基于plc的高層建筑給水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-09 18:01 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 20 頁(yè) 3 1 概述 課題背景及意義 我們都知道，水是人類生活、生產(chǎn)中不可缺少的重 要物質(zhì)，在建設(shè)節(jié)約型時(shí)代特征的前提下，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，而隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，以及住房制度改革的不斷深入，城市中各類小區(qū)建設(shè)發(fā)展十分迅速，同時(shí)也對(duì)小區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。高層供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個(gè)重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性直接影響到住戶的正常工作和生活。本系統(tǒng)就是在這種背景下設(shè)計(jì)的。 本設(shè)計(jì)是基于 PLC 的物業(yè)供水系統(tǒng)，具有以下特點(diǎn)： （ 1）：供水系統(tǒng)分 高區(qū)和低區(qū)，每個(gè)區(qū)個(gè)兩臺(tái)泵，以下以低區(qū)供水為例。供水管道安裝壓力檢測(cè)開(kāi)關(guān) K1， K2 和 K3。 K1 接通，表示水壓偏低； K2 接通，表示水壓正常； K3 接通，表示水壓偏高。 （ 2）：系統(tǒng)分手動(dòng)工作和自動(dòng)工作兩種狀態(tài)，自動(dòng)工作時(shí)，當(dāng)用水量少，壓力增高， K3 接通，此時(shí)關(guān)閉兩臺(tái)泵；當(dāng)用水量曾多時(shí)， K2 接通，此時(shí)壓力正常，設(shè) 1 臺(tái)水泵工作，要求未曾工作過(guò)的水泵投入運(yùn)行，同時(shí)每個(gè)三十分鐘換一次泵；當(dāng)用水量繼續(xù)增加，水壓下降， K1 接通時(shí)，此時(shí)兩臺(tái)水泵同時(shí)工作。；手動(dòng)工作時(shí)，要求 4 臺(tái)水泵可分別獨(dú)立操作（分設(shè)起動(dòng)和停止開(kāi)關(guān)）。 （ 3） ：并設(shè)有“自動(dòng) /手動(dòng)”切換開(kāi)關(guān)（ ON—— 手動(dòng)， OFF—— 自動(dòng)），另設(shè)自動(dòng)運(yùn)行控制開(kāi)關(guān)（ ON—— 自動(dòng)運(yùn)行， OFF—— 自動(dòng)運(yùn)行停止）。 各水泵工作時(shí)，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。 PLC 供水方面的發(fā)展 PLC在物業(yè)供水方面也得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式有恒速泵加壓供水、水塔高位水箱供水、氣壓罐供水。這些傳統(tǒng)的供水方式或多或少都存在各自的缺點(diǎn)和不足，比如：恒速泵加壓供水方式無(wú)法對(duì)供水管網(wǎng)的壓力做出及時(shí)的反應(yīng)，水泵的增減都依賴人工進(jìn)行手工操作、水塔高位水箱供水基建投資大，占地面積大，維護(hù)不方便，水泵電機(jī)為硬 起動(dòng)，啟動(dòng)電流大、綜上所述，傳統(tǒng)的供水方式普遍不同程度的存在浪費(fèi)水力、電力資源；效率低；可靠性差；自動(dòng)化程度不高等缺點(diǎn)，在這種情況下人們想到了基于 PLC的供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 目前國(guó)內(nèi)外基于 PLC的供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)比較多，并且有些技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，從簡(jiǎn)單的基于 PLC的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)到基于 PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中后者的變頻技術(shù)是現(xiàn)在研究的核心，變頻技術(shù)是在電力電子技術(shù)、計(jì) 第 頁(yè) 共 20 頁(yè) 4 算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)及電機(jī)控制理論發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。 本文的基于 PLC 的物業(yè)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)屬于恒壓供水，由于 PLC 的可靠性高、功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活、編程簡(jiǎn)單、使用方便等特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)相比本系統(tǒng)有很大的實(shí)用價(jià)值。 如圖 11 所示 ： 圖 11 供水 系統(tǒng)效果圖 第 頁(yè) 共 20 頁(yè) 5 2 PLC 設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)基于西門子 s7200PLC。 西門子公司具有品種非常豐富的 PLC 產(chǎn)品。 S7 系列是傳統(tǒng)意義的 PLC， S7200 屬于小型 PLC，在 1998 年升級(jí)為第二代產(chǎn)品， 2020 年升級(jí)為第三代產(chǎn)品，其特點(diǎn)如下 [6]： (1) 功能強(qiáng)大。 S7200 有 5 種 CPU 模塊，最多可擴(kuò)展 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展到 248 點(diǎn)數(shù)字量 I/O 或 38 路模擬量 I/O，最多有 30 多 KB 的程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間； (2) 先進(jìn)的程序結(jié)構(gòu)，功能強(qiáng)大、使用方便的編程軟件； (3) 靈活方便的尋址方法； (4) 強(qiáng)大的通信功能和品種豐富的配套人機(jī)界面； (5) 有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格； (6) 完善的網(wǎng)上技術(shù)支持等。 硬件設(shè)計(jì) 供水系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) 有設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求可得出 主電路圖 如圖 21： 第 頁(yè) 共 20 頁(yè) 6 圖 21 系統(tǒng)主電路 系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)數(shù)確定 本設(shè)計(jì)的控制部分由 PLC 完成，由于本系統(tǒng)控制分 手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行，手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)水泵分別有啟動(dòng)和停止開(kāi)關(guān)輸入，自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，需要有自動(dòng)運(yùn)行 /停止開(kāi)關(guān)輸入，水壓判斷開(kāi)關(guān)以及保護(hù)輸入等，還有四個(gè)水泵輸出。 系統(tǒng)的監(jiān)控點(diǎn)原理圖如圖 22： 第 頁(yè) 共 20 頁(yè) 7 圖 22 系統(tǒng)的監(jiān)控點(diǎn)原理圖 第 頁(yè) 共 20 頁(yè) 8 PLC 的 I/O 地址分配表 如圖 23： 輸入點(diǎn) 對(duì)應(yīng)信號(hào) 輸出點(diǎn) 對(duì)應(yīng)信號(hào) 水池高位報(bào)警 水池供水泵 水池低位報(bào)警 系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行指示燈
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