恒压供水系统毕业设计

水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，此时会造成能量的浪费，同时还有可能造成水管爆裂和用水设备的损坏。

传统调节供水压力的方式，多采用频繁启／停电机的控制和水塔二次供水调节的方式，前者产生大量能耗的，而且对电网中其他负荷造成影响，设备不断启停会影响设备寿命；后者则需要大量的占地与投资。

且由于是二次供水，不能保证供水质的安全与可靠性。

而变频调速式的运行十分稳定可靠，没有频繁的启动现象，启动方式为软启动，设备运行十分平稳，避免了电气、机械冲击，也没有水塔供水所带来的二次污染的危险。

由此可见，变频调速恒压供水系统具有供水安全、节约能源、节省钢材、节省占地、节省投资、调节能力大、运行稳定可靠的优势，具有广阔的应用前景和明显的经济效益与社会。

§1.2 设计目的《机电一体化系统设计》课程设计是大学生在完成《机电一体化系统设计》等专业课学习后进行综合性实践性教学环节，总的目的是在老师的指导下使学1生通过课程设计对所学课程理论知识进行一次系统的回顾检查复习和提高并运用所学理论通过调研设计一个机电控制方面的课题受到从理论到实践应用的综合训练，培养学生独立运用所学理论解决具体问题的能力具体有以下几点：1、通过检索查阅运用有关手册、标准及参考资料，培养起学生检索查阅资料、使用资料的方法和能力。

2、通过回顾查阅课程理论知识、运用所学的基础课专业技术课和专业课知识，培养学生根据实际问题正确设计总体方案分析具体问题、进行工程设计的能力。

3、本例综合了PLC 在多方面的应用，既有开关量I/O 也有模拟量I/O；既有PID 调节的典型应用，又有复杂的逻辑控制。

另外本例中使用的三菱的变频器使电机实现软启动控制。

通过一系列的学习，查找资料使得我们学到的知识加以巩固。

§1.3 PLC 的历史及发展趋势§1.3.1 PLC 的历史20 世纪60 年代中期，美国通用汽车公司（GM）为适应生产工艺不断更新的需要，提出了一种设想：把计算机的功能完善、通用灵活等优点和继电控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向问题的语言编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。

美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969 年研制成功了第一台可编程序控制器PDP-14，并在汽车自动装配线上试用获得成功。

这项新技术的成功使用，在工业界产生了巨大影响。

从此，可编程序控制器在世界各地迅速发展起来。

1971 年，日本从美国引进这项新技术，并很快研制成功了日本第一台可编程序控制器DCS-8。

1973～1974 年原西德和法国也研制出了他们的可编程序控制器。

我国从1974 年开始研制，1977 年研制成功了以一位微处理器MC14500 为核心的可编程序控制器，从并开始工业应用。

1969 年出现第一2台PLC，经20 多年的发展，PLC 已经发展到了第四代。

其发展过程大致如下：第一代在1969-1972 年。

这个时期的产品，由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。

其功能也比较单一，仅能实现逻辑运算、定时、计数等功能。

典型产品有：美国DEC 公司的PDP-14，日本富士公司的USC-4000，日本立石（OMRON）公司的SCY-022 等。

第二代在1973-1975 年。

这个时期的产品已开始使用微处理器作为CPU，存储器采用半导体存储器。

其功能上有所增加，能够实现数字运算、传送、比较等功能，并初步具备自诊断功能，可靠性有了一定提高。

典型产品有：美国歌德公司的MODICON184、284、384 系列，原西德西门子的SYMATIC S3、S4 系列，日本富士的SC 系列等。

第三代在1976-1983 年。

这个时期，PLC 进入了大发展阶段，美国、日本、原西德各有几十个厂家生产PLC。

这个时期的产品已采用8 位和16 位微处理器作为CPU，部分产品还采用了多微处理器结构。

其功能显著增强，速度大大提高，并能进行多种复杂的数学运算，具备完善的通讯功能和较强的远程I/O 能力，具有较强的自诊断功能并采用了容错技术。

§1.3.2 PLC 的发展趋势由于工业生产对自动控制系统需求的多样性，PLC 的发展方向有两个：一是朝着小型、简易、价格低廉方向发展。

近年来，单片机的出现，促进了PLC 向紧凑型发展，体积减小，价格降低，可靠性不断提高。

这种PLC 可以广泛取代继电器控制系统，应用于单机控制和规模比较小的自动线控制，如日本立石公司的C20PC40PC60PC20HC40H 等二是朝着大型、高速、多功能方向发展。

大型的PLC 一般为多处理器系统，由字处理器、位处理器和浮点处理器等组成，有较大的存储能力和功能很强的输入输出接口。

通过丰富的智能外围接口，可以独立完成位置控制、闭环调节等特殊功能；通过网络接口，可以连不同类型的PLC 和计算机。

3.................................................................... 18参考文献......................................25致谢........................................26 VI 第一章绪论§1.1 本课题选题背景及现实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的质量，不要因为压力的波动而造成供水障碍；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，新的供水方式应运而生，这就是PLC 控制的恒压无塔供水系统。

