变频器PLC在供水控制系统的应用
PLC 变频器在恒压供水上的应用
PLC 变频器在恒压供水上的应用摘要建设节约型社会，合理开发、节约利用和有效保护水资源是一项艰巨任务。
根据高校用水时间集中，用水量变化较大的特点，分析了供水系统存在成本高，可靠性低，水资源浪费，管网系统待完善的问题。
提出以利用自来水水压供水与水泵提水相结合的方式，并配以变频器、软启动器、PLC、微泄露补偿器、压力传感器、液位传感器等不同功能等传感器，根据管网的压力，通过变频器控制水泵的转速，使水管中的压力始终保持在合适的范围。
从而可以解决因楼层太高导致压力不足及小流量时能耗大的问题。
另外水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系，所以水泵调速运行的节能效果非常明显，平均耗电量较通常供水方式节省近四成。
结合使用可编程控制器，可实现主泵变频，副泵软启动，具有短路保护、过流保护功能，工作稳定可靠，大大延长了电机的使用寿命。
关键词：变频调速，PLC，恒压供水，自动控制PLC FREQUENCY CONVERTER IN THEAPPLICATION OFCONSTANT PRESSURE ON THE WATERABSTRACTBuilding the conservation-oriented society, the reasonable development, saves and the effective protecting water resources is an arduous task. Be centralized according to the university water used time, the water consumption change major characteristic, analyzed the campus original water supply system existence cost to be high, the reliability was low, the water resources waste, the pipe network system treated the consummation the question. Proposed that draws water the way which using the running water hydraulic pressure water supply and the water pump unifies, and matches by the inverter, the soft starter, PLC, Micro reveals the compensator, the pressure transmitter, the fluid position sensor and so on. according to the network management pressure, controls water pump's rotational speed through the inverter, causes in water pipe's pressure maintains at throughout the appropriate scope, thus may solve the problem which the floor high pressure is too insufficient when small current capacity the energy consumption is big.Moreover the water pump consumes the electric power and the electrical machinery rotational speed is proportional three cubed the relations, therefore the water pump velocity modulation movement's energy conservation effect is obvious, the average power consumption usual water supply way saves 40%.The union uses the programmable controller, may realize the main pump frequency conversion, the auxiliary pump soft start, has the short circuit protection, the overflow protection function stably, the work reliable, lengthened electrical machinery's service life greatly.目录摘要ABSTRACT目录第一章绪论1.1变频恒压供水产生的背景和意义1.2变频恒压供水系统的国内研究现状第二章变频恒压供水系统结构及工艺流程2.1 恒压供水系统原理2.2 工艺流程第三章硬件设计方案3.1主要器件选型3.1.1 PLC简介3.1.2 PLC的选型3.1.3 变频器简介3.1.4 变频器的选型3.2供水系统电气设计3.3变频器、PLC接线图及参数设置3.4 PLC I/O分配表第四章软件设计方案4.1 梯形图的基本绘制规则4.2 程序流程图4.3 程序清单总结致谢参考文献第一章绪论1.1变频恒压供水产生的背景和意义水已经成为中国21世纪的热点问题，水有其自然属性，它既是一种特殊的、不可替换的资源，又是一种可重复使用、可再生的资源；水又有其经济和社会属性，不仅工业、农业的发展要靠水，水更是城市发展、人民生活的生命线。
基于PLC的变频恒压供水系统的设计
基于PLC的变频恒压供水系统的设计一、概述供水系统的重要性及其在现代社会中的应用：供水系统在现代社会中具有至关重要的地位。
随着城市化进程的加速和人口规模的不断扩大，稳定、高效、节能的供水系统已成为满足居民生活需求、保障工业生产和推动城市可持续发展的重要基础设施。
变频恒压供水系统的优势：变频恒压供水系统是指在供水管网中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。
相比传统的水塔、高位水箱、气压罐等供水方式，变频恒压供水系统具有以下优势：高效节能：变频恒压供水系统能根据用水量自动调节水泵转速，节能效果显著，可节能3060。
