西门子S7-200变频供水例
西门子S7-200PLC+变频一拖三恒压供水全套工艺图
西门子S7-200型PLC一拖三变频恒压供水电气图设计:彭作珩版权所有人:彭作珩系统控制工艺要求1.供水压力恒定,波动要小,尤其是在换泵时.2.三台泵根据压力的设定采用先开先停的原则.3.能实行自动按时轮换切换泵,防止某一台泵长时间运行而烧坏及防止某一台泵长时间不用而锈死.4.要保护和报警功能5..为了检修方便,设手动功能.6.要水池防抽空功能.7.为防止系统给变频器反送电,造成变频器烧毁,KM1与KM2,KM3与KM4,KM5与KM6必须进行机械互锁.选型1.PLC: 采用西门子S7-200型,CPU224,2.变频器:ABB/ACS400型7.5KW,3.PID:选具有压力显示的PID调节器.工作原理:1.利用变频器的两个可编程继电器输出端口,RO1和RO2进行功能设定,当变频器达到最高频率时,RO1的常开触点RO1B-RO1C闭合, 当变频器达到最低频率时,RO2的常开触点RO2B-RO2C闭合,可以作为CPU224的输入信号,判断是否进行加泵和切泵2.为了节省成本,不采用模拟模块EM235,而采用PID调节器,由于采用了PID调节器,而不用变频器内部的PID,设置变频器时将FACTORY设置成0就可以了3..变频器的运行要根据PLC输出Q1.0 (DCOMI-DI2) 是否闭合来确定,变频器的停止要根据PLC输出Q0.7 (DCOMI-DI1) 是否闭合来确定,设置变频器时将变频器的内部继电器RO1,RO2设置成频率到达就可以了PLC1.201接变频器的DCOM1.202,203接变频器的DI1,DI2.变频器的RO1的常开触点接到PLC的I0.0,RO2 变频器的RO2的常开触点接到PLC的I0.12.KA为自动/手动中间继电器, 中间继电器KA的常开触点接I0.3.3.主程序含调节程序和电机切换程序,加机程序及减机程序,4.子程序实际是清零程序,在PLC上电时,先将VD200,VD201,VD260赋值为零,作为中继的M复位.5.在主程序中T56,T57为变频器的频率上下限到达滤波时间继电器,用于稳定系统,VB200为变频泵的泵号,VB201为工频泵运行的总台数,VD260为倒泵时间存储器.版权所有人:彭作珩。
基于西门子PLC控制的变频恒压供水系统的设计
基于西门子PLC控制的变频恒压供水系统的设计摘要：随着经济的快速发展和国内生产、生活用水的不断增加，供、用水系统的矛盾越来越突出。
传统的供水系统一般由气压罐、启动控制柜、电动阀等设备来实现，这种方式控制的恒压供水系统管网压力波动大，水泵启动频繁，故障率较高。
现由变频器、西门子S7-200PLC、管网压力传感器等通过PID调节来实现管网的恒压供水。
该方式控制精度高，管网压力波动性小，压力稳定，控制水泵数量不受限制、故障率低等优点，故可在供水系统中广泛推广应用。
关键词：西门子PLC；变频恒压；供水系统；自动控制技术引言：由于传统的恒压供水系统具有较大的局限性，本文介绍的利用变频器和PLC技术设计的恒压供水系统消除了传统供水系统的局限性。
本文从恒压供水系统的组成和功能、PLC技术的程序设计、试验和结论这三个方面对该系统进行了阐述。
1恒压供水系统概述恒压供水系统主要由三部分组成，分别是设计控制单元、执行单元、检测反馈单元。
这三个单元紧密联系、缺一不可。
只有这些单元互相配合，才能实现系统的恒压供水功能。
这三种单元的概况分别是：①控制单元：控制元件是恒压供水系统中最重要的组成部分之一，通常采用S7-200可编程控制器对其进行控制，具有稳定性和可靠性的特点。
由S7-200可编程控制器实现的控制单元操作简单、方便、直观，而且其通信功能强大。
②执行元件：执行元件也是恒压供水系统中最核心的部分，它由独立的变频器组成。
其主要负责接收控制单元发出的信号来调节电机的输出频率，调节水泵转速，最终实现控制管网压力的功能。
③检测反馈单元：检测反馈单元是控制系统中不可缺少的部分，只有在检测元件的帮助下，才可测量出管网的实际压力，管网压力检测采用扩散硅管道式压力变送器，其特点是把隔离的硅压阻式压力敏感元件封装于不锈钢壳体内制作而成。
它能将接受到的液体或气体压力转换成标准的4-20mA电流号对外输出至PLC系统，从而保证系统的正常、高效运行。
基于S7—200可编程控制器的一拖三供水系统设计
维普资讯
第 ３期
戴 花林水 系统设 计 基 ７— ０
・１ ３９・
