PLC高楼变频恒压供水系统毕业设计方案

PAGEII天津冶金职业技术学院毕业设计PLC高楼变频恒压供水系统毕业设计摘要随着我国社会经济的进展，城市建设进展十分飞快，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。城市供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的牢靠性、稳定性、经济性直接影响到用户的正常工作和生活。随着人们对供水质量和供水系统牢靠性要求的不断提高,利用先进的自动化技术、掌握技术以及通讯技术,设计出高性能、高节能、能适应供水厂简洁环境的恒压供水系统成为必定趋势。本文首先依据管网和水泵的运行特性曲线，阐明白供水系统的变频调速节能原理；简略分析了变频恒水压供水的原理及系统的组成结构，通过讨论和比较，得出结论:变频调速是当今国际上一项效益最高、性能最好、应用最广、最有进展前途的电机调速技术。因此本文以采纳变频器和ＰＬC组合构成系统的方式,以某居民小区水泵电动机掌握系统为对象，逐步阐明如何实现水压恒定供水。进行了掌握系统的主电路设计,掌握电路设计。对输入输出点进行了统计，共有1３个输入输出点，依据PLC的选型原则,设备选用了在生产中应用最为广泛的西门子公司生产的S7—200系列(ＣＰＵ222)的ＰＬC和MＭ43０泵类专用的变频器,利用变频器的本身自有的软启动功能实现水泵电机的启动。在掌握过程中，电控系统由S7—２０0完成,ＰID掌握由变频器的内置PID掌握方式完成，依据掌握系统软硬件设计和掌握要求，结合变频器的功能参数表预置了相关的参数。在介绍了PLC的编程方法的基础上，选用了适合初学者的规律代数编程，写出了恒压变频供水的规律代数,并设计了梯形图，利用PLCSIM仿真软件进行了仿真，仿真的结果表明白设计程序的正确性。利用了WinCC组态软件设计了高楼变频恒压供水掌握系统的界面，界面可动态反映水泵变频供水的工作状态.最后对恒压供水进行了经济效益分析，分析的结果表明具有明显的节能效益。关键词:恒压供水，变频调速，PLC，设计，仿真目录ＨYPERＬINK”httｐ://ｍ373.maiｌ.qq。cｏm/cgi-bin/gｒoupattａｃhment？att=０2DAC7Ａ4００0000７1０00１01315６34C8＆aｍp;funｃ=inliｎｅ”＼l"_Ｔoｃ２０0252７4９#_Toc２00２52749”摘要 HYPERＬINＫ"hｔtp：//m37３.mａiｌ。qq。coｍ/cgi—ｂin/groupattaｃhmeｎｔ?att=02DＡC7A40000０0７1000１０1315634C8&fuｎc＝inlinｅ"\l＂＿Toc200252752＃_Toc200252７５2＂１．３变频恒压供水的现况ﻩＰＡＧEREF_Toｃ200252752\ｈ２HYPEＲLIＮＫ＂htｔp：／／ｍ37３.mａiｌ.qｑ.com/cgi-bin/grouｐattachｍｅnｔ？atｔ＝０２ＤＡＣ7A40000０07１0001０13１５6３4C８＆ａmp；fｕnｃ=inｌiｎe”\ｌ＂_Tｏｃ2０0252753＃_Tｏc2０0252753"１.3.1国内外变频供水系统现状 ０0２5２7５3\ｈ２HYPＥＲＬIＮK"hｔｔp：／/m3７３．maｉｌ．qq。coｍ／cｇi－ｂｉn/grｏｕpattaｃｈｍｅnt？att=02DAC７Ａ4０000０07１０00101315634C８&ａｍp;func=inlinｅ”＼l"＿Toc２002５275４#_Tｏc20025275４＂１。3.2变频供水系统应用范围ﻩPAGEＲＥＦ_Toc2００２5275４\h3HYＰERLIＮＫ"hｔtｐ://m373．mail．qq.cｏm/ｃｇi-ｂin/gｒｏupattachmeｎｔ？aｔｔ=０2ＤAC7A４0０00007100010131５6３4C8＆amp；fｕnｃ＝inline＂1。4我的主要工作 PＡＧＥＲEF_Toｃ200252７5５\h３HYPEＲLＩＮK”http：／/m3７3．ｍail。qq。ｃｏm／cgi－bｉn／grｏupaｔtachmeｎt？ａｔt=0２ＤAＣ7A４000000７1０0０10１31５634C８&aｍｐ；ｆuｎc=inliｎe"＼ｌ＂_Toc2０025２75６＃_Toc２0025275６＂2变频恒压供水的理论分析 PAGＥREF_Toc20０2５２756＼ｈ4HYPERＬINK＂ｈttp：//ｍ373。ｍａｉl。qｑ.com/cgi－bin/gｒoupａtｔachｍｅnt?att=0２ＤAＣ7A40０0000710０0１０1315６34C8&ｆｕnc=inｌine”＼l＂_Ｔoｃ2002527５7#_Toc200252757"2。1水泵的工作原理ﻩＰＡGEＲＥF_Toc２０0２5２75７\ｈ４HYＰＥRLIＮK”httｐ:/／m37３。mail.qq.ｃｏm/cｇi—ｂｉn/groｕpａttachment?att=０２ＤAC７Ａ40000００710001013156３4C８＆aｍp；funｃ=inline"\l”_Toｃ200２5275８＃_Ｔoｃ200252７58＂2。2供水电机的搭配ﻩ5ＨYＰEＲＬINK”http：//m373.ｍａiｌ。/cgi-ｂiｎ/grouｐattachmｅnｔ?atｔ=0２DAC7A４0０00007100010131５６３4C8&fｕnc=inlinｅ＂2。４恒压供水系统的能耗分析ﻩPAGEREF_Ｔｏc200２52７60\h6HYＰＥRLＩNK"httｐ：/／ｍ３7３．mail。qq．com/cgｉ—bｉn/gｒoｕｐattａｃhmeｎt?ａtt＝0２DAC7A４００0０００７10001０131563４C8&；func＝inliｎe”2。5。2水锤效应的产生缘由 9ＨYPＥＲLINＫ”ｈttp:/／m373.mail.ｑ/cgi-biｎ/groｕpatｔachmeｎｔ？ａtt=02ＤAC7Ａ4０0０000７1０0０101３1５6３4C8＆ａmp；fuｎc=inliｎe＂\ｌ＂_Toｃ200２52763#_Ｔoｃ200２5２763"2．5.3水锤效应的消除ﻩ９ＨＹPERLINK"http：//ｍ37３．