PLC在双恒压无塔供水系统中的应用
PLC、变频器在恒压供水系统中的应用
PLC、变频器在恒压供水系统中的应用【摘要】在恒压供水中通过变频器控制水泵的速度，用以调节水管中压力，并利用PLC进行逻辑控制。
PLC作为整个控制系统的核心经过检测元件实时监视、跟踪水管内压力，并经变频器的PID调节保证供水压力，通过PLC 控制变频与工频切换，自动控制水泵投入的台数和电机转速，实现闭环自动调节恒压变量供水，在保持恒压下，达到控制流量的目的。
目前变频调速器已成为恒压供水设备的主体，它不仅可以完全取代传统的高位水箱、水塔等供水方式，而且也消除水质的二次污染，更具有节省能源、自动化程度高、供水操作的利用率均衡，供水泵房，在运方便、提高经济效益等优点。
【关键词】PLC；变频调速；恒压供水；PID控制1.引言当下常用的供水方式有市政管道直接给用户供水、通过天台的水池供水、恒压供水几种。
市政管道直接给用户供水用户不需要自己添加设备、成本低，供水压力一般只能供到6层楼以下，压力不稳定，一般只是在城郊结合农村和小城镇。
通过天台的水池供水只能对9层楼以下的建筑，如果楼层太高，采用这种方式供水，则建筑物的承重负荷大；容易造成二次污染，天台水池长期不清晰容易滋生各种细菌、微生物，不利于人体健康；供水消耗电能多，不利于技能，压力比较稳定。
恒压供水用户用水压力稳定，无论在用水高峰期，还是低谷，水管压力的波动小（因为系统是根据设定压力值与实际压力值进行PID调节，保证水管中的压力稳定）；没有二次污染，在天台不需要做水池，楼的承重低；节能、节约电能呢个大约是常规供水的20%。
通过比较可以看出无论是从日后改造还是节能角度恒压供水都已经是最好的供水方式。
2.恒压供水系统的组成及原理2.1恒压供水系统的组成恒压供水所用到的新电工技术包括PLC、变频器控制技术、传感检测技术。
PLC属于核心技术，变频器主要进行调速，在工业控制中使用非常广泛，在风机、水泵负载中使用有节能的功能。
传感检测技术将测量量（如速度、流量、压力等）变化，信号（0-5V或4-20mA）A/D、D/A转换[A/D模块→PLC→D/A模块]，控制变频器输出频率起到调节水泵的转速。
双恒压供水水泵站PLC控制
1 前言随着社会的发展和进步，城市高层建筑的供水问题日益突出。
一方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水障碍；另一方面要求保证供水的可靠性与安全性，在发生火灾时能可靠供水。
针对这两方面的要求，旧的供水方式和控制要求，即通过人工的方式调节水泵电机的开停来实现简单的供水控制已经满足不了需求。
旧的控制方式中，当用水量增大，即手动增加一台水泵；当用水量减小，则把最先运行的水泵关停。
这种传统的供水方式存在着许多缺点，特别是多台水泵供水系统尤为严重：其一，由于水泵电机只能工作在额定运行和停车两种工作状态，无法为用户提供可靠稳定的供水压力，且系统完全依赖于人工操作来控制，因而供水质量受人为因素影响较大。
且经常会出现断水、水管崩裂、管道共振等现象。
其二，由于水泵电机只能工作在工频状态，长期高速运行，电能浪费比较大。
其三，由于人为的控制难以始终保证电机在运行过程中投切次序的正确性，容易导致电机在长期运行过程中磨损不均，并且增大了误操作的可能性；同时设备运行不合理，机械磨损大，造成设备使用寿命短，维修量大，设备和人工成本都较高。
其四，在目前的城市生活小区、高层建筑供水系统中，基本采用高位水箱或水塔的供水方式，这样既增大了基建投资，同时也造成了水资源的二次污染。
新的供水方式和控制系统应运而生，这就是PLC控制的恒压供水系统。
恒压供水系统保证了供水的质量，以PLC为主机的控制系统丰富了系统的控制功能，提高了系统的可靠性。
因而我们选择“双恒压供水水泵站PLC控制”，作为课程设计的课题。
1.1设计的工艺流程如下图1所示，当管道中的压力为正常时，三台水泵中有两台运行，一台停止待用：当管道中的压力位为压时，三台水泵全部运行；当管道中的压力为高压时，只有一台水泵运行。
2 PLC的简介2.1 PLC的产生和定义20世纪20年代起，人们把各种继电器、定时器、接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家熟悉的传统的继电器控制系统。
(完整版)PLC在恒压供水系统中的应用(毕业论文)
北京理工大学毕业论文PLC在恒压供水系统中的应用The Operating Theory of Essential Truth in Journalism作者姓名：学科、专业：学号：指导教师：完成日期：Shandong Universit摘要本论文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC 的变频调速恒压供水系统,并利用组态软件开发良好的运行管理界面。
变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等构成。
本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。
采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先启先停”的原则。
压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行 PID 运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。
通过工控机与 PLC的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。