作 变频 泵 变频 运 行 ， 而每 台 泵 的工 作 时 ｌ 休 从 司与
３台水 泵 电机 分 别 为 Ｍ１ Ｍ２ Ｍ３ Ｖ Ｖ 、 、 ， Ｖ Ｆ为 西 门子 变频 器 ＭＭ ４ ， 触器 Ｋ 、Ｍ３ Ｋ ４０接 Ｍ１Ｋ 、 Ｍ５分 别 控 制 Ｍ１ Ｍ Ｍ３的变 频 运 行 ， Ｍ 、 Ｍ Ｋ 、 ２、 Ｋ ２ Ｋ ４、 Ｍ６ 接 触 器 分 别 控 制 Ｍ１ Ｍ２ Ｍ 、 、 ３的直 接 市 电 供 电运
也 逐渐 增 多 。在 这 些 加 压设 施 中 ， 用 调 节 水 池 采
的， 简 系统 单可靠， 济性 经 好。
１ 系统构成及 控制原理
系统 由西 门子变 频 器 ＭＭ ４ 、 ４ ０ ３台供水 水 泵 、
可编程控制器 西 门子 ｓ ２０及 主控 开关 等组 ７— ０
成。
加上变频调速恒压供水系统变量供水方式在稳定 城市管 网压力 、 节约能源、 系统监视管理方面已显 现 出极 大 的优 越 性 。用 Ｐ Ｃ控 制 的恒 压 变 频 供 Ｌ
收稿 日期 ：０ ７— ３—３ ； ２０ ０ １ 修订 日期 ：０７— ４— ９ ２０ ０ ０
可 编程 控制 器 为 控 制 系 统 主控 器 件 ， 制 系 控
统 自动运行 ，塬 、＃ 、 ＃ ３台泵将轮换循环 １ ２泵 ３ 泵
作者简 介 ： 戴花林 （ ９ ８一） 女 ， １６ ， 江西铅 山人 ， 本科 ， 主要从 事电工 电子及 电气控 制的教学 以及 Ｐ Ｃ的应用研究 工 Ｌ
维普资讯
第２ ５卷
第 ３期
江
西
科
变频恒压供水系统方案设计
变频恒压供水系统方案设计作者：赵毅来源：《职业·中旬》2012年第12期摘要：变频恒压供水系统由PLC、传感器、变频器及水泵机组组成闭环控制系统，经变频器内置PID进行运算，通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节变频恒压供水，代替了传统的水塔供水控制方案。
关键词：恒压供水变频调速变频器 PLC一、系统总体方案的设计1.供水控制系统的结构供水控制系统的设计主要包括两方面：一方面是机械结构的设计；另一方面是PLC和变频器电气控制方面的设计。
（1）主要组成部分。
①压力传感器：作为系统的控制输入量，能否准确采集该信号决定控制系统的精度及可靠性。
②控制器：是整个控制系统的核心，通过对外界输入状态进行检测，输出控制量；对外界输入的数据进行运算处理后，输出相应的控制量。
例如单片机、可编程逻辑控制器、计算机等。
本系统采用西门子的SIMATIC S7-200系列。
CPU226具有24个输入点和16个输出点，共40个I/O点。
③变频器：作为核心控制器的后续控制单元，对终端设备进行控制，最终达到控制要求。
本系统主要采用全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专用MM430型变频器。
功率范围7.5kW至250kW。
具有高度可靠性和灵活性。
④水泵：供水系统的执行机构，通过变频器控制电动机的转速，最后达到控制水泵流量大小的要求。
（2）电气控制系统。
电气控制系统主要包括操作面板、电气控制柜等单元。
在该系统中需要检测较多的数字输入量，并且还要检测模拟量的输入，然后根据设定的程序进行数据处理，供水系统的监控主要包括水泵的自动启停控制、供水压力的测量与调节、系统水处理设备运转的监视及控制、故障及异常状况的报警等。
电气控制系统安装在电气控制柜中，包括供水控制器（PLC系统）、变频器和电控设备三个部分。
2.恒压供水系统的工作原理变频恒压供水系统以供水出口管网水压为控制目标，在控制上实现出口总管网的实际供水压力跟随设定的供水压力。
西门子S7-200系列PLC控制水塔水位(含程序)概要
一、水塔水位1、系统描述及控制要求1.1 国内外发展现状调查1.1.1 PLC及西门子S7-200系列PLC介绍20世纪70年代初出现了微处理器。
人们很快将其引入可编程逻辑控制器，使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。
此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。
个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。