mail。qｑ。com/cgi—bin／groｕpａttaｃhmenｔ?ａｔt=０2DAC7A4０00０0０71０001０1３１５６34C8&amｐ;ｆunc=inline"\l＂_Ｔoc20025276４＃_Tｏｃ２0025２7６4"2．5.4延长水泵寿命的其他因素ﻩ１0HＹPERLINK"httｐ：//m373.mａil.qｑ.com/cgi－bin／grｏｕpａttachｍeｎt？aｔt=０2ＤAC7A4００００007１000１01３15634C８&aｍp;ｆunc=ｉnlｉnｅ＂＼l"＿Toc2０0252７65＃_Toc20０２5２7６5”３变频恒压供水掌握系统硬件的设计ﻩ10HＹＰERLＩＮK＂ｈttp:／/ｍ373．mail．qq.cｏm/ｃgi—bｉn/groupattaｃｈmｅnｔ?atｔ=０2ＤAC7A4００0００0710０010１３1563４C8＆ａｍｐ；func=ｉnｌine”＼l”_Toc2002５２７66#_Tｏｃ20０２５２766＂３.1变频恒压供水掌握系统的构成方案ﻩ10HYＰEＲＬＩNK”ｈttp：//ｍ373.ｍaiｌ．qq。cｏｍ/cgｉ—biｎ/ｇroｕpaｔtａchment？ａtｔ=02ＤAC7A４0０00007100０１01315６34C8＆aｍｐ；funｃ＝inliｎｅ＂3.4。３压力传感器的选择ﻩＰAGＥREF_Toｃ2０025２７７２\ｈ17HYPEＲLIＮK"htｔp：/／m3７3。mａ/cgi—ｂiｎ/gｒｏuｐattachｍent？att=0２DＡＣ7Ａ4000００0710001０１31５634C8＆amp；fｕnc=ｉｎlinｅ"\l”_Toc２002５2７７3＃_Toｃ200２5２7７3”3。4．4水位传感器的选择ﻩPAＧＥREF_Ｔoc20025２77３＼h１8HYPEＲLIＮK"ｈttp：／/ｍ３7３。/cgi-bin／groupattａcｈｍｅnt？att=02ＤAC7Ａ40000０071０0010１315634C8&ｆunc＝inlｉne＂\l”_Toc200２５２777＃_Tｏｃ2０0２５2777”3．５．2ＰLC选型的基本原则ﻩ２0HYＰEＲＬIＮK"hｔｔｐ：//m37３．maiｌ．qq。coｍ/ｃｇi-ｂin/groupａｔｔａchｍeｎt?att=02ＤAＣ7A４00０0００710０0１0131５6３4C８&ａmp；fｕｎｃ=ｉnlｉnｅ”\l”＿Toｃ2０025２7７8#＿Tｏｃ200２52７７８”3。５.３I／O的安排ﻩ２0HYPEＲLIＮK"http:／/m373。ｍaiｌ．qｑ．coｍ/cgi－ｂｉn/grｏupａttachｍｅｎt？ａtt=02DAC7Ａ40０0000７10０010１3１5634C8&aｍp;ｆunc=inliｎe"3。6系统硬件线路设计 2１ＨYPＥRＬINK＂ｈttp：//m373。maｉl．qｑ．ｃｏm／ｃgi—ｂｉｎ／groｕｐattachmeｎｔ？att=02DAC7A40０00007１000１01315634C8＆amp；fｕｎc=iｎlｉnｅ＂\ｌ"＿Toc2００２52７8０#_Tｏc２００252780”3。7PIＤ参数的预置ﻩ２2HYＰERLINK＂http：//ｍ37３.maｉl.qｑ.coｍ/cgi—ｂｉn/gｒｏｕｐattaｃhmｅnt?aｔt=０2DAC７A40０00０0７1００0１01３15634C8＆amｐ；ｆunc＝inlｉne”\ｌ”＿Toc20０252781＃_Toｃ2０025278１"4变频恒压供水掌握系统软件的设计 23HYPEＲLINＫ＂htｔp：//m37３。mail。ｑq。cｏm/ｃgｉ—ｂｉn/gｒouｐattacｈment？aｔt=0２DAC7Ａ4000０00７10001０13１563４C８＆ａmp;ｆuｎｃ=ｉｎｌine”\l＂_Ｔｏｃ2002５2782＃＿Toｃ2００252782”４.1常用编程方法 2３ＨYPERLＩＮＫ"http:/／ｍ373。ｍail。qq。cｏm/cgi－ｂin／groupatｔａｃhmｅｎt?ａtt=02DAC７A400０000７1０0010131563４Ｃ8&fｕnc＝inｌiｎe"＼l＂_Toc200252７８３#＿Ｔoc20025２783"4．1．１阅历设计法ﻩ23HYPERLＩNＫ”htｔp：／/m３7３。mail.qｑ.cｏm／cgｉ－bｉｎ/ｇｒoupattachment？att=02DAC7Ａ4000000７1０00１01315634Ｃ8＆ａｍp;func=ｉnline"４.1。2翻译设计法 2４ＨYPＥＲLINK”htｔｐ：/／m373。ｍail．qq．com／cgｉ—biｎ/groupattachment？atｔ=02DAC7A４00000071０001０13156３4Ｃ8&；ｆunc＝iｎｌine＂\l＂_Tｏc200252７85＃＿Ｔoc２0025278５”4。1。3规律代数设计法 25ＨYPERLINK"ｈtｔp://m373.ｍaiｌ.ｑｑ。com/cgi－ｂin/gｒouｐattachｍent？atｔ=02DAC7Ａ40０00００71000101315６３4C8＆amp;func＝ｉnliｎe＂\l＂_Ｔoc２002５27８6＃_Toc200252７8６”4.2编程软件的简洁介绍 27HYPERLＩＮK＂http：//m３７3.ｍail．ｑq.ｃom/cgi-ｂin/gｒｏupattachmenｔ？atｔ=０2DAC7A40000007100010１31５634Ｃ8＆ａmp；fｕnc=inline＂4.4程序的仿真与调试ﻩ32ＨYＰＥRLINＫ”ｈttp://ｍ373。ｍ/cgi-ｂin／gｒouｐａttaｃhmeｎt?aｔt=02DAＣ7A40０00007100０1０13１56３4C8&ａｍp;funｃ＝inlｉｎｅ＂\ｌ"_Tｏc200２52789＃_Ｔoｃ200252７8９"４．４.1仿真软件的简介 3３HYPERLIＮK”hｔtp:/／m3７3.mａil．qｑ。com/cgｉ—bin／grｏupaｔtachｍenｔ？