PLC水塔水位控制系统的设计

常州信息职业技术学院学生毕业设计（毕业论文）系别：机电工程系专业：机电一体化班级：机电061学生姓名：彭靖尧学生学号：0604053125设计（论文）题目：PLC水塔水位控制系统的设计指导教师：岳东海设计地点：常州信息职业技术学院起迄日期：2008-8-4——2008-8-25毕业设计（论文）任务书专业机电一体化班级机电061姓名彭靖尧一、课题名称：PLC水塔水位控制系统的设计二、主要技术指标：1、PLC能提供可编程逻辑分析和PID功能（SATTCONTORL公司生产PLC5的可编程逻辑控制器）2、变频器的工作电压为380V，随机容量为24kwA（IPF-24变频器）三、工作内容和要求：通过出水母管中安装压力变送器，将水压值转换为5-25mA电流信号输入PLC，把该信号与水位设定值相比较，并经PID运算后，由PLC把计算结果作为输出信号送往变频器，控制变频器的输出频率，从而调整水泵电机的转速，使出水母管水压稳定，即水塔中的水位高度稳定在设定值上。系统设有备用泵和消防功能，水位显示及报等功能。四、主要参考文献：[1]谢又成，章棘.PLC在恒压供水自动控制系统中的应用（J）l.电工技术杂志，2003,(2):36-37.[2]戴广平.电动机变频器与电力拖动[M].北京:中国石化出版社，1999.89-106.[3]何衍庆，戴自样，俞金寿.可编程序控制器原理及应用技巧[M].北京:化学工业出版社，1998.6-16.[4]郑萍.现代电气控制技术[M].重庆:重庆大学出版社，2001.1学生（签名）年月日指导教师（签名）年月日教研室主任（签名）年月日系主任（签名）年月日毕业设计（论文）开题报告设计（论文题目）一、选题的背景和意义：一、选题的背景和意义：在上个世纪60年代末期，PLC第一次被提出。设计这样一个器件的主要目的是为了降低当时使用复杂的继电器控制的电机控制系统的巨额成本。上世纪70年代中期，占支配地位的PLC技术是序列发生器状态机（sequencerstate-machines）和基于CPU的位片（bit-slice)技术。80年代，人们试图用通用电机（GeneralMotor）的生产自动控制协议（manufacturingautomationprotocol,MAP）来将PLC的通信标准化。90年代，新协议的产生和80年代幸存的一些较流行协议的物理层的现代化逐渐减少。最新的标准（IEC1131-3）已经尽量将PLC编程语言融合为一个国际标准。水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,传统供水系统大多采用水塔、高位水箱或气压罐式增压设备,用水泵以高出实际用水高度的扬程来“提升”水量,其结果增大了水泵的轴功率和能耗。现研究设计的水塔水位控制系统采用变频调速恒压供水系统,实现水泵无级调速。依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,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二、课题研究的主要内容：1．掌握水塔水位的组成与工作原理；2．了解和熟悉PLC的结构和作用，以及其工作原理，掌握PLC的编程方法；3．设计PLC控制水塔水位的住电路和控制程序；4．设计PLC控制系统安全稳定。三、主要研究（设计）方法论述：（一）依据课本所学的知识；(二)通过老师知道;(三)到图书管查阅相关书籍;(四)上网查询相关资料;(五)向一些有经验的学长请教;四、设计（论文）进度安排：时间工作内容8月６日――８月８日绪论８月９日――８月１２日系统的方案设计８月１３日――８月１５日变频器的节能原理８月１６日――８月１８日控制系统硬件设８月１９日――８月２０日各种元器件的选择８月２１日――８月２４日恒压供水系统软件设计８月２５日设计总结及答辩五、指导教师意见：指导教师签名：年月日六、系部意见：系主任签名：年月日目录0绪论……………………………………………………50.1双恒压供水系统的目的与研究意义……………….50.2交流变频调速的优势与应用……………………….70.3可编程序控制器的特点与应用……………………101变频器的节能原理……………………………………171.1变频器的控制方式…………………………………171.2变频调速的调速及节能原理………………………172控制系统硬件设计……………………………………192.1主电路设计…………………………………………192.2控制电路设计………………………………………193各种元器件的选择……………………………………213.1PLC的选择……………………………………………213.2变频器的选择………………………………………213.3压力传感器的选择…………………………………213.4触摸屏的选择………………………………………223.5软启动的选择………………………………………234恒压供水系统软件设计………………………………244.1程序功能图的设计…………………………………244.2内置PID功能及其编程……………………………254.3系统程序设计及说明………………………………264.4输入输出地址分配表如下…………………………6小结……………………………………………………7致谢……………………………………………………8参考文献………………………………………………PLC水塔水位控制系统的设计摘要:该毕业设计对环保、节能、自动补压型给水设备作了介绍。从节能科技的实践出发，阐述了变频调速技术在高楼给水设备中的应用。以PLC电路控制方式，介绍了智能水压控制系统的工作原理及PLC控制系统。在分析水压控制的工作流程的基础上，给出了PLC控制系统的硬件和软件设计。