城市供水系统设计

毕业论文(设计) 题目：城市恒压供水系统设计

作者：杜善义

专业及班级：06级机械制造及自动化

指导老师：刘耀元

准考证号：014408500157

南昌理工学院光信息机电工程系

2009年10月31

摘要

城市供水系统的主要在用水量不断变化的情况下，维持管内水压在一定范围内，即满足用户用水的要求，又能够最大程度节约能源、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。实现了城市供水系统简单、高效、低耗能的功能，并且实现自动化的控制过程，采用PLC作为核心控制是个较好的方案。

关键词：恒压供水PLC 变频器程序设计

主编：杜善义

排版：徐振盼

审核：翟亚军

Abstract

Urban water supply system, mainly in the water changing circumstances, to maintain its water pressure within a certain range, that is, to meet the requirements of the user of water, but also to the greatest degree of energy conservation, to extend the service life. Frequency of water supply has gone from a controller relay - contactor, to the microcontroller, to the PLC. The inverter speed control from multiterminal analog input control, the development of the special inverter. Implementation of urban water supply system is simple, efficient, low-power features, and achieve automated control process, using PLC as a core control is a better solution.

Key words: constant pressure water supply inverter PLC program design.

目录

绪论 (1)

供水系统简介 (1)

供水系统功能要求 (1)

第一章.系统的总体设计 (4)

1.1 供水系统的结构 (4)

1.2 供水系统的工作原理 (5)

第二章硬件系统配置 (7)

2.1 PLC选型 (7)

2.2 PLC的I/O资源分配 (8)

2.3 其他资源配置 (10)

第三章.软件系统设计 (14)

3.1 总体流程设计 (14)

3.2 各个模块梯形图设计 (21)

第四章.系统设计中问题及解决方法 (29)

4.1 硬件方面问题 (29)

4.2 软件方面问题 (30)

第五章设计小结 (30)

致谢 (31)

参考资料 (32)

绪论

一、供水系统简介

对于高层用户来说，在白天或用水高峰时候，供水系统的电机负荷最大，常常满负荷或超负荷；而晚上或休闲时，所需水量减少，但是电机依然处于满负荷运行，这样浪费了大量资源，对电机损耗也很大，由于变频调速系统的运用有效的解决了以上问题，根据用水量的大小来控制水泵的转速，即用水量大时，提高变频，使水泵转速升高，增加供水量。当用水量减少时，降低变频，使水泵转速降低，或减少投入运行水泵数量，减少供水量。现在由于电子技术的发展如SCAD系统、DCS系统和PLC等系统逐渐应用到工业控制中。

SCADA系统是由一个主控站和若干个远程终端站组成，通过物理链路层或数据链路层进行通信联系。该系统最初用于通信系统，但终端站的扩展，也实现连续及顺序控制，所以较多应用于控制系统，但此类系统多侧重于连续监测的场所。

DC系统称为集散型控制系统，是由多台计算机和现场终端机组成的，共同完成分散控制和集中操作、管理的综合控制系统，多侧重于连续性生产过程管理。

PLC时可编程控制器的简称，它作为处理系统的控制器，实现控制系统的功能要求，也可利用计算机作为其上位机，通过网络连接PLC，对生产过程进行实时监控，具有编程方便、开发周期短、维护容易、通用性强、使用方便、控制功能强、模块化结构、扩展能力强等特点。

二、供水系统要求

城市供水系统的主要在用水量不断变化的情况下，维持管内水压在

一定范围内，即满足用户用水的要求，又能够最大程度节约能源、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。实现了城市供水系统简单、高效、低耗能的功能，并且实现自动化的控制过程，采用PLC作为核心控制是个较好的方案。

PLC具有体积小，设计周期短、数据处理和通信方便、易于操作与维护、明显降低成本等优点，可满足城市供水系统的要求。除此之外，PLC作为城市供水系统使设计过程变的更加简单。可实现功能变的更多。由于PLC和CPU强大的网络通信能力，使城市供水系统数据传输与通信变得可能，并且可实现远程监控。

利用PLC作为控制器的城市供水系统主要涉及两个方面：一是信号输入；二是控制输出信号。

其一、信号输入

城市供水系统信号输入检测主要涉及三类信号的检测，主要包括：按钮的输入检测、液位高低的输入检测，以及管内压力的输入检测。

1)、按钮输入检测。大多数为人工方式控制的输入检测，主要有手动按钮、自动按钮、水泵工频启动按钮、水泵变频启动按钮，以及变频加、减速按钮等。

2)、液位高低输入检测。检测水池液位的高低，用来控制整个供水系统的启动和停止。

3)、管内压力输入检测。按钮输入和液位高低输入检测到为数字量输入，管内压力输入为模拟量输入。通过将管内的压力传感器安置于适当位置上，将检测值反馈到PLC中，通过运算输出控制水泵信号。当压力值偏低时，供水量不足，导致用户无法正常用水，因此需要增加水泵的转速以增加供水量；当压力值偏高时，导致管内压力值过大，用户用