ａtt=0２DAC7A４0０0０0071０0０10１315６3４C8&ａｍｐ;func=inｌiｎe”＼l"_Toｃ２0０2５2７90#_Toc２0０２５2790"4．4。2恒压供水系统程序的仿真调试ﻩ33HYPERＬＩNK＂http：／/m373.maｉ／cgi-bin/grｏｕｐattachment？att=02DAC7A４00０00０７100010１３１5634C8＆amp；func=inｌine"\l”_Ｔｏc20０252791#_Toc2０025279１"４.5恒压变频供水系统的WｉnＣC界面设计ﻩ３６HYＰERLＩNK"httｐ:／/m37３.mail.qq．com/ｃgi—biｎ/grｏuｐattaｃhmeｎｔ?att=02DAC7Ａ４００0000７１00０10１31５634C8&ａmｐ；func=inline＂\ｌ＂_Ｔoｃ200252792＃＿Toc2002５２792”4.５．1ＷｉｎCC软件简介ﻩ36ＨYPERLINＫ”htｔp：//m３７3.maiｌ。qq．coｍ/cgi—bｉｎ／ｇroｕｐａttachmｅnｔ？atｔ=０2DAＣ7A４０00０00７1０00101３１56３4C８＆amp;ｆuｎc=inｌｉｎe＂4.5.2恒压供水系统的WinCC界面设计 37HＹＰERLINK"http：/／m373。maiｌ。qq．cｏm／cgi-ｂiｎ/gｒoupaｔtachｍeｎｔ?aｔt＝０2DＡC7A400000071００01013156３4Ｃ8&；fｕnc＝inｌiｎe＂\ｌ"_Toｃ2０025２７9４＃_Toc２002５２794＂4.6经济效益分析ﻩ4１ＨYPＥRLIＮK"httｐ:/／m37３。mail.qq。cｏｍ／cｇｉ—bin／grouｐatｔaｃhment？att＝02DAC7A４0０0０00７1０001０1315６３4C8&；fuｎc=inlinｅ＂\l＂_Toc200２５2７95＃_Ｔoc20025279５"5总结与期望ﻩ４3HYPERLIＮK”http:／/m373。maiｌ。qｑ。com／cgi-bｉn/groｕpaｔtachｍeｎｔ？att=02ＤAC7A400000０71０001０１３156３4C8&aｍp；func=inlinｅ"＼l”_Ｔoc2002５２７96＃_Toc200252796”5．１总结ﻩ43HYPERLIＮＫ”ｈttp:／／m373.mail.qq．coｍ/cｇi—bin/groｕpaｔtａｃhmｅｎt？att=02DAC7Ａ400000０７100０1０1315６3４C8＆aｍp；funｃ=iｎliｎe＂\ｌ"_Toc200２５2７98#_Tｏc2０02５2７98＂参考文献ﻩ４5HYPＥRＬＩＮK＂htｔp：//m373．ｍail。qq。cｏm/cgi-ｂiｎ／ｇrｏuｐattachment？att=０2DＡC7A40００0007１000101３１56３４C８＆amｐ;ｆuｎc=iｎline"\ｌ”_Toc2002528０0＃_Toc20０252800”附录参数表ﻩ46HＹPEＲＬIＮK"ｈttp:/／m３73.maiｌ。ｑq.ｃｏm/cgi—bin/ｇroupatｔaｃｈｍｅnｔ?atｔ=０2ＤAC7Ａ40０000０７１0０01０13156３4Ｃ8&amｐ；fｕnc=ｉnｌine"\ｌ”＿Ｔoｃ20０25２79９＃_Tｏc２０0252799”致谢 4７1绪论１。１引言水是生命之源,人类生存和进展都离不开水。在通常的城市及乡镇供水中,基本上都是靠供水站的电动机带动离心水泵,产生压力使管网中的自来水流淌，把供水管网中的自来水送给用户.但供水机泵供水的同时，也消耗大量的能量，如果能在提高供水机泵的效率、确保供水机泵的牢靠稳定运行的同时，降低能耗，将具有重要经济意义。我国供水机泵的特点是数量大、范围广、类型多,在工程规模上也有肯定水平,但在技术水平、工程标准以及经济效益指标等方面与国外先进水平相比，还有肯定的差距。随着社会经济的飞快进展，人们对供水质量和供水系统的牢靠性要求不断提高。衡量供水质量的重要标准之一是供水压力是否恒定,由于水压恒定于某些工业或特殊用户是格外重要的，如当发生火警时，若供水压力不足或无水供应，不能飞快灭火,会造成更大的经济损失或人员伤亡.但是用户用水量是常常变动的,因此用水和供水之间的不平衡的现象时有发生,并且集中反映在供水的压力上：用水多而供水少，则供水压力低;用水少而供水多,则供水压力大（图1.1传统供水机示意图)。保持管网的水压恒定供水，可使供水和用水之间保持平衡，不但提高了供水的产量和质量，也确保了供水生产以及电机运行的平安牢靠性。变频调速技术以其显著的节能效果和稳定牢靠的掌握方式，在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用。利用变频技术与自动掌握技术相结合,在中小型供水企业实现恒压供水，不仅能达到比较明显的节能效果，提高供水企业的效率，更能有效保证从水系统的平安牢靠运行。变频恒压供水系统集变频技术、电气传动技术、现代掌握技术于一体。采纳该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和牢靠性,便利地实现供水系统的集中管理与监控;同时可达到良好的节能性，提高供水效率.所以设计基于变频调速的恒定水压供水系统（简称变频恒压供水，如图1。2），对于提高企业效率以及人民的生活水平,同时降低能耗等方面具有重要的现实意义.图1。1传统供水机示意图图1.２变频供水机示意图1。2本课题产生的背景和意义我国长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术始终比较落后，工业自动化程度低.传统调节供水压力的方式,多采纳频繁启/停电机掌握和水塔二次供水调节的方式,前者产生大量能耗的，而且对电网中其他负荷造成影响，设备不断启停会影响设备寿命；后者则需要大量的占地与投资.而变频调速式的运行十分稳定牢靠，没有频繁的启动现象,启动方式为软启动,设备运行十分平稳，避开了电气、机械冲击,也没有水塔供水所带来的二次污染的危险。由此可见，变频调速恒压供水系统具有供水平安、节省能源、节省钢材、节省占地、节省投资、调节能力大、运行稳定牢靠的优势，具有宽阔的应用前景和明显的经济效益与社会效益。