20世纪70年代中末期，可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。
更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。
20世纪80年代初，可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。
世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。
这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
20世纪80年代至90年代中期，是可编程逻辑控制器发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。
在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
20世纪末期，可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。
这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。
西门子S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
西门子S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。
变频恒压供水系统方案设计
OCCUPATION 2012 12132研究R ESEARCH 变频恒压供水系统方案设计赵 毅摘 要：变频恒压供水系统由ＰＬＣ、传感器、变频器及水泵机组组成闭环控制系统，经变频器内置ＰＩＤ进行运算，通过ＰＬＣ控制变频与工频切换，实现闭环自动调节变频恒压供水，代替了传统的水塔供水控制方案。
关键词：恒压供水 变频调速 变频器 ＰＬＣ一、系统总体方案的设计1.供水控制系统的结构供水控制系统的设计主要包括两方面：一方面是机械结构的设计；另一方面是PLC和变频器电气控制方面的设计。
（1）主要组成部分。
①压力传感器：作为系统的控制输入量，能否准确采集该信号决定控制系统的精度及可靠性。
②控制器：是整个控制系统的核心，通过对外界输入状态进行检测，输出控制量；对外界输入的数据进行运算处理后，输出相应的控制量。
例如单片机、可编程逻辑控制器、计算机等。
本系统采用西门子的SIMATIC S7-200系列。
CPU226具有24个输入点和16个输出点，共40个I/O点。
③变频器：作为核心控制器的后续控制单元，对终端设备进行控制，最终达到控制要求。
本系统主要采用全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专用MM430型变频器。
功率范围7.5kW至250kW。
具有高度可靠性和灵活性。
④水泵：供水系统的执行机构，通过变频器控制电动机的转速，最后达到控制水泵流量大小的要求。
（2）电气控制系统。
电气控制系统主要包括操作面板、电气控制柜等单元。
在该系统中需要检测较多的数字输入量，并且还要检测模拟量的输入，然后根据设定的程序进行数据处理，供水系统的监控主要包括水泵的自动启停控制、供水压力的测量与调节、系统水处理设备运转的监视及控制、故障及异常状况的报警等。
电气控制系统安装在电气控制柜中，包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。
2.恒压供水系统的工作原理变频恒压供水系统以供水出口管网水压为控制目标，在控制上实现出口总管网的实际供水压力跟随设定的供水压力。
探析基于PLC的恒压供水系统
探析基于PLC的恒压供水系统作者：张巨洲来源：《电子世界》2011年第20期【摘要】本文探析基于PLC的恒压供水系统，系统的运行以PLC可编程序控制器作为核心进行逻辑控制，由变频器实现压力调节，对供水管网的实际压力和设定的压力值的偏差变化进行分析比较，再通过变频器内部自适应PIO运算，来达到PLC实现变频与工频切换的控制，自动调节水泵投入的台数和电机转速，有效实现恒压供水。
运行结果显示，基于PLC的恒压供水系统表现出压力具有稳定性、结构简单性、运行可靠性的特点。