PLC在变频恒压供水系统中的应用：PLC（可编程逻辑控制器）在变频恒压供水系统中的应用，使得系统能够通过微机检测、运算，自动改变水泵转速以保持水压恒定，满足用水需求。
PLC的应用不仅提高了系统的可靠性和稳定性，还简化了系统控制接线，方便了维修和调试。
系统原理：变频恒压供水系统以管网水压（或用户用水流量）为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节（PID），使供水系统自动恒稳于设定的压力值。
设备特点：变频恒压供水系统采用可编程控制器，程序灵活多变，精度高，可靠性强，功能多，反映速度快。
系统还配有稳压泵或稳压罐稳压，在用水量小到一定值时，主泵可停止运转，减少水泵电机的机械磨损并且节约电能。
应用前景：变频恒压供水系统作为一种先进的、合理的节能供水系统，在工业、商业和居民生活等领域具有广泛的应用前景。
它不仅能够满足用户对水压和水量的要求，还能够提高供水品质和供水效率，是一种理想的现代化建筑供水设备。
1. 供水系统的重要性和挑战供水系统在城市发展中扮演着至关重要的角色，它直接关系到居民的生活质量和健康。
一个可靠的供水系统能够确保居民获得充足、安全的饮用水，同时支持城市的工业、农业和其他用水需求。
保障居民健康：水质的好坏直接关系到居民的健康。
供水系统需要确保提供的水质符合卫生标准，以减少水源性疾病的传播。
PLC和变频器在城市节能供水系统中的应用
谢谢各位老师
PLC和变频器在城市节 能供水系统中的应用
院系:机电学院 专业:应用电子技术教育 指导老师：刘法治 学生：赵红鸣
现实意义
பைடு நூலகம்
随着3C技术(计算机、通信、控制)和变频技术的不断发展，在居民小区生 活用水、工业用水、各类自来水厂、大型厂矿和消防用水等供水系统中，原 来均是采用水塔、高位水箱等设备，这些设备不但占地广、投资大，而且越 来越不能满足现代化的供水要求。另一方面，采用传统的方法很难保证供水
1.设计功能
4.根据水位限制和压力限制来确定系统的故 障现象，并能够实时报警 5.根据压力的变化能够确定用水量是否超过 供水负荷，并能够及时的预警和报警。 6.系统可以在线调试及现场在线监控
2.方案确定
1.单片机控制，利用压力变送器和水位限制 器、及A/D转换和D/A转换电路，89C51、 变频器及一些附属电路和相关参数的继电 器，也可以实现上述功能. 2.恒压供水控制器控制，利用恒压供水控制 器、变频器及附属电路和相关参数的继电 器也可以实现恒压供水功能 . 3. PLC控制，利用PLC、变频器及相关的继电 器控制，可以完全实现上述的控制功能
的实时性，并且由于水泵是采用最大供水量设计的，由于用水高峰时间短，
很容易造成能源的浪费以及由于管网压力过大而引起的管网损坏。本文以永 城煤电集团水厂的控制系统为例，介绍一种基于PLC和触摸屏控制的恒压供水
系统。
1 设计功能
1.本系统提供手动／自动两种工作模式，具
有状态显示以及故障报警等功能。 2.模拟量压力输入经PID运算，输出模拟量控 制变频器 3.在自动方式下，当系统水压力低于设定压 力下限时，三组电机将根据系统水压与设 定水压的比较投入工作运行，分为工频运 行、变频运行和停止三种工作状态
PLC与变频器在恒压供水系统中的应用
技术
PLC
与 变频 器 在 恒 压 供 水 系 统 中 的 应 用
卜民 凤
( 广 东省 韶 关 市 高 级 技
工
学校
，
广 东韶 关
5 12 0 2 6 )
替代 传统 水 塔 供水 的基 于 备用水泵
’
，
PLC
与 变 频 器 构 成 的恒 压 供 水 系 统
表 ３ Ｆ Ｎ ６ ＭＲ输 出 地址 分 配表 ＸＯ 一 ０
反 馈 量 ） 为 正 时 ，增 加 执 行 量 （ 出 频 率 ） 输 ，如 果 偏 差 为
负 就 减 小 执 行 量 。在 Ｐ Ｄ 控 制 器 中 ，误 差 信 号 （ 控 系 Ｉ 受
输出地址
动作元件
功能作用
输出 地址 动作元件 功能作用
，
，
。
通 过 安装 在 出水管 网 上 的压 力 传感 器 力 信号 并 反 馈 给 系统
拟量转换成数字量
，
，
采集 出水
口
压
K M：
、
K M，
分别控制 勰 泵工 频运 行和变频运 行 泵工 频运 行 和变频运 行
。 ，
K M。
、
，
再 通 过 变 频 器 的 A ／D 转 换 模 块 将 模
，
K M ， 分 别控 制 3 #
统 期 望 的 压 力 与 实 际 压 力 之 间 的 差 值 ） 在 加 到 压 力 控 制 电源 驱 动 电 路 之 前 先 分 别 以 三 种 方 式 （ 比例 、积 分 和 微 分 ） 被 放 大 。 比 例 增 益 向 误 差 信 号 提 供 瞬 时 响 应 。 积 分
，
作方式下
变频器与plc恒压供水工作原理
变频器与plc恒压供水工作原理
恒压供水系统是用于保持水压稳定的自动化系统，可以根据水压需求自动调节
水泵的运行速度和水量。
变频器和PLC（可编程逻辑控制器）是恒压供水系统中
重要的组成部分，它们协同工作来实现恒压供水。
首先，让我们了解变频器的工作原理。
变频器是一种电力调节设备，可以通过
调节电源的频率来控制电机的转速。
在恒压供水系统中，变频器用来控制水泵的转速，根据实时水压的反馈信号调整电机的运行频率。
当水压低于设定值时，变频器将增加电机的转速以增加水的流量；当水压高于设定值时，变频器将降低电机的转速以减少水的流量，从而保持水压稳定。
其次，PLC是恒压供水系统的主控制器。
它通过读取传感器收集的水压信号，
以及根据预设的控制算法来控制变频器的运行。
PLC可以接收来自传感器的信号，并根据这些信号做出决策，例如控制变频器调整电机的转速，或者打开/关闭阀门
来调节水的流量。
PLC可以通过触摸屏或计算机进行编程和监控，以便操作人员
可以实时监测系统的运行状态并进行必要的调整。
综上所述，变频器和PLC通过协同工作来实现恒压供水。
变频器控制水泵的
转速，根据实时水压信号对电机的运行频率进行调整；而PLC则是整个系统的主
控制器，读取传感器信号并根据预设的控制算法来控制变频器的运行。
这种自动化控制系统可以确保恒定的水压，提高供水系统的运行效率和稳定性。
总之，变频器和PLC是恒压供水系统中关键的组成部分，它们的工作原理是
通过协同工作来实现恒压供水。
这种自动化控制系统能够有效地维持水压稳定，提高供水系统的性能和运行效率。
plc高楼供水实施方案
plc高楼供水实施方案
在高楼供水系统中，PLC（可编程逻辑控制器）的应用已经成为一种常见的解