1．3变频恒压供水的现况１．３．1国内外变频供水系统现状变频恒压供水是在变频调速技术的进展之后逐渐进展起来的。目前国外的恒压供水系统变频器成熟牢靠，恒压掌握技术先进。国外变频供水系统在设计时主要采纳一台变频器只带一台水泵机组的方式。这种方式运行平安牢靠，变压方式更灵敏。此方式的缺点必是电机数量和变频的数量一样多，投资成本高.目前国内有不少公司在从事进行变频恒压供水的研制推广，国产变频器主要采纳进口元件组装或直接进口国外变频器，结合PLＣ或ＰID调节器实现恒压供水，在小容量、掌握要求低的变频供水领域，国产变频器进展较快，并以其成本低廉的优势占据了相当部分小容量变频恒压供水市场.但在大功率大容量变频器上，国产变频器有待于进一步改进和完善。1．3.2变频供水系统应用范围变频恒压供水系统在供水行业中的应用，按所使用的范围大致分为三类:(1）小区供水(加压泵站)变频恒压供水系统这类变频供水系统主要用于包括工厂、小区供水、高层建筑供水、乡村加压站,特点是变频掌握的电机功率小,一般在13５ｋW以下，掌握系统简洁。由于这一范围的用户群十分浩大,所以是目前国内讨论和推广最多的方式.(2）国内中小型供水厂变频恒压供水系统这类变频供水系统主要用于中小供水厂或大中城市的帮助供水厂。这类变频器、电机功率在1３5kV~320kＷ之间,电网电压通常为220V或３８0Ｖ。受中小水厂规模和经济条件限制,目前主要采纳国产通用的变频恒压供水变频器.（3)大型供水厂的变频恒压供水系统这类变频供水系统用于大中城市的主力供水厂,特点是功率大（一般都大于320kＷ）、机组多、多数采纳高压变频系统.这类系统一般变频器和掌握器要求较高，多数采纳了国外进口变频器和掌握系统.目前，国内除了高压变频供水系统，多数变频供水系统均声称只要转变容量就可以通用于各种供水范围，但在实际运用中，不同供水环境对变频器的要求和掌握方式是不全都的,大多数变频器并不能真正实现通用。所以在部分条件简洁的中小水厂,采纳通用的恒压供水变频系统并不能完全满意实践要求，现部分中小水厂已熟识到这一情况，并针对实际情况对变频恒压供水系统加以改进和完善.1。4我的主要工作本课题主要通过讨论PLＣ来掌握变频器实现恒压供水,通过设计解并熟识了PＬC的工作原理，编程原理以及编程方法。进行了掌握系统的主电路设计、掌握电路设计,系统的掌握设备选用S7－2００系列的PLC（CPU222）,变频器选用西门子泵类专用的变频器MM430。进行了掌握程序（梯形图)的设计。在掌握过程中,电控系统由Ｓ7—20０完成，ＰID掌握由变频器完成。最后，对变频恒压供水系统进行调试,对该系统在供水中所取得的节省电耗、恒定压力、保护管网等进行了总结，指出变频技术在供水领域所取得的成果及局限性。2变频恒压供水的理论分析2。1水泵的工作原理供水所用水泵主要是离心泵,一般离心泵如图2．1所示,叶轮安装在泵2内，并紧固在泵轴3上,泵轴由电机直接带动,泵壳中央有一液体吸入口4与吸入管5连接，液体经底阀6和吸入管进入泵内，泵壳上的液体排出口8与排出管9连接。在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体：启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量,以高速离开叶轮外缘进入泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能,最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了肯定的真空,由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见,只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。图２.１离心泵结构示意图2．2供水电机的搭配供水电机驱动离心泵运行,和离心泵共同组成了供水系统的整体，电机的配置主要以水泵供水负载来决定。电动机的功率应依据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行。选择时应注意以下两点：（1)如果电动机功率选得过小，就会消灭“小马拉大车”现象，造成电动机长期过载,使其绝缘因发热而损坏，甚至电动机被烧毁.(２）如果电动机功率选得过大，就会消灭“小马拉小车”现象，其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利，而且还会造成电能浪费。因此,要正确选择电动机的功率，对恒定负载连续工作方式，如果知道负载的功率(生产机械轴上的功率)（kW），可按式(2。1）计算所需电动机的功率[６]（kＷ）:（２。1)式中,为生产机械的效率,为电动机的效率，即传动效率。按上式求出的功率，不肯定与产品功率相同。因此,所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。2.3水泵的调节方式水泵的调速运行,是指水泵在运行中依据运行环境的需要，人为的转变运行工作状况点(简称工况点）的位置,使流量、扬程、轴功率等运行参数适应新的工作状况的需要。水泵的调节方式与节能的关系格外亲密，过去普遍采纳转变阀门或挡板开度的节流调节方式,即转变装置管网的特性曲线进行调节。大量的统计调查表明，一些在运行中需要进行调节的水泵，其能量浪费的主要缘由，往往是由于采纳不合适的调节方式.因此，讨论并设计它们的调节方式，是节能最有效的途径和关键所在。水泵的调节方式可分为恒速调节与变速调节.简略划分如下:2。４恒压供水系统的能耗分析在供水系统中，最根本的掌握对象是流量。因此，要商量节能问题，必须从考察调节流量的方法入手。常见的方法有阀门掌握法和转速掌握法两种。供水系统中对水压流量的掌握，传统上采纳阀门调节实现.由于水泵的轴功率与转速的立方成正比，因此水泵用变频器来调节转速能实现压力或流量的自动掌握,同时可获得大量节能。闭环恒压供水系统正越来越多地取代高位水箱、水塔等设施及阀门调节。(1）阀门掌握法：通过关小或开大阀门来调节流量,而转速保持不变。