恒压供水系统的毕业答辩ppt.ppt

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PLC控制的变频调速恒压供水系统,指导老师：

答辩人：

课题背景,恒压供水系统不断发展,经济快速发展,人们对用水质量的要求不断提高,节水节能的观念逐渐增强,自动化控制技术的飞速发展,主要研究内容,系统方案选择,系统硬件设计,系统软件设计,监控系统的设计,一,二,三,四,根据实际情况选择最佳方案,系统主要设备的选型,程序流程图，PLC程序，PID参数整定,组态软件实现的监控界面,1系统方案的选择,1.1恒压供水系统常用控制方案有：

1.由供水几班的变频器+水泵机组+压力传感器2.通用变频器+单片机（包括变频控制、调节器控制）+人机界面+压力传感器3.通用变频器+PLC（包括变频控制、调节器控制）+人机界面+压力传感器本设计选用第三种，采用变频器循环控制三台水泵的控制方式。

1.2恒压供水变频调速系统控制流程图,1.3变频恒压供水系统框图,1.4水泵切换条件,实际的机组切换判别条件：

2系统的硬件设计与选型,2.1系统的电气控制总框图:

由上述系统的电气控制总框图可知，主要硬件如下所示：

主要设备型号及其生产厂家可编程控制器（PLC）SiemensCPU226模拟量扩展模块SiemensEM235变频器SiemensMM440水泵机组SFL系列水泵3台（上海熊猫机械有限公司）压力变送器及显示仪表普通压力表Y-100、XMT-1270数显仪液位变送器分体式液位变送器DS26（淄博丹佛斯公司）,设备清单如下：

2.2PLC及扩展模块的选型,考虑PLC端子数目要有一定的预留量，选用PU226，开关量输出16点，输出形式为AC220V继电器输出；开关量输入24点，输入形式为+24V直流输入。

（1）PLC主模块：

（2）扩展模块：

由于实际中需要模拟量输入点1个，模拟量输出点1个，选用EM235，该模块有4个模拟输入、1个模拟输出信号通道。

2.3变频器的选型,

（1）变频器选型原则：

a.是本系统控制执行机构的硬件，通过频率的改变实现对电机转速的调节，从而改变出水量。

b.必须根据水泵电机的功率和电流进本系统中要实现监控，所以变频器还应具有通讯功能。

c.根据功能分为普通功能型U/f控制变频器、具有转矩控制功能的高功能型U/f控制变频器以及矢量控制高功能型变频器三种，供水系统属泵类负载，低速运行时的转矩小，可选用价格相对便宜的U/f控制变频器。

（2）MM440变频器：

用于三相交流电动机调速的系列产品，由微处理器控制；采用模块化结构，有内置的RS-485/232C接口和用于简单过程控制的PI闭环控制器；快速电流限制实现无跳闸运行，磁通电流控制改善动态响应特性，低频时也可以输出大力矩；输出功率为0.7590KW，输出信号能作为75KW的水泵电机的输入信号；可以通过RS-485通信协议和接口直接与西门子PLC相连。

2.4水泵机组的选型,

（1）选型原则：

一是要确保平稳运行；二是要经常处于高效区运行，以求取得较好的节能效果。

本设计的要求为：

电动机额定功率75KW，供水压力控制在0.30.01Mpa。

根据本设计要求并结合实际中小区生活用水情况，最终确定确定采用3台上海熊猫机械有限公司生产的SFL系列水泵机组（电机功率75KW）。

（2）机组选型:

2.5压力变送器的选型,本设计中选用普通压力表Y-100和XMT-1270数显仪实现压力的检测、显示和变送。

压力表测量范围01Mpa，精度1.0；数显仪输出一路420mA电流信号，送给与CPU226连接模拟量模块EM235，作为PID调节的反馈电信号，可设定压力上、下限，通过两路继电器控制输出压力超限信号。

2.6液位变送器的选型,本设计要求贮水池水位：

2m5m。

本设计选择淄博丹佛斯公司生产的型号为DS26分体式液位变送器，其量程为：

0m200m，适用于水池、深井以及其他各种液位的测量；零点和满量程外部可调；供电电源：

24VDC；输出信号：

两线制420mADC精度等级：

0.25级。

2.7系统主电路、控制电路的设计,

（1）主电路采用三泵循环变频的运行方式，在同一时间内只能有一台水泵工作在变频下。

（2）要完成以下功能：

自动控制三台水泵的投入运行；能在三台水泵之间实现变频泵的切换；三台水泵在启动时要有软启动功能；对水泵的操作要有手动/自动控制功能，手动只在应急或检修时临时使用；系统要有完善的报警功能并能显示运行状况。

电路图参考附录及A1图纸,3系统的软件设计,3.1主程序设计,

（1）系统初始化程序

（2）增、减泵判断和相应操作程序（3）水泵的软启动程序（4）各水泵变频运行控制逻辑程序（5）各水泵工频运行控制逻辑程序（6）报警及故障处理程序,3.2子程序设计,

（1）初始化子程序SBR-0

（2）PID控制中断子程序,3.3PID控制器参数整定,PID控制原理框图,本系统的数学模型可以近似为一个带纯滞后的一阶惯性环节：

式中：

K为系统总的增益，T为系统的惯性时间常数，为系统滞后时间。

仿真波形图,图4.8阶跃响应仿真波形图,图4.9加入纯滞后换届后的仿真波形图,从图中不难看出，系统的调节时间较快，且能输出稳定的压力信号，完全符合设计要求。

4监控系统的设计,采用组态软件实现的监控界面,谢谢观看,