PLC控制恒压供水系统.docx
plc控制恒压供水系统
plc控制恒压供水系统plc控制恒压供水系统工作原理:恒压供水设备的工作原理是根据用户用水量变化自动调节运行水泵台数和一台水泵转速,使水泵出口压力保持恒定。
恒压供水设备当用户用水量小于一台水泵出水量时,控制系统根据用水量的变化有一台水泵变频调整运行,当用水量增加时管道系统内压力下降,这时压力传感器把检测到的信号传送给微机控制单元,通过微机运行判断,发出指令到变频器,控制水泵电机,使转速加快以保证系统压力恒定,反之当用水量减少时,使水泵转速减慢,以保持恒压。
当用水量大于一台泵出水时,第一台泵切换到工频运行,第二台泵开始变频调整运行,当用水量大于两台泵出水量时,将自动停止一台或二台泵运行。
在整个运行过程中,恒压供水设备始终保持系统恒压不变,使水泵始终工作在高效区,既保证用户恒压供水,又节省电能。
plc控制恒压供水系统基本功能:1、恒压控制功能:保持供水压力的稳定,并可根据用水量的变化自动调节各水泵在变频和工频状态下配合工作,并遵循“先开先停”原则。
2、无水自动停机功能:若自来水因故停水本系统会自动停机,一旦自来水压力达到设定值时就自动开机。
3、变频恒压供水设备水泵状态自动调节功能:在持续低用水量的情况下,为保护各水泵状态正常,系统会定时切换运行的水泵。
4、保护功能:具有缺相、过压、欠压、过流、过载、短路、过热、失速功能保护。
5、瞬时断电自恢复功能:因电网变化发生瞬时停电,来电后自动恢复运行状态。
6、变频恒压供水设备供水补压、自洁功能:在用水高峰时,由于自来水压力下降,造成来水供不上用水时,它可以保证自动补充不足水量,同时还使得储水得到杀灭大肠菌有害细菌的作用,从而确保水质符合国家饮用水安全指标。
plc控制恒压供水系统基本功能:1、恒压控制功能:保持供水压力的稳定,并可根据用水量的变化自动调节各水泵在变频和工频状态下配合工作,并遵循“先开先停”原则。
2、无水自动停机功能:若自来水因故停水本系统会自动停机,一旦自来水压力达到设定值时就自动开机。
PLC控制的恒压供水系统
设计题目:PLC控制的恒压供水系统设计要求:1.设计一个采用全自动变频恒压控制方式来实现恒压供水的自控系统;2.本系统主要以PLC来控制,按照控制要求选择器件,设计其硬件主控电路;3.根据要求选择相应的传感器、驱动电机、阀门等;4.按照设计要求设计相应算法,编制相应的PLC控制程序。
设计进度要求:第一周:确定题目,查阅资料第二周:根据设计要求分析恒压供水的工作原理第三周:对硬件进行设计第四周:对软件进行设计第五周:进行调试,找出问题第六周:改进设计中存在不足第七周:撰写设计论文第八周:整理论文,准备答辩第八周:准备毕业答辩。
指导教师(签名):摘要本论文主要阐述近年来我国中小城市发展迅速,集中用水量急剧增加。
供水方面迫切希望通过对原有系统的技术改造,提高生产过程的自动化水平。
针对当前供水系统中存在的自动化程度不高、能耗严重、可靠性低的缺点加以研究,开发出一种新型的并在这三个方面都有所提高的变频式恒压供水自动和手动双重控制系统降低能源消耗和资源浪费,从而提高设备的可维护性和运行的可靠性,以达到降低自来水的生产成本和提高生产管理水平的目的。
恒压供水系统模拟了生活用水、城市供水及工业用水变化大的情况,系统有单变频,双泵及几个用水点组成,运行后当需水量较低时,单泵变频运行即可达到设定的管网压力,随用水量的增大,变频频率增加,一直达到最大频率满足需求。
如果达到工频时还是低于设定值,则将现在运行的设备切换为工频运行,变频启动另一台水泵运行。
当需水量减少,变频运行会将运行频率降低到0,如果还是高于设定值,则将工频运行设备停止,变频运行输出最大再逐渐降低以至满足要求为止。
关键词: 恒压变频供水,PLC,自动控制济源职业技术学院毕业设计目录摘要 (II)1 恒压供水系统的现状 (1)1.1恒压供水系统的特点 (1)1.2变频调速及PLC在供水行业中的应用 (1)2 恒压供水系统工作原理 (4)2.1系统工作过程 (4)2.2变频调速的节能、调速原理 (5)3 系统的硬件工作原理及硬件选择 (7)3.1系统简介 (7)3.2工作原理 (7)3.3PLC选型 (9)3.4阀门的选择 (13)3.5压力传感器的选择 (14)3.6主电路设计 (14)3.7控制电路的设计 (16)4 软件设计与实现 (17)4.1PLC编程简介 (17)4.2PLC接线图 (21)4.3程序的设计 (22)4.4恒压供水系统的程序语句表 (24)4.5模拟运行与调试过程 (31)致谢 (31)参考文献 (32)1 恒压供水系统的现状1.1 恒压供水系统的特点近年来我国中小城市发展迅速,集中用水量急剧增加。
PLC控制恒压供水系统
1.具有自动调节及控制功能。
2.可设置跳跃频率避开管路的不良。
3.变频系统与工频控制系统互为备用,合理利用现有设备。
4.系统保护功能完善,如电机过电流、过载、过热;电源缺 相,过、欠电压; 电机接地故障; 系统水压过高、 水压过低; 管网泄漏、堵塞等。
绍(11)
三、输入输出元件与PLC地址对照
表(15)
程序设计(17)总
结
•••(20)
致
谢
•(21)
献(22)
第一章 概述 变频供水的一种典型方式是变频恒压供水。变频恒压供水时 使用变频器的调速功能通过调节供水的水泵的转速,以维持 供水始端压力,变使之保持相对的恒定,故又称恒压供水。 现在变频供水以逐步渗透到各种行业,品种也从单一简单的 变频恒压供水向专业多功能和高级的变频、变压供水及职能 化控制的方向发展。
触摸屏和PLC和变频器等应用到其中, 不断的提高供水的质 量以及整个供水系统的自动化程度。
1-1常见的供水方式及变频恒压调节的原理
一、原理
生产和生活中的供水方式有多种,常见的供水方式通常会设 一台或多台泵;有多台泵时会根据不同的用水量启动不同数 量的泵运行,供水水压式波动的。要保证供水质量,稳定供 水出口(或管网) 的压力,变频恒压供水是最好的方式之一。 变频恒压供水系统实现恒压的工作过程和原理:安装于供水 管或主管道上的压力传感变送器将供水管网压力转换成4~20mA(0~20mA、0~10V)的标准电信号,送到PID调 节器(或过程控制器、PLC、DCS等),经过运算处理后仍 以标准电信号直接送到具有内置PID调节功能的变频器; 变 频器根据调速的给定信号或对压力传感变送器的标准电信 号进行运算处理后,决定其输出频率实现对驱动典动机的转 速调节,从而实现对供水的水量及供水压力调节,最终实现 了对供水管网的压力调节,即实现恒压供水。
基于PLC的恒压供水系统的设计
基于PLC的恒压供水系统的设计1. 引言1.1 背景介绍恒压供水系统是一种能够保持管网压力恒定的供水系统,其特点是在用户用水量变化时能够自动调节工作状态,保持供水压力恒定。
随着城市建设的发展和人们对供水质量和供水压力要求的提高,恒压供水系统在城市供水系统中得到了广泛的应用。
