毕业论文--小区节能供水系统设计

1、电子信息工程系毕业论文 毕毕 业业 论论 文文 课题：课题：小区节能供水系统设计小区节能供水系统设计 电子信息工程系毕业论文 摘摘 要要 随着我国社会经济的发展，住房制度改革的不断深入，人们生活水平的不断 提高，城市建设发展十分迅速， 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，供水的可靠性、稳定性、 经济性直接影 响到用户的正常工作和生活，也直接体现了供水管理水平的高低。传统供水厂， 特别是中小供水厂所普遍采用的恒速泵加压供水方式存在效率较低、可靠性不 高、自动化程度低等缺点， 难以满足当前经济生活的需要。随着人们对供水质量 和供水系统可靠性要求的不断提高

2、，需要利用先进的自动化技术、控制技术以及 通讯技术，要求设计出高性能、 高节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统 成为必然趋势。 全文共分为五章：第一章主要讲述小区居民的传统供水方式，以及本论文设 计方案的拟定；第二章主要讲述变频恒压供水系统的构成及工作原理；第三章主 要对系统中硬件选型和设计，并且对软件部分进行编程、调试； 第四章采用三菱 触摸屏对本设计进行模拟运行。 本设计综合运用了可编程序控制器 PLC、变频器、传感器、PID 调节等现代 工业控制常用的控制部件及其相关程序设计方法。 - I - 电子信息工程系毕业论文 AbstractAbstract With the develop

3、ment of economy in China, the housing system reform continued to deepen, the improvement of peoples living standard, city construction and development is very rapid, but also on the infrastructure construction raised taller requirement. City water supply system is one of the most important aspects,

4、water supply reliability, stability, economy directly affects the normal work and life of user, it directly reflects the management level of water supply. The traditional water supply plant, especially medium and small water plants commonly used in constant pressure water pump has low efficiency, hi

5、gh reliability, low degree of automation shortcomings, to meet the needs of the current economic life. As people on the quality of water supply and water supply system reliability requirements continue to increase, requiring the use of advanced automation technology, control technology and communica

6、tion technology, the design requirements of the high performance, high energy-saving water supply plant, can adapt to the complex environment of the constant pressure water supply system becomes an inevitable trend. The full text is divided into five chapters: the first chapter is mainly about the t

7、raditional method of water supply area residents, as well as the design of the program to develop; the second chapter is mainly about variable frequency constant pressure water supply system and the principle of work; third chapter focuses on the hardware system selection and design, and the softwar

8、e programming, debugging; the fourth chapter of the Mitsubishi touch screen for the design of simulation operation. The design of the integrated use of a programmable controller PLC, inverter, sensors, PID adjustment of modern industrial control common control components and related program design m

9、ethod. - II - 电子信息工程系毕业论文 目目录录 摘摘 要要.I I AbstractAbstract. . II. II 目目录录.I III II 第一章第一章 绪论绪论 . 1 . 1 1.11.1 变频恒压供水产生的背景和意义变频恒压供水产生的背景和意义 . 1 1 1.21.2 目前常见的供水方式目前常见的供水方式.1 1 1.31.3 小区节能供水方案拟定小区节能供水方案拟定 .2 2 1.41.4 小区节能供水方案“节能”之处小区节能供水方案“节能”之处 . 2 2 第二章变频恒压供水系统构成及工作原理第二章变频恒压供水系统构成及工作原理 . 5 . 5 2.12.1

10、 系统的构成系统的构成.5 5 2.22.2 主电路接线图主电路接线图.7 7 2.32.3 工作原理工作原理. .7 7 第三章第三章 恒压供水系统软件和硬件设计恒压供水系统软件和硬件设计 . 9 . 9 3.13.1 主要器件的选型主要器件的选型.9 9 3.1.13.1.1 水泵的选择水泵的选择.9 9 3.1.23.1.2 压力传感器的选择压力传感器的选择 .1111 3.1.3 PLC3.1.3 PLC 的选型的选型.1212 3.1.43.1.4 变频器的选择变频器的选择 . .1313 3.1.53.1.5 触摸屏的选型触摸屏的选型.1515 3.23.2 硬件设计硬件设计. .