决方案。
PLC可以实现对供水系统的自动化控制，提高了供水系统的稳定性和效率。
本文将就PLC高楼供水实施方案进行详细介绍。
首先，PLC在高楼供水系统中的应用主要包括以下几个方面，一是对水泵的控制，包括启停控制、变频控制等；二是对水箱水位的监测和控制；三是对供水管道的压力和流量的监测和控制；四是对故障的诊断和报警。
通过PLC的程序控制和
监测，可以实现对整个供水系统的自动化管理。
其次，PLC高楼供水实施方案需要考虑的关键技术包括以下几点，一是PLC
程序的编写，需要根据实际的供水系统特点和需求进行编写；二是传感器的选择和安装，包括水位传感器、压力传感器、流量传感器等；三是执行元件的选择和布置，包括电磁阀、电动执行器、变频器等；四是通信接口的设计，包括与上位机的通信接口、远程监控系统的接入等。
最后，PLC高楼供水实施方案的优势主要体现在以下几个方面，一是提高了供
水系统的稳定性和可靠性，减少了人为操作的失误；二是提高了供水系统的效率，节约了能源和人力成本；三是方便了对供水系统的远程监控和管理，提高了管理的便利性和及时性。
综上所述，PLC高楼供水实施方案是一种先进的、可靠的自动化控制方案，可
以有效提高供水系统的运行效率和管理水平。
在未来的供水系统建设中，PLC技
术将会得到更广泛的应用和推广。
基于PLC和变频器在供水系统中的应用(论文)
远程与继续教育学院本科生毕业论文（设计）题目：基于PLC和变频器在供水系统中的应用学习中心：重庆市长寿区奥鹏学习中心层次：专科起点本科专业：电气工程机自动化年级： 2013 年春季学号： 201303547431学生：杨月红指导教师：高国娟完成日期： 2014 年 12 月 26日内容摘要本论文先从供水系统的控制理念、方案设计出发，从PLC和变频器的选择、应用和对变频器的选择、安装，以及与PLC可编程控制器共同实现供水系统的控制的操作要点、安装要点、调试要点进行详细的介绍；并对改造后的结论通过计算得出合理的结论。
关键词：控制系统；变频器和PLC的选择、安装；变频器与PLC的调试；目录内容摘要 (I)引言 (1)1 绪言 (2)2 PLC和变频器在供水系统的运用 (3)2.1 PLC和变频器在供水系统的基本控制原理 (3)2.1.1 供水系统原理 (3)2.1.2 PLC和变频器的选择 (4)2.1.3 PLC和变频器等构成的控制系统接线图 (7)2.1.4 手/自动变频方式 (9)2.2 PLC和变频器的安装 (9)2.2.1 PLC的安装 (10)2.2.2 变频器的安装 (11)3 变频器调试 (14)3.1 变频器的空载通电试验 (14)3.2 变频器带电机空载运行 (14)3.3 变频器带载荷试运行 (15)3.4 变频器与PLC的RS485通讯 (15)4 变频器故障处理与分析 (18)5 变频器改造的作用及效果 (19)6 结论 (21)参考文献 (22)变频器是运动控制系统中的功率变换器。
当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域，总的发展趋势是：驱动的交流化，功率变换器的高频化，控制的数字化、智能化和网络化。
因此，变频器作为系统的重要功率变换部件，提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。
20 世纪80 年代后期，变频器被引进中国市场，人们对变频器的了解也仅处于初期阶段，而且市场上变频器的数量还十分有限，且价格高昂，所以变频器在80年代运用具有很多局限性，变频器的发展也很缓慢。
一种基于变频器PID功能的PLC控制恒压供水系统
PID PLC1.前言恒压供水系统是目前市场上运用最为广泛的供水系统之一。
变频器PID 控制系统是整个恒压供水系统的控制核心。
通过PLC (可编程逻辑控制器)对整个系统进行可靠的控制，不仅提高了水压的稳定性，同时也提高了系统运行效率，降低了能源消耗。
2. 恒压供水系统概述恒压供水系统是指在不同供水流率和负荷状态下，系统所维持的压力都是恒定的。
相比较其他常见的供水系统，恒压供水系统可以满足一些特殊的供水需求，比如公寓、办公楼、酒店、医院等高层建筑物的供水。
恒压供水系统一般可以分为两类：一类是调速泵房恒压供水系统，另一类是变频器恒压供水系统。
调速泵房恒压供水系统采用调速泵进行水压控制，系统通过加减泵数来维持恒定的工作水压。
这种方式适合较小规模的恒压供水系统。
变频器恒压供水系统则采用变频器控制泵的转速，通过控制水泵的转速来保持一定的供水压力。
对于大规模的高楼、大型公共建筑物等供水系统，采用变频器恒压供水系统更为常见。
3. 变频器PID 功能PID 控制是一种最广泛应用的控制方法之一，在变频器控制系统中，同样可以采用PID 控制算法来控制水泵的输出，实现恒压供水系统的控制。
PID 控制器的核心算法为比例(P)、积分(I)和微分(D)三部分，分别调节系统的稳定性、抗干扰性和响应速度。
在恒压供水系统中，通过调整PID 控制器的参数，可以实现快速反馈，实时调整水泵的输出，保持系统稳定性。
4. PLC 控制恒压供水系统PLC 是一种专门用于工业自动化的可编程电子控制器。
PLC 芯片可以通过编程实现对数字信号的处理、控制逻辑、数据存储和通信等功能。
在恒压供水系统中，PLC 的主要任务是控制变频器PID 控制器的输入和输出，采集水泵和供水系统的运行数据。
PLC 控制系统的核心模块为CPU (核心处理单元)和I/O 模块(输入输出模块)。
对于PLC 恒压供水系统的实现，可以通过编写PLC 程序来实现PID 控制器的参数调整、水泵的开关控制、水压监测和数据传输等任务。
变频器-PLC在供水控制系统中应用论文
浅谈变频器-PLC在供水控制系统中的应用【摘要】本文主要指出变频器-plc在供水系统中的工作原理及运转优势等问题，并分析与阐述变频器-plc在供水控制系统中的自动化应用。
【关键词】变频器-plc；供水系统；应用０．前言目前，在我国水位控制中有绝大部分的水泵电机还不是变速拖动，不变速电机将大量的耗能浪费在调节供水量变化、开停水泵中，这样既降低了电机的工作效率、缩短电机寿命，同时也会由于电机频繁启动、停止造成故障率的上升，严重浪费水资源，而系统的维护工作量与成本也有所增加。
随着我国高位用水与工业用水的日益增多，传统的控制方法已无法满足发展需要。
过去，采用人工形式进行水位控制，而由于不可能时时刻刻监测水位情况，因此难以控制水泵的工作启停，经过使用机械或者浮标等水位控制设备后，供水情况有所好转，但还是由于机械装置的可靠性差、故障点多，产生诸多维修麻烦。