【关键词】PLC；恒压；供水系统1.引言通常我们使用的水泵在绝大部分时间是通过额定负荷来运行，对于现在用水要求不断提高，同时全天24h的用水量大，负荷变化大，白天与夜间的用水变化不同，基于PLC的现代技术设备来完成恒定水压供水，有效地解决了在夜间少量用水，能够依据根据用水量的大小不同，做到自动调节水泵转速，同时确保供水压力恒定，变频恒压供水系统以其有效的实用性和经济性，调速系统的价值突出。
2.控制系统运行的工作原理2.1 s7-200的变频恒压供水系统的工作原理本文研究分析的是在s7-200的变频恒压供水系统的工作原理基础上，自行设计的一套系统。
通过系统的控制核心可编程控制器和变频器PLC作为中间枢纽，对供水管网的压力与系统压力设定值的偏差变化情况做即时的跟踪和分析，变频器是用于获取实际的水压值，通过比较系统的设定值和实际水压值之间的大小差异，变频器也作为调节器通过其内部的PID规律来做运算，再利用PLC输出的数据做到有效的控制变频与工频切换作用，来达到自动控制水泵电机投入台数和水泵电机的转速，实现闭环自动调整恒压供水，在保持恒压下达到控制流量的目的。
同时，,泵站的其他控制逻辑也是通过PLC的控制来运行，例如：手动操作转换与自动操作转换，泵站的工作状态指示,泵站的工作异常报警,系统的自检等。
若将PLC连于工业以太网上,操作员可以在上位机上改变需要保持的压力或随现场设备的运行情况自动控制水压。
西门子S7200与变频器MODBUS通讯实例详解
西门子S7200与变频器MODBUS通讯实例详解西门子S7200PLC简介西门子S7-200PLC在实时模式下具有速度快，具有通讯功能和较高的生产力的特点。
一致的模块化设计促进了低性能定制产品的创造和可扩展性的解决方案。
来自西门子的S7- 200微型PLC可以被当作独立的微型PLC解决方案或与其他控制器相结合使用。
Modbus通讯协议简介Modbus是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。
ModBus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。
其系统结构既包括硬件、亦包括软件。
它可应用于各种数据采集和过程监控。
ModBus网络只有一个主机，所有通信都由他发出。
网络可支持247个之多的远程从属控制器，但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定。
采用这个系统，各PC可以和中心主机交换信息而不影响各PC执行本身的控制任务。
1MODBUSRTU协议在S7-200中的应用原理1.1MODBUSRTU协议与S7-200相互关系简介S7-200CPU上的通讯口Port0可以支持MODBUSRTU协议，成为MODBUSRTU从站。
此功能是通过S7-200的自由口通讯模式实现，因此可以通过无线数据电台等慢速通讯设备传输。
想在S7-200CPU与其他支持MODBUSRTU的设备使用MODBUSRTU协议通讯，需要由有S7-200CPU做MODBUS主站。
S7-200CPU做主站必须由用户自己用自由口模式，按相关协议编程。
2从站指令的用法：S7-200控制系统应用中，MODBUSRTU从站指令库只支持CPU上的通讯0口(Port0)。
要实现MODBUSRTU通讯，需要Step7-Micro/WIN32V3.2以上版本的编程软件，而且须安装Step7-Micro/WIN32V3.2InstructionLibrary(指令库)。
变频恒压供水系统的构成及原理
变频恒压供水系统的构成及原理一、变频恒压供水系统的构成及原理变频恒压供水控制系统通过测到的管网压力，经变频器的内置PID调节器运算后，调节输出频率，实现管网的恒压供水。
变频器的频率超限信号（一般可作为管网压力极限信号）可适时通知PLC进行变频泵逻辑切换。
为防止水锤现象的产生，泵的启停将联动其出口阀门。
系统工作原理间图如下所示。
假设整个系统由四台水泵，一台变频器，一台PLC 和一个压力变送器及若干辅助部件构成。
各部分功能如下：安装于供水管道上的压力变送器将管网压力转换成1—5伏的电信号；变频调速器用于调节水泵转速以调节流量；PLC用于逻辑切换。
此外，上述系统还配备了外围辅助电路，以保障自动控制系统出现故障时可通过人工调节方式维持系统运行，保证连续生产。
二、设备选型说明变频恒压供水系统主要由变频控制柜、压力传感器、水泵等组成。
变频控制柜由断路器、变频器、接触器、中间继电器、PLC等组成。
1. 供水系统选用原则（1）蓄水池容量应大于每小时最大供水量。