关键词：变频调速 , 恒压供水， PLC，组态软件目录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 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 (8)3 系统的硬件设计 (16)3.1 系统主要设备的选型 (16)3.2 系统主电路分析及其设计 (20)3.3 系统控制电路分析及其设计 (22)4 系统的软件设计 (28)4.1 系统软件设计分析 (28)4.2 PLC 程序设计 (30)5结束语参考文献 (46) (48)致谢 (49)符号说明输出功率 P出水流量 Q水压 H水泵的转速 nf表示电源频率p表示电动机极对数s表示转差率上限频率下限频率设定压力反馈压力1 绪论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。
PLC在恒压供水系统中的应用(1)
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运行和使用 GM自控和监测 Autocontrol & MonitoringPLC 在恒压供水系统中的使用华北电力大学机械工程学院 ( 河北 071003) 韩庆瑶李巧红刘崇伦【摘要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计PID 控制程序 , 实现系统用的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。
这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。
【关键词】PL C 恒压供水系统PID 控制一、前言随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题日益突出。
一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的波动造成供水障碍 ; 另一方面要求保证供水的可靠性和安全性。
针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水方式 , 这里采用可编程序控制器 ( PLC) 控制的恒压供水系统。
PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工业环境而设计。
它采用了可编程序的存储器 , 用来在其内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输出 , 控制各种类型机械的生产过程。
而有关的外围设备 , 都应按易于和工业系统联成一个整体 , 易于扩充其功能的原则设计。
PLC 是按集中输入、集中输出、周期性循环扫描的方式进行工作的。
能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。
如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。
即M ( t ) = Kc e + Kc e ∫d t + Mt以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项为微分项 , 中间两项为积分项。
其中 e 是给定值和被控制变量之差 , 即回路偏差。
Kc 为回路的增益。
用计算机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc ( S Pn - PV n) + Kc ( T s/ Ti) ( S Pn - PV n) + M X +Kc ( T s/ T d) ( PV n - 1 - PV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。
双恒压无塔供水控制系统设计_毕业设计论文
双恒压无塔供水控制系统设计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。
从节能科技的实践出发，阐述了双恒压无塔供水系统在给高楼供水设备中的应用。
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与可编程控制器（PLC）构成控制系统，进行优化控制，完成供水压力的恒定控制，当管网流量变化来达到稳定的供水压力和节约电能。
系统的控制目标是总泵的出口压力、系统设定的压力值和反馈给水压力实际值进行了比较。
处理后的差值输入逆变器，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控制器，压力传感器，变频器PID运算，双恒压供水。
ABSTRACTThe graduation design of environmental protection, energy saving, automatic type pressure feed water equipment are introduced. Starting from the practice of energy saving technology, and expounds the double constant pressure no tower water supply system for high-rise buildings water supply equipment application. Circuit with PLC control method, this paper introduces the working principle of hydraulic control system and PLC intelligent control system. On the basis of analyzing the working process of the hydraulic control, PLC control system hardware and software design are given. Intelligent hydraulic pressure control system of the basic control strategy is: USES motor drive device and a programmable controller (PLC) control system, optimization