在传统的供水系统中,因为管网压力波动大,用户在高峰时段可能会出现供水压力不足的情况,影响用户的用水体验。
而恒压供水系统通过在系统中增加变频器或调速器等设备,能够根据用户用水量的变化实时调节泵的运行状态,从而保持管网的压力稳定,提高供水系统的稳定性和可靠性。
恒压供水系统的设计和应用对于提高城市供水系统的运行效率和水质保障具有重要意义。
基于PLC的恒压供水系统能够更加智能化地控制供水系统的运行,提高系统的运行效率和稳定性。
研究基于PLC 的恒压供水系统的设计对于推动供水系统的智能化和可持续发展具有重要的意义。
1.2 研究意义恒压供水系统作为现代生活中不可或缺的设备,其稳定可靠的运行对于保障用户正常生活和生产经营具有重要意义。
传统的恒压供水系统存在着一些问题,如压力波动大、能耗高、维护成本高等。
对于基于PLC的恒压供水系统的研究具有重要的意义。
通过对基于PLC的恒压供水系统进行研究和设计,不仅可以提升系统的性能和可靠性,还可以为恒压供水系统的发展带来新的技术突破和创新,推动相关领域的发展。
本文旨在探讨基于PLC技术的恒压供水系统的设计原理和方法,为相关研究和应用提供参考和借鉴。
1.3 研究目的研究目的是为了探索基于PLC的恒压供水系统设计的有效性和可行性。
通过对恒压供水系统的原理和特点进行分析,以及PLC在恒压供水系统中的应用情况进行研究,我们可以更好地理解恒压供水系统的设计要求和实施步骤。
通过对基于PLC的恒压供水系统的硬件设计和软件设计进行详细的讨论,可以为工程师和研究人员提供实用的设计方案和技术支持。
通过本研究,我们希望能够总结出基于PLC的恒压供水系统设计的优势和特点,为未来的恒压供水系统设计和研究提供参考和借鉴。
《PLC实现恒压变频供水系统的设计》范文
《PLC实现恒压变频供水系统的设计》篇一一、引言随着工业自动化水平的不断提高,PLC(可编程逻辑控制器)在供水系统中的应用越来越广泛。
恒压变频供水系统作为一种高效、节能的供水方式,其设计及实现成为现代供水工程的重要课题。
本文将详细介绍PLC在恒压变频供水系统设计中的应用,包括系统构成、工作原理、设计方法及实施效果等方面。
二、系统构成恒压变频供水系统主要由水源、水泵、压力传感器、PLC控制器、变频器等部分组成。
其中,水源提供系统所需的水资源,水泵负责将水输送到指定地点,压力传感器实时监测水管中的水压,PLC控制器则负责整个系统的控制与调节,变频器则用于调节水泵电机的转速,实现恒压供水。
三、工作原理恒压变频供水系统的工作原理是通过PLC控制器实时采集压力传感器的数据,根据设定的压力值与实际压力值的差异,通过变频器调节水泵电机的转速,从而保持水管中的水压恒定。
当实际水压低于设定值时,PLC控制器会增加水泵电机的转速,提高水压;反之,则会降低水泵电机的转速,降低水压。
此外,系统还具有过载、过流、过压等保护功能,确保系统的安全稳定运行。
四、设计方法1. 确定系统参数:根据实际需求,确定供水系统的流量、扬程、工作压力等参数。
2. 选择设备:根据系统参数,选择合适的水泵、压力传感器、PLC控制器及变频器等设备。
3. 设计电路:设计PLC控制电路及变频器驱动电路,确保电路的稳定性和可靠性。
4. 编程控制:使用编程软件对PLC进行编程,实现恒压控制、故障诊断及保护等功能。
5. 安装调试:将设备安装到现场,进行系统调试,确保系统正常运行。
五、实施效果PLC实现恒压变频供水系统的设计具有以下优点:1. 节能:通过实时调节水泵电机的转速,实现恒压供水,避免了能源的浪费。
2. 稳定:系统具有较高的稳定性,能够根据实际需求自动调节水压,保证供水的稳定性和连续性。
3. 智能:通过PLC控制器实现智能化控制,具有故障诊断及保护等功能,提高了系统的安全性。
《PLC实现恒压变频供水系统的设计》范文
《PLC实现恒压变频供水系统的设计》篇一一、引言随着工业自动化和智能化水平的不断提高,PLC(可编程逻辑控制器)在工业控制领域的应用越来越广泛。
恒压变频供水系统作为现代建筑和工业生产中的重要组成部分,其稳定性和可靠性对于保障供水系统的正常运行至关重要。
本文将详细介绍如何利用PLC实现恒压变频供水系统的设计。
二、系统设计目标本系统设计的主要目标是实现恒压供水,即通过PLC控制变频器,使水泵电机运行在最佳状态,以保持供水压力的恒定。
同时,系统应具备自动化、智能化、高效率和低能耗的特点,确保供水的稳定性和可靠性。
三、系统组成恒压变频供水系统主要由PLC控制器、变频器、水泵电机、压力传感器、水管网等部分组成。
其中,PLC控制器是系统的核心,负责接收压力传感器的信号,根据设定的压力值控制变频器,从而调节水泵电机的运行状态。
四、PLC控制策略1. 压力采集:通过压力传感器实时采集供水系统的压力信号,并将其传输给PLC控制器。
2. 压力设定:在PLC控制器中设定目标压力值,与实际采集的压力值进行比较。
3. 变频控制:根据压力差值,PLC控制器输出控制信号给变频器,调节水泵电机的运行频率,使供水压力接近目标压力值。
4. 故障诊断与保护:PLC控制器具备故障诊断与保护功能,当系统出现故障时,能及时切断电源,保护设备安全。
五、系统实现1. 硬件选型与配置:根据系统需求,选择合适的PLC控制器、变频器、水泵电机和压力传感器等设备,并进行合理的配置。
2. PLC编程:根据控制策略,编写PLC程序,实现压力的实时采集、比较、控制和故障诊断与保护等功能。
3. 系统调试:对系统进行整体调试,确保各部分设备正常运行,达到恒压供水的目标。
4. 运行维护:定期对系统进行巡检和维护,确保系统的稳定性和可靠性。
六、系统优势1. 自动化程度高:通过PLC控制,实现供水的自动化,减少人工干预,提高工作效率。
2. 节能环保:根据实际需求调节水泵电机的运行状态,降低能耗,减少对环境的影响。
plc控制恒压供水系统
plc控制恒压供水系统plc控制恒压供水系统变频控制原理用变频调速来实现恒压供水,与用调节阀门来实现恒压供水相比,节能效果十分显着(可根据具体情况计算出来)。
其优点是:1、起动平衡,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击;2、由于泵的平均转速降低了,从而可延长泵和阀门等的使用寿命;3、可以消除起动和停机时的水锤效应;一般地说,当由一台变频器控制一台电动机时,只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。
当一台变频器同时控制两台电动机时,原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。
但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时,可考虑适当减小变频器的容量,但应注意留有足够的容量。