（2）水泵扬程应大于实际供水高度。
（3）水泵流量总和应大于实际最大供水量。
（4）变频控制柜选型：用户可根据供水量和供水高度确定水泵型号及台数，然后对控制柜进行选型。
2. 变频器根据工艺要求，建议配用ABB ACS600系列变频器。
ACS 600系列变频器是ABB 公司采用直接转矩控制（DTC）技术，结合诸多先进的生产制造工艺推出的高性能变频器。
它具有很宽的功率范围，优良的速度控制和转矩控制特性,完整的保护功能以及灵活的编程能力，较高的可靠性和较小的体积。
主要技术数据：功率范围：2.2-3000kW电源电压：380/400/415/440/460/480/500VAC 3相±10%；电源频率：48-63Hz控制连接：2个可编程的模拟输入（AI）；1个可编程的模拟输出（AO）；5个可编程的数字输入（DI）；2个可编程的数字输出（DO）。
连续负载能力：150% In，每10分钟允许1分钟串行通讯能力：标准的RS—485接口可使变频器方便地与计算机连接。
(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。
西门子PLC和WinCCSCADA在变频恒压供水系统中的应用
第九卷7CAMETA0 引 言随着社会经济的飞速发展，人们对城市供水的数量、质量、稳定性提出了越来越高的要求。
在居民小区生活用水、工业用水、各类自来水厂等供水系统中，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，能耗高、而且越来越不能满足现代化的供水要求。
变频调速技术是一种新型的交流电机无级调速驱动技术，它以其独特优良的控制性被广泛应用在速度控制领域。
数据采集监控系统SCADA （Supervisory Control and Data Acquisition）具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大，具有操作方便简单、界面友好、编程易掌握、与PLC通讯良好等优点。
我们采用德国西门子公司的西门子S7－200 PLC与SCADA软件WinCC相结合，设计出变频恒压供水系统，可以取得较好的恒压供水效果。
1 控制系统硬件构成与恒压控制原理1.1 控制系统硬件构成设计 控制对象是某校区供水系统，根据校区的实际用水情况，白天用水量大，需开动一台大泵和一台小泵，就能满足生产需要。
晚上用水低峰时，只需开动一台大机就能满足供水需要。
因此采用一大一小两台水泵，用二台变频器控制水泵电机。
控制器硬件电路图如图1所示。
中心控制器采用德国西门子公司的S7-226 P L C （24I /16O ），可满足系统对数字开关量的要求。
系统采用两只量程为0~1.0Mpa由两台FT-1压力传感器分别检测两台水泵后的输水管道的压力，压力变送器将检测到的压力信号转换为4~20mA的电流信号，送到PLC的模拟量输入模板EM231，通过PLC的PID运算，由模拟量输出模块EM232板输出4~20mA的电流到变频器频率给定接口，通过改变水泵电机运行频率从而调整管网压力。
考虑到电机性能上的差异及机械负载的不相同，变频器容量应是电机容量的1~2倍。
另外，也可根据生产机械所需的实际转矩与稳定运行时的转速，求其乘积，得到所需电机的轴上功率，据此确定变频器容量。
基于S7-200的恒压变频供水系统设计
Ｉ 字技术 数
应 用研 究
基于 Ｓ — ０ 的恒压变频供水系统设计 ２０ ７
郭 平 ， 陈 宇 燕
（ 广西大学电气工程学院 广西南宁 ５００ ； ２ １ ． ３０４ ． 广西电力职业技术学院 广西南宁 ５００） ３０７
摘 要 ： 对居 民 生 活用 水 对供 水质 量 的 需 求 ， 用Ｐ Ｃ、 频 器 构建 恒 压 变频供 水 系统 。 系统 具 有 节能 高效 、 针 采 Ｌ 变 该 简单 实 用 、 靠性 好 、 可 便 于维 护 等 特 点 ， 够很 好 地 解 决 恒 压供 水 问题 。 能 关键 词 ： 恒压供 水 Ｐ Ｃ Ｉ 制 变频 器 Ｌ ＰＤ控 中 图分 类 号 ： Ｍ４ Ｔ 文献标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ７９ １ （０ １１．０ ９０ １ ０ —４ ６２ １）１ ７—２ ０