阀门掌握法的实质是水泵本身的供水能力不变,而是通过转变水路中的阻力大小来强行转变流量，以适应用户对流量的要求。这时,管阻特性将随阀门开度的转变而转变，但是扬程特性不变。如图2.3所示，设用户所需流量ＱX为额定流量的60%(即QX=６0%QN)。当通过关小阀门来实现时，管阻特性将转变为曲线③,而扬程特性则仍为曲线①，故供水系统的工作点移至E点，这时，流量减小为ＱE(=Qx）；扬程增加为ＨE；供水功率PC与面积ODEJ成正比。图2.3调节流量的方法与比较（2)恒压掌握法：即通过转变水泵的转速来调节流量，而阀门开度保持不变，也称为转速掌握法。转速掌握法的实质是通过转变水泵的供水能力来适应用户对流量的要求。当水泵的饿转速转变时，扬程特性将随之转变,而管阻特性不变。以用户所需流量等于60％Qn为例,当通过降低转速使得Qx=60%Ｑn时,扬程特性仍为曲线②,故工作点移向C点。这时流量减小为QE（=Ｑx），扬程减小为Hc，供水功率PC与面积0DCK成正比。比较上述两种调节流量的方法可以看出,在所需流量小于额定流量（Qx<1０0%ＱＮ)的情况下,转速掌握时的扬程比阀门掌握方式小得多，所以转速掌握方式所需的供水功率也比阀门掌握方式小得多.两者之差△P便是转速掌握方式节省的供水功率，它与面积ＫCEJ成正比。这是变频调速供水系统具有节能效果最基本的方面。对供水系统进行的掌握，归根结底是为了满意用户对流量的要求。所以，流量是供水系统的基本掌握对象。而流量的大小又取决于扬程，但是扬程难以进行简略测量和掌握。考虑到动态情况下，管道中水压的大小与供水能力（由流量QG表示）和用水要求(由流水量QU表示）之间的平衡情况有关。如:供水能力QＧ〉用水需求ＱU,则压力上升（P↑）；如：供水能力QＧ<用水需求ＱU，则压力上升（P↓)；如:供水能力QG=用水需求QU,则压力上升(P不变）。可见,供水能力与用水需求之间的冲突简略地反映在流体压力的变化上。从而，压力就成为了用来作为掌握流量大小的参变量。就是说，保持供水系统中某处的压力的恒定，也就保证了使该处的供水能力和用水流量处于平衡状态,恰到好处地满意了用户所需的用水流量，这就是恒压供水所要达到的目的。2。5供水系统的平安性问题2．5．１水锤效应异步电动机在全电压启动时,从静止状态加速到额定转速所需要的时间只有在0。２5S。这意味着在０.25Ｓ的时间里,水的流量从零增到额定流量.由于水具有动量和不行压缩性,因此，在极短时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击，并产生空化现象。压力冲击将使管壁受力而产生噪声，如同锤子敲击管子一样，故称为水锤效应。水锤效应具有极大的破坏性,压强过高，将引起管道的裂开,反之，压强过低又会导致管道的瘪塌。此外，水锤效应也可能破坏阀门和固定件。在直接停机时，供水系统的水头将克服电动机的惯性而使系统急剧地停止。这也同样会引起压力冲击和水锤效应.2.5．２水锤效应的产生缘由产生水锤效应的根本缘由,是在启动和制动过程中的动态转矩太大。在启动过程中，异步电动机和水泵的机械特性如图2。4a所示,图中曲线１是异步电动机的机械特性，曲线2是水泵的机械特性,阴影部分是动态转矩TJ（即两者之差）。（a)全压启动（b）变频启动图2。４水泵的全压启动与变频启动在拖动系统中,决定加速过程的是动态转矩由图2。４a可知,水泵在直接启动过程中，拖动系统动态转矩写的大小如阴影部分所示,是很大的.所以，加速过程很快。2.５.3水锤效应的消除采纳了变频调速后，可以通过对升速时间的预置来延长启动过程，使动态转矩大为减小，如图２．４b所示。图中，曲线１是异步电动机在不同频率下的机械特性，曲线2是水泵的机械特性,中间的锯齿状线是升速过程中的动态转矩(即不同频率时电动机机械特性与水泵机械特性之差）。在停机过程中，同样可以通过对降速时间的预置来延长停机过程，使动态转矩大为减小，从而彻底消除了水锤效应。2。5．４延长水泵寿命的其他因素水锤效应的消除,无疑可大大延长水泵及管道系统的寿命。此外,由于水泵平均转速下降、工作过程中平均转矩减小的缘由，使：（１)叶片承受的应力大为减小。（2)轴承的磨损也大为减小。所以，采纳了变频调速以后,水泵的工作寿命将大大延长。3变频恒压供水掌握系统硬件的设计3。1变频恒压供水掌握系统的构成方案从变频恒压供水的原理分析可知，该系统主要有压力传感器、压力变送器、变频器、恒压掌握单元、水泵机组以及低压电器组成。系统主要的设计任务是利用恒压掌握单元使变频器掌握一台水泵或循环掌握多台水泵,实现管网水压的恒定和水泵电机的软启动以及变频水泵与工频水泵的切换，同时还要能对运行数据进行传输.依据系统的设计任务要求,结合系统的使用场所,本次设计才用通用变频器＋PCＬ（包括变频掌握、调节器掌握)+人机界面＋压力传感器的构成方案。系统的构成框图如图3。1所示。图3.1系统构成框图这种掌握方式灵敏便利.具有良好的通信接口,可以便利地与其他的系统进行数据交换；通用性强,由于ＰLC产品的系列化和模块化，用户可灵敏组成各规模和要求不同掌握系统。在硬件设计上,只需确定PＬＣ的硬件配置和变频器的外部接线，当掌握要求发生转变时，可以便利地通过PＣ机来转变存贮器中的掌握程序,所以现场调试便利。同时由于PLC的抗干扰能力强、牢靠性高，因此系统的牢靠性大大提高。因此该系统能适用于各类不同要求的恒压供水场合，并且与供水机组的容量大小无关.3.２变频恒压供水系统的掌握方案变频恒压供水系统的掌握方案有多种,有1台变频器掌握一台水泵的简洁掌握方案，也有一台变频器掌握几台水泵的方案，下面重点介绍一台变频器掌握几台水泵的特点.利用单台变频器掌握多台水泵的掌握方案适用于大多数供水系统，是目前应用中比较先进的一种方案。下面以单台变频器掌握２台水泵的方案来说明.该掌握方案的掌握原理如图3.2所示.图3.2掌握原理框图掌握系统的工作原理如下：依据系统用水量的变化,掌握系统掌握2台水泵按1—２—３—4—1的挨次运行，以保证正常供水。开头工作时,系统用水量不多,只有1号泵在变频器掌握下运行，２号泵处于停止状态，掌握系统处于状态1.当用水量增加,变频器输出频率增加,则1号泵电机的转速也增加，当变频器增加到最高输出频率时，表示只有1台水泵工作己不能满意系统用水的要求，此时,通过掌握系统,1号泵从变频器电源转换到一般的沟通电源，而变频器电源启动2号泵电机，掌握系统处于状态２。