夏小姐plc控制恒压供水系统安装使用及保养1plc控制恒压供水系统安装应选择通风良好、灰尘少、不潮湿的场地,环境湿度为-10℃-40℃。
在室外应设防雨,防雷等设施。
2、为方便plc控制恒压供水系统安装、保养、设备四周应留70cm 空间,人孔处应保留1.5m空间,四周地面应设排水沟。
3、选定plc控制恒压供水系统场地后,要处理好地基、在用砼浇注或用砖石砌筑罐体支承座。
待基座完全固化后,再吊装罐体并放稳,随后安装附件,接通电源。
4、在试车前,应先关闭供水阀,检查plc控制恒压供水系统各密封阀情况,不允许有泄露现象,开车后,应注意机泵转向。
当压力表指针到上限时,机泵自动停止。
打开供水阀,即可正常供水、如需定时供水,可把选择开关扳到手动位置。
5、plc控制恒压供水系统泵机组应经常检查,定期保养并加注润滑油。
离心泵和止回阀如发现漏水现象,应及时紧固法兰螺丝或更换石棉根,检查机泵底脚螺栓不能松动,以防损坏plc控制恒压供水系统。
6、plc控制恒压供水系统系统,应防水、防尘、经常检查线路绝缘情况,连接螺栓是否松动和保险丝完好等情况。
压力表外部最好用透明材料包裹,以防损坏plc控制恒压供水系统。
(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。
《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》范文
《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》篇一一、引言随着现代工业和城市化进程的快速发展,供水系统的稳定性和效率问题越来越受到关注。
恒压变频供水系统作为一种先进的供水技术,通过精确控制水泵的转速和输出,实现了水压的稳定供应。
本文将详细介绍基于PLC(可编程逻辑控制器)的恒压变频供水系统的设计与实现过程。
二、系统设计1. 需求分析在系统设计阶段,首先需要对供水系统的需求进行详细分析。
包括供水范围、水压要求、水泵数量及功率等。
同时,还需考虑系统的稳定性、可维护性及节能性等因素。
2. 硬件设计硬件设计是恒压变频供水系统的基础。
主要包括PLC控制器、变频器、水泵、压力传感器等设备。
其中,PLC控制器负责整个系统的控制与协调,变频器用于调节水泵的转速,压力传感器则用于实时监测水压。
3. 软件设计软件设计是实现恒压变频供水系统的关键。
通过PLC编程,实现对水泵的转速、输出及水压的精确控制。
同时,还需设计友好的人机界面,方便操作人员对系统进行监控与操作。
三、系统实现1. PLC编程PLC编程是实现恒压变频供水系统的核心。
通过编写梯形图或指令表,实现对水泵的转速、输出及水压的精确控制。
在编程过程中,需充分考虑系统的稳定性、响应速度及节能性等因素。
2. 硬件连接与调试将PLC控制器、变频器、水泵、压力传感器等设备连接起来,进行系统调试。
确保各设备之间能够正常通信,并实现精确的控制与协调。
3. 人机界面开发开发友好的人机界面,方便操作人员对系统进行监控与操作。
人机界面应具有直观、易操作、信息丰富等特点,能够实时显示水压、水泵状态等信息。
四、系统测试与优化1. 系统测试在系统测试阶段,需要对恒压变频供水系统进行全面的测试,包括稳定性测试、响应速度测试、节能性测试等。
确保系统能够满足实际需求。
2. 参数优化根据测试结果,对系统的参数进行优化,以提高系统的性能和稳定性。
优化过程中,需充分考虑系统的实际运行情况及外界环境因素。
《PLC实现恒压变频供水系统的设计》范文
《PLC实现恒压变频供水系统的设计》篇一一、引言随着城市化进程的加速,对水资源供应的稳定性和效率提出了更高的要求。
恒压变频供水系统以其稳定、节能和可靠的特点,成为了现代供水工程中不可或缺的组成部分。
本文将重点讨论如何利用可编程逻辑控制器(PLC)实现恒压变频供水系统的设计,以确保水压的稳定与水资源的合理利用。
二、系统概述恒压变频供水系统是一种通过变频器调节水泵电机转速,以实现恒定供水压力的自动化系统。
该系统主要由PLC控制器、变频器、水泵、压力传感器等部分组成。
其中,PLC作为系统的核心控制单元,负责接收压力传感器的信号,根据设定的压力值调整变频器的输出频率,从而控制水泵的转速,实现恒压供水。
三、系统设计1. 硬件设计硬件部分主要包括PLC控制器、变频器、水泵和压力传感器。
PLC控制器选用高性能的工业级控制器,具备强大的数据处理能力和抗干扰能力。
变频器选用具有高效率、低噪音等特点的变频器,以保证水压的稳定与水资源的合理利用。
水泵的选择应考虑其流量、扬程和效率等因素,以满足实际需求。
压力传感器则负责实时监测供水压力,并将信号传输给PLC控制器。
2. 软件设计软件部分主要包括PLC控制程序的设计。
控制程序应具备以下功能:实时接收压力传感器的信号,根据设定的压力值计算变频器的输出频率;根据计算结果调整变频器的输出频率,控制水泵的转速;当系统出现故障时,能及时报警并自动切换到备用设备,保证系统的稳定运行。
在编程过程中,应遵循结构化、模块化的原则,以提高程序的可靠性和可维护性。
四、系统实现1. PLC程序设计PLC程序是实现恒压变频供水系统的关键。
在程序设计过程中,应充分考虑系统的实时性、稳定性和可靠性。
首先,应设置一个合适的压力设定值,作为系统控制的依据。
然后,通过压力传感器实时监测供水压力,将压力信号转换为电信号并传输给PLC控制器。
PLC控制器根据接收到的信号与设定值进行比较,计算出差值并转换为变频器的输出频率。
plc控制恒压供水系统
plc控制恒压供水系统plc控制恒压供水系统plc控制恒压供水系统简介plc控制恒压供水系统是一种新型的节能供水设备。
plc控制恒压供水系统系运用当今最先进的微电脑控制技术,将变频调速器与电机水泵组合而成的机电一体化高科技节能供水装置。
plc控制恒压供水系统以水泵出水端水压(或用户用水流量)为设定参数,通过微机自动控制变频器的输出频率从而调节水泵电机的转速,实现用户管网水压的闭环调节,使供水系统自动恒压稳于设定的压力值:即用水量增加时,频率提高,水泵转速加快;用水量减少时,频率降低,水泵转速减慢。
这样就保证了整个用户管网随时都有充足的水压(与用户设定的压力一致)和水量(随用户的用水情况变化而变化)。
随着二次供水加压技术的发展,plc控制恒压供水系统从根本上解决了这些问题。
据“供水设备推广中心”的资料显示,plc控制恒压供水系统不需建造水塔,投资小、占地少,采用水气自动调节、自动运转、节能与自来水自动并网,停电后仍可供水,调试后数年不需看管。
比建造水塔节约投资70%,比建造高位水箱节约投资60%,大大节约土建投资。
plc控制恒压供水系统广泛用于企事业单位、住宅区及农村的生产、生活、办公用水。
供水户在20-2000户。
日供水量在20-50000m3,供水高度达150米,即50层楼房。