变频技术的应用，体现了在节能、恒压等多方面的优越性，可妥善解决以上问题，无论是选择plc还是单片机与变频器结合的方式，都可构成良好的系统，并达到控制效果。
从硬件的接口方面考虑，单片机的电路相对复杂；从软件的设计方面考虑，plc相比单片机来说，其编程更加直观；从经济角度考虑，由于当前我国plc 技术已经日益成熟，小型plc的成本与单片机不相上下，再加上供水系统需要根据现场情况不断调整参数，而plc软件中对参数的调整相对更方便，利于售后人员的掌握，极大提高工作效率。
因此，变频器-plc在供水控制系统中的应用得以广泛认可，且控制效果十分好。
设计硬件接口的方便可行、软件的简单实用，提高了可靠性与安全性，带来高性价比的供水控制系统。
通过供水系统中引入变频器-plc技术，既改善了传统用水阀门的劣性，而且实现了节能环保、恒压控制等，符合当前可持续发展社会的需求。
１．变频器-plc在供水控制系统中的工作原理一般控制系统中的一台变频器可以带动三台水泵，而每台水泵的工作既可在常规模式下进行，也可实现变频泵，但是每台泵也只能处于其中一种模式中，通过两个继电器之间的互相锁定，可确保其安全性与可靠性。
变频器与PLC恒压供水系统的设计与应用
变频器与PLC恒压供水系统的设计与应用本系统是由三台水泵供水,它分别由电动机M1、M2、M3进行拖动。
而三台电动机又分别由三个变频接触器KM1、KM3、KM5和三个工频接触器KM2、KM4、KM6控制如图1。
每一台电动机都是先变频低速启动,然后根据供水的需要,由低速向高速逐渐增高。
当达到最高速时,若供水量还是不足,则转变成工频全速运行。
变频器工作时速度的转换及变频与工频的切换,由供水网远传压力表W2中心触头CCI与设定电位器W1—— VCI比较,变频器输出Y1或Y2到PLC的X12或X13经100秒识别进行相应切换。
2 恒压供水的控制方法本恒压供水系统采用变频器与PLC共同控制,具体实现如下。
首先系统通过供水网远传压力表W2中心点电压变化传到变频器CCI端和预设压力的电压VCI比较从变频器Y1或Y2输出到PLC 的X12或X13,进行加减乘除逻辑运于闲置状态。
系统工作时二台运行,一台备用。
在此情况下,运行与备用的水泵每星期算后,将得到的输出信号去控制KM1—KM6的通断,通过PLC与变频器的调节,达到恒压供水的目的。
控制要求如下。
(1)共有三台水泵,按设计要求,水泵的配置必须充分考虑供水余量,因此,在多台水泵供水的情况下,必然存在有的水泵长期处轮换一次,如图2所示。
(2)用水高峰时,一台工频全速运行,一台变频运行；用水低谷时,只有一台变频运行。
(3)三台水泵分别由电动机M1、M2、M3拖动。
而三台电动机又分别由变频接触器KM1、KM3、KM5和工频接触器KM2、KM4、KM6控制。
(4)变频器的启动,在自动状态下,PＬＣ的X0接通、变频接触器KM闭合。
PLC的Y0输出到变频器FWD正传启动。
(5)变频器输出频率与反馈电压信号ＣＣI成反比,既反馈信号低,变频速度高。
信号高则反之。
(6)变频器的速度及变频的切换由供水网远传压力表W2来控制,最终控制M1、M2、M3。
(7)水泵投入工频运行时,电动机的过载由热继电器FR1、FR2、FR3保护,手动复位,并有报警信号。
PLC和变频器在矿区节能供水系统中的应用
本科毕业论文（设计）论文题目: PLC和变频器在矿区节能供水系统中的应用学生姓名：所在院系：所学专业：导师姓名：完成时间：摘要随着社会经济的飞速发展，对矿区供水的数量、质量、稳定性提出了越来越高的要求。
我国矿区尤其是老矿区供水自动控制系统配臵相对落后，机组的控制主要依赖值班人员的手工操作。
控制过程繁琐，而且手动控制无法对供水管网的压力和水位变化及时作出恰当的反应。
为了保证供水，机组通常处于超压状态运行，不但效率低、耗电量大，而且矿区管网长期处于超压运行状态，曝损也十分严重。
本论文结合我国供水的现状，设计了一套基于PLC的变频调速恒压自动控制供水系统。
变频调速恒压供水自动控制系统由可编程控制器、变频器、水泵电机组、压力传感器以及控制柜等构成。
系统采用一台变频器拖动4台电动机的起动、运行与调速，采用循环使用的方式运行。
在变频调速恒压供水系统中，单台水泵工况的调节是通过变频器改变电源的频率f来改变电机的转速n，从而改变水泵性能曲线得以实现的。
分析水泵工况的能耗比较图，可以看出利用变频调速实现恒压供水，当转速降低时，流量与转速成正比，功率以转速的三次方下降，与传统供水方式中用阀门节流方式相比，在一定程度上可以减少能量损耗，节能效果明显。
关键词: PLC , 变频调速，恒压供水The application of PLC and Frequency changer to miningarea's water-supplyAbstractWith the progress development of social economic and the construct of mining area continuously enlarge, increasing of population and standard of living of people continuously improved, more and more demanding to quantity, quality and stability of water supply bring forward in mining area . The automatic degree of waterworks in town is much lower than thecorrespondence in city. Especially in someold waterworks, the equipment of automatic control system is dropped behind. The control of unit is mainly depended on manual operating of watches. The process of control is very complicated and that manual control can't meet the change of pressure in the pipes and the water level of the pure pond. It also can't act the proper feedback in