物业恒压供水系统

摘要

我国正在建设节约型社会，在国家的号召下全社会都要有节能减排的意识。针对物业小区供水的问题，为了满足人们对供水质量和供水系统可靠性的要求，所以采用先进的PLC设备来设计节能高可靠性的恒压供水系统。

针对目前的小区供水系统中存在的电能、水资源浪费且供水质量差等问题采用三菱FX2N PLC为核心控制器，构成恒压供水系统。该系统是以管网水压为设定参数，根据用水量的大小由PLC 控制投入运行的水泵的数量实现管网水压的闭环调节，即实现恒压供水。

本报告用四章的篇幅详细的讨论该设计的内容，关键的部分都有详细的说明和演示。本设计的全部程序均通过PLC调试。硬件部分列出参考元件，软件部分列出详细程序和程序分析的详细图解，心得体会部分写了本次设计中出现的各种问题和最终的解决办法。

关键字： PLC，供水，恒压，三菱FX2N

目录

第一章概述 (1)

第二章硬件设计 (3)

2.1 系统主电路 (3)

2.2 系统I/O资源分配 (3)

2.3 PLC I/O接线图 (4)

2.4 系统使用电器元件 (5)

第三章软件设计 (6)

3.1 系统流程图 (6)

3.2 程序梯形图 (6)

3.3 程序指令表 (11)

3.4 系统总体构思 (17)

3.4.1梯形图总体构思 (17)

3.4.2系统内部辅助继电器含义 (17)

3.4.3初始化及输出程序解析 (18)

3.4.4手动自动切换部分 (19)

3.4.5手动运行的控制 (19)

3.4.6自动运行控制 (19)

3.4.7 增泵减泵控制部分 (20)

第四章结论 (22)

参考文献 (14)

第一章概述

几种供水系统的比较：

1．恒速泵加压供水：这种方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。

2．重力供水：重力供水通常需要设置水箱或者水塔，系统用水是由水箱或者水塔直接供应，所以供水压力比较稳定。但它需要由位置高度所形成的压力进行供水，为此需要建造水塔或者将水箱置于建筑物顶层的最高处。同时由于其存水比较大，在屋顶形成很大的负重，增加了结构的承重和占用楼宇的建筑面积，也妨碍美观，此外，屋顶水箱还必须高出屋面几米，建筑立面较难处理，存在投资大、周期长、能源浪费大的缺点。

3．气压供水：气压供水是采用气压罐代替水塔或高位水箱利用密闭压力罐内的空气将罐内储水压到管网中去。它的优点是灵活性大、建设快、污染少、有利于抗震、可消除管道中的水锤与噪声，缺点是体积和投资大、压力变化大、运行效率低、需要使用张力膜、维护费用高、耗费动力大。

通过对以上三种传统的供水问题解决办法进行分析可以看出以上三种方案的共同缺点是：自动化程度低，占用大量的面积，运行效率低，成本较高。这些不足不能满足现在小区用户对供水

质量和供水系统可靠性的要求。为了解决这些问题，本设计采用先进的PLC控制器，将自动控制方法、传感器理论用在系统中实现供水系统的自动调节恒压供水。该方法是目前比较流行的控制方法，其卓越的性能赢得用户的赞同。

本设计是基于PLC的物业供水系统，具有以下特点：

1.供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。

2.系统分手动工作和自动工作两种状态，自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵工作，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维持水泵运行数量。工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不得超出4台；手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（若输入点不够，可用I/O扩展模块）。

3.并设有“自动/手动”切换开关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运行控制开关（ON——自动运行，OFF——自动运行停止）。

4.各水泵工作时，均应有工作状态显示。

第一章硬件设计

2.1系统主电路

如图2-1 所示，为系统的主控图由设计内容和要求可知，本设计需要用到四台水泵，水泵的型号都为：J02-41-4，4.0kw，1440转/分，380v，8.4A。在设计主电路时水泵以电动机代替，图中的KM为接触器线圈，FR为热继电器，主电路并设有短路过载保护。主电路如图2-1所示。

L1

L3

图 2-1 系统主控图

2.2 PLC I/O资源分配

本设计的控制部分由PLC完成，由于本系统控制分手动和自动运行，手动运行时，每台水泵分别有启动和停止开关输入，自动运行时，需要有自动运行/停止开关输入，水压判断开关以及保护输入等，还有四个水泵输出。所以PLC的I/O地址分配表如表2-1所示。

表2-1 I/O资源分配

2.3 PLC I/O 接线图

系统的I/O接线图如图2-2所示。

图 2-2 I/O接线图

2.4 电器元件列表

电器元件一览表如表 2-2 所示。

表 2-2 电器元件一览表

第三章：软件设计

3.1 系统流程图

由于该系统即可以手动运行又可以自动运行，所以本系统设计主要分两部分，一部分是手动模块，一部分是自动模块。系

统的总流程图如图3-1所示。

否

图 3-1 系统流程图

3.2 程序梯形图

由设计要求画的程序梯形图如图3-2所示。