plc控制恒压供水系统保养方法plc控制恒压供水系统泵机组应经常检查,定期保养并加注润滑油。
离心泵和止回阀如发现漏水现象,应及时紧固法兰螺丝或更换石棉根,检查机泵底脚螺栓不能松动,以防损坏机器。
罐体如发现漆皮脱落,应及时涂漆保养,以延长使用寿命。
plc控制恒压供水系统电器自动控制系统,应防水、防尘、经常检查线路绝缘情况,连接螺栓是否松动和保险丝完好等情况。
压力表外部最好用透明材料包裹,以防损坏。
plc控制恒压供水系统使用范围1、高层建筑、居民小区、别墅等居民生活用水。
2、企事业单位、宾馆、写字楼、百货商场,大型桑拿浴、医院、学校,体育馆,高尔夫球场,机场等场所的日常用水。
基于PLC的变频恒压供水系统(完整版)
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.变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力变送器等构成。
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。
压力变送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.并且通过PLC实现报警控制。
关键词:变频调速,恒压供水,PLCABSTRACTThis paper according to the requirements of the water supply of China's urban district,designed a set of variable frequency speed regulation based on PLC of constant pressure water supply system. Frequency conversion constant pressure water supply system by PLC,frequency converter,pump unit, pressure transmitter,etc. This system includes three pump motor, they constitute frequency conversion cycle operation mode. The frequency converter to realize the three-phase pump motor soft start—up and frequency control, run by switching ”first rev。
基于PLC的变频恒压供水系统
传感器及测量元件的选择与设计
压力传感器
选择精度高、稳定性好的压力 传感器,如扩散硅压力传感器
。
水位传感器
选择耐腐蚀、测量精度高的水 位传感器,如超声波水位传感
器。
流量计
选择口径合适、测量准确的流 量计,如电磁流量计。
变频器及电动机的选择与设计
变频器型号
选择具有恒压供水功能的变频 器,如西门子MM440系列。
在PLC控制器中编写 通信程序,实现与变 频器的实时通信,接 收实时压力数据以及 控制变频器的输出频 率。
在PLC控制器中编写 控制程序,根据实时 压力与设定压力的差 值,计算控制量,输 出给变频器,实现恒 压供水。
PLC控制器具有丰富 的输入输出接口,可 以方便地扩展其他设 备,如水位控制器、 流量计等。
实验数据记录
01
记录供水系统的实时数据,包括水压、流量、电机转速等,为
分析系统性能提供依据。
数据整理与分析
02
对实验数据进行整理和分析,评价基于plc的变频恒压供水系
统的性能指标,如水压稳定性、节能效果等。
系统优化建议
03
根据实验结果提出优化建议,如调整变频器参数、改进PLC程
序等,进一步提高供水系统的性能。
随着能效标准和环保要求的不断 提高,未来的研究将更加注重供 水系统的节能环保性能。例如, 研究新型的节能水泵、优化系统 运行模式等。
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基于plc的变频恒压供水系 统
2023-11-07
目录
• 引言 • 变频恒压供水系统概述 • 基于plc的变频恒压供水系统设
计 • 基于plc的变频恒压供水系统控
制算法设计
目录
• 基于plc的变频恒压供水系统调 试与实验
PLC在恒压供水控制中的应用.doc
PLC在恒压供水控制中的应用内容摘要生产及生活都离不开水。
但如果水源离用水场所较远,就需要管路的输送。
而将水送到较远或较高的地方,管路中是需要有一定水压的,水压高了,才能将水输送到远处或较高的楼层。
产生水压的设备是水泵,水泵转动的越快,产生的水压越高。
传统的维持水压的方法是建造水塔,水泵开着时将水打到水塔中,水泵休息时,借助水塔的水位继续供水。
水塔中的水位变化相对水塔的高度来说很小,也就是说水塔能维持供水管路中水压的基本恒定。
但是,建造水塔需要花费财力,水塔还会造成水的二次污染。
本设计是针对居民生活用水和消防用水而设计的。
由变频器、PLC、压力变送器组成控制系统,调节水泵的输出流量。
电动机泵组由三台水泵组成,用水时,由变频器或工频电网供电,根据供水系统出口水压来控制变频器电动机泵组的速度和切换,使系统运行在最合理状态,保证供水。
本论文设计与实现通过组态王进行数据传输的远程网络巡回监控系统。
具体讲述了系统的总体设计与软件的实现,并对系统进行了说明。
本论文介绍了恒压供水的基本原理及其系统构成的基础,说明了PLC及变频器在恒压供水系统中所担任的角色。
从系统的整体设计方案和实际需求分析开始,紧密的联系实际生活的需要,力求做到使系统运行稳定,操作简便,解决实际中的问题,保证供水安全、快捷、可靠。
恒压供水保证了供水质量,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。