智能水压控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置与可编程控制器（PLC）构成控制系统，进行优化控制,完成供水压力的恒定控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入变频器运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。关键词:恒压供水，FX2N-PLC可编程序控制器、压力传感器、变频器PID运算、PLC控制、恒压供水。Abstract:Begraduationpractice'sturntohavefilleduppressuretypewatersupplyequipmentworktoenvironmentalprotection,energyconservation,automationintroducethat.Thefrequencyconversionspeedregulationtechnologyhavingsetofffromenergyconservationscienceandtechnologypractice,expoundinghitsthetargetinhighbuildingwatersupplyequipmentapplying。IntroducedtheintelligenthydraulicpressurecontrolsystemprincipleofworkandthePLCcontrolsystem.Inintheanalysishydraulicpressurecontrolworkflowfoundation,hasproducedthePLCcontrolsystemhardwareandthesoftwaredesign.Theintelligenthydraulicpressurecontrolsystembasiccontrolstrategyis:Usestheelectricmotorspeederandtheprogrammablecontroller(PLC)constitutesthecontrolsystem,carriesontheoptimizedcontrol,Completesthewatersupplypressuretheconstantcontrol,whenpipenetworkcurrentcapacitychangeachievedthestablewatersupplypressureandsavestheelectricalenergythegoal.Thesystemcontrolgoalisthepumpingstationmainpipewaterleakagepressure,thesystemhypothesiscarriesonthecomparisonforthehydraulicpressurevalueandthefeedbackmainpipepressureactualvalue,afteritsinterpolationinputsCPUoperationprocessing,sendsoutthecontrolcommand,thecontrolpumpstheelectricmotortothrowtransportstheTaiwannumberandthemovementvariabledisplacementpumpelectricmotorrotationalspeed,thusachievedstabilizesforthewatermainpipepressureinhypothesisPressure.Keyword:PLCcontroltheFX2N-PLCprogrammable、Pressuresensor、FrequencytransformerPIDarithmetic、PLCcontrolled、Theconstantvoltagesupplieswater。0绪论0.1双恒压供水系统的目的和研究意义恒温恒压供水系统对于生活是非常重要的,例如在房屋供水工程中,若自来水供水因故压力不足或短时缺水,可能影响居民生活.又如当发生火警时,若供水压力不足或无水供应,不能迅速灭火,可能引起重大损失和人员伤亡,恒温供水则能保证供给用户的水保持在设定的温度范围内.所以,生活小区采用生活/消防双恒压系统,具有较大的经济和社会意义.0.2交流变频调速技术的优势与应用对于可调速的电力拖动系统，工程上往往根据电动机电流形式分为直流调速系统和交流调速系统两类。它们最大的不同之出主要在于交流电力拖动免除了改变直流电机电流流向变化的机械向器——整流子。20世纪70年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。交流变频调速的优异特性(1)调速时平滑性好，效率高。低速时，特性静关率较高，相对稳定性好。(2)调速范围较大，精度高。(3)起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。(4)变频器体积小，便于安装、调试、维修简便。(5)易于实现过程自动化。0.3可编程序控制器的特点及应用1.可靠性高，抗干扰能力强如果能限制偶发性故障的发生条件，如果能使PLC在恶劣环境中不受影响或能把影响的后果限制在最小范围，使PLC在恶劣条件消失后自动恢复正常，这样就能提高平均故障间隔时间；如果能在PLC上增加一些诊断措施和适当的保护手段，在永久性故障出现时，能很快查出故障发生点，并将故障限制在局部，就能降低PLC的平均修复时间。为此，各PLC的生产厂商在硬件和软件方面采取了多种措施，使PLC除了本身具有较强的自诊断能力，能及时给出出错信息，停止运行等待修复外，还使PLC具有了很强的抗干扰能力。·硬件措施：主要模块均采用大规模或超大规模集成电路，大量开关动作由无触点的电子存储器完成，I/O系统设计有完善的通道保护和信号调理