PLC高低压无塔供水系统毕业论文.docx

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PLC高低压无塔供水系统毕业论文

摘要

本系统的主要内容是将PLC控制网络技术、计算机控制技术应用于工程实践中，以人们的生活用水、消防高压用水为被控对象，将PLC控制技术、计算机控制技术、自动化技术融合于系统中。

该统改变了以前生活和消防两套独立供水的模式，同时克服了传统有塔有箱供水方式的缺点，是一种节能、占地少、投资小、系统安全可靠、维护和管理方便的供水控制系统。

本系统基于变频器内置Pm调节系统，以管网的压力变送器压力信号作为反馈信号，由上位机发出的当前状态作为给定输出，调节生活供水压力使其保持低恒压状态;当火灾发时，调节系统管网压力为高恒压状态。

同时，系统设计考虑了夜间低流量状态下，水泵机组停运行，由气压罐进行低流量供水，保证了系统避免频繁启停，同时保证水泵的高效运行。

基于供水系统和消防系统构筑了一个DCS集散系统。

2台变频器和PLC作为下位机设备，工控机作为上位机集中控制，上下位机之间通过通讯，把系统当前状态、当前给定通过上位机来综合判断，并通过上位机以汉化界面形式予以显示，而下位机的变频部分则实现管网的恒压功能，PLC实现4台水泵机组逻辑控制和定期巡检，及部分故障综合报告。

关键词：

生活和消防用水；恒压；通讯

Abstract

Themaincontentofthisthesisisthepracticeforusingprogrammablelogiccontroller（PLC）andcomputercontroller.ThesystemcombinesthePLC,computercontroller,andautomatictechnologyinordertocontrolthelivingwatersupplyandfirefightingwatersupply.Thesystemiswiththevirtueofenergysaving,smallervolume,lowerinvestment,higherreliabilityandeasierformaintenanceandmanagecomparedwiththetraditionalwatersupplymethodwithtowerandbank.

ThesystemisbasedontheinnerPIDregulatefunctionoffrequencyconvertertoregulatethelivingwaterstresswithlowconstantstress,andthestresssignalissensedbythestresstranslatorasfeedbacksignalandtheconstructionissentbythecomputerasthegivensignal.Thewaterstressisregulatedtohighconstantstresswhenthefirehappens.Thesystemisalsodesignedtosupplythewaterbyairpotwithlowfluxatnightwhenthedemandofwaterdecreasesandpumpisstopped.Thedesignavoidsthesystemworkingandpausingfrequentlyandassuresthesystemworkingwithhighefficiency

Adistributedcontrolsystemisbuiltbasedonthewatersupplyingsystemandthefirefightingsystem.TwoABBfrequencyconvertersandaSiemensprogrammablelogiccontroller（PLC）arewiththelower-levelcomputerandIndustrycomputerarewiththehostcomputer.Thecommunicationbetweenwiththehostcomputerandlow-levelcomputernotonlytranslatethesystemcondition,butalsosendthecontrolinstruction.ThesystemconditionisshownwithChinesewindowinthehostcomputer,andtheconstantstressfunctionisrealizedthroughthefrequencyconverterpart.ThePLCcontrolsthesystemlogicandcheckthesystemwithconstantperiod.ThefaultreportisalsogiventhroughPLC.

Keywords:

Watersupplyforlivingandfirefighting;Constantstress;Communication

目录

第1章绪论1

1.1双恒压供水系统的目的和意义1

1.2消防和生活供水的特点1

1.2.1生活和消防供水方式的讨论2

1.2.2生活和消防供水的实现5

1.3目前高楼的供水模式6

1.3.1恒速泵直接供水6

1.3.2高位水箱供水6

1.3.3气压罐供水7

第2章方案设计8

2.1控制系统的组成8

2.1.1供水系统的组成8

2.1.2系统设计方案功能总体说明9

2.2恒压供水系统的机理及调速泵的调速原理10

2.2.1双恒压供水系统工作原理10

2.2.2调速泵系统构成12

2.2.3双恒压系统的优点13

2.3变频器14

2.3.1变频器输入、输出接口14

2.3.2变频调速恒压系统的基本特点15

第3章系统硬件设计17

3.2PLC输入、输出I/O口分配17

3.2.1输入口17

3.2.2输出口18

3.3控制系统功能介绍19

3.4恒压系统PLC流程图19

3.5控制系统编程的可靠性24

3.5.1优先程序的设计25

3.5.2故障检测程序的设计25

3.5.3联锁控制程序的设计26

第4章系统软件设计28

4.1概论28

4.2通讯系统的总体构成28

4.2.1PLC通讯程序29

4.3通讯控制协议34

4.3.1系统的通讯原理34

4.3.2系统的软件实现35

4.4系统说明37

第5章系统调试38

5.1变频器的关键参数设定故障处理38

5.1.1变频器有关参数设定38

5.1.2装置类故障39

5.2PLC的调试40

第6章结论42

参考文献43

致谢45

附录Ⅰ46

附录Ⅱ50

第1章绪论

随着社会的高速发展，城市的高层建筑越来越多，高层建筑的供水愈加显得重要。

供水系统一旦失控，必将给人们的工作和生活带来麻烦，甚至造成巨大损失，并且，随着城市建设的发展，由市政给水管网所提供的水压一般满足不了高层建筑给水及消防系统的要求。

