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PLC系统控制的变频恒压供水系统设计
摘要:介绍了基于PLC与变频调速技术的供水泵组的控制系统设计,详细地讨论了系统的组成、工作原理、运行方式、独特的模拟量处理方法和设计要点。系统具有功能完善、运行稳定、可靠性高、节能效果显著和性价比高等特点。
关键词:PLC  变频器 传感器 PID

一 引言
城市供水系统担负着为生产和日常生活供水和消防用水的重要任务。目前国内城市供水系统的控制和管理还处于相当落后的局面,与国外相比有着很大的差距。总体自动化监控程度低,大部分的供水系统仅有单级的常规控制。随着国民经济的飞速发展,对供水系统提出了更高的要求,所以必需对现有供水系统的控制和管理进行改造,向着高度自动化乃至无化供水系统的方向发展,以达到减员增效和提高管理水平的目的。同时要求供水系统有应对消防紧急用水的控制功能,而消防用水的水压与生活供水的压力不同,应在出现火情用水灭火时能自动提高水压。因此开发可靠性高、控制性能好的恒压供水系统具有很高的实用价值。
目前国内多数供水企业仍使用传统的恒速泵组切换加压的供水方式,水压不稳,而且浪费电能。统计表明,我国每年水泵消耗的电能约占电能总耗的20%以上,而电耗又占水费成本的60%以上,所以优化对水泵的控制具有重要的意义。变频调速节能技术是一项集现代电力电子技术和计算机技术于一体的高效节能技术。其应用领域也扩展到供水行业,采用变频恒压供水可取得非常显著的节能效果,从而提高企业的经济效益和社会效益。本课题以小区及高层建筑供水为研究背景,以PLC和变频器为主要单元组成变频恒压供水控制系统,实现对供水压力的实时控制,使管网水压稳定在设定值。整个系统具有结构简单紧凑、水压波动小、运行平稳可靠等特点,仅靠节约的电费就能很快收回设备投资。


毕业设计说明书目录
一 引言……………………………………………………………………………………13
二 变频器恒压供水系统的介绍…………………………………………………………13
2.1变频器恒压供水系统的组成………………………………………………………13
2.2变频器恒压供水系统的原理………………………………………………………13
三 方案论证………………………………………………………………………………14
3.1方案一………………………………………………………………………………14
3.2方案二………………………………………………………………………………14
3.3确定方案…………………………………………………………………………16
四 电路设计和论证………………………………………………………………………16
4.1主电路图……………………………………………………………………………16
4.2控制电路图…………………………………………………………………………16
4.3系统的运行方式……………………………………………………………………16
4.4故障处理……………………………………………………………………………17
五 软件设计………………………………………………………………………………17
5.1系统的流程图………………………………………………………………………17
5.2 PID控制简介………………………………………………………………………18
5.3 PID控制的原理和特点……………………………………………………………19
5.4 开环控制……………………………………………………………………………20
5.5闭环控制……………………………………………………………………………20
5.6阶跃响应……………………………………………………………………………20
5.7 PLC与变频器接线图………………………………………………………………20
5.8 PLC软件控制状态程序……………………………………………………………20
六 软硬件系统的设计与选型……………………………………………………………20
6.1软件设与选型………………………………………………………………………20
6.1.1上位机组态软件………………………………………………………………20
6.1.2下位机编程软件………………………………………………………………21
6.2硬件设计与选型……………………………………………………………………22
6.2.1上位机…………………………………………………………………………22
6.2.2下位机…………………………………………………………………………22
6.3计算机与PLC通信…………………………………………………………………25
6.4软启动介绍…………………………………………………………………………26
七 附录……………………………………………………………………………………28
附录A……………………………………………………………………………………28
附录B……………………………………………………………………………………33
附录C……………………………………………………………………………………34
附录D……………………………………………………………………………………35
附录E……………………………………………………………………………………37
八.参考文献
[1] 郁汉琪,盛党红,邓东华.电气控制与可编程序控制器应用技术.东南大学出版社,2003.6
[2] 宋序彤.我国城市供水发展有关问题分析.城镇供水.2001,2
[3] 廖常初编著.可编程序控制器应用技术.重庆:重庆大学出版社,2001,7
[4] 俞云奎,罗耀华主编.可编程序调节器、控制器原理与应用.哈尔滨工程大学出版社,1997,5
[5]徐学峰.传感器变送器测控仪表大全.机械工业出版社
[6]曾毅,张明,孙晓军.变频调速控制系统的设计与维护.山东科学技术出版社,1999
[7]田东,郭治田,管殿柱.AutoCAD2004机械工程绘图基础教程. 机械工业出版社,2004.8
[8]钟肇新,范建东.可编程序控制器原理及应用.华南理工大学出版社,第三版,2003.5
[9] 曹润生、黄祯地、周泽魁.过程控制仪表.浙江大学出版社 1987.
[10] OMRON CPM2AH微型可编程控制器使用手册
[11] OMRON(中国)有限公司.OMRON变频器使用手册
[12] 张希周.自动控制原理.重庆大学出版社,1998.
[13]欧剑,赵欣.用PLC实现恒压供水的系统设计. PLC.工控机与集散控制系统,2006.6,55~58
[14]贺玲芳.基于PLC控制的全自动变频恒压供水系统.西安科技学院学报,第20卷第3期,2000.9,243~245
[15] 闫莉丽.基于PLC的多泵循环变频恒压供水系统.智能建筑行业应用,2006.10,142~144
[16]高惠芳.恒压供水系统的自动控制.广东工业大学学报,第16卷第1期,1999.3,21~24


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