time. For the sake of water supply, theelectromotor u nit usually works in the state of over charge. Not only efficiency of electromotor is low and electricity consuming is bigger, but also the pressure of pipes is overload in long term. On the basis of analyzing status in quo of the waterworks in our country, this paper designs a suit of constant pressure water supply automatic control system by using variable frequency speed-regulating technology based on PLC.The system is made up of PLC, transducer, units of pumps and electromotors, pressure sensor, industrial control computer and console. The system is used a transducer to make four electromotors starting, running and timing.To tune up the frequency of power supply by the transducer in the system, this adjusting make the speed of electromotor and performance curve of pump change. At last, it make the status of a pump alter. Through analyzing the figure of energy wasting of pump, the quality in pipes is direct proportion of the speed of pump if the speed of pump is reduced. The power of electromotor fell the cube of the speed of pump. So the energy wasting of constant pressure water supply based on variable frequency speed regulating technology is envident less than the traditional mode is used throttle to supply water.Key Words: PLC, Frequency changer, Constant pressurewater-supply目录1 绪论 (1)1.1 水泵电机的调控技术 (1)1.1.1 调速节能 (1)1.1.2 常用的调速方式 (3)1.2 多泵恒压供水系统中的关键问题和本文的主要研究内容 (6)1.2.1 多泵恒压供水的关键问题 (6)1.2.2 本文的主要研究内容 (6)2 变频调速恒压供水系统能耗机析 (7)2.1 水泵理论及水泵工况点确定的研究 (7)2.1.1 水泵的工作参数 (7)2.1.2 水泵理论工况点的确定 (9)2.2 水泵工况的调节 (10)2.3 变频调速恒压供水系统能耗机理分析 (11)2.3.1 水泵工况的调节程 (11)2.3.2 调速范围的确定 (13)3 变频调速恒压供水系统的设计 (13)3.1 系统的方案设计及具体要求 (13)3.1 系统的方案设计及具体要求 (13)3.1.1 供水系统的总体方案设计 (13)3.1.2 供水系统的具体要求 (13)3.1.3 总体设计方法 (14)3.2 系统硬件设计 (15)3.2.1 硬件电路设计 (15)3.2.2 系统控制电路设计 (15)3.2.3 系统软件设计及变频器主要功能的预臵 (17)4 结束语 (19)致谢 (20)参考文献 (21)1 绪论矿区传统供水系统由交流接触器接通外电运行，全部机组的控制都依赖人工进行手工操作，接触器控制过程繁琐，手动控制系统无法对供水管网的压力和水位变化及时作出恰当的反应，机组通过自藕降压启动，电流对机组的冲击较大，而且为保证供水，机组通常处于超负荷运行状态，不但效率低、耗电量大，而且矿区管网长期处于超压运行状态，曝损也十分严重。
基于PLC的变频恒压供水系统
基于PLC的变频恒压供水系统随着社会的进步和城市化的发展，供水系统的稳定性和可靠性越来越受到人们的。
为了满足人们对高品质生活的需求，许多供水系统采用了变频恒压供水技术。
这种技术具有稳定水质、节约能源、优化精度等优势，在PLC（可编程逻辑控制器）技术的支持下，其性能得到了更进一步的提升。
变频恒压供水系统是通过调节水泵电机的转速，实现恒定的水压输出。
在PLC技术的帮助下，这种系统能够实时监测供水压力和水量，根据实际需求自动调整水泵电机的转速，确保供水压力的稳定。
PLC技术还可以实现系统的智能化控制，提高整个供水系统的可靠性。
PLC在变频恒压供水系统中的应用主要体现在以下几个方面。
PLC可以实时监测供水管网的水压和水量，并将数据传输到上位机。
上位机根据实时的数据反馈，调整变频器的输出频率，进而调节水泵电机的转速，以保证供水压力的稳定。
PLC可以在供水系统中实现故障自诊断功能。
当系统出现故障时，PLC 能够立即检测到并采取相应的措施，如停机维修或切换备用设备，确保供水不会受到影响。
同时，PLC还可以将故障信息上传至管理中心，方便工作人员进行后续的维护和检修。
PLC可以通过编程实现多种控制逻辑，如串级控制、PID控制等。
这些控制逻辑可以根据实际的供水需求进行灵活调整，从而提高供水系统的适应性和性能。
在实际应用中，基于PLC的变频恒压供水系统已经取得了显著的效果。
某城市在供水系统中采用了这种技术后，供水压力稳定，水质得到了明显的改善。
同时，该系统的节能效果也非常显著，相比传统的供水方式，节能达到了30%以上。
该系统的维护成本也大大降低，减少了工作人员的劳动强度。
基于PLC的变频恒压供水系统是一种理想的供水方式，既可以稳定水质、节约能源，又可以提高系统的精度和可靠性。
