恒压变频供水控制系统设计毕业设计说明书文档格式.doc

恒压变频供水控制系统设计毕业设计说明书文档格式.doc

《恒压变频供水控制系统设计毕业设计说明书文档格式.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《恒压变频供水控制系统设计毕业设计说明书文档格式.doc（39页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

变频调速是当今国际上一项效益最高、性能最好、应用最广、最有发展前途的电机调速技术。

因此本文以采用变频器和PLC组合构成系统的方式，以某居民小区水泵电动机控制系统为对象，逐步阐明如何实现水压恒定供水。

通过对本系统I/O点数的统计，得出本系统有15个输出点数，9个输入点数，依据PLC选型留有10%的裕量的原则，系统选用了三菱FX2N系列PLC。

水泵选型时，从流量、功率、扬程三方面进行综合考虑，水泵扬程应是实际扬程的1.1~1.2倍，本次设计选用了80DL2型号的水泵。

变频器选用了FR-F700，可接电机功率为15（kW），在变频控制过程中，由变频器内部的PID控制方式完成。

在程序设计时结合硬件电路，选用顺序功能控制设计方法进行程序设计。

程序由GX-Developer编写完成，通过MCGS进行该系统的组态设计，最后分析该系统的供水效益，结果显示具有明显的节能效益。

关键词：

PLC；

变频调速；

恒压供水；

设计；

MCGS

ABSTRACT

FastdevelopmentofcityconstructioninChinainrecentyears,atthesametime,intheaspectofinfrastructureconstructionisproposedwithhighrequirements.Cityhigh-riseresidentialwater,hasalwaysbeenadifficultyinurbandevelopment,watersupplyreliability,stabilityandeconomydirectlyaffectsthenormalworkandlifeofpeople.Aspeoplelifestylechangesandimprovementoflivingstandards,increasingwatersupplysystemofaperformancerequirements.Efficientautomationtechnologyisusedtodesignlowpowerconsumption,highefficiency,canadapttothecomplexenvironmentofconstantpressurewatersupplysystem.

Inthispaper,firstofall,accordingtotheoperationofthepipenetworkandpumpcharacteristiccurveillustratestheprincipleoffrequencycontrolofmotorspeedandenergysavingwatersupplysystem;

Analyzesthecompositionoftheprincipleofvariablefrequencyconstantpressurewatersupplyandsystemstructure,throughresearchandcomparison,drawtheconclusion:

frequencycontrolofmotorspeedisabenefitisthehighestintheworld,andthebestperformance,themostwidelyused,themostpromisingmotorspeedcontroltechnology.Sothisarticle,intheformofcombinationofthefrequencyconverterandPLCsystem,withawaterpumpmotorcontrolsysteminresidentialareaasanobject,expoundshowtorealizetheconstantpressurewatersupplygradually.

ThissystemforPLCoutputhas15points,nineinputpoints.BasedontheprinciplesoftypeselectionofPLC,thesystemselectsthemitsubishiFX2NseriesPLC,mitsubishianddedicatedFR-F700seriesinverter,theinvertercanbeaverygooddrivepumpmotorstartup.Intheprocessoffrequencyconversioncontrol,performedbyfrequencyconverterinternalPIDcontrolmethod.Whenprogrammingcombinedwithhardwarecircuit,selectsthesequentialfunctioncontroldesignmethodforprogramdesign.ProgramsarewrittenbyGX-Developercomplete,throughtheMCGSconfigurationdesignofthesystem,inthefinalanalysisthesystemofwatersupplybenefits,resultsshowedthathasobviousenergysavingefficiency.

Keywords:

PLC;

frequencycontrol;

constantpressurewatersupply;