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，同时又提高了系统的可靠性。

我国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，工业自动化程度低。

主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象；而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，此时会造成能量的浪费，同时还有可能造成水管爆裂和用水设备的损坏。

传统调节供水压力的方式，多采用频繁启／停电机的控制和水塔二次供水调节的方式，前者产生大量能耗的，而且对电网中其他负荷造成影响，设备不断启停会影响设备寿命；后者则需要大量的占地与投资。

且由于是二次供水，不能保证供水质的安全与可靠性。

而变频调速式的运行十分稳定可靠，没有频繁的启动现象，启动方式为软启动，设备运行十分平稳，避免了电气、机械冲击，也没有水塔供水所带来的二次污染的危险。

由此可见，变频调速恒压供水系统具有供水安全、节约能源、节省钢材、节省占地、节省投资、调节能力大、运行稳定可靠的优势，具有广阔的应用前景和明显的经济效益与社会。

§1.2 设计目的《机电一体化系统设计》课程设计是大学生在完成《机电一体化系统设计》等专业课学习后进行综合性实践性教学环节，总的目的是在老师的指导下使学1生通过课程设计对所学课程理论知识进行一次系统的回顾检查复习和提高并运用所学理论通过调研设计一个机电控制方面的课题受到从理论到实践应用的综合训练，培养学生独立运用所学理论解决具体问题的能力具体有以下几点：1、通过检索查阅运用有关手册、标准及参考资料，培养起学生检索查阅资料、使用资料的方法和能力。

2、通过回顾查阅课程理论知识、运用所学的基础课专业技术课和专业课知识，培养学生根据实际问题正确设计总体方案分析具体问题、进行工程设计的能力。

3、本例综合了PLC 在多方面的应用，既有开关量I/O 也有模拟量I/O；既有PID 调节的典型应用，又有复杂的逻辑控制。

另外本例中使用的三菱的变频器使电机实现软启动控制。

通过一系列的学习，查找资料使得我们学到的知识加以巩固。

§1.3 PLC 的历史及发展趋势§1.3.1 PLC 的历史20 世纪60 年代中期，美国通用汽车公司（GM）为适应生产工艺不断更新的需要，提出了一种设想：把计算机的功能完善、通用灵活等优点和继电控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向问题的语言编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。

美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969 年研制成功了第一台可编程序控制器PDP-14，并在汽车自动装配线上试用获得成功。

这项新技术的成功使用，在工业界产生了巨大影响。

从此，可编程序控制器在世界各地迅速发展起来。

1971 年，日本从美国引进这项新技术，并很快研制成功了日本第一台可编程序控制器DCS-8。

1973～1974 年原西德和法国也研制出了他们的可编程序控制器。

我国从1974 年开始研制，1977 年研制成功了以一位微处理器MC14500 为核心的可编程序控制器，从并开始工业应用。

1969 年出现第一2台PLC，经20 多年的发展，PLC 已经发展到了第四代。

其发展过程大致如下：第一代在1969-1972 年。

这个时期的产品，由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。

其功能也比较单一，仅能实现逻辑运算、定时、计数等功能。

典型产品有：美国DEC 公司的PDP-14，日本富士公司的USC-4000，日本立石（OMRON）公司的SCY-022 等。

第二代在1973-1975 年。

这个时期的产品已开始使用微处理器作为CPU，存储器采用半导体存储器。

其功能上有所增加，能够实现数字运算、传送、比较等功能，并初步具备自诊断功能，可靠性有了一定提高。

典型产品有：美国歌德公司的MODICON184、284、384 系列，原西德西门子的SYMA TIC S3、S4 系列，日本富士的SC 系列等。

第三代在1976-1983 年。

这个时期，PLC 进入了大发展阶段，美国、日本、原西德各有几十个厂家生产PLC。

这个时期的产品已采用8 位和16 位微处理器作为CPU，部分产品还采用了多微处理器结构。

其功能显著增强，速度大大提高，并能进行多种复杂的数学运算，具备完善的通讯功能和较强的远程I/O 能力，具有较强的自诊断功能并采用了容错技术。

§1.3.2 PLC 的发展趋势由于工业生产对自动控制系统需求的多样性，PLC 的发展方向有两个：一是朝着小型、简易、价格低廉方向发展。

近年来，单片机的出现，促进了PLC 向紧凑型发展，体积减小，价格降低，可靠性不断提高。

这种PLC 可以广泛取代继电器控制系统，应用于单机控制和规模比较小的自动线控制，如日本立石公司的C20PC40PC60PC20HC40H 等二是朝着大型、高速、多功能方向发展。