高楼变频恒压供水控制系统设计

 目    录

中文摘要，中文关键词...................................................Ⅰ

英文摘要，英文关键词...................................................Ⅱ

第一章 绪论..............................................................1

1.1 前言...............................................................1

1.2  本课题产生的背景和意义............................................1

   1.2.1 恒压供水方式的优缺点............................................1

1.3 国内外变频供水系统现状.............................................3

1.4 变频供水系统应用范围...............................................3

1.5 课题主要研究内容...................................................4

第二章 变频恒压供水的理论分析...................... .....................6

2.1 水泵的工作原理.....................................................6

2.2 供水电机的搭配.....................................................6

2.3 水泵的调节方式.....................................................7

2.4 恒压供水系统的能耗分析.............................................8

2.5 供水系统安全性讨论.................................................9

  2.5.1 水锤效应.......................................................9

  2.5.2 产生水锤效应的原因及消除办法...................................9

2.5.3 延长水泵寿命的其他因素........................................10

第三章 变频恒压供水控制系统硬件的设计...................................11

3.1 变频恒压供水系统的控制方案........................................11

3.2 系统主要配置的选型................................................12

  3.2.1 I/O点的统计...................................................12

  3.2.2 PLC选型的基本原则.............................................12

3.2.3 压力变送器及数显仪的选型......................................13

3.2.4  水位传感器的选择.............................................14

3.2.5  其他低压电器的选择...........................................14

3.3 PLC的选型.........................................................15

 3.3.1 I/O的统计.....................................................15

 3.3.2 PLC选型的基本原则.............................................15

3.4 I/O的分配.........................................................15

3.5系统硬件线路设计.................................................. 16

3.6 PID参数的预置.....................................................17

第四章 系统软件开发.....................................................19

4.1 PLC控制程序的设计.................................................19

4.1.1 PLC编程语言...................................................19

4.1.2 梯形图语言编程的一般规则......................................19

4.1.3 PLC程序开发平台...............................................20

4.1.4 程序扫描工作方式的原理........................................20

  4.2 供水系统控制程序设计..............................................21

4.3 PID控制及其控制算法...............................................22

   4.3.1 模拟PID控制及算法...........................................22

   4.3.2 数字PID控制算法.............................................23

4.4变频器PID控制功能参数设置.........................................24

4.5 编程软件的简单介绍................................................25

4.6 恒压供水系统梯形图的设计..........................................26

4.7 程序的仿真与调试..................................................27

  4.7.1 仿真软件的简介................................................27

  4.7.2 恒压供水系统程序的仿真调试....................................28

4.8 系统可靠性措施....................................................29

结束语.................................................................31

参考文献...............................................................32

致谢...................................................................33

 附录 部分程序.........................................................34

高楼变频恒压供水控制系统设计

摘  要

随着变频技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，同时也对基础设施建设提出了更高的要求，城市供水系统的建设也是其中一个重要方面。供水的经济性，可靠性直接影响到我们的正常工作和生活，用户对供水质量和供水系统稳定性的也要求更加完善，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计出高性能、高节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。

该论文所讨论的方案采用了PLC和PID调节器来实现恒压供水。根据PLC选型的原则设备选用了在生产中应用最为广泛的西门子公司生产的S7-200系列(CPU222)的PLC和MM440泵类专用的变频器，利用变频器的本身自有的软启动功能实现水泵电机的启动。在控制过程中，电控系统由S7-200完成，PID控制由变频器的内置PID控制方式完成，根据控制系统软硬件设计和控制要求，结合变频器的功能参数表预置了相关的参数。在介绍了PLC的编程方法的基础上，选用了适合初学者的逻辑代数编程，写出了恒压变频供水的逻辑代数，并设计了梯形图，利用PLCSIM仿真软件进行了仿真，仿真的结果表明了设计程序的正确性。最后对恒压供水进行了经济效益分析，分析的结果表明具有明显的节能效益。

[关键词]：PLC控制；恒压供水；变频调速