基于PLC恒压供水系统的发展现状【文献综述】
基于PLC的变频恒压供水系统论文设计
上传说明：本论文仅供大家学习和参考用摘要随着我国社会经济的发展，住房制度改革的不断深入，人们生活水平的不断提高，城市建设发展十分迅速，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。
城市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、经济性直接影响到用户的正常工作和生活，也直接体现了供水管理水平的高低。
传统供水厂，特别是中小供水厂所普遍采用的恒速泵加压供水方式存在效率较低、可靠性不高、自动化程度低等缺点，难以满足当前经济生活的需要。
随着人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，需要利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，要求设计出高性能、高节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。
本文首先根据管网和水泵的运行特性曲线，阐明了供水系统的变频调速节能原理;从具体分析了变频恒水压供水的原理及系统的组成结构，提出不同的控制方案，通过研究和比较，得出结论:变频调速是一种优于调压调速、变极调速、串级调速、机械调速等的调速方式，是当今国际上一项效益最高、性能最好、应用最广、最有发展前途的电机调速技术.它集微机控制技术、电力电子技术和电机传动技术于一体，实现了工业交流电动机的无级调速，具有高效率、宽范围和高精度等特点的结论。
因此本文以采用变频器和PLC 组合构成系统的方式，以乐山第一水厂160kw和75kw水泵电动机控制系统为对象，逐步阐明如何实现水压恒定供水和数据传输的.最后，从分析该厂恒压变频供水的可行性，改造的理论、技术、经济可行性等方面进行多次实验分析:其次，分别从确定变频器的参数，设计变频主电路、变频电机的运行模式、控制模式及流程。
在此基础上，对中小供水厂变频电机的选型、安装、调试和运行各步骤加以详细地阐述。
然后归纳和分析了安装运行中的问题和注意事项。
通过变频恒压供水系统的试运行，对该系统在实际供水中所取得的节约电耗、恒定压力、保护管网等实际效果进行了总结，指出变频技术在中小供水厂供水领域所取得的成果及应用中的局限性。
PLC恒压供水系统的设计文献综述(可编辑修改word版)
本科生毕业设计(论文)文献综述设计(论文)题目PLC 恒压供水系统的设计作者所在系别机械工程系作者所在专业测控技术与仪器作者所在班级B08121作者姓名庄海全作者学号20084012108指导教师姓名赵保亚指导教师职称讲师完成时间2012 年 2 月北华航天工业学院教务处制说明1.根据学校《毕业设计(论文)工作暂行规定》，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。
文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
2.文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。
3.文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。
第一次出现缩写词，须注出全称。
4.学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在 10 篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。
本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。
5.文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在 2000 字左右。
文献综述应与开题报告同时提交。
毕业设计（论文）文献综述摘要随着社会主义市场经济的发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高；再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然的趋势。
为实现恒压供水，采用 PLC 为主控器，变频器为执行机构，然后用数字PID 对系统中的恒压控制进行设计，并完成交频恒压供水系统的硬件和软件的设计。
变频恒压供水系统已在国内许多实际的供水控制系统中得到应用，并取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。
经实践证明该系统具有高度的可靠性和实时性，极大地提高了供水的质量，并且节省了人力，具有明显的经济效益和社会效益。
关键词:恒压供水，PLC 控制,变频器，PIDAbstractWith the rapid development of socialistic marketing economy,there is a growing demand for better quality of water supply and higher reliability of supply system. In addition,considering the current common energy crisis, achieving the scheme of automating the water supply system. So it is an inevitable tendency to design and create an energy- saving constant-pressure water supply system of excellent performance with the help of advanced techniques of automation,monitor-control system and communication. Meanwhile, the System can also adapt to various water Supply regions.Aiming at realizing constant pressure water supply ,using the PLC as the master, inverter as the executing agency ,and the paper shows the design of constant pressure supply water controller according to PID data, and the hardware and software was developed for Frequency Constant Pressure Water