control, complete water pressure constant control, when the network traffic variation to achieve stable water supply pressure and save power. Control objectives of the system is always pump outlet pressure, system pressure set value and feedback feed pressure compares the actual values. After treatment the difference between the input inverter, sends out control instructions, control stations and pump motor was put into operation of variable pump motor speed, so as to achieve stable water supply main pipe pressure on the set pressure value.Keywords PLC controller，pressure sensors，inverter PID arithmetic，the double constant pressure water supply.目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................................................... I I1 绪论 (1)1.1 选题的意义和背景 (1)1.2双恒压供水系统简介 (1)1.3本文的主要内容 (2)2 恒压供水的基本构成 (3)2.1 总体概述 (3)2.2设计内容 (3)2.3 控制要求 (3)2.4变频恒压控制理论模型 (4)3变频器与压力传感器的选型 (5)3.1 变频器的介绍 (5)3.2 变频器的基本结构 (5)3.3 变频器的分类和工作原理 (7)3.4 变频器的操作方法和使用 (8)3.5 变频器的选型 (8)3.5.1 变频器的控制方式 (8)3.5.2 变频器容量的选择 (8)3.6 压力传感器 (10)4 PID控制 (12)4.1 PID控制原理 (12)4.2 PID控制器的选取 (13)4.3 电气系统控制原理图 (14)5 硬件设计 (15)5.1 PLC控制器的概述 (15)5.2 PLC型号的选择 (15)5.3 PLC的CPU选择 (16)5.4 I/O模块选择 (16)6 系统软件设计 (19)6.1 编程软件的选择 (19)6.2 基本功能 (19)6.3 程序框图 (19)6.4 程序框图控制系统的I/O及地址分配 (20)6.5系统运行 (20)6.6 PLC主程序 (22)结论 (23)参考文献 (24)附录:PLC控制程序 (25)致谢 (1)1 绪论1.1选题的意义和背景水和电是一个重要的和不可或缺的人类生活、生产材料,在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们的国家水资源和电力短缺，很长一段时间,在高层建筑供水、市政供水、工业生产循环的水已经相对落后的技术，自动化程度低。
PLC设计双恒压无塔供水控制系统
PLC设计双恒压无塔供水控制系统随着我国经济建设的不断变化发展，高层建筑越来越多，供水系统稳定可靠性的要求不断提高；再加上目前淡水资源紧缺，用户对供水要求更高，利用先进的电气技术，设计出能适应不同领域的恒压供水系统已迫在眉睫。
诸暨市技工学校同样处理地理位置比较高，师生生活用水比较紧张，因此采用恒压供水技术也到关重要。
文章采用PLC控制及变频调速供水系统，由PLC进行程序控制，压力凋节由变频器控制，实现自动调节恒压供水。
标签：变频恒压供水；PID调节；PLC；触摸屏1 课题的背景与意义由于诸暨市技工学校位于諸暨市城关老鹰山脚下，地理位比较高，学生人数相对较多，一到每年的5月份～10月份，用水问题成为学校的一大难题，笔者分管后勤工作及机电系工作，多次与当地的自来水公司联系解决这一困境，但始终不能解决，水供应不足的矛盾越来越成为领导们关注的问题。
因此，笔者用自己所学的专业知识，对学校的供水问题提出了方案，同时也与学校的机电工程系老师一起，共同努力，把供水这一困境解决。
本人利用所学知识及人力资源与社会保障部在全国高技能人材广州培训中提升的知识，采用恒压供水，保持供水管网的水压稳定，让水泵电机的转速要跟随用水量的变化而变化，用变频器为水泵电机供电，应用到这次的改进当中。
图1为恒压供水系统示意图。
图1 恒压供水系统示意图图中压力传感器用于检测管网中的水压，位置在泵站的出水口。
当用水量大时，水压降低，用水量小时，水压升高。
水压传感器将水压转变为电流或电压的送给PLC，在变频恒压供水系统中，变频器为执行设备。
2 总体设计方案恒压供水一般以中间水池作为水泵供水源，由市自来水公司供给，用高低水位浮球来控制进水阀的进水，自动把水灌满水箱，当水位低于高水位，浮球开关信号送给PLC，通过PLC打开供水管网的进水阀往水箱注水。
同时也作为高/低水位报警信号送给触摸屏报警。
生活用水和消防用水共用三台泵，通常消防出水电磁阀处于断电关闭状态。
PLC在恒压供水自动控制系统的应用
PLC 在恒压供水自动控制系统的应用张 亢(七台河矿业精煤集团运销公司,黑龙江七台河154600)摘 要:阐述了PLC 与变频器的供水自动化控制系统的构成,泵组切换与恒压供水控制方法和系统保护功能的实现。
随着变频调速技术的发展,变频恒压供水系统已经取代了传统供水方式,广泛应用于工矿企业和市政供水系统。
