DZ114PLC控制的变频调速恒压供水系统程序Word下载.docx

DZ114PLC控制的变频调速恒压供水系统程序Word下载.docx

《DZ114PLC控制的变频调速恒压供水系统程序Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DZ114PLC控制的变频调速恒压供水系统程序Word下载.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第1章绪论1

1.1采用恒压供水系统的目的和意义[1、2、7、9]1

1.2恒压供水的特点1

1.2.1恒压供水方式讨论1

1.2.2恒压供水的实现2

1.3现行高楼供水的模式[19]2

1.3.1恒速泵供水2

1.3.2高位水箱供水2

1.3.3气压罐供水3

1.4毕业设计的主要任务3

第2章变频调速恒压供水分析4

2.1变频恒压供水的工艺调节过程介绍[6]4

2.2调速系统的构建[25-29]4

2.2.1调速原理4

2.2.2恒压供水系统的组成5

2.2.3调节系统的计算方法[12、13]5

2.2.4变频恒压供水频率变化分析7

2.3节能分析[3]8

2.3.1水泵的基本参数和特性[14-18，36，37]8

2.3.2水泵调速运行的节能原理11

第3章恒压供水系统13

3.1系统概述[31]13

3.2控制系统的组成13

3.2.1供水系统的组成13

3.2.2系统功能说明13

3.3恒压供水系统的机理及调速泵的调速原理14

3.3.1恒压供水系统的工作原理14

3.3.2调速泵系统构成14

3.4变频器[6]14

3.4.1变频器输入输出接口14

3.4.2变频器外围设备的选择及保养15

3.5变频调速恒压供水系统的特点16

第4章可编程控制器PLC17

4.1的定义[20-22]17

4.2的发展阶段及发展方向17

4.3的特点与应用领域18

4.3.1可编程序控制器的特点18

4.3.2可编程序控制器与继电器控制系统的比较19

4.3.3可编程序控制器的应用领域19

4.3.4在现代自动控制系统应用中所面临的问题20

4.4我国常用的性能比较研究20

4.4.1的一般结构20

4.4.2基本工作原理22

4.5我国常用的性能特点23

4.5.1SIMATICS7系列[24]23

4.5.2S7-200系列可编程序控制器23

4.5.3控制系统设计内容24

4.5.4控制系统设计步骤24

4.5.5控制系统的硬件设计25

4.6控制系统的软件设计26

4.6.1软件设计概述26

4.6.2软件设计27

4.6.3程序设计的常用方法28

4.6.4程序设计步骤29

第5章PLC控制系统的设计31

5.1概述31

5.2输入输出分配31

5.2.1输入口31

5.2.2输出口31

5.2.3辅助触点31

5.3控制系统功能介绍32

5.4恒压供水系统的流程图33

5.5控制系统的可靠性及应用程序设计34

5.5.1程序的优化设计34

5.5.2应用程序的设计35

5.5.3故障检测程序的设计37

第6章系统调试38

6.1变频器关键参数的设定38

6.2的调试38

致谢43

附录PLC程序44

第1章绪论

1.1采用恒压供水系统的目的和意义[1、2、7、9]

随着社会经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，人口的增多以及人们生活水平的不断提高，对城市供水的数量、质量、稳定性提出了越来越高的要求。