Supply System.The system has initially been completed with reliable performance and excellent energy- saving effect in our country.The fact proves to possess high reliability and real-time quality, and it can not only remarkably improve the quality of water supply, but also economize on labor, which will surely bring us both economic and social benefits.Key words: constant pressure water supply ,PLC control design,inverters，PID众所周知，水是人类生活和生产中不可缺少的一部分，没有了水可以说什么也做不了。
基于PLC控制的变频恒压供水系统设计【文献综述】
文献综述电气工程及其自动化基于PLC控制的变频恒压供水系统设计1．前言水是万物之源，是生活和生产中不可缺少的组成部分，我国是水资源和电能短缺的国家，节水节能是现如今迫在眉睫的大事。
变频恒压供水设备是一种新型的节能供水设备。
变频恒压供水设备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。
变频恒压供水设备以水泵出水端水压（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）。
变频恒压供水系统在工业和生活中有很广阔的应用前景，除了有明显的节能效果外还具有操作方便、容易、维护量小的特点，变频器的软启动功能也减少了对电网的冲击，使设备运行方式更趋于合理，设备的自动化水平得到提高。
随着社会主义市场经济的发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高；再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然趋势[1]。
2.1 变频器在恒压供水方面的应用2.1.1 变频恒压供水系统组成变频器就是利用电力半导体器件的通、断作用将固定频率、电压的交流电变换为频率、电压都连续可调的交流电的装置[2]。
变频恒压供水系统通常是由水源、离心泵（主泵+休眠泵）、压力传感器、PID调节器、变频器（主泵+休眠泵）、管网组成。
工作流程是利用设置在管网上的压力传感器将管网系统内因用水量的变化引起的水压变化，及时将信号（4-20mA或0-10V）反馈PID调节器，PID调节器对比设定控制压力进行运算后给出相应的变频指令，改变水泵的运行或转速，使得管网的水压与控制压力一致。
毕业论文 基于PLC的恒压供水系统
基于PLC的楼宇恒压供水控制系统设计摘要：近年来，随着我国的社会主义市场经济的发展越来越快，人们对供水质量和可靠性的要求不断提高；并且水资源的依赖程度也越来越高。
然而传统的供水系统普遍存在着一下缺点：供水系统的自动化程度低、可靠性差、水电资源浪费严重、供水效率低,同时，水泵长期高速运转后轴承可能发热磨损严重，将会影响到水泵使用寿命，也使系统的维护工作变得更加复杂.本次设计是基于PLC 恒压供水系统，为了改善上述传统供水系统的缺陷，以恒定管网末端供水压力作为目标，运用现代变频技术来实现恒压供水。
本次设计的供水系统主要由PLC、变频器、压力变送器、液位传感器、动力及控制线路、水泵以及整个过程的监控组态系统组成,用户可通过实验设备控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关来控制系统的运行.此系统能提升动态供水的可靠性和稳定性，真正做到了供水和用水的动态平衡。
关键词：恒压供水;PLC；变频调速；OPC监控组态系统Design of Constant Pressure Water of BuildingsSupplying system Based on PLCAbstract：In recent years , as China 's development of the socialist market economy, faster and faster, it requires water to continuously improve the quality and reliability ; and dependence on water resources is increasing. However, the prevalence of conventional water supply system about disadvantages：low degree of automation of water supply systems ，poor reliability，hydropower serious waste of resources , low water efficiency , while the high—speed operation long after the water pump bearings may wear serious heat will affect the life of the pump ，also makes system maintenance work has become more complex. This design is based on PLC constant pressure water supply system in order to improve the above-mentioned defects of traditional water supply systems to the end of the pipe network water pressure constant as the target ，the use of modern technology to achieve frequency conversion constant pressure water supply 。
基于PLC变频调速的恒压供水系统论文