当系统用水高峰过后,用水量削减时，变频器输出频率削减,若减至设定频率时，表示只有１台水泵工作已能满意系统用水的要求,此时，通过掌握系统，可将1号泵电机停运，2号泵电机仍由变频器电源供电，这时掌握系统处于状态３。当用水量再次增加，变频器输出频率增加,则２号泵电机的转速也增加,当变频器增加到最高输出频率时,表示只有１台水泵工作已不能满意系统用水的要求，此时，通过掌握系统的掌握，2号泵从变频器电源转换到一般的沟通电源，而变频器电源启动1号泵电机,掌握系统处于状态４。当掌握系统处于状态4时，用水量削减,变频器输出频率削减，若减至设定频率时,表示只有１台水泵工作已能满意系统供水的要求,此时,通过掌握系统的掌握，２号泵从变频器电源转换到一般的沟通电源,而变频器启动1号泵电机，掌握系统处于状态4。当掌握系统处于状态4时，用水量又削减,变频器输出频率削减,若减至设定频率时,表示只有1台水泵工作已能满意系统用水的要求，此时,通过掌握系统的掌握,可将２号泵电机停运,1号泵电机仍由变频器供电，这时,掌握系统又回到了状态1.如此循环往复的工作，以满意系统用水的需要。３．３供水设备的选择原则在做供水系统时，应先选择水泵和电机,选择依据是供水规模(供水流量)。而供水规模和住宅类型以及用户数有关。有关选择依据原则使用表格如下不同住宅类型的用水标准不同住宅类型的用水标准,依据《城市居民生活用水标准》ＧB/T5033１-200２，节录如表３.１。表3。１不同住宅类型的用水标准住宅类型给水卫生器具完善程度用水标准(/人日)小时变化系数1仅有给水龙头０.０4～0．０82.5～2.02有给水卫生器具，但无淋浴设备0。085～0.132.5～2．０３有给水卫生器具，并有淋浴设备０.１3~0．192.5～1.84有给水卫生器具,但无淋浴设备和集中热水供应0．１7~0。２52．０～１.6２。供水规模换算表不同住宅类型的用水标准，依据《城市居民生活用水标准》GB/T５0331-２002，节录如表3。2。上面一行为用水标准（／人日),中间数据为用水规模（／h）。表3。２供水规模换算表户数用水标准(／人日）０.100。150。２０0.2545０39．4059．０07８．７098。405００４3.8０65。6087.5０1０9。406005２。507８.801０5.00１３1。30700６1．3０9１.9０１22．50153.１080070.00１05。００14０。00１75.00１０0087．5013１．3017５．00２1８。80３．依据供水量和高度确定水泵型号和台数,并对电动机进行选型,见表3．3.表３．3水泵，电机和变频器选型表5０xN4080LG50—2０x2111160８0LG50—20ｘ31５１58080LG50-20x4１8．518。51０08０LG5０-20x5２222１2080LG50—20x6303０100ｘN4010０DL2１8.518。５6０100DＬ33０３０８0１00DＬ４37３71０010０DL545451201０0DＬ65555注:Ｎ为水泵台数4．设定供水压力阅历数据:平方供水压力Ｐ=0.１２ＭPa；楼房供水压力P=（0．08+０。0４×楼层数)ＭPａ（3。１）（5)系统设计还应遵循以下的原则：①蓄水池容量应大于每小时最大供水量;②水泵扬程应大于实际供水高度；③水泵流量总和应大于实际最大供水量。3．４参数的计算与供水设备选型3.4。1水泵的参数计算与型号的选择（1）依据表3．1确定用水量标准为0。19/人日。(2）依据表3.2确定每小最大用水量为１７５．00／h。（3）依据１０层楼高度35m，依据式（３。1)计算得P＝(０.08+0．04×楼层数）ＭPa=0．4８MPa可确定设置供水压力值为0．48MPa。依据表3。3确定水泵型号为100DL３，工3台(其中一台做备用）,水泵自带电动机功率为30kW。3.4．2变频器的选择本系统中，采纳ＭiｃrｏＭaｓter430系列变频器,型号为HVＡC（风机和水泵节能型）ＥC０1-4500/3，额定电压为380V-５00V,额定功率35kW。MicroMastｅr430系列变频器是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家，功率范围7．5kW至250Ｋw。它依据专用要求设计,并使用内部功能互联（BiCo)技术，具有高度牢靠性和灵敏性，坚固的EMC（电磁兼容性）设计;掌握软件可以实现专用功能：多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。１。ＭM43０变频器介绍MciorMaｓter430变频器的端子接口分布如图３。3所示。图3.3MM43０端子接口分布图2．端子功能介绍各端子的功能如表3．4所示.表3．4端子功能表引脚序号引脚名称功能引脚序号引脚名称功能1＋1０V电源电压1２ＡＯUT1+模拟输出１2013ＡOUT１-3AIN1＋模拟输入1１4PTCA4ＡＩＮ1-1５PTCＢ５ＤINN1数字输入１６DIＮ5数字输入6ＤINN217ＤＩN６7DIＮN３２6ＡOＵＴ2＋模拟输出28ＤINＮ4２７AOUT2—9+２4Ｖ电源电压28ＰERS-4８510AIＮ2+模拟输入2２９P＋11AIN2—30P－１８RL１—Ａ输出继电器的触头22RL２－C输出继电器的触头１9RL1-Ｂ23RL３－A20ＲL1-C24RＬ３-B21RL2－B２5ＲL3-Ｃ3．4.3压力传感器的选择ＣYＹＢ－120系列压力变送器为两线制4～20mA电流信号输出产品。它采纳CYYＢ-105系列压力传感器的压力敏感元件。经后续电路给电桥供电，并对输出信号进行放大、温度补偿及非线性修正、V／I变换等处理，对供电电压要求宽松，具有4～20ｍＡ标准信号输出。一对导线同时用于电源供电及信号传输，输出信号与环路导线电阻无关,抗干扰性强、便于电缆铺设及远距离传输,与数字显示仪表、A／D转换器及计算机数据采集系统连接便利。CYＹB—12０系列压力变送器新增加了全密封结构带现场数字显示的隔爆型产品.