IV

目录

1绪论 1

1.1本课题产生的背景和意义 1

1.2变频恒压供水的现况 1

1.3变频供水系统的应用 2

1.4本人的主要工作 2

2变频恒压供水的理论分析 3

2.1水泵的工作原理 3

2.2供水电机的搭配 3

2.3离心泵的调节方式 4

2.4恒压供水系统供水特性分析 4

2.5水锤效应 5

2.6供水系统的组成 5

3恒压变频供水控制系统硬件的设计 7

3.1恒压变频供水控制系统的设计方案 7

3.2选择供水设备的原则 7

3.3供水设备的选择 8

3.3.1水泵的参数计算与型号的选择 8

3.3.2变频器 9

3.3.3压力传感器的选择 10

3.4PLC的选型 11

3.4.1PLC选型的基本原则 11

3.4.2输入输出点的统计 11

3.4.3I/O的分配 12

3.5系统硬件线路设计 13

4变频恒压供水控制系统软件的设计 16

4.1PLC编程设计方法 16

4.1.1经验设计法 16

4.1.2继电器电路直接转换为梯形图法 16

4.1.3逻辑代数设计方法 16

4.2编程软件的简单介绍 16

4.3恒压供水系统程序的设计 17

4.3.1程序流程图 17

4.3.2程序设计 18

5组态的设计 23

5.1MCGS软件简介 23

5.2恒压供水系统的MCGS界面设计 23

结束语 29

参考文献 30

致谢 32

1绪论

1.1本课题产生的背景和意义

这些年城市建设和城乡结合发展迅速，但市政供水、工业供水，高层建筑供水，居民生活供水在我国一直落后，这种局面严重恶影响我国城市建设的发展和小康社会的发展。

电机供水和水塔二次供水时我国传统供水方式，传统供方式是靠建在高处的水塔来储存水的，然后通过水塔的高度形成一个压力差实现供水。

传统的电机供水，电网由于电机频繁启动首到很大影响，设备寿命受到影响。

水塔供水，修建水塔要占据很大面积且投资成本大，而水长期储存在水塔内，对水质有严重的影响容易受到污染。

因传统供水存在各方面的不足，人们开始寻求一种更好的供水方式。

恒压变频供水，是随着变频器的发展而兴起的，恒压变频供水的出现，弥补了传统供水个方面的缺陷，给供水方式带来一场变革。

在恒压变频供水中，电机运行稳定，占地面积小，电机也不需要电机频繁启动，不会像水塔二次供水一样带来二次污染。

这种自动化程度高的供水方式，在生产中有效的提高了劳动者的生产效率，降低了管理难度，在生活中，有效的供水方式，提高了人们的生活质量。

明显可以看出恒压变频供水有传统供水方式。

在国内恒压变频供水还有很好的发展前景，能带来更高的社会效益。

1.2变频恒压供水的现况

变频变频调速技术的发展，促使了恒压变频技术的快速发展，恒压供水在国外已经相当成熟可靠，变频技术也十分先进。

在国外有不少变频器生产商，专门针对变频供水研发变频器。

日本的Samco公司，开发了一种集成的基板具有两种变频方式，固定式和循环式。

一台变频器只驱动一台水泵，是国外的主要设计方式。

单一驱动这种设计，安全可靠，更加灵活。

变频器本身就比较昂贵，采取一对一控制，投资成本很高。

在国内做恒压变频供水有不少公司，但在各方面的性能，都很难满足用要求。

国内有用PLC实现的，也有用单片机实现的，在某些方面落后与国外，主要是因为国内变频技术没国外先进。

国内的艾默生和程度希望集团，也专门设计了应用于供水变频器，该变频器把PLC和PID集成在一起，这种变频器在安装的时候比较方便。

但由于国产变频器技术的限制，该变频器适应于供水量小，而且供水要求较低的地方。

随着变频器技术的不断创新、国内科研人员的不断完善，恒压供水一定会有更好的发展前景和更大的发展空间。

最终将广泛应用于生产生活中，从而改善人民生活质量，提高人们的生活水平。

1.3变频供水系统的应用

在很多行业中都用到了变频恒压供水，大致可分为三类依据适用范围：

（1）小型供水系统

工厂，高层建筑，小型加压站都适用该供水系统，适用的原因是，功率小成本低，操作简单。

这些场所在国内应用的最多，而用户群比较大。

（2）中小型水供水系统

中小供水厂、辅助供水厂常常用到此类型系统。

此类供水系统，供水能力比较强，一般功率有135kV～320kW。

由于该种系统对控制要求不是很高，所以一般有国产的变频器控制。

（3）大型供水系统

大中型城市的供水往往采用的就是这种系统，这种系统供水能力强，供水范围广。

供水能力强和供水范围广，使得该系统的能耗大、水泵机组多和需要采用高压供电。

这种系统