目录摘要 (1)前言 (1)第1章常见的变频恒压供水概况 (1)1.1PLC控制的变频恒压供水 (1)1.2常见的供水方式 (1)1.3变频恒压调节的基本原理 (1)1.4变频驱动方式和调节方式以及压力传感变送器的使用 (3)1.4.1 恒压供水系统的驱动方式 (3)1.4.2 恒压供水调节方式 (3)1.4.3 关于压力传感变送器的使用 (4)第2章、恒压供水系统的硬件设计 (5)2.1PLC、变频器控制的恒压供水系统方案 (5)2.1.1 方案特点 (5)2.1.2 变频-工频双回路恒压供水方案优点 (6)2.1.3 设备选型 (6)2.2模拟供水系统的拟定 (6)2.3主电路设计 (7)2.4电气控制系统接线原理图及说明 (8)2.5控制流程图 (9)2.6输入输出元件与PLC地址对照表 (11)2.7PLC程序设计 (12)第3章、恒压供水系统的软件设计 (13)3.1 水泵的转速与其扬程H、流量Q及功率的关系 (14)3.2 PID控制及其调节 (15)总结 (16)致谢 (21)参考文献 (22)基于PLC变频调速的恒压供水系统摘要：随着我国社会经济的发展，住房制度改革的不断深入，人民生活水平的不断提高，城市建设发展十分迅速，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。
城市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、经济性直接影响到用户的正常工作和生活，也直接体现了供水管理水平的提高。
传统供水厂，特别是中小供水厂所普遍采用的恒速泵加压供水方式存在效率低、可靠性不高、自动化程度低等缺点，难以满足当前经济生活的需要。
随着人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，需要利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，要求设计出高性能、高节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。
最后，从分析该恒压供水变频供水的可靠性，改造理论、技术、经济可行性等方面进行多次实验分析；其次分别从确定变频器的参数，设计变频主电机、变频电机的运行模式、控制模式及流程。
基于PLC的恒压变频供水系统毕业设计论文
绪论近年来我国中小城市发展迅速，集中用水量急剧增加。
据统计，从1990 年到1998 年，我国人均日生活用水量（包括城市公共设施等非生产用水）有175.7 升增加到241.1 升，增长了37.2% ，与此同时我国城市家庭人均日生活用水量也在逐年提高。
传统的自来水厂的供水模式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压力的要求变化较大，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。
供水厂以前虽然也进行过一些技术改造，但是生产系统大部分仍然采用人工手动控制，生产过程中的重要参数仍然依靠人工定时记录，例如清水池水位、电机运行时间、耗电量等都是由值班人员定时记录。
随着地区经济的发展，城区居民生活用水和工业用水量大幅度上升。
经过改造和扩建，供水厂目前的日供水能力在7.5 万立方米左右，仍然不能完全满足用水需求。
由于城区用水量中居民生活用水所占的比例比较大，用水量的需求具有时变性。
在用水高峰期时，清水池的水位达不到要求高度,管网压力达不到规定的标准压力，造成高层建筑断水。
用水低峰期时，管网压力经常超过规定的压力上限，极易造成爆管事故并且能源损耗严重。
供水厂原有的生产设备的控制方式比较落后，控制过程烦琐，大部分需要人工进行手动操作，能耗高，而且不能保证供水压力达到压力标准。
此外，水厂作为城市供水系统的重要组成部分，其日常的生产、计划、运行和管理都直接影响到城市的安全供水。
在这种供水模式下长期以来许多水厂各部门的管理人员采用传统的人工管理模式，通过手工从事繁重的业务管理、各种日报表、月报表、年报表的统计汇总等工作。
由于对大量的统计报表的基础数据缺乏科学的分析手段，因此很难为运行管理以及调度提供强有力的决策支持。
所以对供水系统的技术改造已经迫在眉睫，技术改造的目的是提高生产过程的自动化水平。
学位论文—基于plc控制的恒压供水系统设计论文
基于PLC控制的恒压供水系统设计摘要在我国经济的飞速发展过程中，为了实现经济的可持续发展，节能减排的要求必将越来越高，使得节能设备得以大规模的推广和使用。
同时随着城市化进程不断加快，大量人口涌入城市，使得大中城市的原有基础设施不足以满足日益增长的使用需求，改建扩建这些基础设施必将提上日程，怎样既经济又高效又能满足以后扩展需要是我们当前必须面对的问题。
此外人们对生活质量要求不断提高，对城市基础设施的性能提出了更高的要求。
城市供水系统的建设是其中一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响人们的正常工作和生活。
传统的恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水等供水方式普遍不同程度地存在效率低、可行性差、建设周期长、供水质量得不到保障等缺点，与节能和提高人们生活水平不相适应。
基于以上要求，本论文针对我校发展情况以及对师生生活用水周期的分析，利用变频器在恒压供水方面的优良表现设计出对生活供水进行变频控制的控制系统，并借助于PLC使整个系统更智能可靠，以此达到节能和学校办学条件的目的。
关键词恒压供水，变频调速，变频器，PLC1 绪论在我国经济的飞速发展过程中，城市化进程加快，大量人口涌入城市，使得大中城市的原有基础设施不足以满足日益增长的使用需求，改建扩建这些基础设施必将提上日程。
此外人们对生活质量要求不断提高，对城市基础设施的性能提出了更高的要求。
由于我国是一个人均能源相对贫乏的国家，为了实现可持续发展，对节能的要求也越来越高。
把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统的新要求。
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。
基于三菱PLC的恒压供水系统毕业论文.doc
Accordingtotherequirementofwatersupplyinasetofautomaticsystemofconstantpressurewatersupplybyusingvariablefrequencyandremotemonitoringandcontrolling,whichiscomposedofPLC,transducer,Pressuresensor, pumps and electro-motors.Thissetofsystemhasthefunctionslikeautomaticconstantpressureoperationbyusingvariablefrequency,automaticworkfrequencyoperationand the on-the-spot control by hand etc. The system hassolvedefficientlytheproblemexistinginthetraditionalwayofwatersupply,whichhasvarioussupplementaryfunctionstostrengthenthereliability.