可广泛应用于航空航天、科学试验、石油化工、制冷设备、污水处理、工程机械等液压系统产品及全部压力测控领域.主要特点：(１）高稳定性、高精度、宽的工作温度范围;(2）抗冲击、耐震动、体积小、防水;(3）标准信号输出、良好的互换性、抗干扰性强；（4)最具有竞争力的价格。３.４．4水位传感器的选择SＬ980-投入式液位变送器，广泛用于储水池、污水池、水井、水箱的水位测量，油池、油罐的油位测量，江河湖海的深度测量。接受与液体深度成正比的液压信号，并将其转换为开关量输出，送给计算机、记录仪、调节仪或变频调节系统以实现液位的全自动掌握。主要特点是：安装简洁，精度高，牢靠性高，性能稳定,能实现自身保护等.3.4.5其他低压电器的选择1.断路器的选择（1）,选择。断路器具有隔离，过电流及欠电压等保护功能，当变频器的输入侧发生短路或电源电压过低等故障时，可飞快进行保护。考虑变频器允许的过载能力为１50％，时间为１mｉｎ。所以为了避开误动作，断路器的额定电流应选(A）（3。2）式中为变频器的额定输出电流所以，选90A.（２）断路器选择。在电动机要求实现工频和变频切换驱动的电路中，断路器应按电动机在工频下起动电流来考虑，断路器的额定电流应选（A)式中为电动机的额定电流，＝60A。所以选16０A。2.接触器的选择接触器的选择应考虑到电动机在工频下的起动情况,其触点电流通常可按电动机的额定电流再加大一个档次来选择，由于电动机的额定电流为60A，所以接触器的触点电流选７0A即可.３。５PLC的选型3．5。1I/Ｏ点的统计恒压变频供水掌握系统的输入输出点的统计如表3。5所示。表３。5I/O统计表输入器件输出器件编号符号名称编号符号名称1SB１启动１ＫM11＃泵变频2SB2停止2ＫＭ22＃泵变频3S1液位传感器３KM31＃泵工频４S２变频器达到上限4ＫM42#泵工频5Ｓ3变频器达到下限5KM5备用泵工频6S４１＃水泵故障6L1报警指示灯７S52＃水泵故障8SS６变频器故障3。５。２PLC选型的基本原则这是PLC应用设计中很重要的一步,目前,国内外生产的ＰLC种类很多，在选用PLC时应考虑以下几个方面。（1)规模要适当；（２）功能要相当，结构要合理；（3）输入，输出功能及负载能力的选择要正确;（4）要考虑环境条件。依据以上原则,这次设计选择西门子S7-200系列的ＣＰＵ222AC/ＤC。3。5.３I／Ｏ的安排依据功能要求和工艺流程，我们统一了Ｉ/O接点的安排,安排表如表3.6所示。依据PLC口的安排，系统的掌握要求以及合理利用I/O口的原则。表3.6I/O安排表输入器件输出器件I0。0启动(SB0)Q0。0驱动KＭ1(1＃泵变频）I0.1停止(SB1)Q0。1驱动KM2（2＃泵变频）I0。２液位传感器Q０。2驱动KＭ3（1＃泵工频）I0。3变频器达到上限Q０.3驱动KM4（2#泵工频）I0．4变频器达到下限Ｑ０．4驱动KM5（备用泵工频）I0。5１＃水泵故障Q0.5报警指示灯Ｉ0。６2＃水泵故障I0.7变频器故障3。6系统硬件线路设计供水系统主电路设计如图3。4所示，采纳了一台变频器同时连接两台电动机，所以必须确保开关KM１和ＫＭ2电气连锁,连锁功能由软件和硬件实现。在变频水泵消灭问题或紧急情况下，可以起用备用水泵。图３.4主电路图系统的掌握线路如图３．５所示。图3。５掌握线路图3。７PＩD参数的预置由于ＳＩEMENSMＭ430变频器自带了PＩD模块，我们不需要进行PIＤ调节器的设计，只需进行简洁的参数设置就可以了.首先将设置模拟输入的ＤIP开关1拨到ＯＮ位置，选择为4~２0mＡ输入，将DIP开关２拨到OＦＦ位置选择电动机的频率，OFF位置为5０Hz。其它参数的设置如表3．7所示。表3.７MM4３０参数预置表参数名称参数名称P000３=２用户访问级别为专家级Ｐ22５５=１00PID的增益系数P0004＝２２参数滤过，选择PID应用宏P2２56＝100PIＤ微调信号的增益系数Ｐ０７00＝２选择命令源,选择为端子掌握P２２57=10SPID设定值的斜坡加速时间Ｐ1００0=２频率设定选择为模拟设定值P22５８=10SPID设定值的斜坡减速时间P1080=5Hz最小频率R22６0=1００％显示PＩＤ的总设定值P1082＝50Hｚ最大频率R２261=3SPID设定值的滤波时间常数Ｐ2200＝1闭环掌握选择，PIＤ功能有效R226２=10０%显示滤波后的ＰID设定值P２231=１允许存储P2２40的设定值Ｐ2265=3SPＩD反馈立场拨时间常数P2240=7５%键盘给定的PID设定值Ｐ２2６７=100PＩＤ反馈信号的上限值P２253=2250:0选择P２２４0的值作为PID给定P2268=0ＰID反馈信号的下限值Ｐ22５０=1０0%显示P22４0的设定值输出Ｐ226９=10０%PID反馈信号的的增益P２２54=０．０缺省值，对微调信号没有选择P2291=100PＩD输出的上限P22９２=0.0０ＰID输出的下限Ｐ2２80=３。00PID的比例增益系数P２285=７.00SPID的微分时间P２294=１0０%实际的PID掌握器输出４变频恒压供水掌握系统软件的设计4．1常用编程方法4．1。1阅历设计法在熟识继电器掌握电路设计方法的基础上,如能透彻地理解PLC各种指令的功能,靠着阅历比较精准地使用PＬＣ的各种指令，而设计出相应的程序.设计步骤如下：（1)确定输入、输出电器；(2)确定输入、输出点数；（3)选择PLC并编程;（４）将各个环节编写的程序合理地联系起来。这种编程方法没有普遍的规律可循,具有很大的试探性和任意性,最后的结果也不是唯一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的阅历有很大关系，它一般只用于简洁的梯形图设计(如手动程序)。4.1.2翻译设计法它是把继电器—接触器掌握系统的电器原理图直接翻译成PＬＣ梯形图。1.翻译设计法的设计步骤如下：(1)将检测元件、掌握元件（如行程开关、按钮等）合理支配，接入PＬC的输入口;(2）将被控对象（如电磁阀线圈、接触器线圈等）接入ＰＬC的输出口；（3）把由继电器—接触器完成的掌握功能由ＰLC的软件(即梯形图）来完成。2。应用举例例如：电动机正反转掌握电路，原理线路如图4.1所示。改用ＰLＣ掌握后，其I／O接线和梯形图分别如图4。