关键词:恒压供水;变频调速;PLC; 组态王监控系统AbstractProduction and life are insepatable from the water.But if the water far away from the place of water,it needs the transmission pipeline.The higher the water to distant or local,is the need for a certain pipe water pressure,high water pressure to move water to higher floors or the distance.The device is a pump produced water pressure,waterpump rotating faster,the higher the pressure generated.The traditional approach is to maintain the pressure build towers,water pumps turned on the water hitting the towers,the water pump breaks,the water level continues to supply with water tower.Water tower water tower in the height of water level change is relatively small,meaning that water supply pipes in the water tower to maintain water pressure is almost constant.However,the construction of water tower takes a financial and towers also cause secondry pollution of water.So,can not be achieved through constant pressure water supply towers then?Certainly,that is introduced into the design of PLC used in constant pressure water supply.Water consumption,the increase in the quantity orinprove the water pump rotational speed to maintain constant water pressure in the pipe network,water and it takes hours to make the opposite adjustment.This is the PLC control constant pressure water supply of the basic ideas. This is designed for residential water and fire water designed.By the frequency conveter,PLC,PID regulator and composition of the control system to regulate the pump output flow.Formed by the three water pump motor pump,water closing the fire control network,the frequency converter or power supply,water supply systens under pressure to control the inverter export pump motor speed and switch the system running.The most reasonable condition to ensure the on-demand water supply.Design and implementation of this thesis,data transmission through ZUTAIWANG circuit remote network monitoring system.Elaborate on the system design and software implementation,and system reliability of the measures taken are described.This paper introduces the basic principles and the constant pressure water supply system constitutes the basis described PLC in the Water Supply System in the role.From the system`s overall design and the actual needs of the beginning of life close to reality the need for,and strive to make sure that the system is stable,easy to operate to solve to reality the need for,and strive to make sure that the system is stable,easy to operate to solve the practical problems,to ensure the water supply safe,fast and reliable.Constant pressure water supply to ensure the water quality supply safe,fast and reliable.Constant pressure water supply to ensure the water quality to the host PLC control system for the rich control the system,improve system reliability.Key words: water supply of constant pressure; variable frequency and speed regulation; PLC; ZUTAIWANG monitoring system目录一、引言 (1)1.1 恒压供水产生的背景和意义 (1)1.2 恒压供水系统的国内外研究现状 (1)1.3 本文的主要研究内容 (1)二、PLC控制的恒压供水系统及工艺要求 (2)2.1 恒压供水系统的组成 (2)2.1.1 压力变送器 (2)2.1.2 变频器 (2)2.2 PLC在恒压供水中的主要任务 (3)2.3 PLC控制的恒压供水系统工艺要求 (3)2.3.1 PLC控制的恒压供水系统 (3)2.3.2 系统控制的工艺要求 (4)2.3.3 设计总体方案思路 (4)三、PLC控制的恒压供水系统的硬件设计 (5)3.1 PLC系统选型 (5)3.2 控制系统的I/O点及地址分配 (5)3.3 变频器 (6)3.3.1 变频器的基本结构 (7)3.3.2 变频器的分类 (8)3.3.3 变频器硬件选择及参数设置 (8)3.4 压力变送器 (9)3.5 电动机 (10)3.6 电气控制系统原理图 (10)3.6.1 主电路图 (10)3.6.2 控制电路图及PLC硬件接线图 (10)四、PLC控制的恒压供水系统的软件设计 (11)4.1 由电动机功率原因而选择工频接入星角启动 (12)4.2 多水泵同时运行时的换泵过程 (12)4.3 系统流程图设计 (13)4.4 程序的结构及程序功能的实现 (14)4.5 西门子PLC编程软件简介 (15)4.6 程序调试 (15)五、组态王组态软件的设计 (15)5.1 组态王组态软件系统介绍及构成 (15)5.2 使用组态王组态软件控制系统实验仿真的基本方法 (16)5.3 使用组态王组态软件开发应考虑的问题 (16)5.4 恒压供水系统人机界面设计 (16)5.5 组态运行环境及调试 (20)六、结束语 (21)一、引言1.1 恒压供水产生的背景和意义随着变频器调速技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高,变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统,广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统,然而,由于新系统多会继续使用原有系统的部分旧设备(如:水泵),在对原有供水系统进行变频改造的实践中,往往会出现一些在理论上意想不到的问题。
PLC控制的恒压供水系统
PLC控制的恒压供水系统目录摘要 ....................................................................................................................................... - 3 - 第一章绪论 ................................................................................................................................... - 4 -1.1课题的意义及应用背景 (4)1.2本文研究的内容 (5)第二章恒压供水原理及系统的技术指标.................................................................................... - 6 -2.1任务 (6)2.2系统技术指标 (6)2.3系统的组成和基本工作原理 (6)2.4主要元器件选型 (6)第三章硬件的基本原理及其应用................................................................................................ - 7 -3.1PLC可编程控制器(FX OS—20MR) (7)3.1.1可编程控制器的特点 ................................................................................... - 7 -3.1.2可编程控制器的工作原理 ........................................................................... - 8 -3.2变频器的原理与特性(CIMRG7) (11)3.2.1变频器简介..................................................................................................... - 11 -3.2.2变频与变压(VVVF)原理 ................................................................................. - 11 -3.2.3变频调速的基本原理 ..................................................................................... - 12 -3.2.4变频调速的升速和启动 ................................................................................. - 12 -3.2.5变频调速的降速和制动 ................................................................................. - 13 -3.2.6变频后的电动机的机械特性: ....................................................................... - 13 -3.2.7V/F控制的概念:........................................................................................... - 14 -3.2.8矢量控制的概述............................................................................................. - 15 -3.2.9CIMRG7的特性............................................................................................... - 16 -3.3PID调节仪 (18)3.3.1PID调节原理................................................................................................. - 18 -3.3.2PID参数设置................................................................................................. - 20 -3.3.3PID设定值的调整......................................................................................... - 21 - 第四章软件设计 ......................................................................................................................... - 