基于PLC的住宅小区变频恒压供水系统Word格式.docx

基于PLC的住宅小区变频恒压供水系统Word格式.docx

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变频恒压控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,研究设计的基于PLC控制的多泵循环变频恒压供水系统,采用可编程序控制器、变频器以及压力变送器等器件,完成逻辑控制、变频调速和数据采样等功能,使系统实现自动控制,达到节能的目的,提高了供水系统的质量。

本设计根据小区的供水要求，设计了一套基于PLC的住宅小区水塔水位控制系统。

该系统主要由可编程控制器（缩写为PLC）、变频器、液位开关、压力传感器及水泵等组成。

本设计通过一台变频器控制三台水泵的启停以及调速。

实现了供水水泵的软启动和供水水泵的工频运行与变频运行行之间的切换。

通过压力传感器检测供水管网的压力，并将测量到的水压信号反馈回PLC中，与给定值进行比较后，经过PID运算，将运算结果送入变频器，从而实现对变频器的输出电压和频率的控制，通过控制变频器的输出电压和频率，来改变供水水泵电机的转速，进而改变供水量。

当有火灾发生时，使三台水泵同时处于工频运行状态，以满足消防用水。

该系统实现了居民用水的底恒压正常供水和火灾发生时的高恒压供水这俩种供水方式以及它们之间的自动切换。

同时能够实现水位的自动报警等功能。

本系统的设计不仅实现了供水过程的自动控制，同时也达到了节能的效益。

关键词：

可编程控制器PLC恒压供水变频调速

ResidentialfrequencyconstantpressurewatersupplysystembasedonPLC

Abstract

Intoday'

ssociety,withtherapiddevelopmentoftheeconomyofourcountry,people'

slivingstandardcontinuestoimprove.Inthecityconstructionanddevelopmentofallkindsofinfrastructureisinfastdevelopment.Higherrequirementsincludingwatersupplysysteminthecityareaoftheproposed.FrequencyconversionconstantpressurecontrolsystemiswidelyusedinwatersupplysystemsinresidentialareainChina,thetraditionalcontrolmethodhasthedisadvantagesoflowaccuracy,highenergyconsumptioncontrol,MultiplecirculationpumpfrequencyconversionconstantpressurewatersupplysystembasedonPLCcontrolanddesignofthestudy,theuseofprogrammablelogiccontroller,transducerandpressuretransducerdevices,finish.Logiccontrol,frequencycontrolanddatasamplingfunction,allowingthesystemtoachieveautomaticcontrol,toachievethepurposeofsavingenergy,improvethequalityofwatersupplysystems.

Accordingtothedesignofresidentialwatersupplyrequirements,designasetofresidentialwatertowerwaterlevelbasedonPLCcontrolsystem.Thesystemmainlyconsistsofaprogrammablecontroller（PLC）,frequencyconverter,liquidlevelswitch,pressuresensorandpumpetc..

Throughthedesignofafrequencyconvertertocontrolthreepumpstart-stopandspeed.Theswitchingbetweentheworkingfrequencyandfrequencyoperation,softstartandwaterpumpwatersupplypump.Throughthepressuresensortodetectthepressureofwatersupplynetworks,andthehydraulicpressuresignalmeasuredfeedbackPLC,comparedwithagivenvalue,afterPIDoperation,theoperationresulttotheinverter,soastorealizethecontrolof

outputvoltageandfrequencyoftheinverter,theoutputvoltageandfrequencyconverterthroughthecontrol,tochangethewatersupplythewaterpumpmotorspeed,andthenchangethewatersupply.Whenafireoccurs,sothatthethreepumpsinthepowerfrequencyoperationstateatthesametime,tomeetthefirewater.

Thesystemrealizestheautomaticswitchingbetweenhighpressurewatersupplyresidentsofthewaterbottompressureofnormalwatersupplyandfireoccurswhenbothwaterandtheir.Atthesametimetorealizethefunctionofwaterlevelautomaticalarm.Thedesignofthesystemnotonlyrealizestheautomaticcontrolofwatersupplyprocess,butalsototheenergysavingbenefits.