为此，设计一套安全、可靠、高质量的生活、消防供水系统给高层建筑供水，己显得迫在眉睫。

双恒压供水系统的目的和意义

变频调速双恒压系统（以下简称双恒压系统），是现今高楼供水的一个新兴的课题。

首先，它把传统的消防、生活两套供水系统综合在一个系统中，通过特殊的方法，兼顾生活、消防各自供水的特点和差异性，既能保证正常情况下高质量生活供水，又能保证消防状态下可靠的消防水源。

其次，双恒压供水系统，能根据不同的季节，不同的供水时段，以及各种意外的情况做出反映，保证系统管网的恒压，减少供水欠压和过压两种不合理现象。

改变了传统的恒速泵，或水塔、水箱供水方式的缺点;也避免了像水塔或水箱二次污染的可能，使设备和系统平稳和可靠，同时节能显著。

此外，构造这样一个控制系统可减小占地面积，降低一次性投资，系统安全可靠，维修管理方便。

本论文就如何构筑这样一个系统提出了一套较完备的方案，对此方案的实际运用，做了较深入的理论探讨，并结合工作实际，做了一套切实可行的系统。

消防和生活供水的特点

传统的消防、生活供水方式是分别独立的两套系统，这样既不经济又不合理，而且在真正发生火灾时，系统的可靠性使人置疑，并且人为地增加投资成本和运行费用。

合理选择给水系统对住宅给排水的设计尤为重要。

中国工程建设标准化协会标准《居住小区给排水设计规范》（CECS57:

94）中明确规定:

多层建筑居住小区，应采用生活消防共用的给水系统。

同样，对于多层住宅建筑内的生活给水与室内消火栓给水系统的共用，则有利于给水系统的技术和经济优化。

多层住宅建筑的生活、消防给水系统的设置目的和运行方式不同。

消防用水必备但不常用，是应急使用系统，力求简单，应尽可能减少设备:

生产（生活）用水是常用系统，但所需水量时大时小。

如合理地采用加压供水系统，并使消防、生活供水系统有机结合，则可以大大减少不必要的投资。

生活和消防供水方式的讨论

1.多层住宅建筑生活、消防给水系统的设置特点

根据《建筑设计防火规范》（GBJI6-87）修订本的规定:

超过7层的单元式住宅，超过6层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业网点的单元式住宅应设室内消防给水。

故需设室内消火栓给水系统的多层住宅建筑通常是指7～9层的居住建筑。

多层住宅的生活给水系统常有市政直接给水、屋顶水箱给水、变频泵或气压设备给水。

生活给水系统的压力不高，不必竖向分区。

而7～9层的住宅建筑一般设有屋顶生活水箱，其生活、消防给水系统常采用水池—水泵—水箱给水方式。

生活水池可以设在多层住宅的地下室内，也可以集中设置在多层居住建筑的小区内。

另一种是采用水池变频泵给水方式，屋顶可不设水箱。

多层住宅内的室内消火栓用水是为5L/s。

其生活用水量往往大于室内消火栓用水量，特别是小区内共用给水系统时，消防用水量占生活用水量很小的比例。

但是，消火栓需要有一定的充实水柱，故消火栓给水的扬程要高于生活给水。

2.设水箱的多层住宅内生活消防用给水系统

这种给水方式是市政给水进入生活水池后，由水泵提升到屋顶水箱，从屋顶水箱供给生活用水，消防给水的管网与生活给水管网共用，火灾时启动消防泵供水如图1.1所示。

图1.1设屋顶水箱的生活消防共用给水系统

屋顶水箱内储存生活用水和每分钟10立方米的消防用水，并分别与生活、消火栓管路相连。

水泵采用3台，一台用于保证平时的生活给水，一台用于保证消防给水，另一台作为备用，它可以为生活或消防任何一台的备用，其工作能力按生活、消防给水的最不利设计。

生活水池在设计中除了考虑平时生活给水的贮水量要求外，还应保证可靠的两种进水或设置满足消防给水量的容积。

采用这种给水系统的优点在于节省投资，特别是可以满足自来水部门对每栋住宅允许一根进水管的要求，以利于管理。

生活消防共用给水系统最适用于居住小区使用，其水泵可集中设置在室外或地下室。

生活水泵的启动由屋顶水箱的水位控制。

消防水泵的启动由消火栓旁的按钮控制。

由于生活消防共用了一套管网系统，按《建筑