关键词:变频调速;恒压供水;自动控制系统中图分类号:TN77 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2009)09-0058-02Application of PLC in Automatic Control System of ConstantPressure Water SupplyZ HANG Kang(Transportation and Sale Co mp.,Qi taihe Mining Industry Cleaned Coal G roup,Qitaihe 154600,China)Abstract :The composition of w ater supply automatic c ontrol syste m with PL C and inverters were described.The control methods of pumps switch and constant pressure w ater supply,and the realization of system protec 2tion w ere also described.With the development of frequency control of motor speed technology,the f requency constant pressure water supply system has replaced the traditional methods of w ater supply,it has widely been applied in the mining enterprises and municial water supply system.Key words :frequency control of motor speed;constant pressure water supply;automa tic control syste m0 引言为了提高供水质量,保证充足的水量供应和稳定的水压,采用多台水泵构成恒压供水控制系统的应用场合越来越多,如在大型商场、宾馆及城市化小区等地方。
PLC在供水系统中的应用
PLC在供水系统中的应用近年来，随着自动化技术的迅速发展，可编程逻辑控制器（PLC）在供水系统中得到了广泛应用。
PLC作为一种专用的计算机控制器，具有高度可编程性、可靠性和灵活性，逐渐取代了传统的电气控制装置，为供水系统的安全、稳定和高效运行提供了有力支持。
一、供水系统的基本组成供水系统是指通过输水管网向居民生活区、商业区、工业区等地提供水资源的综合系统。
它通常由水源、水处理设施、储水设备、配水管网和用户终端设备等几个主要组成部分构成。
在这个系统中，PLC的应用可以涉及到控制水源的泵站、水处理设备的运行、水位监测和控制以及故障自诊断等方面。
二、PLC在供水系统中的功能1. 控制水泵运行：水泵是供水系统中关键的设备之一，它通过运行来实现对水源的抽水和输送。
PLC可以根据供水系统中的水位、压力等参数，智能地控制水泵的启停和运行速度。
通过编程设置不同的工作模式和策略，PLC可以实现多泵组合、换流节能和水压稳定等功能，提高供水系统的运行效率和能源利用率。
2. 监测水位和压力：PLC可以通过传感器对供水系统中的水位和压力进行实时监测，并将监测数据传输给上位机进行处理。
通过对监测数据的分析和判断，PLC可以提前预警水源不足、管网阻塞和水位波动等异常情况，避免供水中断和事故发生。
3. 实现故障自诊断：供水系统中常常会出现水泵堵塞、管道漏水等故障情况。
PLC可以通过对传感器信号的监测和分析，识别和定位故障点，并及时发送报警信息。
此外，PLC还具备自动重启和自动切换备用设备等功能，可以快速响应故障，保证供水系统的连续稳定运行。
4. 数据记录和分析：PLC可以实现对供水系统运行数据的实时记录和储存，包括水量、压力、温度等重要参数。
通过对这些数据的分析和比对，可以评估供水系统的运行状态和性能，并为后续的优化和改进提供依据。
三、PLC在供水系统中的优势相比传统的电气控制装置，PLC在供水系统中具有以下显著优势：1. 灵活可编程：PLC可以通过编程来实现各种复杂的控制逻辑和运算，满足供水系统不同的工作需求。
基于PLC的双恒压供水控制系统设计
基于PLC的双恒压供水控制系统设计摘要近些年来随着可编程控制器快速发展，可编程控制器已广泛应用于各个领域。
本论文设计了一种基于PLC的双恒压供水系统，该系统由一台PLC、一台水泵、一个水塔、六个液位传感器等构成。
双恒压供水控制系统的基本控制策略是：采用可编程控制器(PLC)构成控制系统，进行优化控制水泵，并自动调整水泵运行的台数，完成水塔水位的控制。
当水塔中的液位发生变化时,根据液位传感器的信号，PLC自动控制水泵的运行台数，系统的控制目标是水塔的水位。
手动控制，值班人员通过按钮手动控制水泵，使液位控制在一定的范围之内，实现手动恒压供水。
根据恒压供水系统设计的需求，力求做到使系统运行稳定，操作简便，解决水塔的双恒压供水的问题，保证供水安全、快捷、可靠。
恒压供水保证了供水质量，PLC控制系统丰富了供水系统的控制功能，提高了系统的可靠性。
关键词：PLC，恒压供水系统，液位传感器，水塔DESIGN OF DOUBLE CONSTANT-PRESSURE SUPPLYING WATER CONTROL SYSTEM BASED ON PLCABSTRACTIn recent years, with the rapid development of Programmable Logic Controller, it has been widely used in various fields. A kind of Double Constant-pressure Supplying Water Control Syst em is designed in this paper. The system is constituted of a PLC, three pumps, a Water Tower , six Liquid Level Sensors and so on.A relay control system is constituted of the use of Programmable Logic Controller (PLC), it