Keywords:

ProgrammableControllerPLCconstant-pressurefrequency

第一章绪论

一.1课题产生的背景及意义

在我们的生活中，水是我们不可缺少的重要组成部分，无论是在我们的日常生活中，还是在工业生产中，都离不开水。

所以在这个节水节能已成为时代特征的现实条件下，无论是现代工业的发展还是人们生活中的日常用水，对水质以及供水系统的稳定性、节能性都提出了更高的要求。

而长期以来，我国在市政供水、工业生产循环供水以及高层建筑供水等方面的技术一直比较落后，工业自动化的程度和其他国家相比还存在一定的差距。

衡量供水质量的一个重要的指标就是供水的压力是否能够恒定。

比如在用水量比较大的情况下，水得供给量常常低于需求量，而出现水压降低、供不应求的现象；

在用水量比较小的情况，水的供给量经常高于需求量，而出现水压升高、供过于求的情况。

这是就会造成水资源的浪费，严重的还可能造成水管爆裂和用水设备的损坏。

在如当发生火灾的时候，若供水压力不足或是无水供应，不能够迅速的灭火，不仅会造成经济上的损失，更甚会带来人员上的伤亡。

因此，保持管网水压的恒定，使供水量和用水量之间保持平衡，不仅能够提高供水的质量，达到节约用水的目的，而且还能够确保供水设备的的安全可靠性。

传统的调节供水水压的方式，大多都是采用的频繁的启/停电机控制和水塔的二次供水调节的方式。

这样的供水方式不仅都存在不同程度的水利和电力上的浪费，而且还存在效率低、可靠性差及自动化程度低等缺点。

目前，变频调速技术以显著的节能效果和稳定可靠的运行控制方式，被广泛的应用于各种高能耗的设备上。

由于变频调速的运行的启动方式为软启动，不存在频繁的启停现象，使得设备运行非常的平稳，避免了电器和机械的冲击，也不存在水塔供水所带来的二次污染。

因此，变频调速在供水系统中具有节能显著、在开停机时能减小电流对电网的冲击及供水水压对供水管网的冲击等优点，同时能够减小水泵、电机自身的机械冲击损耗。

具有十分广阔的应用前景和明显的社会效益与经济效益。

一.2变频恒压供水的国内外研究现状

变频恒压供水技术是在变频调速技术的逐渐发展之后才逐渐发展起来的一门技术。

在早期的时候，由于由于国外的变频器生产的功能主要是限定在频率的控制、正反转的控制、升降速的控制、起制动的控制、压频比的控制以及各种的保护功能。

在变频恒压供水系统中的变频器，仅是作为一个执行机构，为了满足供水量大小的不同需求，保证供水管网压力的恒定，需要在变频器的外部提供一个压力控制器和压力传感器，用以对压力进行闭环控制。

从目前所查阅的相关资料来看，国外的恒压供水系统在设计的时候基本上都是采用的一台变频器带动一台供水水泵的方式来实现的，基本上没有考虑通过一台变频器去控制多台供水水泵运行的供水模式，因此，在一个供水系统中，每一个水泵都对应着一台变频器，从而导致投入较大，成本较高。

随着变频器和自动化的一些设备的不断发展和应用，大大的提高了恒压供水系统中稳定性和可靠性。

并且自动化的程度也有明显的提高。

所以国外的一些厂家开始研发能够满足恒压供水系统要求的专用变频器，并且被用在工业和民用等各个方面。

比如日本的Samco公司，它们推出了一种带有恒压供水基板的变频器，这种变频器设置有“变频泵循环方式”和“变频器固定方式”两种模式。

它可以将可编程控制器PLC和PID调节器等硬件一起集成在变频器的控制基板上，并通过编写和设置程序指令实现PLC、PID和变频器等电控系统的功能，只要在搭载相应配套的恒压供水控制单元，便可以直接的去控制多个内置电磁接触器工作，因而可以构成最多7台电机（水泵）的供水系统。

这类专用变频器虽然经多种功能集成在一起，大大的降低了设备的成本，但是一旦发生故障的时候，她得维修难度相当大，很难找到能够替换的设备和部件，并且它的输出接口的扩展功能也缺乏灵活性，系统的稳定性能和动态性能不高。

除此之外，与别的组态软件和监控系统（像BA系统）难以实现数据之间的通信，并限制了带负载的容量，所以在实际使用时，它的范围将会受到一定的限制。

目前，国内的许多公司在做变频恒压供水系统的时候，大多数公司都采用国外的一台变频器来控制一台水泵的控制方式或者是一台变频器去控制多台水泵的控制方式来构成一个闭环调节系统，有的公司不采用PLC控制，而是用单片机及其相关软件来实现，这样虽然也很