基于PLC无塔供水控制系统的设计

论文总字数：15423字

摘 要

为了解决住宅区日常生活用水量随着季节、昼夜、上下班等不同时间段产生的供水用水波动问题，很有必要进行智能供水控制。目前可编程控制系统已经被引入到住宅区供水系统中，这对解决以上问题有重要的意义，让供水系统的稳定性提高。在供水系统引入变频调速器可有效的满足恒压控制要求,并对每个泵都能够实现合理化的最高利用率。而综合结果显示，系统实现了恒压供水，不仅操作便捷，同时相应的安全性也明显的提高，表现出很高的节能效果。同时也和普通供水系统相比耗电量也节省了很多。与可编程控制器的组合, 这种模式下也可以高效的进行循环变频, 电机软启动,还可起到一定的安全保护目的，表现出较高的应用价值。

关键字：恒压供水 变频调速 PLC

Abstract

In order to solve the fluctuation of daily water consumption in residential areas with different periods of time, such as season, day and night, commuting and so on, it is necessary to carry out intelligent water supply control. At present, the programmable control system has been introduced into the residential water supply system, which is of great significance to solve the above problems and improve the stability of the water supply system. The introduction of frequency converter in water supply system can effectively meet the requirement of constant pressure control and achieve the maximum utilization ratio of each pump. The comprehensive results show that the system achieves constant pressure water supply, not only easy to operate, but also the corresponding security is significantly improved, showing a high energy-saving effect. At the same time, it also saves a lot of electricity compared with the ordinary water supply system. With the combination of programmable controller, this mode can also effectively carry out cyclic frequency conversion, motor soft start, but also play a certain security protection purposes, showing a high application value.

Key words ： Constant pressure water-supply Variable velocity Variable frequency PLC(Programmable controller)

目录

第一章 引言 5

1.1课题来源及研究意义 5

1.1.1课题来源 5

1.1.2研究意义 5

1.2 无塔供水现状和发展 6

1.2.1 变频调速的意义及目的 6

1.2.2变频供水系统发展趋势 6

第二章 可编程控制的介绍 7

2.1 可编程控制器的基本组成 7

2.1.1 COU模块 7

2.1.2 I/O模块 8

2.1.3 PLC编程器 8

2.2 可编程控制器的工作原理 8

2.3 可编程控制器的内存区域的分布及I/O配置 9

2.4 可编程控制器基本指令简介 10

2.5可编程控制器的特点 11

第三章 无塔供水的控制系统的工作原理 12

3.1 系统的工作原理 12

3.2 变频的调速原理及在系统中的工作过程 12

3.2.1变频调速的原理 12

3.2.2 变频器在系统中的工作过程 13

第四章 系统设计 14

4．1 系统控制要求 14

4．2 控制系统的I/O点及地址分配 14

4．3 系统程序设计 15

4.3.1 器件功能及地址 16

4．3．2 系统程序 17

第五章 调试 18

致谢 20

参考文献 21

附录 22

第一章 引言

1.1课题来源及研究意义

1.1.1课题来源

水成为了人们生活不可分割的一部分。在过去的生活中，水塔供水是主要的供水方法之一，一般的住宅区都是用水塔来储存水的，甚至许多工厂的生产也是利用水塔来满足供水需求。水塔的结构非常的高。顶部拥有一个巨大的水箱，可以储水，并能够用来保持供水中水管网的水量满足要求。这种系统的主要组成单元包括水箱、基座和支架。因此，在过去的生活中，无论在工厂还是在住宅区的区域，水塔已然成为了一种供水系统的里程碑。但它的施工要求也非常高，费时费力费钱，实现的供水效果也并不令人满意。这些年来，我国的城市发展速度十分的迅猛，城镇居民生活用水量的激增。不仅对供水质量的要求有所提高，还需要能够避免由于供水压力不稳定造成的供水问题。同时能够保证在供水的时候能够完全的可靠和安全，紧急情况发生时，能够实现供水的可靠性。在平常生活中，每一天不同时段的用水对供水压力的要求也是不同的，以往的水塔供水无论是在用水低峰期还是在用水高峰，供水量提供的压力都是不能满足居民需求的。水塔供水来实现恒压供水是非常困难的，而且水塔供水还会经常水压不稳定，高住宅居民的水压不够，水流量小甚至停水，低住宅居民水压太高，出现水龙头爆管等问题。因此，在这样的基础上我们需要对现在所使用的供水方式进行突破性的改造，从而提高供水作业时的自动化水平。

1.1.2研究意义

以往的水塔供水系统控制压力是通过电动机频繁起停来实现的，对电机和水泵的伤害非常大，降低了电机和水泵的最大利用率，增加了对水泵和电机维护的难度和频率。这样的供水方式中水塔的建设所要花费的不仅仅是大量的资金还占用了一部分的面积，而由于是二次供水，水的质量也不能够得到真正的保障。并且与前者相比的话，我们所使用的变频调速方式则会十分稳定可靠的运行，不会出现电机频繁启动的现象，并且在运行时设备也能够平稳安全，完全排除了在水塔供水系统过程中可能出现的电气和机械的不稳定以及供水质量不能被保障等其他问题出现的可能性。所以我们可以得知，无塔供水与传统的供水方式相比，更加的安全可靠，在材料方面的花费也是节省了很多，在使用中也极大的节省了能源，运行更加的稳定，调节能力也十分出众。它在未来的应用将会十分的广泛，能够给我们带来的经济和社会的效益也是十分的可观。

对于大多数供水公司来讲，以前的电机水泵的成本非常高，实现供水这一目标的成本花费也十分高，相对而言它所要消耗的能源也会比较大，为了能过够降低成本和节约能源，解决这一问题就显得非常的重要。相对于以前，现在一部分的供水系统做出的改变，尝试使用普通的阀门来对出水量进行控制的恒压控制系统。这样的调节控制方式虽然已经简单了不少，但如果要从节约能源损耗的角度来看的话，并没有那么的节省花费。根据一些研究结果显示，水泵的轴功率与转速的三次方成正比，所以当电机在进行恒压控制的时候，在阀门上和以额定转速运行的电机上，消耗了许多的电能，而这些电能完全可以通过手段节约下来。为了能够实现节能降耗，对电机进行调速是一种广泛使用的有效方法，我们需要对输出的水压进行监控，通过对输出水压的压力值进行分析再调节电机水泵对水量和水压输出进行改变，让电机水泵一直能够高效率的工作，避免了电机水泵能源的不必要消耗，这对节约能源和提高供水公司经济利益都会有着较大的益处。

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