随着科技的不断发展，相信这种技术将在未来的供水系统中得到更广泛的应用。
[随着城市化进程的加快，人们对供水系统的稳定性、安全性和节能性提出了更高的要求。
课题审-PLC和变频器在城市节能供水系统中的应用
审批意见
教研室主任签字： 年 月 日
毕业论文（设
计）工作领导
小组审批意见
组长签字：： 年 月 日
注：本表经教务处复审后存院（系）备查。
设计采用PLC 控制和变频器技术对城市供水系统进行控制，设计新的节能供水控制系统，使工作水泵电机定时轮换工作，提高了供水电机控制系统稳定性和安全性，且节能效果显著， 同时PLC控制系统具有对水泵电机过热保护，故障报警等功能特点，为供水电机控制系统的节能技术改造提供一条新途径。
学院具有PLC技术、电气技术、传感器技术等实验室，且课题老师长期从事这方面的教学与研究，为课题的顺利进行作了必要的准备。
河南科技学院毕业论文（设计）课题审核表
院（系）名称
机电学院
专业名称
应用电子技术教育
指导教师Biblioteka 姓名及职称课题名称PLC和变频器在城市节能供水系统中的应用
课题来源
横向联合
立题理由
和所具备
的条件
恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。
变频器&PLC在供水控制系统中的应用
长机电设备的使用寿命具有很大的作用。 ２ 变频 器 、Ｐ ＬＣ在水 控系统 中的运 用设计
利 用 变 频 器 与 Ｐ Ｃ 设 计 水 控 系 统 ，需 要 根 据 供 Ｌ
水 管道 的压 力值控 制水 泵 电机 转速 ，将压 力 维持在 所 需 的压 力值上 ， 平 时不必 消耗的 能量节省 下来 ， 将 从 而达 到节 电的 目的 。设计 主要 的流程 分为 以下几 个 步骤 ：
台水泵 ，来 实现恒 压控制 。为 了使 得系统 具有 变频 和 工频两 种运 行状 态 ，当变频 泵达 到水泵 额 定转速
后 ，如水 压在 所设 定 的判 断 时间 内还不 能满足 恒压
值 时 ， 统 自动 将 当 前 变 频 泵 状 态 切 换 为 工 频 状 态 ， 系 并 指 示 下 一 台 泵 为 变 频 泵 。 可 以 设 计 其 中 接 触 器 Ｋ 、Ｋ Ｍ２ Ｍ４ 、Ｋ Ｍ６分 别 控 制 Ｍ１ 、Ｍ２ Ｍ３变 频 运 、
提 出 了改进 措施 。
关键 词 ：变频器 ；Ｐ Ｃ；恒压水 控 系统 ；工业 应用 Ｌ
ｌ － 噎压水 控 的工作 原理
Ｉ 恒压 水 控系统 概述 ． Ｉ
恒 压供 水 是指 保持 管 网 中水 压 的基本 恒 定 ，不 因用户 用 水量 的多 少而 改变 。在 高层 建筑 中，通常 采 用恒 定 管 网的压 力来 维持 对高 层 的供水 。恒 压供 水 系 统 的基 本 控 制策 略 是 ： 用 可 编 程 控 制 器 也就 采 是 我们 所说 的 Ｐ Ｃ与变频 调速 装置 构成控 制系 统 ， Ｌ
一
在现 代工 业运 用 中，恒压 水控 系统 一般包 括 ３ 台水泵 电动机 Ｍ ｌ 、Ｍ 、Ｍ ， 通 过模拟 设定 ，其 ２ ３
变频器与PLC技术在恒压供水系统中应用
毕业设计（论文）任务书系部:电气工程系专业:自动化技术姓名:学号:题目：变频器及PLC技术在恒压供水系统中的应用起迄日期:设计(论文）地点:指导教师:专业负责人：发任务书日期: 年10月10日毕业设计（论文）任务书5．本毕业设计（论文)课题工作进度计划：起迄日期工作内容查阅资料、理论设计、设计结构框架软硬件设计程序调试、完善设计报告撰写、修改、成文毕业答辩所在专业教研室审查意见：负责人：年月日系部意见：系部领导:年月日摘要该毕业设计对环保、节能、自动补压型给水设备作了介绍。
以PLC电路控制方式，介绍了智能水压控制系统的工作原理及PLC控制系统。
在分析水压控制的工作流程的基础上,给出了PLC控制系统的硬件和软件设计.智能水压控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置及可编程控制器（PLC)构成控制系统,进行优化控制,完成供水压力的恒定控制,在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。
系统的控制目标是泵站总管的出水压力,系统设定的给水压力值及反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入变频器运算处理后，发出控制指令,控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速,从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。
关键词:PLC、压力传感器、变频器PID运算、PLC控制、恒压供水、软启动.AbstractBe gra duation practice’s turn to have filled up pressure type water supply equipment work to environmental protection , energy conservation , automation introduce that。
Introduced the intelligent hydraulic pressure control system principle of work and the PLC control system. In in the analysis hydraulic pressure control work flow foundation，has produced the PLC control system hardware and the software design。
基于PLC的变频调速恒压供水系统设计与实现
基于PLC的变频调速恒压供水系统设计与实现一、本文概述随着工业自动化的发展，变频调速技术在供水系统中的应用越来越广泛。
基于PLC（可编程逻辑控制器）的变频调速恒压供水系统，以其高效、稳定、节能的特点，成为当前供水系统设计的重要趋势。
本文旨在探讨基于PLC的变频调速恒压供水系统的设计与实现方法，以期为相关领域的工程应用提供有益的参考。
文章首先介绍了供水系统的基本构成和功能需求，包括恒压供水的重要性以及变频调速技术在供水系统中的应用优势。
随后，详细阐述了基于PLC的变频调速恒压供水系统的总体设计方案，包括硬件选型、软件编程、系统控制策略等方面。