我国中小城市水厂尤其是老水厂自动控制系统配置相对落后，机组的控制主要依赖值班人员的手工操作。

控制过程繁琐，而且手动控制无法对供水管网的压力和水位变化及时做出恰当的反应。

为了保证供水，机组通常处于超压状态运行，不但效率低、耗电量大，而且城市管网长期处于超压运行状态，曝损也十分严重[7]。

本文从我国中小城市供水厂的现状出发，设计了一套基于的变频调速恒压供水系统。

1.2恒压供水的特点

恒压供水是指用户段不管用水量大小，总保持管网水压基本恒定，这样，既可满足各部位的用户对水的需求，又不使电动机空转，造成电能的浪费。

1.2.1恒压供水方式讨论

水泵多配用交流异步电机拖动，当电机转速降低时，既可节约能量，经济效益十分显著。

由异步电动机的转速公式：

（1-1）

式中：

：

异步电动机的同步转速

异步电动机转子的转速

电动机的磁极对数

电源频率，电动机定子电压频率

转速差：

（1-2）

因此改变，电动机极对数、改变转速差及改变电源频率都可以改变转速。

①变级对数调速

在电源频率—定的情况下，电动机的同步转速与极对数成反比，改变电动机极对数，就可以改变转速。

通过改变定子绕阻的接线方法来改变极对数以电动机一相绕组为例，电流方向都是一致的，只要改变定子绕组的连接方法，就可以成倍地改变磁极对数。

如果使等，就可以得到等不同的同步转速，从而得到不同的转子转速。

这种调控方式控制简单，投资省，节能效果显著，效率高，但需要专门的变极电机，是有极调速，而且级差比较大，只适用于特定转速的生产机器。

②变频调速

变频凋速是将电网交流电经过变频器变为电压和频率均可调的交流电，然后供给电动机，使其可在变速的情况下运行。

改变电动机定子频率可以平滑地调节同步转速，相应地也就改变转子转速，而转差率可保持不变或很小。

但对电动机来说，定子频率改变后，其运行影响，如果电压不变，频率增加时，磁通减少，电动机转矩下降，严重时会使电机堵转：

频率增减少，磁通增加，会使磁路饱和，励磁电流上升，导致铁芯损失急剧增加而发热，是不允许的。

因此，在实用上，要求调频的同时，改变定子电压，保持磁通基本不变，既不使铁芯发热，又保持转矩不变。

实现调频调压的电路有两种：

交--直--交变频器。

交--交变频器。

•交--直--交变频器

它是由三个环节组成：

可控硅整流电路，其作用是将电压，定频率的交流电路变为电压可调的直流电：

可控硅逆变电路，其作用是将整流电路输出的直流电变换为频率可调的交流电：

滤波环节，它在整流电路和逆变电路之间，一般是利用无电源电容或电抗器对整流后的电压或电流进行滤波。

在交--直--交变频器中，根据滤波方式不同，又有电压型变频器和电流型变频器。

近年来，由于电力电子器件和微机控制技术的发展，脉冲宽度调制型（简称）变频器技术获得了飞速的发展。

PWM交频器也有电压型和电流型两种，目前以电压为主，由不可控整流电路、滤波电容及逆变电路组成。

他不仅可改变逆变器输出电压，而且具有抑制谐波功能，是一种比较理想的方式。

•交--交变频器

它是由两组反并联的整流电路组成，直接将电网的交流电通过交频电路同时调节电压和频率，变成电压和频率可调的交流电输出。

交--交变频器由于直接交换，减少换流电路，减少损耗，效率高，波型好。

但调速范围小，控制线路复杂，功率因数低，目前较少采用。

变频技术对水泵电动机进行调速，以获得优良的运行特性和明显的节能效果，是目前常用的技术。

1.2.2恒压供水的实现

恒压供水是指用户段不管用水量大小，总保持管网水压基本恒定，这样，既可满足各部位的用户对水的需求，又不使电动机空转，造成电能的浪费。

而变频调速是指靠改变电源的频率，电动机的转速就按比例变动。

在变频调速恒压供水系统中，通过变频器来改变电源的频率来改变电机的转速改变水泵的转速，可以使水泵性能曲线改变，达到调节水泵工况目的。

1.3现行高楼供水的模式[19]

1.3.1恒速泵供水

恒速运行时，一般采用节流调节，这种方式的缺点是效率低、能耗大。

也就是依靠阀门来控制供水量。

1.3.2高位水箱供水

采用电流及电压的相位大小等变化特性对高位水箱泵组进行控制。

供水系统利用高位水箱及地下水池的水位变化来自动启闭水泵，以向各水箱供水。

改供水方式可控性差。

1.3.3气压罐供水

气压供水设备是利用压缩空气的涨力将水送往用水点的通用供水设备。

气压供水整套设备高压密封，没有外部污染，内部不长青苔。

并且供水压力可以根据需要很方便地在控制器上进行调整，不象高位水箱当放置的高度确定后，水压就已确定，无法调整。

但是气压供水能耗大，且控制水压能力有限，不如水泵供水的压力控制。

1.4毕业设计的主要任务

随着变频调速技术的发展，变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统，变频恒压供水已广泛应用于厂矿企业及生活、消防等供水系统。

S7-200控制的变频调速恒压供水系统采用变频调速方式自动完成泵组软启动及无冲击切换，自动调节水泵电机转速，改变以往“先启后停”方式，使水压平稳过渡。

采用硬件/软件备用及时钟控制功能，使各泵进行轮休，延长设备的机械使用寿命。

变频器故障时系统仍可运行，保证不间断供水。

第2章变频调速恒压供水分析

2.1变频恒压供水的工艺调节过程介绍[6]

泵组的切换开始时，若硬件、软件皆无备用（两者同时有效时硬件优先），1＃泵变频启动，转速从开始随频率上升，如变