is optimizing the control of pumps. This is the basic control strategy of Constant Pressure Water Supply Control System, the pumps has been controlled. When the level is changed of the towers, the pumps are controlled by PLC automatic control signals in accordance with liquid level sensor. The water level in the towers is controlling objectives. Controlling by the hands, the On Duty controls the pumps through the manual control button, so that a certain level could be controlled within the scope of. According to the requirement of the Constant Pressure Water Supply System, we could achieve a stable system operation and operate easily. The problem of Constant Pressure Water Supply dual towers is solved. The quality of the water is the protection. PLC Control System enriches the control functions of the Water Supply System, and improves the reliability of the system.Key words:PLC，constant pressure water supply system，liquid level sensor，water tower1.绪论自动化技术是当今几大高新技术之一，从某种意义来说，自动化技术已成为现代化的代名词。
基于PLC控制的双恒压无塔供水系统设计
基于PLC控制的双恒压无塔供水系统设计1.系统概述双恒压无塔供水系统是一种集PLC控制技术、传感器技术和水泵技术于一体的现代供水系统。
该系统通过PLC控制水泵的运行，实现恒压供水。
其主要特点是操作简便，自动化程度高，可靠性强。
2.系统结构该系统由PLC控制器、传感器、水泵和压力感应器组成。
2.1PLC控制器PLC控制器是整个系统的核心，用于控制和调节水泵的运行。
PLC控制器接收传感器检测到的压力信号，根据设定的参数判断是否需要开启水泵，并根据实际的压力情况控制水泵的运行频率和时间。
2.2传感器压力传感器用于检测水压，它将水压信号转换为电信号，并发送到PLC控制器。
PLC控制器根据传感器检测到的压力信号进行判断和控制。
2.3水泵水泵用于将水送入供水系统。
水泵的运行与停止由PLC控制器根据传感器检测到的压力进行控制。
当水压低于设定值时，PLC控制器将启动水泵，提供足够的水压。
当水压高于设定值时，PLC控制器将停止水泵的运行。
2.4压力感应器压力感应器用于感应水泵出口的压力，它将压力信号发送到PLC控制器。
通过接收到的压力信号，PLC控制器可以实时检测供水系统的压力情况，根据设定的压力参数进行控制和调节。
3.系统工作原理当供水系统启动时，PLC控制器开始工作。
它不断接收传感器发送的压力信号，并与设定的压力参数进行比较。
如果当前水压低于设定值，PLC控制器将开启水泵，水泵开始供水。
当水压达到设定值时，PLC控制器将关闭水泵，停止供水。
在水泵运行过程中，PLC控制器会不断地根据传感器发送的压力信号进行调节。
如果水压过高，PLC控制器将减少水泵的运行频率和时间，以减小供水量。
如果水压过低，PLC控制器将增加水泵的运行频率和时间，以提供更多的水压。
通过不断地调节水泵的运行，系统可以实现恒压供水。
在实际应用中，系统还可以增加人机界面，方便操作人员进行参数的设定和监控。
4.系统优势4.1操作简便：整个系统通过PLC控制器实现自动化操作，只需要简单的参数设定即可实现恒压供水，操作方便快捷。
PLC控制的无塔恒压供水系统
量 输 出点 １ ２个 ； 拟 量输 入 点 １ 、 拟 量 输 小点 １ 。 模 个 模 个 如选 用
摘 要 ： 着社 会 的 不断 发展 ． 随 高层 建 筑物 越 来越 多 高层 建 筑 的供 水 问题 越 来越 突 出： 去 的 有塔 供 水 方式 和 系统 ， 过 已经 不
能满足 现 在 的要 求 所 以 新的 供 水 方式 和 系统 出现 ， 现在 在 高层 建筑 供 水 系统 中大都 采 Ｐ Ｃ 来 实现 ， 文介 绍 了 Ｐ Ｃ 控 Ｌ 本 Ｌ
多少 ， 一 定 的 控 制逻 辑 运 行 ， 生 活供 水 在 恒 压 状 态 下 （ 活 按 使 生 用 水 低 恒 压值 ） 行 ： 进 当有 火 灾 发 生 时 ， 磁 阀 Ｙ ２得 电 ， 闭 电 Ｖ 关 生活 用水 管 网 ，ｊ 台 水泵 供 消 防用 水 使用 ：并 根 据 用 水量 的大 三 小 ， 消 防供 水也 在 恒 压状 态 （ 防用 水高 恒压 值 ） 进 行 。 灾 使 消 下 火 结束 以后 ， 台水 泵 再改 为 生 活供 水 使用 三
相 差 很 大 。 生 活 用 水 和 消 防 用 水 共 用 三 台 水 泵 ，平 时 电磁 阀 ＹＶ２处 于 失 电状 态 ， 闭 消 防 管 网 ， 台水 泵 根 据 生 活 用 水 的 关
控制 变 频 器 频率 电 压 信 号
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PLC与变频器在恒压供水系统中的应用