(2021年整理)恒压供水文献综述
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恒压供水设计文献综述随着社会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强,人民对供水的质量和供水系统可靠性的要求不断提高。
把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统的新要求。
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，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。
又如发生火灾时，若供水压力不足或或无水供应，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。
众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能己成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家,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，自动化程度低。
恒压供水文献综述样本(可编辑修改word版)
附件 1：文献综述供水控制系统发展综述专业班级：电气本 066姓名：连芳 学号：06011794摘要：传统的供水系统普遍存在耗能大、自动化程度低、维护不便，容易二次污染等问题，不能满足高层建筑中生活用水和应急用水的需求。
本文主要提出一种变频恒压供水系统，以达到恒压控制，高效稳定和经济节能性。
关键词：变频；恒压控制；高效稳定；经济节能1 引言我国是个能源需求大国，而建筑能耗占了总能耗的 1/3。
随着我国建筑业突飞猛进的发展，高层建筑与日俱增。
高层建筑由于层数多、高度大、用水要求高， 给水系统的能耗很大。
传统的供水系统不仅造成水资源和电资源的浪费，而且还会带来水质的二次污染。
高层建筑的消防应急用水，面临的形势依然严峻,存在着众多方面的问题。
如何有效提高高层建筑给水系统能量利用率，实现高效节能， 确保消防应急用水，成为了高层建筑给水设计的首要问题。
因此，在建筑给水系统的设计中做到系统优化、节水节能，减少不必要的水资源浪费，是建筑给水工作中必须解决的问题[1]。
变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体的变频恒压供水系统，不仅可以显著提高供水系统的稳定性和可靠性，而且也有利于实现供水系统的集中管理与监控。
此外，变频恒压供水系统还具有良好的节能性，这在大力提倡节能降耗的今天尤为重要[2，3]。
2 供水控制系统2.1 我国小区供水技术在我国传统的小区供水方式有：恒速泵加压供水、恒速泵加水塔的供水、恒速泵加高位水箱的供水和恒速泵-气压罐供水方式[4]。
（1) 恒速泵加压供水方式：水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户。
这种供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，自动化程度低，其由于耗能不合理、适应性差已被淘汰.（2) 恒速泵加水塔的供水方式：水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。
这种供水方式基建设备投资最大，占地面积也最大，而且系统水压不能随系统所需流量和系统所需要压力下降而下降，故还存在一些能量损失和二次污染问题。
恒压供水文献综述
恒压供水文献综述第一篇：恒压供水文献综述文献综述前言本人毕业设计的论题为《高楼恒压供水自动化系统》，随着我国社会经济的发展，城市建设发展十分迅速，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。
城市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、经济性直接影响到用户的正常工作和生活。
随着人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计出高性能、高节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。
这些文献给与本文很大的参考价值。
本文主要查阅进几年有关高楼供水自动化系统的文献期刊。
随着变频调速技术的发展和人们节能意识的不断增强，变频恒压供水系统的节能特性使得其越来越广泛用于工厂、住宅、高层建筑的生活及消防。
变频恒压供水系统是由PLC、传感器、变频器及水泵机组组成闭环控制系统。
变频器、PLC是恒压供水系统控制的核心部件。
汤跃和尚亚（2007）在《变频调速恒压与变压供水的能耗分析》研究了恒压和变压两种供水方式的能耗.采用图示法对比了水泵全速、恒压和变压运行的能耗差别,分析了管网特性的静扬程随水泵工况变化的关系.胡赤兵和桑瑞鹏（2005）在《利用PLC实现泵站变频恒压供水控制系统》结合某大型小区新建泵站利用PLC设计了变频恒压供水控制系统.介绍了基于PC的变频恒压供水系统的构成和工作原理,针对泵站计算机控制系统中实际问题介绍了利用MSComm6.0函数实现西门子S7-300系列PLC与上位机的通信。
王晓瑜（2011）在《基于PLC和HMI的变频恒压供水系统设计》介绍用三菱FX2N PLC、变频器和人机界面,设计桓压供水控制系统.分析系统的控制原理,设计系统流程图及软件程序.实践结果证明,系统运行稳定,可靠性好,实现住宅恒压供水和节能的环保要求.朱本坤（2008）在《基于S7-200的恒压供水控制系统设计》介绍了一种采用S7-200 PLC作为控制核心的恒压供水控制系统的设计方案.该系统通过PT203B应变式压力传感变送器实时测定水流压力,经PID调节器调节后送入变频器进行变频调节,PLC根据变频器输出信号来控制恒压供水系统。
基于PLC控制的城市恒压供水系统学士学位论文
哈尔滨理工大学学士学位论文基于PLC控制的城市恒压供水系统摘要随着市场经济的发展，人民的生活水平不断提高。
人们对供水质量和供水系统可靠性的要求也不断提高；同时，城市需水量日益加大，以及目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术、以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然的趋势。
论文分析了采取变频调速方式实现恒压供水相对于传统的阀门控制恒压供水方式的节能机理。
通过对变频器内置PID模块参数的预置，利用远传压力表的水压反馈量，构成闭环系统，根据用水量的变化，采取PID调节方式，在全流量范围内利用变频泵的连续调节和工频泵的分级调节相结合，实现恒压供水且有效节能。