Ａｂｓ ｒｃｔＦ ｒｔ ｅｄ ｍａ ｄ ｆｒｑｕ ｌｙ ｏ ｗ ａｅ ｐｐｙｗｅｃ ｎ ｔｕ ｔｃ ｓａ ｒｓｕ ｅｆｅ ｕｅ ｙ ｃ ｎｖ ｒｉ ｔｒｓｐｐｙｓｓｅ ｗｉ ＰＬ ａ ｄ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｔａ ：ｏ ｈ ｅ ｎ ｏ ａｉ ｆ ｔｒｓ ｌ， ｏ ｓｒ ｃ ｏｎ ｔｎｔ ｅｓ ｒ ｑ ｎｃ ｏ ｅｓ ｗａｅ ｕ ｌ ｙｔｍ ｔ ｔ ｕ ｐ ｒ ｏｎ ｈ Ｃ ｎ ｑ ｅ ｃ ｒ
一
图 １恒压供水系统构成
２、系统硬件 设计
本文设计的控制系统主要 由Ｐ Ｃ 触摸屏 、 Ｌ 、 变频器 、 中间继 电器 及压力测量 变送器组成 ； 压力测量变送器将供水 网压力变换为电信 号， 然后输入Ｐ Ｃ，Ｌ 根据 给定的压 力设定值与实 际检 测值 进行 Ｌ ＰＣ ＰＤ Ｉ 运算 ， 出控制信号 至变频器 ， 输 调节水泵 电机的转速 。 当居 民用 水量增 大 ， 大到一 台水泵在上 限频率 运行 下也未达到设 定的压 力 ， Ｐ Ｃ自动将第一台水泵 切换 至工频 电网供 电， Ｌ 同时第二台水泵用 变 频器起动后投入运行 ， 开始 闭环调节 ， 直到压力达到设定值为止 。 若 ２ 台泵运转仍不能满足压力 的要求 ， 同理再投入第三 台水泵 。 则 当居 民用水量减少 ， 变频器降低频率 到下 限频率 ， 际水压仍然超过设 实 定值 ， Ｌ 先将第一 台工频运行的水泵停掉 ， ＰＣ 以减少供水量。 如果仍 不能满足设定压力值 的要 求， 同理把第二 台工频运行 的水泵停掉 ， 剩下一 台水 泵变频运行 ， 对水压进行 闭环调节 。
电气工程及其自动化、自动化专业毕业论文-基于PLC的变频调速恒压供水系统
1 绪论 (1)1.1 课题的提出 (1)1.2 变频恒压供水系统的国内外研究现状 (2)1.3 PLC概述 (3)1.4 本课题的主要研究内容 (4)2 系统的理论分析及控制方案确定 (5)2.1 变频恒压供水系统的理论分析 (5)2.2 变频恒压供水系统控制方案的确定 (7)3 系统的硬件设计 (12)3.1 系统主要设备的选型 (12)3.2 系统主电路分析及其设计 (14)3.3 系统控制电路分析及其设计 (15)3.4 PLC的I/O端口分配及外围接线图 (17)4 系统的软件设计 (20)4.1 系统软件设计分析 (20)4.2 PLC程序设计 (21)4.3 PID控制器参数整定 (27)5 监控系统的设计 (31)5.1 组态软件简介 (31)5.2 监控系统的设计 (31)6 结束语 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录主程序梯形图 (38)1.1 课题的提出水和电是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能源短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度较低，而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。
小区供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到小区住户的正常工作和生活，也直接体现了小区物业管理水平的高低。
传统的小区供水方式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式，其优、缺点如下：(1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。
浅析S7—200PLC水泵测试控制系统的设计创新
同时输 出报警信号， 方便查找故障。 第 一 ， 测 量 可 以 是 开 关量 ， 可 以 是 模拟 量 ， 实 时 监 要接收其中一个信号， 监 也 自动 测水泵 电动机及相关 辅助 设备 的运行参数和运行状态 ； 第二，
现 在 国 内 的那 些 水泵 生产 企 业 在 做 水 泵 型 式试 验 和 出厂 温度这些都代表 电动机的信号。