PLC与变频器在恒压供水系统中的应用摘要：进入21世纪以来，市场经济蓬勃发展，生产力不断提高，自动控制系统得到广泛发展与应用，自动控制系统已经成为工业生产的支柱，其中可编程控制器PLC、计算机、变频器更是在工业自动化领域中起着至关重要的作用。
本文主要介绍了PLC与变频器、触摸屏在恒压供水系统中的实际应用。
关键词：PLC；变频器；触摸屏；调节器；压力传感器0.引言电和水都是人们生活、生产不可或缺的重要资源，节能节水已经成为当今社会的主流话题。
我国是一个水资源和电能源短缺的国家，长期以来在工业生产循环供水、高层建筑供水、市政供水等方面都很落后，自动化程度较低。
随着国家对供水行业的关注和投资逐年增大，供水系统自动化水平不断提高，PLC、变频器在供水行业应用逐步增多。
变频恒压供水现已成为供水行业的主流，利用PLC驱动变频器实现集中控制和在线监控，再通过与触摸屏连接，可以使数据更清晰，控制更加形象、直观，操作更加简单方便。
1.变频恒压供水系统的组成变频恒压供水系统的基本构成主要PLC、变频器、触摸屏、压力传感器、调节器、电动机以及水泵组成。
系统主要可以分为执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分。
（1）执行机构是由一组水泵组成，其中包括一台变频泵和两台工频泵构成，变频泵用于将水供入用户网络，由变频器调节电动机转速，来维持管网水压恒定。
工频泵只运行启、停两种工作状态，用以在水量大的情况下工作。
（2）信号检测机构就是在系统控制过程中需要检测管网的水压信号、水池水位信号和报警信号，管网水压信号主要就是恒压供水控制的反馈信号，反映用户的水压值。
水池水位信号是对供水的上限压力和下限压力进行检测，反应水泵进水水源是否充足。
报警信号反应水泵电机是否过载，变频器是否异常。
（3）控制机构包括PLC系统、变频器和触摸屏三个部分。
PLC系统直接对系统中的压力、液位、报警信号进行采集，对来自压力传感器上的4-20mA或者0-10V标准信号通过运算与给定压力参数比较，输出运行频率到变频器进行控制。
全自动PLC在双恒压无塔供水系统中的应用
全自动PLC在双恒压无塔供水系统中的应用根据小区用水时间集中，用水量变化较大的特点，分析了小区原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、PLC、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。
双恒压供水控制系统是以PLC控制为核心，变频调速技术为基础，并结合压力传感器、变频器、水泵、继电器、接触器等成。
在此系统中，PLC将压力设定值与测量值的偏差经PID运算后得到的控制量作用到变频器，从而通过变频器控制水泵的转速调节管网的力，实现恒压供水的目的。
变频调速恒压供水技术其节能、安全、供水高品质等优点，在供水行业得到了广泛应用。
恒压供水调速系统实现水泵电动机无级调速，依据用水量的变化（实际上为供水管网的压力变化）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先进、合理的节能型供水系统。
在实际应用中如何充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频器调速恒压供水设备，降低成本、保证产品质量等有着重要意义。
随着社会的发展和进步，城市高层建筑的供水问题日益突出。
一方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水障碍；另一方面要求保证供水的可靠性和安全性，在发生火灾时能够可靠供水。
针对这两方面的要求，新的供水方式和控制系统应运而生，这就是PLC 控制的恒压无塔供水系统。
恒压供水包括生活用水的恒压控制和消防用水的恒压控制—既双恒压系统。
恒压供水保证了供水的质量，以PLC为主机的控制系统丰富了系统的控制功能，提高了系统的可靠性。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
PLC在无塔供水变频系统设计中的应用
PLC在无塔供水变频系统设计中的应用PLC在无塔供水变频系统设计中的应用PLC（可编程逻辑控制器）在无塔供水变频系统中的应用越来越广泛。
无塔供水变频系统采用变频器来控制水泵的转速，实现根据实际需求调节水压和水流量，从而达到节能和减少水泵磨损的目的。
PLC作为系统的核心控制设备，可以对无塔供水变频系统进行精确的控制和监控。
下面将逐步介绍PLC在无塔供水变频系统设计中的应用。
首先，PLC可以通过接收来自传感器的信号来获取水压和水流量等实时数据。
这些数据可以用于判断当前的供水需求，并作为控制系统的输入参数。
通过编程设置，PLC可以根据实时数据来调节变频器的输出频率，从而控制水泵的转速。
其次，PLC可以通过编程设置来实现不同的工作模式。
在高峰时段，PLC可以设置为自动模式，根据预设的水压和水流量范围，自动调节水泵的转速以满足供水需求。
而在低峰时段，PLC可以切换到手动模式，由操作员根据实际情况手动调节水泵的转速。
这样可以进一步节约能源和减少设备的磨损。
此外，PLC还可以通过编程设置来实现故障报警和保护功能。
当发生水泵过载、短路或其他故障时，PLC会立即发出报警信号，并通过控制变频器来停止水泵的运行，以避免设备的进一步损坏。
同时，PLC 还可以记录故障信息，方便后续的故障诊断和维修。
最后，PLC还可以通过与上位机的通信接口进行远程监控和控制。
通过编写相应的软件程序，可以实现对无塔供水变频系统的远程监测和远程控制。
操作员可以通过上位机实时监测水压、水流量和设备状态等信息，同时可以远程调节水泵的转速和工作模式，从而实现对供水系统的远程管理和控制。
综上所述，PLC在无塔供水变频系统设计中的应用非常重要。
它可以实现对无塔供水系统的精确控制和监控，提高供水效率，节约能源，并保护设备的安全运行。
随着技术的不断发展，PLC在无塔供水变频系统中的应用还将进一步完善和扩展，为供水行业带来更多的便利和高效。
PLC控制双恒压供水水泵系统
自动化专业综合设计报告设计题目：PLC控制的双恒压供水水泵站所在实验室：指导教师：学生班级学号成绩评定：一、设计目的对大学期间所学PLC知识的总结应用，使对PLC的掌握更加熟悉，以便在今后工作中可以为己所用。
