PLC变频调速恒压供水系统

毕业实践<设计）任务书题目：PLC变频调速恒压供水系统中的应用

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完成日期：2018.04.30

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包头钢铁职业技术学院毕业实践<设计）成绩及评语表

摘要

变频恒压供水系统是现代建筑中普遍采用的一种水处理系统，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被厂泛地应用于住宅小区、高层建筑的生活及消防供水系统。在智能建筑教案领域，恒压供水系统已成为一个研究的重要课题，其典型结构是由压力传感器、可编程控制器

本课题满足了变频恒压供水系统中的基本要求，是由储水系统、动力系统，回水系统和控制系统(手动控制、自动控制>组成。它利用流量与转速成正比的关系来实现节能，即当需求的压力降低时，电动机转速降低，泵出口流量减少，电动机的消耗功率大幅度下降，从而达到节能的目的。

对象系统由四台不同功率的水泵机组组成，都为常规变频循环泵，用于模拟正常模式下的生活供动力系统。回水系统采用有机玻璃材料结构，以使实验系统具有可观察性。

控制系统采用手动和自动两种控制方式，在自动控制器失效的状态下，用手动控制系统也能保证系统地可靠运行。在系统投入自动运行前，手动控制还可用于检验动力线路和动力设备的工况。在有变频和工频两种运行状态的设备间，采用机械互锁和逻辑互锁的双重保护设计，以保障设备的安全运行；该系统同时采用过载保护、漏电保护、接地保护等多重保护机制，充分保障了操作者的人身安全和设备的运行安全。

关键词：恒压供水变频调速 PLC 泵机切换，

目录

第一章绪论3

1．1本课题设计的背景3

1．2本课题设计的内容3

第二章系统控制方案的确定5

2．1变频调速5

2．1 .1变频调速的工作原理5

2．1 .2变频器主要功能的预置6

2.2系统控制方案6

第三章系统硬件设计8

3．1 可编程控制器(PLC>的选型8

3．1．1 PLC概述8

3．1．2 PLC的选型9

3．2变频器的选型10

3．3水泵的选型11

3．4压力传感器的选型11

3．5 PLC及变频器控制电路12

3．6硬件接线图14

3．7I/O分配表14

第四章系统软件设计15

4．1 PLC梯形图概述15

4.2系统工作过程分析16

4.3控制系统程序设计17

4.3.1启动程序17

4. 3. 2水泵切换程序17

4 .3 .3逐台停泵程序18

4．3 .4故障处理18

第五章结论18

参考文献20

第1章绪论

1．1本课题设计的背景

随着变压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，因为新系统多会继续使用原有系统的部分旧设备(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．本课题介绍的变频控制恒压供水系统很好的解决了旧设备需要频繁检修的问题，既体现了变频控制恒压供水的技术优势，同时有效的实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目的。

1969年美国数字设备公司的生产线上。但当时只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制期，简称PLC(programmable logic controller>。

70年代后期，随着微电子技术和计算机的迅猛发展，使PLC从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制中，真正成为一种电子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC(programmable controller>。但因为PC容易与个人计算机

1985年国际电工委员会(IEC>对PLC的定义如下：可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器，它采用了可以编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。

PLC是继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控制方面具有一定优势。继电器在控制系统中主要起两种作用：(1>逻辑运算(2>弱电控制强电。

PLC是集自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱(PLC ROBOT COT/COM>的首位。可编程控制器，简称PLC。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的的一种新型工业控制设备。具有1．可靠性高、抗干扰能力强2．设计、安装容易，维护工作量少4功能强、通用性好5．开发周期短，成功率高6体积小，重量轻、功耗低等特点。具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业生产自动化的支柱产品。与继电接触器系统相比系统更加可靠；占位空间比继电接触器控制系统小；价格上能与继电接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀、接触器与之相当的执行机构；能向中央执行机构；能向中央数据处理系统直接传输数据等。

因此，进行变频恒压供水系统的PLC控制系统的设计，可以推动变频恒压供水系统行业的发展，扩大PLC在自动控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。

1．2本课题设计的内容

本设计将在以下几个方面对恒压供水控制系统进行研究和论证。

1．恒压供水系统的选型

该系统是由储水系统、动力系统，回水系统和控制系统(手动控制、自动控制>组成。对象系统由四台不同功率的水泵机组组成，都为常规变频循环泵，用于模拟正常模式下的生活供水动力系统：回水系统采用有机玻璃材料结构，以使实验系统具有可观察性。2．系统的硬件设计

PLC变频恒压供水控制系统由4台水泵，一台智能型电控柜(包括变频器、PLC、交流接触器、继电器等>，一套压力传感器、缺水保护器、断相相序保护装置以及供电主回路等构成。

3．系统的软件设计

系统的软件设计包括PLC的程序设计和变频器的功能参数设定。这里主要讨论PLC的程序设计。PLC的程序设计包括手动控制和自动控制的程序设计，手动部分是通过按钮控制水泵在工频下运行和停止，主要考虑系统调试或检修时用。当选择开关打到”自动”时，系统能够进入自动工作状态，由PLC和变频器联合控制各台电机的投入或切除、工频或变频运行方式。供水系统共有4台泵组电机，在根据水压决定投入泵组台数后，只有最初投入的电机进行变频调速，其它后投入的电机则在工频下全速运行，泵组电机的切换过程由逻辑控制单元PLC实现。

1．3本课设计的目的和意义

随着电力技术的发展，以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，起动半稳，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：因为泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目的。