基于PLC的变频恒压供水系统设计

题目基于PLC的变频恒压供水系统设计英文题目DesignofVariableFrequencyConstantPressureWaterSupplySystemBasedOnPLC作者声明本人以信誉郑重声明：所呈交的学位毕业设计（论文），是本人在指导教师指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，不包含他人成果及为获得东华理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本设计（论文）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。本毕业设计（论文）成果归东华理工大学所有。特此声明。毕业设计（论文）作者（签字）：年月日本人声明：该学位论文是本人指导学生完成的研究成果，已经审阅过论文的全部内容，并能够保证题目、关键词、摘要部分中英文内容的一致性和准确性。学位论文指导教师签名：年月日摘要I摘要本论文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统,并利用组态软件开发良好的运行管理界面。变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器等构成。系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先启先停”的原则。压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。通过工控机与PLC的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。变频恒压技术集低成本、高度自动化、高稳定性、高可靠性、高效节能、方便调试等优点于一身。当前变频恒压控制正逐步走向全数字化控制和各种体系化的发展方向。追求高度智能化、系列化、标准化，在将来给水系统设备将占领城镇各个楼层、各个用水单位的绝大部分市场。关键词：变频器；PLC；传感器；恒压供水；调速Abstract1AbstractAccordingtotherequirementsoftheChineseurbancommunitywatersupply,thispaperdesignedasetoffrequencyconversionvelocitymodulationconstantpressurewatersupplysystembasedonPLC,andbyusingconfigurationsoftwaretodevelopagoodoperationmanagementinterface.Frequencyconstantpressurewatersupplysystembyprogrammablecontroller,inverter,pump,pressuresensor,etc.Systemconsistsofthreewaterpumpmotor,theiroperationmodeoffrequencyconversioncycle.Adoptinverterforthree-phasepumpmotorsoftstartandfrequencycontrolofmotorspeed,runningswitchbasedontheprincipleofinceptiontostop.Thecurrenthydraulicpressuresensorsignal,intoaftercomparedwiththesetvalueofPIDofPLC,frequencyconvertertocontroltheoutputvoltageandfrequency,andchangethewaterpumpmotorspeedtochangewatersupply,eventuallymaintainstabilityofthepipenetworkpressurenearthesetpoint.ThroughtheindustrialcomputerandPLCconnection,usingconfigurationsoftwaretocompletethesystemmonitoring,thedynamicrunningstatedisplayanddata,alarmqueries.Frequencyconversionconstantpressuretechnologycollectionoflowcost,highautomation,highstability,highreliability,highefficiencyandenergysaving,convenientdebugging,etc.Currentfrequencyconversionconstantpressurecontrolisgraduallytowardsthedevelopmentdirectionoffulldigitalcontrolandavarietyofsystematism.Pursuitofhighlyintelligent,seriation,standardization,andinthefuturewatersupplysystemequipmentwillbeoccupiedtownseachfloor,eachunitofwatermostofthemarket.Keywords:transducer；PLC；sensorconstant；pressurewatersupply；speedregulation目录1目录绪论........................................................................11.1课题的提出及其意义...................................................11.2供水系统的国内外发展及现状...........................................11.3PLC概述.............................................................21.4西门子S7-200PLC简介.................................................21.5本课题的主要研究内容.................................................22系统的理论分析和控制方案确定..............................................42.1电动机的调速原理.....................................................42.2恒压供水系统的基本特征...............................................42.3控制方案的对比和确定.................................................52.4本系统的工作原理....................................................62.5水泵的实际增减条件分析..............................................63系统的硬件设计............................................................83.1系统主要设备的选型..................................................83.2系统的主电路分析以及设计.............................................93.4PLC的I/O端口分配及外围接线图......................................104系统的软件设计...........................................................124.1软件设计分析........................................................124.2PLC的程序设计......................................................124.2.1控制系统的主程序设计..........................................124.2.2控制系统子程序设计............................................164.3PID控制及其算法....................................................184.3.1PID控制原理简介..............................................184.3.2PID参数整定及波形图仿真......................................195监控系统设计.............................................................215.1组态软件及其通信参数设置............................................215.2新建工程和组态变量..................................................225.3组态画面............................................................235.4监控系统界面.......................................................23结论.....................................................................25致谢......................................................错误!未定义书签。参考文献...................................................................26附录.......................................................................27绪论1绪论1.1课题的提出及其意义.目前，不论城市还是农村用水量都在增长。不同的时间，不同的季节，不同的地理环境和人口数量等都或多或少的会影响到用水量，老的供水方式不能满足居民的用水需求和用水安全。供水压力是否恒定对于工业生产和一些用户来说是非常重要的，如果遇到紧急情况，由于水压的不稳定而导致发生的火灾，甚至导致了人员的伤亡，那将后悔莫及。而由于用水量的多少是时时刻刻都在变动的，人多的时候自然压力大，人少时压力低。确保管道压力变化很小，实现用水与供水基本平衡。这不仅保障了用户用水安全，减少事故的发生，还起到了节约水资源的目的。因此老的给水设计早已不能达到人们的需求。要想满足人们的这一需求减少水资源的浪费，采用变频恒压给水设计，摒弃以前的设计，无疑是目前非常合理、可高、方便、安全、节能、省心的选择。我国是个水资源缺乏的国家，另外我国的水泵机虽然数量多、范围广、类型多，在技术上也有自己的一定水平，但是和发达国家相比还有不小的差距。使用变频恒压技术不仅具有上述意义，还能为我国水泵机的研究发展出力。因此，本论文的研究设计具有多个重要意义。1.2供水系统的国内