并对大学期间学习情况的考察。
本实验的主要任务：通过实验使学生了解PLC技术在工业控制领域的实际应用，基本掌握PLC控制系统的硬件电路设计及程序设计、调试方法，学会分析、解决生产实际过程中出现的问题，为毕业设计及今后从事相关的工作奠定一定的实践基础。
二、设计要求对于三台水泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求：1、生活供水是，系统低恒压运行，消防供水时，系统高恒压运行。
2、三台水泵根据恒压要求，采取“先开先停”的原则接入和退出。
3、在用水量小的情况下，如果一台水泵连续运行三小时，则要切换到下一台水泵，即系统具有“倒泵功能”，避免某一台水泵工作时间过长。
4、三台水泵在启动的时候都要具有降压启动的功能。
5、要求具有完善的报警功能。
6、对水泵的操作要具有手动的功能，手动仅在应急和检修时临时使用。
三、设计容（可加附页）输入输出表I０.１料欠消防用水开Q0.1 M2 皮带2关I０.２SB２系统关闭Q0.2 M3 皮带3I０.４SQ１低水位报警Q0.6 pls 正转I０.５SQ３高水位报警Q0.7 正反转反转I０.６SB３皮带３暂停Q1.0 L1 高水位报警I０.７SB４皮带二暂停Q1.1 L2 低水位报警I１.０SB５皮带１暂停系统接线图系统梯形图系统指令表四、设计实验结果及分析调试运行程序生活用水：系统调试下载完成后按下SB1系统启动I0.0得电三台电机依次按照M 1运行10s,在M1运行到地5s时M２开始运行，到第１０S，M１结束运行M３开始运行当１５ｓ时M２结束运行M１开始运行，然后循环运行。
当模拟水位运行的电梯运行到低水位SQ１时L２亮进行低水位报警，运行到SQ２时L １亮高水位报警。
消防用水：当按下消防用水开关（料欠），三台电机M1、M２、M３同时运行。
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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。
根据小区用水时间集中，用水量变化较大的特点，分析了小区原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、PLC、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。
该双恒压供水控制系统是以PLC控制为核心，变频调速技术为基础，并结合压力传感器、变频器、水泵、继电器、接触器等成。
在此系统中，PLC将压力设定值与测量值的偏差经PID运算后得到的控制量作用到变频器，从而通过变频器控制水泵的转速调节管网的力，实现恒压供水的目的。
关键词:恒压供水；变频调速；PID调节；PLC控制目录绪论 (1)一、PLC的简介 (2)（一）PLC的产生和发展历史 (2)1.PLC的产生 (2)2.PLC的发展历史 (2)3.PLC的应用领域 (6)4.PLC的应用特点 (7)5.PLC应用中需要注意的问题 (8)6.主要抗干扰措施 (9)二、工艺过程及控制要求 (11)(一)系统工艺流程 (11)(二)系统控制要求 (12)三、硬件设计 (13)(一)控制系统的I/O点及地址分配 (13)(二)PLC的选型 (14)(三)电气控制系统原理图 (15)1.主电路图 (15)2.控制电路图 (15)3.PLC外围接线图 (15)四、系统软件设计 (20)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)绪论变频调速恒压供水技术其节能、安全、供水高品质等优点，在供水行业得到了广泛应用。
恒压供水调速系统实现水泵电动机无级调速，依据用水量的变化（实际上为供水管网的压力变化）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先进、合理的节能型供水系统。
在实际应用中如何充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频器调速恒压供水设备，降低成本、保证产品质量等有着重要意义。
随着社会的发展和进步，城市高层建筑的供水问题日益突出。
一方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水障碍；另一方面要求保证供水的可靠性和安全性，在发生火灾时能够可靠供水。
针对这两方面的要求，新的供水方式和控制系统应运而生，这就是PLC 控制的恒压无塔供水系统。
恒压供水包括生活用水的恒压控制和消防用水的恒压控制—既双恒压系统。
恒压供水保证了供水的质量，以PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控制功能，提高了系统的可靠性。
一、PLC的简介（一）PLC的产生和发展历史1.PLC的产生可编程程序逻辑控制器PLC产生于1969年，最初只具备逻辑控制、定时、记数等功能，主要是用来取代继电接触器控制。
PLC是计算机技术与继电接触器控制技术相结合的产物，它采用了计算机存储器存储程序和顺序执行的原理；但其编程语言采用直观的类似的继电接触器控制电路的梯形图语言。
现在所说的可编程序控制器，它采用中央处理单元CPU（Central Processing Unit）,不但继承了PLC原有的功能，而且具有更为强大的功能，指令系统丰富，程序结构灵活，通用性和适应性强，可以用来实现复杂的控制。
它是目前工业自动化应用最广的控制设备。
2.PLC的发展历史在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。
目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。
为了使各位初学者更方便地了解PLC，本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介。
（1）PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。
传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，Programmable Controller（PC）。
个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。
PLC的定义有许多种。
国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
上世纪80年代至90年代中期，是PLC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，PLC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。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
（2） PLC的构成从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。
固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。
模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置.（3） CPU的构成CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。
进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。
内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。
CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。
但工作节奏由震荡信号控制。
运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。
寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。
(4) I/O模块PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。
I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。
输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。
I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。
常用的I/O分类如下：开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit 等。
除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。
(5) 电源模块PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。
同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。
电源输入类型有：交流电源（220VAC 或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）.(6) PLC系统的其它设备a)编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。
小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。
b)人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。
c)输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM 写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。
3．PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：(1) 开关量逻辑控制取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。
如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
(2) 工业过程控制在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。
PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。
过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
(3) 运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。
一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
(4) 数据处理PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。
数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
(5) 通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。
随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
4. PLC的应用特点(1) 可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。
PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。