本文介绍了采用PLC控制的变频调速供水系统,由PLC进行逻辑控制,由变频器进行压力凋节，通过PLC控制变频与工频切换,实现闭环自动调节恒压变量供水"运行结果表明,该系统具有压力稳定,结构简单,工作可靠等特点"。
该系统具有高度的可靠性和实时性，极大地提高供水的质量，并且节省了人力，具有显著的经济效益和社会效益。
关键词恒压供水；变频调速；远程监控；PLCI哈尔滨理工大学学士学位论文Pressure Constant City Water Supply System Basedon PLC controlAbstractWith the development of market economy, people's living standards improved. People of water quality and water requirements continuously improve system reliability; Meanwhile, the growing urban water demand increase, and the current energy shortage, the use of advanced automation technology, control technology, and communication technology, design high-performance, high energy, able to adapt different areas of water supply systems has become an inevitable trend.Based on the analysis of the variable frequency speed constant pressure water supply to achieve the energy saving mechanism of the traditional valve control constant pressure water supply mode. The converter with built-in PID module parameters preset, using a remote pressure gauge pressure feedback, to form a closed loop system, according to the change of water, take the PID regulation, in the whole flux range using the hierarchical continuous adjusting variable pump and general pump regulator combination, the realization of constant pressure water supply and effective energy saving.This article describes the use of PLC control frequency control water supply system, the logic is controlled by PLC, withered by the inverter section of the pressure, frequency and frequency switching through PLC control, closed-loop automatic adjustment constant pressure variable water supply, "the results show that the system with pressure stability, simple structure, reliable work. "The system has high reliability and real time, which greatly improve the quality of water, and saves manpower, with significant economic and social benefits.Keywords Constantp ressure；Variable Velocity Variable frequency；remote Monitoring and Control；PLCII哈尔滨理工大学学士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (5)1.1 概述 (5)1.2主要供水调节方式的发展 (6)1.3相关技术概况 (6)1.3.1供水系统的分类 (6)1.3.2变频调速技术概况 (7)1.4研究内容 (7)第2章PLC简介 (8)2.1 引言 (8)2.1.1 PLC的发展 (8)2.1.2 PLC的未来趋势 (8)2.1.3 PLC与工业控制计算机的比较 (8)2.2 PLC系统介绍 (9)2.2.1 可编程序控制器（PLC）的概念 (9)2.2.2 PLC基本组成结构 (9)2.2.3 PLC技术特点 (9)2.2.4 PLC原理 (11)2.2.5 PLC的性能指标 (13)2.2.6 PLC的设计步骤 (14)2.2.7 软件PLC (14)2.3 PLC程控系统 (15)2.4 本章小结 (15)第3章供水系统恒压控制与硬件设计 (16)3.1 异步电动机调速方法及选择 (16)3.1.1 变极调速 (16)3.1.2 变转差调速 (16)3.1.3 变频调速 (17)3.2 供水系统的方案确定 (18)3.2.1 对泵站供水系统总体要求 (19)3.2.2 供水系统的流量类型 (19)3.2.3 总体设计方案确定 (19)3.3 控制系统的硬件设计与选型 (22)3.3.1 主电路设计 (22)III哈尔滨理工大学学士学位论文3.3.3 系统主要配置的选型 (23)3.4 系统可靠性措施 (27)3.5 本章小结 (29)第4章PLC控制程序 (30)4.1 水泵/变频运行状态及转换过程分析 (30)4.2 PLC程序设计方法 (33)4.3 供水系统控制程序 (36)4.4 本章小结 (39)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录A (43)附录B (51)附录C (57)I V哈尔滨理工大学学士学位论文第1章绪论1.1概述随着近些年来我国经济的飞速发展，能源问题日益成为制约经济快速稳定发展的突出问题之一，尤其是最近几年我国大部分省市出现的拉闸限电等现象，对人们的生活，企业的生产活动造成了很大的影响。
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
