基于PLC的变频调速恒压供水系统

毕业论文（设计）论文题目：基于PLC的变频调速恒压供水系统学生姓名：刘家宝学号：1008060222所在院系：电气信息工程学院专业名称：电气工程极其自动化届次：2014届指导教师：伍龙目录前言....................................................................................................................................11绪论................................................................................................................................31.1恒压供水产生的背景及意义..................................................................................31.2国内外变频恒压供水现状......................................................................................31.3变频恒压供水的未来趋势......................................................................................32PLC控制变频恒压供水系统的理论分析.....................................................................42.1总体方案的比较与确定..........................................................................................42.2三项异步电动机的调速方式原理(磁粉制动器的结构与原理)………………….5……………………………………………(转速转矩传感器的结构与原理)…………..2.3PLC控制变频恒压供水系统的构成(试验台加载系统构成).............................52.4变频恒压供水的基本原理…………..(试验台加载系统的基本原理）...............52.5主电路设计………………………….（试验台布局设计）.................................62.6控制电路设计………………………（）....................................82.7PLC在恒压供水系统中的主要任务(磁粉制动器在加载系统中的主要任务).113硬件方面设计………………………….（软件方面）.............................................113.1控制要求…………………………….(控制要求)................................................113.2PLC的选择………………………….(转速转矩传感器的选择)........................123.3变频器的选择与基本功能的预置…..(磁粉制动器的选择与磁粉安装)...........133.4其他器件的选择……………………..(联轴器的选择).......................................16………………………………………………(各元件的安装)…………………...............4软件设计......................................................................................................................164.1主程序设计.........................................................................................................164.2相关程序介绍.......................................................................................................175检测调试......................................................................................................................18结论..................................................................................................................................20参考文献：......................................................................................................................20附录..................................................................................................................................21PLC程序（梯形图）.......................................................................................................21淮南师范学院2014届本科毕业论文1基于PLC的变频调速恒压供水系统学生：刘家宝（指导老师：伍龙）（淮南师范学院电气信息工程院）摘要:基于PLC的变频调速恒压供水该系统主要由PLC、变频器、水泵机组、与其配套的电动机等组成，本文详细介绍了该系统的组成、原理，工作过程，在与其他同类型系统的对比中突出了这个系统所具有的长处及不足，相比与老式的供水系统，它能够很好的满足用户的需求，而且运行稳定可靠，具有长足的实际应用价值。关键词:变频调速；PLC；恒压供水DesignofvariablefrequencyspeedconstantpressurewatersupplysystembasedonPLCStudent:LiuJiabao(GuidanceTeacher:WuLong)(CollegeofElectricalandInformationEngineeringofHuainanNormalUniversity)Abstract:VariablefrequencyspeedconstantpressurewatersupplyPLCthesystemismainlycomposedofPLC,transducer,waterpump,motorandothercomponentsbasedonmatching,thisarticleintroducesthecomposition,principle,theworkingprocessofthesystem,incomparisonwithothersimilarsystemshighlightsthestrengthsandweaknessesofthesystem,comparedwiththeoldwatersupplysystem,itcanbeverygoodtomeettheneedsofusers,andtheoperationisstableandreliable,hasgreatpracticalvalue.Keywords:variablefrequencyspeed;constantpressurewatersupply;PLC前言随着自动化技术，控制技术，通信技术，微处理技术的发展，可编程逻辑控制器（PLC）技术已经成熟，PLC以其速率快、稳定性好、可靠性高、性能优越等特点而在工业控制领域得到普遍的应用。不管是在生活，还是在工业、农业、畜牧业等领域中，机械和电气设备的应用都占有极其重要的地位，人们对品质的要求越来越高，对机电设备的控制也变得越来越复杂。本系统是基于PLC的控制系统，相比于同类系统，它功基于PLC的变频调速恒压供水系统2能更加完善，具有良好的异常报警，故障率低，可靠性好，代表了当今先进的电气控制领域的水平，发展迅速，前景广阔。淮南师范学院2014届本科毕业论文31绪论1.1恒压供水产生的背景及意义长期以来，在我国城市供水中，水的供应与需求一直是一个难以平衡的问题，供水量多，用水量少，水压升高，容易损坏破裂，水设备，会造成巨大的浪费；供水量少，用水量多，水压降低，则影响人们正常的生产生活。水压是否恒定，反映了供水与用水是否平衡，控制水压恒定，就控制了供水与用水的平衡。过去传统的调节供水压力的方法是通过经常的启动、停止电机和通过水塔或高处的水箱进行二次给水的方式。前一种不但将大大缩短电动机的使用寿命而且电动机的频繁启停也会产生高额能耗，水压控制也不理想；后一种则需要大量的占地空间与初投资，由于是二次供水，水质也难以得到保证。而基于变频调速的恒压供水模式频率稳定可靠，运作经济高效的，没有频繁的启动和停止电动机，起动为软起动，避免了电气、机械冲击的很大一部分，极大的降低了对泵用电机以及电网的损耗，也不存在二次污染的危险。可见变频调速恒压供水具备很大的长处，应用远景开阔，经济社会效益庞大。1.2国内外变频恒压供水现状在恒压供水变频技术方面，国外生产的变频调速供水系统的技术比较先进，在系统设计中经常使用一个变频只有一个水泵电机，这种方法比较可靠，但这种方式要求变频器的数目和电机的数目相同，这将使所要投资的成本居高不下，并且外国公司生产的变频器价格方面也明显高于国内同类产品，这是国内普通供水用户难以承受的。目前，国内从事供水系统专用变频器的开发研制与推广的公司很多，在由我国公司自主生产的变频恒压供水系统中，它们用的变频器很多都采用从国外进口所需的元器件，然后在国内完成组装调试，再结合PLC、PID调节器等来实现了恒压供水。它们在相当一部分的中小容量、供水情况简单的场合发展较快，但在一些大容量控制要求复杂的恒压供水领域，国产变频器还需进一步的努力。1.3变频恒压供水的未来趋势目前的变频恒压供水正在一步步走向集成、集约、操作与维护简单、应用领域专业等方向发展，比如在系统中集成PID、压力传感器等组件，一些直接集成可编程控制器PLC和PID调节器的变频器已经出现并逐渐成为主流，经过对指令代码的设置实现对PLC和PID等电控系统的调节控制，这类变频器只须再与相应的恒压供水单元组合，就可以控制接触器工作了。这种供水系统虽然简化了部分电路的结构，但在动态性基于PLC的变频调速恒压供水系统4能、稳定性方面不高，再加以这类端口难以扩展，配套别的监控系统或组态软件难度较大。所以变频恒压供水系统设计中硬件的选择还需视具体情况而定，最合适的就是最好的。2PLC控制变频恒压供水系统的理论分析2.1总体方案的比较与确定方案一：此方案主要由数码管显示模块、变频控制模块、键盘电路、水泵机组、用户管网等组成，系统结框图如图1所示：图1方案一系统框图方案二：此方案由变频控制模块、水泵机组、用户管网等组成，系统框图如图2所示：图2方案二系统框图比较两种方案可以看出：方案一以单片机为主控器件，通过PID控制器来控制变频器输出不同频率、电压的电源给水泵机组来调节水