2，图4。３所示。图4．1电气原理图图4。2I/Ｏ接线图图4．３电机正反转梯形图4.1。3规律代数设计法在继电器—接触器掌握线路中用规律代数设计法比较容易获得设计方案。设计出来的掌握线路既符合工艺要求，又达到工作牢靠、经济合理,因而得以广泛的应用。１.规律代数设计法的设计步骤如下(１）依据掌握要求，列出输入输出及帮助继电器等之间关系的状态表；(2）依据状态表列写出规律函数表达式，并化简;（３）依据化简后的规律表达式画出梯形图。２。应用举例例如:某系统中4台通风机，要求在以下几种运行状态下应发出不同的显示信号：三台及三台以上开机时，绿灯常亮;两台开机时，绿灯以５Hz的频率闪烁;一台开机时,红灯以5Hz的频率闪烁;全部停机时，红灯常亮。为商量便利,设4台通风机分别为A、B、Ｃ、Ｄ,现以绿灯常亮的设计原理为例，其余类推。绿灯闪烁的程序设计:设灯常亮为“1”，灭为“０”,风机开为“1”，停为“0”，绿灯常亮有５种情况，则其状态表如表4。1所示。表4.1绿灯闪烁状态表ABＣDF0１1１11011111011111０11１1１1由状态表可得F的规律函数表达式为:化简为：选择西门子公司S7—200系列的PLＣ。其Ｉ／Ｏ安排如表４．2所示.表4.２Ｉ/O安排表IOABＣDFI0．0Ｉ0．1Ｉ0.2I０。3Q０．０则其梯形图如图4．4所示：图4。4绿灯常亮梯形图其它常用的编程方法还有挨次掌握设计法，功能模块设计法等,在此不再一一简略介绍.本设计采纳的是规律代数设计法。4．2编程软件的简洁介绍STEP7-Mｉｃro/ＷIN3２编程软件是基于Wｉnｄows的应用软件，由西门子公司专为S７－20０系列PＬC设计开发，它功能强大，主要为用户开发掌握程序使用,同时也可以实时监控用户程序的执行状态。现在加上全中文化程序后,可在中文的界面下进行操作,用户使用起来更加便利。STEＰ7-Micro/WＩN32的基本功能是协助用户完成开发应用软件的任务,例如创建用户程序,修改和编辑原有的用户程序,编辑过程中编辑器具有简洁的语法检查功能.同时它还有一些工具性的功能,例如用户程序的文档管理和加密等。此外,还可直接用软件设置PLC的工作方式，参数和运行监控等。程序编辑过程中的语法检查功能可以提前避开一些语法和数据类型方面的错误。软件的功能的实现可以在联机工作方式（在线方式）下进行，部分功能的实现也可以在离线工作方式下进行.S7—２０0PＬＣ使用ＳTEP7-Ｍｉcrｏ/WIN32编程软件进行编程.单击图4。5所示的编程软件图标可进入如图4．6所示的操作界面，在此界面可完成主程序,子程序，中断程序的编制与修改,完成图4。5SＴEP7编程软件图标程序编制后单击保存,再单击下载,程序即可供PLC使用。图4．6ＳTEP7—Miｃro/ＷＩN32操作界面4．3恒压供水系统梯形图的设计在掌握系统中,变频器通过对电机出厂压力点处设置的压力变送器反馈信号，进行单闭环掌握.PLC程序设计的主要任务是接受外部开关信号的输入以及水池水位信号，推断当前的系统状态是否正常,然后执行程序，由输出信号去掌握接触器、继电器和变频器等器件，以完成相应的掌握任务，PLC主要掌握任务就是依据实际情况实现工频和变频的切换。依据系统的掌握要求，经过化简后的各变量的规律表达式如下:(４。１)(４。２）(4.３）（4．４)(4．5)(4.6）（4。7）(4.8）（4。9）(4.10）(4.１1)（４．1２）（4。13)依据规律表达式(4.1）~（4．１3），设计的梯形图如图４。7所示。图4。7主程序4.4程序的仿真与调试4。4.1仿真软件的简介由于实验室的条件有限,本次设计采纳S7—PLCＳIＭ进行仿真。S7—PＬCSIＭ是ＳTEP7中的一个格外有用的软件。我们可以把它作为一台仿真的PＬC,用于运行和测试用户程序。由于这中仿真完全是用STEP７软件进行，因此无需连接任何S7硬件，就可以在PG/PC上仿真一个完整的S7-ＣPU，包括地址和I/Ｏ。Ｓ7-PLCSＩM供应了一个简洁的操作界面，可以监视或者修改程序中的参数，比如直接对数字量进行操作。下面我进行仿真的地一步,打开软件,如图4。8所示。图4.8S7—PLＣＳＩＭ软件的界面4．４。２恒压供水系统程序的仿真调试在编程窗口中把程序下载到仿真PLC中，如图4.9所示。图4。９程序装载界面点击开头按钮，1＃泵开头变频运行，如图４。10所示。图4.101＃泵变频运行变频器达到上限，1＃泵工频运行，２#泵变频运行，如图4-11所示。图4.1１1＃泵工频运行,2＃泵变频运行当水泵消灭故障，启动备用泵，图4—１2为1#泵消灭故障的界面。图4－1２1＃泵消灭故障4。5恒压变频供水系统的WinＣC界面设计4。5。1WｉnCＣ软件简介工控组态软件WinＣC是一个集成的人机界面（HＭＩ）系统和监控管理（ＳＣADA）系统。WｉnCＣ是WinｄowsControlCｅｎtｅr（视窗掌握中心）的简称.它集成了SCADＡ、组态、脚本语言和OPＣ等先进技术，供应了适用于工业的图形显示、消息归档、以及报表等功能模块。首先创建通讯驱动程序:建立Ｓ7—200与WiｎＣC之间的通讯。其次建立变量标签:每个标签需要对每个变量的标签名，数据类型,地址进行设置.最后建立过程画面。使用ＷinＣC中的图形编辑器可以绘制各种元素和图形。该掌握系统画面主要有主画面、参数设置、供电回路、实时曲线、报表统计、历史记录查询、故障报警等画面组成，在上位机上可以显示各个电机的电流、频率、水位、水压、工频和变频运行的时间以及各泵的运行状态等参数。建立好ＷinCC和PＬC的通讯联系后，ＰLC上的大事挨次将是可视和可操作的.组态软件画面主要由以上七块组成。在实际运行中为了防止有人误操作而对系统产生损害，我们对不同的操作者的权限作出规定，对不同的操作人员设定不同的操作密码和相应的操作权限,这样可以防止有人误操作而对系统产生损害。4．５．2恒压供水系统的WiｎCＣ界面设计监控主画面的简洁绘制过程如下：从“开头”菜单里启动WinCC的资源管理器窗口,如图4.１3所示。图4。13WｉnCＣ资源管理器窗口在资源管理器窗口里点击新建按钮，消灭如图4．14所示的窗口，输入项目的名称,并选择好保存的路径,单击“创建"按钮，一个新的工程就