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• 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
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• 基于plc的变频恒压供水系统调 试与实验
基于PLC的变频恒压供水系统设计【文献综述】
方，就有变频器的存在。
变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。
在早期，由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、起制动控制、压频比控制及各种保护功能。
应用在变频恒压供水系统中，变频器仅作为执行机构，为了满足供水量大小需求不同时，保证管网压力恒定，需在变频器外部提供压力控制器和压力传感器，对压力进行闭环控制。
从查阅的资料的情况来看，国外的恒压供水工程在设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式，几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况，因而投资成本高。
随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后，国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频器。
目前国内有不少公司在做变频恒压供水的工程，大多采用国外的变频器控制水泵的转速，水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，有的采用可编程控制器(PLC)及相应的软件予以实现;有的采用单片机及相应的软件予以实现。
但在系统的动态性能、稳定性能、抗扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说，还远远没能达到所有用户的要求。
3、供水系统变频设备变频器的发展水平是由电力电子技术、电机控制方式以及自动化控制水平三个方面决定的。
在现代自动化控制领域中，以现代控制论为基础，融入模糊控制、专家控制、神经网络控制等新的控制理论，为高性能变频调速提供了理论基础；16位、32位高速微处理器以及信号处理器和专用集成电路技术的快速发展，则为实现变频调速的高精度、多功能提供了硬件手段。
在我国，大约60%的发电量是通过电动机消耗掉的，因此，如何利用电机调速技术进行电机运行方式的改造以节约电能，一直受到国家和业界人士的高度重视。
我国电气传动产业始于1954年。
现在，我国约有200家左右的公司、工厂和研究所从事变频调速技术的工作，但自行开发生产的变频调速产品和国际市场上的同类产品相比，还有比较大的技术差距。
基于PLC控制的恒压供水系统-毕业论文
摘要通过对变频器的学习和对PLC的了解，是我们了解到变频器在现今的应用越来越普遍，特别是在工厂的电气控制、小区的恒压供水、空调的变频应用等等。
本文介于一小区消防、供水的要求，设计出了一套可供使用的方案，首先本文采用的是西门子PLC作为主控单元，利用风光JD-BP32-XF型供水变频器根据系统的状态可快速调节供水系统的恒压性达到恒压供水的目的，但出现火灾时，生活用水的系统低恒压供水，而消防系统则高恒压供水，这样就保证了居民生活财产的安全在该系统中，PLC系统共有开关量输入点8个，开关量输出点10个,选用西门子主机CPU222（8入继电器出）1台，加上扩展模块EM222（8继电器输出）1台。
关键词：西门子PLC , 西门子主机CPU222 ,扩展模块EM222 ,风光JD-BP32-XF 型变频器，供水、消防双恒压供水。
目录绪论 (1)1、引言 (2)2、用户现场情况 (3)3系统控制要求 (4)4设备选型 (5)（1）风光JD-BP32-XF型供水变频器 (5)（2 ）PLC 选型 (5)（3）压力传感器 (6)5、电气控制系统原理图 (7)（1）主电路图 (7)（2）控制电路图 (8)（3）PLC接线图 (9)6系统程序设计 (9)（1）程序中使用的PLC内部器件及功能，如下表2所示： (9)（2）系统PLC流程图及程序： (11)7结束语 (20)8致谢 (21)参考文献 (22)B绪论变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，其电路由整流、中间直流环节、逆变和控制四个部分组成。
我们现在使用的变频器主要采用交-直-交方式（VVVF变频或矢量控制变频）。
在工业控制领域，变频调速普遍适用于各种调速系统中，为了实现能源的充分利用和生产的需要，需要对电机进行转速调节，考虑到电机的启动、运行、调速和控制的特性，系统中由PLC完成数据的采集和对变频器、电机等设备的控制任务。
基于PLC的恒压供水系统
基于PLC的恒压供水系统PLC的恒压供水系统相关介绍PLC的恒压供水系统的现状使用传统的供水方式，不但容易造成水的二次污染，影响居民健康;而且供水的可靠性得不到确切的保障，影响居民的日常生活。
在设备的投资以及运行上的费用都比较高。
PLC的恒压供水系统作为一种新型供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比，不论是设备的投资，运行的经济性，还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势，而且具有显著的节能效果。
PLC的恒压供水系统的这些优越性，引起国内几乎所有供水设备厂家的高度重视，并不断投入开发、生产这一高新技术产品。
目前该产品正向着高可靠性、全数字微机控制，多品种系列化的方向发展。
追求高度智能化，系列标准化是未来供水设备的适应城镇建设成片开发、智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。
生活用水与人们息息相关，随着城市规划的完善，越来越多的居民小区供水采用恒压自动控制。
另一方面，随着变频技术的推广，泵类专用变频器在恒压供水系统已有了广泛应用为了提高供水质量，保证充足的水量供应和稳定的水压，采用多台水泵构成变频调速恒压供水的应用场合越来越多，例如在大型商场、宾馆及城市化小区等地方。
自从通用变频器问世以来，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。
PLC的恒压供水系统以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90 年代初开始经历了一次飞跃。
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。
在实际应用中得到了很大的发展。
随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强。