在此基础上，文章重点探讨了系统实现过程中的关键技术问题，如PLC编程实现、变频器的选择与配置、压力传感器信号的采集与处理等。
通过本文的研究，期望能够为供水系统的设计与实现提供一种有效、可靠的解决方案，同时推动变频调速技术在供水领域的应用和发展。
二、系统需求分析和设计目标随着现代工业技术的快速发展，供水系统的稳定性和效率成为了评价一个城市或企业基础设施水平的重要指标。
传统的供水系统往往存在能耗高、调节性差、压力不稳定等问题，无法满足现代供水系统的要求。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于PLC的变频调速恒压供水系统设计方案。
稳定性需求：供水系统需要保持长时间的稳定运行，确保供水压力的稳定性，避免因压力波动对供水质量造成影响。
节能性需求：传统的供水系统往往存在能耗高的问题，新的供水系统需要采用先进的控制技术，降低能耗，提高能源利用效率。
调节性需求：供水系统需要能够根据实际需求，自动调节供水流量和压力，以满足不同时段、不同区域的供水需求。
实现供水系统的恒压供水：通过PLC控制系统，实时监测供水压力，根据压力变化自动调节变频器的输出频率，从而控制水泵的转速，实现恒压供水。
提高供水系统的稳定性：采用先进的控制算法，确保供水系统在各种工况下都能保持稳定的运行状态，避免因压力波动对供水质量造成影响。
(完整word版)plc变频器控制恒压供水系统
城市恒压供水系统一、前言1、供水系统概述城市规模的不断扩大，高层建筑的不断增长，对于高层的用户来说，在白天或者用水高峰时供水系统的电动机负荷最大，常常需要满负荷或超负荷运行，而在晚上或休闲是,所需水量减少很多，但是电动机依然处于满负荷运行状态,这样既浪费了大量的资源，对电动机的损耗也较大。
所以需要根据不同的需求条件来调节电动机的转速以实现恒压供水。
在供水系统中，当用水量需要变化时，传统的调节方法是通过人工改变阀门的开度来调整, 但是此类方法无法对供水管道内的压力和水位变化做出及时、恰当的反应，往往会造成用水高峰期时供水压力不足，用水低峰期时供水压力过高，不仅十分浪费能源而且存在事故隐患（例如压力过高容易造成爆管事故）。
因此无法满足城市供水系统的要求。
采用变频调速的供水系统可以有效解决以上的问题。
根据用水量的大小，控制水泵的转速，即用水量增大时，调高变频，使水泵转速升高，增加供水量。
当用水量超过一台水泵的供水量时启动新的水泵以增加供水量，当用水量减少时，使水泵转速降低或减少投入运行的水泵数量，减少供水量。
2、供水系统功能城市供水系统的主要功能是在用水量不断变化的情况下，维持管内的压力在一定范围内,既能满足用水的需求,又能最大程度节约能源,延长设备寿命。
变频供水的控制器经历了从继电器- 接触器，到单片机，再到PLC。
而变频器也从多端速度控制、模拟量输入控制发展到专用变频器，为实现城市供水系统简单、高效、低能耗的功能，并且实现自动化的控制过程，采用PLC作为核心控制器是个较好的方案。
（完整word版）plc变频器控制恒压供水系统PLC具有体积小、设计周期短、数据处理和通信方便、易于维护和操作、明显降低成本等优点，可满足城市供水系统的控制要求.除此以外，PLC作为城市供水控制系统使设计过程变得更加简单，可实现的功能变得更多。
由于PLC的CPU强大的网络通信能力，是城市供水系统的数据传输与通信变得可能,并且也可以实现其远程监控.利用「1。
PLC在恒压供水变频调速控制系统中的应用
1 引言恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的，例如在某些生产过程中，若自来水供水压力不足或短时断水，可能会影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。
又如当发生火警时，若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。
所以，某些用水区采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。
基于上述情况对某生活区供水系统进行了改造，采用PLC作为中心控制单元，利用变频器与PID 相结合，根据系统状态可快速调整供水系统的工作压力，达到恒压供水的目的，提高了系统的工作稳定性，得到了良好的控制效果。
2 系统结构与工作原理供水系统由主供水回路、备用回路、储水池及泵房组成，其中泵房装有1#～3#共3台150kW泵机。
另外，还有多个电动闸阀或电动蝶阀控制各供水回路和水流量。
由于该供水网较大，系统需要供水量每小时开2台泵机向管网充压，供水量大时，开3台泵机同时向管网充压。
要想维持供水网的压力不变，在管网系统的管道上安装了压力变送器作为反馈元件，为控制系统提供反馈信号，由于供水系统管道长、管径大，管网的充压比较慢，故系统是一个大滞后系统，不宜直接采用PID调节器进行控制，而应采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节作用。
可编程序控制器选择日本松下FP1-C40型，且配有A/D和D/A模块，其原理框图如图1所示。
变频器选择FRN1 60G7P-4实现电动机的调速运行。
控制系统主要由PLC、变频器、切换继电器、压力传感器等部分组成。
控制核心单元PLC根据手动设定压力信号与现场压力传感器的反馈信号经PLC的分析和计算，得到压力偏差和压力偏差的变化率，经过PID运算后，PLC将0～5V的模拟信号输出到变频器，用以调节电机的转速以及进行电机的软起动;PLC通过比较模拟量输出与压力偏差的值，通过I/O端口开关量的输出驱动切换继电器组，以此来协调投入工作的电机台数，并完成电机的起停、变频与工频的切换。
通过调整电机组中投入工作的电机台数和控制电机组中一台电机的变频转速，使动力系统的工作压力稳定，进而达到恒压供水的目的。
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变频器/PLC 在供水控制系统的应用
1 引言 目前，在水位控制中有很大一部分水泵电机是不变速拖动系统，不变速电机的电 能大多消耗在适应供水量的变化而频繁的开停水泵中。
这样不但使电机工作在低效区、 减短电机的使用寿命， 而且电机的频繁开停使设备故障率很高， 导致水资源严重浪费， 系统的维护、维修工作量较大。
随着高位生活用水和工业用水逐渐增多，传统的控制方法已经落后。
