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基于plc恒压供水变频控制系统设计
摘 要
随着社会经济的迅速发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高。再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然趋势。
基于水泵供水流量和水泵转速的三次方成正比，论文分析了采取变压变频调速方式实现恒压供水相对于传统的阀门控制恒压供水方式的节能机理。通过对变频器内置PID模块参数的预置，利用远传压力表的水压反馈量，构成闭环系统，根据用水量的变化，采取PID调节方式，在全流量范围内利用变频泵的连续调节和工频泵的分级调节相结合，实现恒压供水且有效节能。
本论文依据供水要求，设计了一套由PLC、变频器、远传压力表、多台水泵机组等主要设备构成的全自动变频恒压供水，具有全自动变频恒压运行、自动工频运行和现场手动控制等功能。系统有效地解决了传统供水方式中存在的问题，并具有多种辅助功能，增强了系统的可靠性。
论文分析了多泵供水方式的各种供水状态及转换条件，分析了电机由变频转工频运行方式的切换过程及存在的问题。给出了实现有效状态循环转换控制的电气设计方案和PLC控制程序设计方案。
论文还提出了一些增强系统运行可靠性的措施。
关键词：可编程序控制器, 变压变频调速, 恒压供水, PLC
PLC-BASED INVERTER CONTRL CONSTANT PRESSURE WATER SUPPLY SYSTEM DESIGN
ABSTRACT
With the rapid socio-economic development of water quality and water supply systems to improve reliability requirements. In addition, the current energy shortage, the use of advanced automation technology, control technology and communication technology, the design of high performance, high energy, able to adapt to different areas of constant pressure water supply system has become an inevitable trend.
Pumps based on water flow and pump speed is directly proportional to the third power, to take paper analyzes the way VVVF speed control constant pressure water supply compared with the traditional way of constant pressure water supply valve to control the energy-saving mechanism. Converter built by the preset parameters of PID module, using the hydraulic pressure gauge feedback FarEasTone volume, constitute a closed-loop system, in accordance with changes in water consumption, the way to take PID regulator, the flow in the whole range of the continuous use of pump-conditioning pump frequency and adjust the combination of the classification, to achieve constant pressure water supply and effective energy conservation.
In this paper, based on water requirements, the design of a set by the PLC, frequency converter, Far EasTone pressure, multi-pump unit consisting of major equipment such as automatic frequency conversion constant pressure water supply, with automatic constant frequency operation, automatic frequency run and on-site features such as manual control. System to effectively solve the traditional way of water supply problems, and have a variety of auxiliary functions, and enhance the reliability of the system.
Paper analyzes the various ways water pump the state water supply and conversion conditions, analysis of the motor to change jobs by the frequency of the switching frequency operation and problems of the process. Given the state of the cycle to achieve an effective change of control of the electrical design and PLC control program design.
Also made a number of papers to enhance system reliability measures.
KEY WORDS: programmable logic controller, VVVF speed control, constant pressure water supply, PLC
目 录
前 言 1
第1章 恒压供水原理及工艺 2
1.1 任务 2
1.2 工艺要求 2
1.3 系统的组成和基本工作原理 2
第2章 PLC概述 3
2.1 PLC组成 3
2.1.1 LC的输入 3
2.1.2 PLC的输出 3
2.1.3 PLC的控制机制 3
2.1.4 PLC的定义 5
2.1.5 PLC的特点 5
2.1.6 PLC的性能指标 6
2.1.7 PLC的分类 7
2.2 PLC工作原理 7
2.2.1 循环扫描 7
2.2.2 I/O响应时间 8
2.2.3 PLC中的存储器 9
第3章 系统硬件设计 10
3.1 恒压供水系统的基本构成 11
3.2 系统控制要求 13
3.3 控制系统的I/O点及地址分配 14
3.4 系统选型 17
3.5 PLC模拟量控制单元的配置以及应用 17
3.5.1 EM235模拟量工作单元性能指标 18
3.5.2 校准及配置 18
3.5.3 EM235的安装使用 18
3.5.4 EM235工作程序编制 18
3.5.5 电气控制系统原理图 20
第4章 系统程序设计 23
4.1 由“恒压”要求出发的工作泵组数量控制管理 23
4.2 泵组泵站泵组管理规范 23
4.3 程序的结果以及程序功能的实现 23
结 论 33
致谢 34
参考文献 35
外文资料翻译 36
前 言
随着各住宅小区的宿舍楼等一座座高楼拔地而起，相应的生活用水量也大幅度增加。人们对提高供水质量的要求越来越高，另外人们的节能意识及对运行的可靠性的要求越来越强。采用变频器及PLC技术实现的无塔恒压供水系统，不仅能提高供水质量，而且在节约能源和运行可靠性具有较好的改善。其中，采用变频调速的主要目的是通过调速来恒定用水管道的压力以达到节能的目的，恒压供水则是为了满足用户对流量的要求。
变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统，广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统。然而，由于新系统多会继续使用原有系统的部分旧设备（如水泵），在对原有供水系统进行变频改造的实践中，往往会出现一些在理论上意想不到的问题。本文介绍的变频控制恒压供水系统，是在对一个典型的水塔供水系统的技术改造实践中，根据尽量保留原有设备的原则设计的，该系统很好的解决了旧设备需要频繁检修的问题，既体现了变频控制恒压供水的技术优势，同时有效的节省了资金。
应用PLC技术是为了实现系统的软启动，减少手动操作或抚慰操作，同时替代部分继电器减少机械触点的故障，增强可靠性。下面笔者根据这方面的工作经验谈谈在恒压供水系统设计和实践过程中的一些思路和做法。
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