充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计PLC的恒压供水系统，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。
目前自动恒压供水系统应用的电动机调速装置均采用交流变频技术，而系统的控制装置采用PLC控制器，因PLC不仅可实现泵组、阀门的逻辑控制，可完成系统的数字PID调节功能可对系统中的各种运行参数、控制点的实时监控，并完成系统运行工况的CRT画面显示、故障报警及打印报表等功能。
基于PLC恒压供水系统的发展现状【文献综述】
文献综述电气工程及自动化基于PLC恒压供水系统的发展现状摘要:利用PLC和变频调速技术能更有效的实现变频调速。
现今，采用最多的供水方式便是PLC 与变频器控制的恒压供水系统。
变频恒压供水是通过改变水泵电机的供电频率，调节水泵转速，控制实际供水压力与设定压力一致，保证在用水量变化时供水量也随之变化，实现供水量与用水量的匹配，利用水泵节能，能有效的利用能源，节约资源。
关键词：PLC；变频器；恒压供水系统；PID1前言水是生产生活中不可缺少的重要组成部分, 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,自动化程度低。
饮水工程对于每个人来说都是非常要的,然而,作为饮水工程中最重要的供水这一环目前却存在着很多问题,传统供水方式己经不能满足当前社会的发展和需求。
要解决生产过程中能耗高的问题,除其它相关的技术问题需要改进外,变频调速技术已成为节能及提高产品质量的有效措施,其重要性日益得到了国家的重视,在国内推广变调速技术有着非常重大的现实意义和巨大的经济价值及社会价值[1]。
2 相关技术概况2.1 PLC技术概况可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心的工业控制装置。
它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，具有可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等特点，近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到普通应用，越来越多的工厂设备采用PLC、变频器、人机界面等自动化器件来控制，使设备自动化程度越来越高[2]。
2.2 变频调速技术概况变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。
通常由鼠笼式异步电动机驱动水泵旋转来供水，并且把电机和水泵做成一体，通过变频器调节异步电机的转速，从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。
异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。
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文献综述电气工程及自动化基于PLC恒压供水系统的发展现状摘要:利用PLC和变频调速技术能更有效的实现变频调速。
现今，采用最多的供水方式便是PLC 与变频器控制的恒压供水系统。
变频恒压供水是通过改变水泵电机的供电频率，调节水泵转速，控制实际供水压力与设定压力一致，保证在用水量变化时供水量也随之变化，实现供水量与用水量的匹配，利用水泵节能，能有效的利用能源，节约资源。
关键词：PLC；变频器；恒压供水系统；PID1前言水是生产生活中不可缺少的重要组成部分, 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,自动化程度低。
饮水工程对于每个人来说都是非常要的,然而,作为饮水工程中最重要的供水这一环目前却存在着很多问题,传统供水方式己经不能满足当前社会的发展和需求。
要解决生产过程中能耗高的问题,除其它相关的技术问题需要改进外,变频调速技术已成为节能及提高产品质量的有效措施,其重要性日益得到了国家的重视,在国内推广变调速技术有着非常重大的现实意义和巨大的经济价值及社会价值[1]。
2 相关技术概况2.1 PLC技术概况可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心的工业控制装置。
它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，具有可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等特点，近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到普通应用，越来越多的工厂设备采用PLC、变频器、人机界面等自动化器件来控制，使设备自动化程度越来越高[2]。
2.2 变频调速技术概况变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。
通常由鼠笼式异步电动机驱动水泵旋转来供水，并且把电机和水泵做成一体，通过变频器调节异步电机的转速，从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。
异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。
异步电机的转差率定义为:11n S n ⎛⎫=- ⎪⎝⎭(2一1)异步电机的同步速度为:160f n p= (2一2) 异步电机的转速为: ()601f s n p-= (2一3) 其中:n1为异步电机的理想空载转速;n 为异步电机转子转速;f 是异步电机的定子电源频率;p 为异步电机的极对数。
:从上式可知，当极对数p 不变时，电机转子转速n 与定子电源频率f 成正比，因此连续调节异步电机供电电源的频率，就可以连续平滑地调节电机的同步转速，从而调节其转子的转速。
变频调速时，从高速到低速都可以保持有限的转差率，因而变频调速具有高效率、高精度、调速范围广、平滑性较高、机械特性较硬的优点，调速性能可与直流电动机调速系统相媲美。
因此，变频调速是交流异步电机一种比较合理和理想的调速方法，它被广泛地应用于对水泵电机的调速[3]。
2.3 泵类节能技术概况水泵节能技术在我国已应用多年，其途径有两类，一是改进水泵结构，这是水泵生产厂要研究的，目前我国的水泵制造技术在国际上不算落后，大型水泵、低噪声的效率和功耗有的可以和进口水泵相抗衡。
二是提高控制水平，这是使用单位经常应用的，最早的控制方法就是通过关闭阀门、降低输出来减少功耗，后来，也就是在80年代末，我国引进了“变频器”控制技术，此时水泵节电技术得到突破性进展，到90年代末，“水泵节电器”控制技术像雨后春笋遍布神州大地。
水泵的HQ 曲线如图1。
在水泵的工作过程中，只有在等于原设计工况点A 时，效率才会最高。