22 -4.1PLC程序 (22)4.1.1基本步骤......................................................................................................... - 23 -4.1.2程序中使用的继电器................................................................................... - 23 -4.1.3程序流程......................................................................................................... - 24 -4.2PLC程序的运行和模拟调试 ............................................................................... - 25 -4.3系统总体调试 (26)致谢 ........................................................................................................................................... - 27 - 参考文献 ....................................................................................................................................... - 27 -摘要本文主要针对当前供水系统中存在的自动化程度不高、能耗严重、可靠性低的缺点加以研究,开发出一种新型的并在这三个方面都有所提高的PLC 控制的恒压供水系统。
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PLC 控制恒压供水系统国家职业资格全省统一鉴定维修电工技师(国家职业资格二级)所在省市:江苏省常州市摘要:本设计是针对居民生活用水 /消防用水而设计的。
由变频器、 PLC 控制系统,调节水泵的输出流量。
电动机泵组由三台水泵并联而成,由变频器或工频电网供电,根据供水系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换及速度,使系统运行在最合理的状态,保证按需供水。
采用PLC 控制的变频调速供水系统,由PLC 进行逻辑控制,由变频器进行压力调节。
通过PLC控制变频与工频切换,实现闭环自动调节恒压供水。
运行结果表明,该系统具有压力稳定,结构简单,工作可靠操作方便等优点。
关第一章概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)1-1常的供水方式及恒的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)二、水的一般性原⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)1-2PLC 、器控制的恒供水系方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)二、方案特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)四、型及目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(4)硬件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(6)二、器介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(7)二、方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(7)机速方案的比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(9)二、模供水系的定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(10 )一、路介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(11 )三、入出元件与 PLC 地址照表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 15)程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(17)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯( 20)致⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 21)参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 22 )第一章概述供水的一种典型方式是恒供水。
恒供水使用器的速功能通供水的水的速,以持供水始端力,使之保持相的恒定,故又称恒供水。
在供水以逐步渗透到各种行,品种也从一的恒供水向多功能和高的、供水及能化控制的方向展。
基于触摸屏和PLC 作控制器作速的恒供水技术,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、可实现机组的软件停机、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、工业锅炉供水、小区和高楼给水、其他工业供水等领域。
触摸屏和 PLC 和变频器等应用到其中,不断的提高供水的质量以及整个供水系统的自动化程度。
1-1常见的供水方式及变频恒压调节的原理一、原理生产和生活中的供水方式有多种,常见的供水方式通常会设一台或多台泵;有多台泵时会根据不同的用水量启动不同数量的泵运行,供水水压式波动的。
要保证供水质量,稳定供水出口(或管网)的压力,变频恒压供水是最好的方式之一。
变频恒压供水系统实现恒压的工作过程和原理:安装于供水管或主管道上的压力传感变送器将供水管网压力转换成4~20mA (0~20mA 、 0~10V )的标准电信号,送到PID 调节器(或过程控制器、PLC 、 DCS 等),经过运算处理后仍以标准电信号直接送到具有内置PID 调节功能的变频器;变频器根据调速的给定信号或对压力传感变送器的标准电信号进行运算处理后,决定其输出频率实现对驱动典动机的转速调节,从而实现对供水的水量及供水压力调节,最终实现了对供水管网的压力调节,即实现恒压供水。