原先用人工 进行水位控制，由于无法每时每刻对水位进行准确的定位监测，很难准确控制水泵的 起停;使用浮标或机械等水位控制装置使供水状况有了一些改变， 但由于机械装置的故 障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。
变频技术以其在节能与恒压方面的优越性能可以解决水压控制系统存在的以上问 题。
考虑选用单片机或 PLC 与变频器结合为核心构成的系统都能达到较好的控制效 果。
但在软件设计上，PLC 比单片机的编程更简洁、直观;从硬件接口考虑，单片机电 路稍微复杂一些;从经济方面考虑，由于 PLC 工艺的日渐成熟，小型 PLC 的成本与单 片机相差无几，由于要根据现场情况调整系统参数，PLC 的软件中时间参数的调整更 简单，这样更有利于售后服务人员掌握。
基于以上原因，选用了 OMRON 的 CPM1 系列 PLC 与 ABB 的变频器作为控制核心，再加上 PSW7 调节器与 WSP300 压力变送 器，控制效果非常好，软件设计简单，硬件接口简易可行、可靠性高，整个系统的性 价比非常高。
在供水系统中引进变频器结合小型 PLC 技术，不仅改变传统用阀门控制水量多
少，而且在节能、恒压控制等方面均有非常好的效果，本文介绍了变频器——PLC 调 控技术在水泵控制中的应用。
2 控制系统的原理 控制系统用一台变频器可以带三台水泵， 每台水泵既可以工作在常规工频泵模式， 也可以工作在变频泵模式。
每台泵只能处于变频或工频其中一种工作模式，通过两个 继电器互锁保证它的安全与可靠。
系统的结构如图一所示，利用安置在的生活用水中 的压力变送器将水的压力信号传输到调节器，根据与调节器的设定值和报警上下限比 较，送信号给 PLC 与变频器，系统的起停泵分别由调节器的压力下限信号和变频器的 频率下限信号决定， 假如压力低， 调节器给 PLC 一个压力下限信号， PLC 启动变频器， 并使一号泵处于变频工作状态， 输出的频率逐渐增大，经过一段时间的调节，如压力 还低，这时，PLC 让一号泵处于工频状态工作，使二号泵处于变频工作状态泵，如压 力还低，则让二号泵处于工频状态工作，使三号泵处于变频工作状态，如此类推。
当 压力达到调节器上限报警值时，调节器输出降低，变频器频率降低，低到频率下限设 定值，这时变频器给出一个频率下限信号给 PLC，PLC 根据先启先停的原则控制泵的 运行顺序，例如，PLC 收到频率下限信号时， 系统中泵的状态是一号工频，二号工 频，三号变频，这时一号泵最先启动，所以先停，接着如压力还高，则停二号泵。
系 统采用了每次都进行低速启动，高速运行以提高运行效率。
控制系统结构图如下：
图一 3 系统的软件设计 本控制系统的软件以 OMRON 公司的 CX—PROGRAMER 软件进行梯形图设计， 通过专用电缆把程序下装到 PLC 中。
CX—PROGRAMRER 软件的梯形图是逐行扫描，频率大约 100ms 一次，PLC 软 件设计思路是列出所有泵可能的运行状态， 每种状态处理两种情况,有压力下限信号时 增加泵,当无压力下限而有频率下限信号时减少泵,按照先启先停的原则， 可列出水泵运 行的所有组合状态。
状态 1： 0 0 0;表示三个水泵都在停止状态; 状态 2： B 0 0;表示 1#水泵在变频状态，其它为停止状态; 状态 3： 0 B 0; 状态 4： 0 0 B; 状态 5： B 0 G;表示 1#水泵在变频状态，2#在停止，3#在工频状态; 状态 6： B G 0; 状态 7： 0 B G; 状态 8： G B 0; 状态 9： G 0 B; 状态 10：0 G B;
状态 11：B G G;表示 1#水泵在变频状态，2#在工频，3#在工频状态 状态 12：G B G; 状态 13：G G B; 其中状态 6、状态 7、、状态 9，由于次序启动、先启先停的原则是不可能出现， 可以不考虑。
状态 1 只有增加泵处理程序，状态 11，状态 12，状态 13，只有减少泵 处理程序。
梯形图输入、输出点的含义可对照硬件接口图所示。
图二 本文由于篇幅原因，只给出部分梯形图。
以下是状态 1：0 0 0 的处理程序。
以上为启动时的处理程序，后面程序以此类推，只要列出泵的各种状态，给出相 应的处理程序即可，最后的故障处理就是当有缺水信号或变频器故障信号时把所有的 泵与变频器都停止。
4 系统的优点 采用变频器-PLC 恒压供水装置有以下几个优点： A:节电效益高。
传统水泵电机均采用大容量电机，用阀门控制水量恒定，造成电 能浪费。
变频系统，无论工作参数如何，电机的效率不会降低，电机的功率因数会得到提 高。
B:运行可靠、稳定。
系统中的核心部件—变频调速器本身的可靠性很高，一般情 况下可连续使用 10 万/h 以上。
系统还采用软启动方式， 不存在电气冲击， 不污染电网， 而且变频器自带欠压、过压、过流、过载、过热以及失速等各种保护功能。
系统对管 网压力波动采取阻尼滤波处理，供水恒压精度较高，通常能控制在 0.002Mpa 范围内。
C:结构简单，操作简便。
装置的控制系统采用集成度高，配套方案灵活多样，由 可编程控制器得到水泵运行的各种组合。
调速范围广，对水量变化的适应能力强。
D:使用寿命长，自动化程度高，无需人看管，维护量少。
以上系统在实际的应用中效果显著，如将 PLC 与变频器中自带编程器的功能集 成，可开发成一些专用的变频器，这样系统的可靠性与健壮性大大增强，应用更加简 单，系统的总成本也会下降。
5 结束语 可以预见：未来的变频技术会向以下方向发展： （1） 高性能化 包括内部的整流电路、逆变电路都采用高频 PWM 电路从而使输入、输出都是正 弦波;对于大容量变频器采用多重化和多机并联;降低变频器自身损耗，实现高效率化; 实现自动调谐或自优化、遥控和远控;更加面向用户，进一步提高可使用性和维修性： 向着小型、轻量发展，以及降低成本等。
（2） 智能化 包括两个方面：尽量减少硬件，实现硬件软件化;采用智能电力电子器件和其他智 能化部件。
集成化是智能化的基础。
（3） 全数字化 近年来，各种现代控制理论、专家系统、模糊控制及神经元控制等都是发展的热 点， 将使电力电子控制技术发展到一个崭新的阶段。
预计 21 世纪全数字控制的应用将 更加广泛深入，甚至取代模拟控制。
（4） 系统化 变频技术的发展与其相关技术的发展是分不开的， 在 21 世纪变频技术的发展是将 电网、整流器、逆变器、电动机、生产机械和控制系统等作为一个整体、从系统上进 行考虑的。
原水泵
高压泵 1
原 水 灌
沙 虑
碳 虑
中 间 水 箱
UV 灯
滤 膜
成 水 箱
高压泵 2
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