试验时 ， 尤其是采用专用测量 仪器与仪表 的水泵微机测试系统 第二， 口压力和出口压力是压力传感器信号 ， 进 电网频率 时， 在精度和效率方面都有一些提高， 仍然存在像现场测试的 及 各 空 气 开关 线 圈 的开 关 状 态 。 但 抗干扰性和测试过程控制 的实 时性薄弱的缺 点。本文在原有 第三， 电动机 的启动、 停机及电动调节阀可 以调节 Ｐ Ｃ测 Ｌ 设计系统的基础上提 出了一套改进创新方案， 在水泵试验测试 控 单 元 的控 制 信 号 。 控制系统中引入工业控制领域 中运用相对普遍 的 Ｓ －０Ｐ Ｃ ２３运行 方式程序设计 ７２ ０ Ｌ ．
Байду номын сангаас
采集 管网压力数据， 但压力非正常的情 况下， 通过子程序 通 过 控 制 变 频 器 电动 机 的转 速 ， 节 电动 阀 门等 以达 到 满 况下， 调 足用户需求 的 自动调整水泵 电动机 的运行状 态并 自动修正不 调解变频器 的转速或压力， 然后再采集管网压力的信 号。 周而 同流量下水泵各类测试 ， 从而使误差 降到最低。 了保证整个 复始， 为 循环往复， 直至适当的压力出现 ， 供水正常。 测 试 过程 的精 度 和 读 数分 辨 力 ， 以根据 测 量 统计 修 正模 型 并 ２４ 软 件 编 写 时应 该 考 虑 以 下 问题 可 ． （） １ 为不 出现水面波动而 导致 的浮球误动作， 需要增加延 时判断。 对 自动处理水泵测试过程 中出现的各种故障进行检测和排除。 （） ２ 上下 水 位信 号 中有 ２ 或 以上 信 号 同时联 通 ， 么只 需 个 那 １ 自动 检 测 和 报 警 系统 ． ２
基于S7-200PLC的控制的变频恒压供水系统设计_毕业设计论文
基于S7-200PLC的控制的变频恒压供水系统设计第一章绪论1.1变频调速恒压供水的目的和研究意义随着我国城乡建设的迅速发展,水、电供应不足的矛盾越来越成为人们关注的问题。
例如,人们日常生活中的用水量越来越大,一天中的用水量的波动也越来越大。
以往的供水系统中,水泵的选取往往是按最大供水量来确定,而实际的用水量在不断变化。
高峰用水时间较短,这样水泵在很长一段时间内有较大余量,不仅水泵效率低,供水压力不稳,而且造成大量电力、水资源的浪费;并且以往依靠手动操作控制泵的启动、停止,也已不能满足要求。
在用水量高峰期时供水量普遍不足，造成城市公用管网水压浮动较大。
由于每天不同时段用水对供水的水位要求变化较大，仅仅靠供水厂值班人员依据经验进行人工手动调节很难及时有效的达到目的。
这种情况造成用水高峰期时水位达不到要求,供水压力不足，用水低峰期时供水水位超标,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）。
这里,介绍一种基于S7-200的变频控制的恒压供水控制系统,它既能解决人工操作的繁杂劳动和精神压力,又能节约能源本控制系统将PLC、变频器、相应的传感器和执行机构有机地结合起来，发挥各自优势，并设计了配套的界面美观、操作方便的自动控制系统，使得系统调试和使用都十分方便，而且大大简化了水厂在管理、数据统计和分析等方面的工作量。
实践证明，本系统不仅满足了生产的需要，提高了整个水厂的整体管理水平，而且仅节约用电一项就为水厂创造了巨大的经济效益，并且保障了用户的用水要求。
由于中小型自来水厂的自动化技术改造在我国有着广泛的前景，本控制系统具有较大的发展潜力和使用价值。
1.2变频调速技术的特点及应用作为高性能的调速传动，直流发电机－电动机调速控制方法长期以来一直应用广泛。
但是直流电动机由于换向器和电刷维护保养很麻烦，价格也相当昂贵。
使异步电机实现性能好的调速一直是人们的理想。
异步电机的调速方法很多，例如无极调速、有极调速、定子调压调速、串级调速、变频调速等。
S7-200在恒压供水控制系统中的应用
系 统 以西 安航 空 职 业 技 术学 院实 训 楼 的供 水 系 统 为 例 ， 其组
成 结 构 如 图 １所 示 。 制 装 置是 整 个 变频 恒 压供 水 系 统 中最 重要 控 的组 成 部 分 ，主 要完 成 各 种 信 号 的采 集 处 理 以及 结果 的运 算 输 出。通过 变 频器 改 变交 流 电 的频 率 ， 现对 水 泵 的控 制 达 到节 能 、 实
力 。 力 传感 器 用 于检 测用 户 主 管 网 的 出水压 力 控制 工 程 网 版权 压
其 中 Ｐ Ｃ将 ０ ５ Ｈ Ｌ ～ ０ ｚ的 水 泵 运 行 频 率 与 Ｐ Ｃ 的 Ａ 模 块 Ｌ Ｏ 输 出 的 ０ １ Ｖ 或 ４ ２ ｍＡ） 号 对 应 ， 根 据 当前 的 情 况 输 出 ～Ｏ （ ～０ 信 并
Ｉ１ ］２ １ １ ■
图 ２ 供水 系 统主 电气 图