实际应用中,除了要实现变频恒压供水系统的 PID 调节功能外,还需配备外围辅助电路及 PLC 和触摸屏控制系统,来实现切换选择等自动控制功能,以保证自动控制系统出现故障时刻通过人工调节方式维持系统运行,保证连续生产。
图 1-1 控制原理示意图二、水泵选择的一般性原则1.供水系统的水泵应尽量选用先进的低噪音、节能型水泵,不可采用淘汰产品。
2.根据实际流量、扬程选泵。
考虑因磨损等原因造成水泵出力下降,可按计算所得的扬程值乘以 1.05~1.1后选泵,应能保证水泵工作在高效率的地方。
3.对单位及小规模的供水系统因尽量减少泵的台数,以用一台为宜,且配小型气压罐;当一台运行能满足要求时,则不宜采用多台泵并联方式;若必须采用多台并联运行或大小泵搭配方式时,其型号不宜太杂,台数不宜过多,型号一般不宜超过两种,泵的扬程范围应相同;并联运行时仍能保证每台泵在高效率范围内运行4.对于水厂及供水规模较大的供水系统及用水不均匀,且流量变化大的供水系统,则宜采用多台水泵组合供水,或多台水泵运行时,可按 1 或 2 台进行变频调速其余为工频恒速的方式运行。
5.同一供水系统所配水泵的扬程要相同,主供水泵之间的流量应相同或相近,液压泵流量和主供水泵流量的流量之比以不小于 1/3 为宜。
6.应注意的问题:抽水扬程越低,电机负荷越小—这是种错误的认识 .1-2PLC 、变频器控制的恒压供水系统方案通常,生产和生活中常见的供水系统的控制并不复杂,但是对供水系统的质量及可靠性却有较为严格的要求。
根据该供水系统的设备配置情况及供水系统的特点做如下方案:该自动供水系统的控制核心采用 PLC ,并配置常规电气配电控制系统。
一、恒压供水系统组成及主要自控设备的作用1.在主系统中配置一台变频器分别驱动两台泵,使两台均为双主回路(变频 -工频)的驱动方式。
2. 控制系统有压力传感器、压力开关、液位控制器、PLC 与触摸屏及电气自动控制系统等组成。
1)压力传感器。
用来测量供水水压。
2)PID 调节器。
用来实现恒压控制。
3)压力开关。
作为水泵启动后能否投入供水系统运动的信号。
4)液位控制器。
用来监视并向PLC 传递供水水箱的液位信号。
PLC 电气控制系统用来完成整个供水系统的自动控制。
二、方案特点1.该供水系统控制方案可以在原有的供水系统的基础上改造,也可以作为新建供水系统的控制方案。
2.采用 PLC 为控制核心,利用变频器调速,控制面板采用常规的按钮开关控制。
3.保护配置:1)水泵电动机在工频状态运行时,受热继电器(过载)和空气断路器(短路、过电流)保护。
2)水泵电动机在变频状态运行时,受变频器(过载、短路、过电流、过电压、缺相)保护。
变频器又受空气断路器(短路、过电流)保护。
三、变频 -工频双回路恒压供水方案优点1.具有自动调节及控制功能。
2.可设置跳跃频率避开管路的不良。
3.变频系统与工频控制系统互为备用,合理利用现有设备。
4.系统保护功能完善,如电机过电流、过载、过热;电源缺相,过、欠电压;电机接地故障;系统水压过高、水压过低;管网泄漏、堵塞等。
5.可设变频、工频自动切换任务。
系统组成结构:传感器、变频器、PLC 与触摸屏及电气自动控制系统等组成。
FX2n 系列是 FX 系列 PLC 家族中最先进的系列。
由于 FX2n 系列具备如下特点:最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块,FX2n 系列三菱 PLC 可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。
2.变频器变频器连续调速功能是使用变频器的追踪速度模拟给定信号来改变输出频率功能,在此选择的变频器主要从其所驱动的负载特性、稳定性、品牌、价格及用户的要求几个方面来考虑,本文选用三菱FR-A540-2.2KW-CH型变频器。
3.其他开关电源、继电器、接触器、变压器、断路器等设备均应选用性能稳定、质量优良的产品。
变频系统的初次投资容易给投资者一种投资高、风险大的感觉,这主要是对变频节能效果不很了解或将变频系统的初次投资于传统的一些如液力耦合、滑轮电机、变速等调速装置的初次投资在为充分考虑节能效果及变频器功能的情况下进行比较,以及对变频器的质量、稳定性、售后服务等还不太了解;变频节能系统(装置)在各类调速系统中使用时,其节能效果对于单台设备可做到5%-75% ,在风机水泵这类设备的一般应用的节能效果中,这些均值也可做到8%-50% ,在未受到其他因素影响的情况下一般可取上限节能效果平均值,是在实际应用中得到,权威性数据可由市场上公开出售的资料书查到;通过这些数据在进行一些简单的投资回收率的计算可知:变频节能系统(装置)的投资回收期一般为 4-20 个月。
采用变频 -工频双回路恒压供水装置及触摸屏监控使各类供水最大限度地得到经济、稳定和持续的保障。
综合上述,采用自动化程度较高的变频恒压供水系统,不仅能够最大限度地提高整个系统效率、延长寿命、节约能源,而且灵活性好,能构成复杂的、功能强大的供水系统。
第二章一、PLC介绍PLC 即可编程控制器,是针对工业自动化控制领域开发设计的、适用于工业现场工作的、以现代微处理技术为核心的控制器。
PLC 的控制功能可以根据使用者所编辑的软件的不同而不同,且可实现多种功能。
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。
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。
可编程控制器作为一种通用的自动控制装置。
它在控制系统中具有一些独特的优点。
1、可靠性高: PLC 平均无故障时间可达几十万小时,也就是说一台PLC 连续运行30 多年不出故障。
可靠性非常好。
2、具有丰富的I/O 接口模块。
PLC 针对不同的工业现场信号,有相应的I/O 模块与工业现场的器件或设备直接连接。
另外为了提高操作性能,它还有多种人机对话的接口模块;为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块。
3、采用模块化结构。
为了适应各种工业控制需要,除了单元式的小型PLC 以为,绝大多数PLC 均采用模块化结构。
PLC 的各个部件,包括 CPU 、电源、 I/O 等均采用模块化设计,有机架及电缆将各模块连接起来,系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
4、对环境要求低:它对温度,湿度要求不高,抗震和抗冲击性能好,对电源电压要求也不高,还有很强的抗电磁干扰能力。