偏离这个工况(点B 、C 两点间)效率就会降低，水泵在高效区运行，其耗能也会最省[4]。
图1 离心水泵的H 一Q 曲线离心式水泵的特性公式如下:102QHk P η= (2一4) 式中:P 一—水泵的功耗(kw)Q —使用工况点的水泵流量(mH —使用工况点的扬程(m)k 一输出介质常数(kg/m3)η—使用工况点的泵效率(%)按照供水系统的实际流量2Q 和扬程2H 及与之相应的水泵使用效率2η，水泵实际所需的比较经济合理的功耗1P 为：2212102Q H k P η= (2一5) 整个供水系统所具有的节能潜力为:1()E P P t ∆=- (2一6)式中：P —供水系统水泵消耗的功率(kw)t 一刊丈泵年运行时间(小时/年) [5]3 变频恒压供水系统的理论概况PLC 首先利用变频器软启动一台加压泵，此时安装在管网上的传感器将实测的管网压力反馈给变频器，与预先通过变频器面板设定的给定压力值进行比较，通过变频器内部PID 运算，调节变频器输出频率。
具体地说，在某一压力下，当用水量增大时，管路压力下降，产生偏差，该信号被送入控制器进行处理，控制器产生一定的电信号控制变频器升频，水泵转速升高，供水增加，压力恢复。
反之，用水量减少时，工作机理同上所述。
由于整个过程压力偏差较小，调节时间较短，系统表现为恒压。
实际上，这是一个动态调整过程。
图二控制系统图在用水量较大时，变频器输出频率接近工频，而管网压力仍达不到压力设定值，PLC 将当前工作的变频泵由变频切换到工频下工作，并关断变频器，再将变频器切换到另一台泵，由变频器软启动该泵，实现一台工频一台变频双泵供水。
随着用水量减少，变频器输出频率下降，当降至频率下限，而压力仍能达到压力设定值时，PLC 将工频工作泵切除，只由剩下的单泵变频供水。
系统无论单泵变频工作，还是双泵一台工频一台变频工作，始终控制管网压力与给定压力值保持一致，实现恒压供水。
[6]4 变频恒压供水的控制概况4.1变频恒压供水的模糊控制概况智能控制之一的模糊控制，是在1965年美国LA.Zadeh教授提出的模糊集合理论的基础上发展起来的。
LA.Zadeh教授所提出的模糊集合理论应用最具有吸引力、最富有成果的领域厂[7]，它是以控制论、模糊集合理论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种非线性计算机控制方法，从属于智能控制的范畴。
它在设计中不需要建立被控对象精确的数学模型，控制器设计简单、适应能力强。
模糊控制具有以下几个突出的优点[8][9]1、模糊控制是一种基于规则的控制，它直接采用语言型控制规则，规则选取的依据是现场操作人员的控制经验或相关专家的知识，在设计过程中不需要建立被控对象的精确数学模型，因而使得控制机理和策略易于接受与理解，设计简单，便于应用。
2、模糊控制系统的鲁棒性强，干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱，尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制。
3、以语言变量代替常规的数学变量，易于构造形成专家的知识。
4、基于模型的控制算法及系统设计方法，由于出发点和性能指标的不同，容易导致较大差异;但一个系统的语言控制规则却具有相对的独立性，利用这些控制规律间的模糊连接，容易找到折中的选择，使控制效果优于常规控制器。
5、模糊推理采用“不精确推理”(即proximate reasoning)。
模糊控制的实现可以概括为以下四个步骤[10]:l、采样得到系统的输入变量的精确值。
2、将输入变量的精确值变为模糊值。
3、根据输入变量(模糊量)及模糊控制规则，按模糊推理合成规则计算模糊控制量。
4、由上述得到的模糊控制量计算精确的控制量。
在模糊逻辑控制系统中，模糊变量常用N(Negative)，p(positive)，B(Big)，S(Small)，O(Zero)等及其组合形式来表示。
4.2变频恒压供水的PID控制概况在生产过程自动控制的发展历程中，PID控制是历史最久、生命力最强的基本控制方式。
PID控制具有很多优点[11] - [13]:原理简单，使用方便;适应性强，可以广泛地应用于各种行业;鲁棒性强，它的控制品质对被控对象特性的变化不大敏感。
由于具有这些优点，PID控制直到现在仍然是应用最广泛的基本控制方式之一。
根据系统设计任务要求，选用通用变频器+PLC(包括自调整模糊PID调节器的控制方式，.常规的PID控制器由于采用固定的参数，难以保证系统在任何工况条件下始终具有最佳的控制性能。
采用模糊PID复合控制可以改善控制的静态性能，提高控制精度。
模糊PID控制是在大误差范围内采用模糊控制，以提高动态响应速度;在小误差范围内采用PID控制，引入积分控制作用以消除静态误差，提高控制精度。
这种方式控制精度高、控制算法灵活、参数调整方便，具有较高的性价比。
5 变频恒压供水系统的发展趋势现有的变频恒压供水系统实现了供水系统的工况控制、调节和设备状态监控功能，将来还可以通过对更多现场数据的采集与传输，如电压、电流、功率、水压、水位、水流量等，通过开发上位机的数据管理系统，实现具有综合功能的供水自动化控制与管理系统，提高管理能力。
参考文献[1] 魏景田.基于变频调速的恒压供水系统[J].工业技术，2008,1：48-49.[2] 祁增慧，. 基于PLC控制的城市恒压供水系统[D].天津大学自动化学院.2008.5.[3] 朱玉堂，许力.变频恒压供水系统的研究开发及应用[D].浙江大学硕士学位论文.2005,5.[4] 龚育林.恒压供水变频控制系统[J].新余高专学报,2005，10(5):55-58.[5] 蔡滨，吴禄慎.基于PLC双闭环控制泵类节能系统的研究[D].南昌大学硕士学位论文.2009，12.[6] 周金萍. PLC 控制变频调速恒压供水系统[J].上海：自动化博览，2003.9:48-54[7]孙增折，智能控制理论与技术[M]，清华大学出版社.1997.[8]C.Elkan H.r.berenji ate The Paradoxical success of fuzzy logia[J].IEEE Expert，1994，9(4):3-49.[9]J.A.Bernard. Use of rule-based System for Process Control[J].IEEE Control Systems Mug，1988，8:3-13.[10]章卫国，杨句忠.模糊控制理论与应用[M].西安:西北工业大学出版社，1999，48-63[11]金以慧.过程控制[M].北京:清华大学出版社.2001.[12]吕震中，刘吉臻，王志明.计算机控制技术与系统[M].北京:中国电力出版社，1996.[13]Grahame C.Goidwin，Stefan F.Graebe，Mario E.Salgado. Control System Design[M].北京:清华大学出版社，2002，1.。