水 泵 的 供 水 量 时 ， 以将 ２ ｋ 的 水 泵 改 为 工 频 运 行 ， 可 ２Ｗ 另外 两 台 水 泵 仍 然 变 频 运行 。
调 速 的 目的 。水 泵 机组 是 水 压 的 发生 装 置 ， 般 有 ２到 ４台 水泵 一 组 成 控 制 工 程 网 版权 所 有 ，为 供 水 系统 中 的用 户 主管 网提 供 压
减 少 供 水 欠 压 和 过压 不 合 理 现 象 ，而且 设 备 和 系统 运 行 平 稳 可 靠 ， 能显 著 。 可 以运 用 于 许 多供 水 系统 中 ， 节 它 具有 设 备 投 资 少 ， 占地 面 积 小 ， 电节 水 ， 作 控 制 方 便 等 特 点 。 节 操
１ 控 制 系统 的 组成
行 ， 明 该 系统运 行 可 靠 ， 高 了供 水 的效 率 ， 证 提 为提 高供 水 系统 质 量提 供 了借 鉴 。
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西门子S7-200在全自动变频供水设备的应用
一、概述
据统计，在我国电网总负荷中，动力负荷占60%，其中异步同步电动机负荷又占总负荷的85%。
因此，有效地利用电动机，改进其运行性能，根据需要控制电动机的转速，降低运行中的消耗，是节省电能的一个非常重要的手段。
另外，风机、泵等类的电气设备约占全国总用量1/3之多。
所以也成为节能的主要对象。
这类机械均采用50Hz交流电动机驱动，用档板、阀门等方法实现物理量的控制，造成了大量的损耗。
如果采用变频器控制各种电机转速，那么，电机所消耗的电能将大大降低，节电效果十分显著。
基于PLC和变频器的恒压（或恒压变流量）供水技术，相对于传统的技术而言具有节能效益明显、控制和保护功能完善、可实现机组的软启动软停机、输入电压范围宽、电磁冲击小、泵机运行组合切换灵活方便等优越性，目前广泛应用于水厂送水泵站、二次加压站、工业锅炉给水、小区和高楼供水、其它工业供水等领域。
二、S7-200的特点
1．S7-200系列PLC的特点：
是SIEMENS公司推出的一种小型PLC
（1）它结构紧凑
（2）扩展性良好
（3）指令功能强大
（4）价格低廉
2．S7-200PLC的产品：
（1）集成一定数字I/O点的CPU：CPU221、CPU 222、CPU 224、CPU 226、CPU 226XM
（2）扩展模块：主要有
数字量扩展模块：EM221、EM222、EM223
模拟量扩展模块：EM231、EM 232、EM 235
通讯模块：EM277、EM241等
其它模块：特殊功能模块
可以十分方便地组成不同规模的控制器。
其控制规模可以从几点到几百点。
S7-200PLC可以方便地组成PLC-PLC网络和微机-PLC网络，从而完成规模更大的工程。
3．S7-200的编程软件：STEP7-Micro/WIN32。
该编程软件可以方便地在Windows环境下对PLC编程、调试、监控。
使得PLC的编程更加方便、快捷。
可以说，S7-200可以完美地满足各种小规模控制系统的要求
三、全自动变频供水设备方框图
四、全自动变频供水设备PLC控制原理图
（一）、在这里需要控制3台泵，采用S7-200 CPU224的PLC 其接线图如下
其中：I0.0 自动输入
I0.1 1#泵自动输入
I0.2 2#自动输入
I0.3 3#自动输入
I0.4 压力低输入
I0.5 压力高输入
Q0.1 自动输出
Q0.2 1#泵工频输出
Q0.3 1#泵变频输出
Q0.4 2#泵工频输出
Q0.5 2#泵变频输出
Q0.6 3#泵工频输出
Q0.7 3#泵变频输出
（二）其主电路如下：
五、软件设计程序图
六、综述
该系统逻辑控制采用PLC控制变频器实现调速恒压供水，使用方便，工作可靠，系统压力恒定，具有较好的控制效果。
该系统采用变频器调节水泵转速，使系统实现了高效节能，节能效率可达40％左右，同时由于采用变频器对电机实行软起动，减少了设备损耗，延长了水泵、电机设备的使用寿命。
系统采用闭环控制，参数超调波动范围小，偏差能及时进行控制。
变频器的加速和减速可根据工艺要求自动调节，控制精度高，能保证生产工艺稳定，而且由于变频调速器具有十分灵敏的故障检测、诊断、数字显示功能，提高了水泵运行的可靠性。
综上所述，采用PLC和变频器为核心部件构成的变频恒压供水系统，具有很强的实用性，为供水领域的技术革新，开辟了切实有效的途径。