好節(jié)能性，這在能量日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設計該系統(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實意義。造成不必要的能量浪費。這類設備雖然說是微化了電路結構，降低了設備成本，但其輸出接口的擴展功能缺乏靈活性，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)軟件難以實現數據通信，并且限制了帶負載的容量，因此在實際使用時其范圍將會受到限制。應用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，變頻器僅作為執(zhí)行機構，為了滿足供水量大小需求不同時，保證管網壓力恒定，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。變頻恒壓供水是通過改變水泵電機的供電頻率，調節(jié)水泵轉速，通過儀表檢測出供水壓力并加以控制，保證在用水量變化時供水量也隨之變化，實現供水量與用水量的匹配，保護供水的壓力恒定即恒壓供水。 畢業(yè)設計（論文）開題報告題目基于PLC的變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設計專業(yè)電氣自動化應用班級電氣技師10班姓名傅東敏一、選題背景及依據（簡述題目的研究背景，國內外研究現狀，列出主要參考文獻）研究背景：隨著國家的經濟建設和人們的生活水平的逐步提高，高層建筑的樓層不斷增高，城區(qū)的面積不斷擴大，城市供水管線不斷延伸，城市供水是系統(tǒng)面臨著越來越大的壓力，由于水壓不足，嚴重影響了上述用戶的正常工作和生活。二、設計（論文）任務：1．熟悉題目要求，查閱相關科技文獻，寫出開題報告；2．方案設計（包括方案論證與確定、技術經濟分析等內容）；3．硬件系統(tǒng)設計；4．軟件系統(tǒng)設計；5．撰寫設計說明書，繪制圖紙；6．翻譯一篇與自己所學專業(yè)或設計有關的英文資料；三、畢業(yè)設計（論文）的主要內容、功能及技術指標：1．根據控制要求完成系統(tǒng)的硬件選型與配置；2．繪制軟件框圖并編程；3．系統(tǒng)控制要求：（1）變頻調速恒壓供水系統(tǒng)有四臺泵，大泵電動機的功率均為220KW，小泵的功率均為160KW；（2）所有泵可設計成變頻循環(huán)軟啟動的工作方式；（3）采用PID算法實現水壓的閉環(huán)控制；（4）西門子S7200型系列PLC控制變頻及現場設備的運行。變頻恒壓供水系統(tǒng)以其節(jié)能、節(jié)省設備、安全、高品質的供水質量等優(yōu)點，在我國供水行業(yè)得到了廣泛推廣應用。四、畢業(yè)設計（論文）提交的成果：1．開題報告（不少于3000字）；2．設計說明書（不少于30頁，）；3．圖紙（硬件電路和軟件框圖各一張，大小合適為宜）；4．設計說明書簡介；五、參考文獻:[1][J],蘭州鐵道學院學報,2000,1:8488[2][M].北京:機械工業(yè)出版社,2002,135137[3]金傳偉,[J],電子技術應用,2000,2:3839[4][M].北京:機械工業(yè)出版社,2002,244251[5]:機械工業(yè)出版社，1996[6]，2002(3)：3335[7],2000 20(3)[8] 1997[9]李建勛,[J].變頻世界,2008[10] [J].CNKI,2005[11]呂國芳，劉希濤, 基于PLC的PID控制算法在恒壓供水系統(tǒng)中的應用[J].自動化儀表,2005[12]李建勛,[J].變頻世界,2008[13] [J].CNKI,2005[14]呂國芳，劉希濤, 基于PLC的PID控制算法在恒壓供水系統(tǒng)中的應用[J].自動化儀表,2005[15]李嬌. 基于MATLAB的輸送帶配料模糊PID控制的仿真研究 [J].煤礦機械,2008[16]吳宏鑫 PID控制的應用與理論依據 控制工程期刊 2003年第1期[17]六、任務進度: 09月20日—9月29日：熟悉設計內容、要求、任務；收集與設計相關的論文、資料，方案論證與選擇；09月30日—10月03日：初步完成系統(tǒng)框圖設計，完成系統(tǒng)配置與選型；10月04日—10月07日：完善系統(tǒng)硬件電路設計；10月08日—10月11日：繪制軟件框圖、編寫梯形圖及梯形圖調試；10月12日—10月15日：撰寫畢業(yè)設計說明書；10月16日—10月19