11、1616 3.2.1 PLC I/O3.2.1 PLC I/O 的接线的接线.1616 3.2.23.2.2 变频器变频器.1818 3.33.3 软件设计软件设计. .2020 3.3.13.3.1 编程软件编程软件 Gx Developer Gx Developer 简介简介. . 2020 3.3.23.3.2 程序的流程图程序的流程图.2121 3.3.33.3.3 程序的顺序功能图程序的顺序功能图 .2121 3.3.43.3.4 程序说明程序说明.2222 第四章第四章 结论结论 . 29 . 29 4.14.1 三菱触摸屏对本设计进行模拟运行三菱触摸屏对本设计进行模拟运行. 29

12、29 结结 论论. 32. 32 致致谢谢. 33. 33 参考资料参考资料 . 34 . 34 - III - 电子信息工程系毕业论文 - IV - 电子信息工程系毕业论文 第一章第一章 绪论绪论 1.11.1 变频恒压供水产生的背景和意义变频恒压供水产生的背景和意义 我国“十一五”规划纲要提出， “十一五”期间单位国内生产总值能耗降低 20左右、主要污染物排放总量减少 10。 “十二五”规划中依旧把坚持把建 设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点。 水已经成为中国 21 世纪的热点问题，水有其自然属性，它既是一种特殊的、 不可替换的资源，又是一种可重复使用、 可再

13、生的资源；水又有其经济和社会属 性，不仅工业、农业的发展要靠水，水更是城市发展、人民生活的生命线。 我国城市居民供水长期以来方面技术一直比较落后， 工业自动化程度低传统 调节供水压力的方式，多采用频繁启/停电机控制和水塔二次供水调节的方式。 主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的 现象而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情 况，这种状况每年会造成大量能量的浪费，同时还有可能造成水管爆裂和用水设 备的损坏等安全隐患。 在变频调速技术逐渐发展起来， 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用进口元件组装或直接进口国

14、外变频器， 结合PLC 或 PID 调节器实现恒压供水，在小容量、控制要求低的变频供水领域，国产变频器 发展较快，并以其成本低廉的优势占领了相当部分小容量变频恒压供水市场。由 此可见， 变频调速恒压供水系统具有供水安全、 节约能源、 节省钢材、 节省占地、 节省投资、调节能力大、 运行稳定可靠的优势，具有广阔的应用前景和明显的经 济效益与社会效益。 1.21.2 目前常见的供水方式目前常见的供水方式 1.2.1 市政管道直接给用户供水 这种供水方式由市政管道直接连接用户，用户不需要自己添加设备，降低用户投 入成本，但是供水压力一般只能到 6 层楼一下。压力不稳定，一般只是在城郊结 合的农村和小

15、城镇，压力要求比较低的地方。在用水高峰期时， 往往出现供水不 足，水压不稳的状况。 1.2.2 通过水泵高位水箱供水 这种供水方式由水池水泵高位水箱用水点。 一般也需要设计有一座地 下水池，通过两台水泵（互为备用）抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水 至各用水点。该方式是较成熟的水泵、 水箱供水方式。但是这第种二次供水方式 不可避免造成二次污染，天台水箱长期不清洗容易滋生各种细菌，微生物不利于 人体健康。而且需要在天台建造水箱，加大的楼的承重量。 - 1 - 电子信息工程系毕业论文 1.2.3 变频恒压供水 这种供水方式由水池水泵（恒压变频或气压罐）管网系统用水点。 一 般设计有地下生活水池

16、一座，集中恒压变频供水，不设屋顶水箱。 主水泵一般有 三台，可以互为备用，夜间用水量小时 ，采用气压罐以维持系统压力基本不变。 恒压变频供水是较为理想和先进的。首先恒压变频供水保证出水压力不变， 根据用水量大小进行变频供水，既节约电能，又保证水泵软启动（对电网电压冲 击不大） ，延长了水泵寿命，用水有了保障，社会效益较好。 1.31.3 小区节能供水方案拟定小区节能供水方案拟定 供水方案简图 此次设计研究的对象是某小区 10 栋楼群的供水系统，每栋楼有 8 层。针对 高层楼对水压的要求高，在水压低时，高层用户将无法正常用水甚至出现无水的 情况，水压高时将造成能源的浪费。 自来水厂送来的水先储存

17、的水池中再通过 水泵加压送给用户。 本设计采用变频新技术变频恒压供水方案，水泵组有三台水泵，并且各 台水泵自动轮换使用， 即最先投入使用的水泵最早退出运行， 各台水泵寿命均等， 而且一旦水泵出现故障，该系统能自动跳过故障泵运行。通过水泵加压后， 能够 满足每一个用户用水需求。 1.41.4 小区节能供水方案“节能”之处小区节能供水方案“节能”之处 1.4.11.4.1 恒压供水与水泵高位水箱供水的比较恒压供水与水泵高位水箱供水的比较 由市政管道直接连接用户的方案，虽然用户不需要投入购买供水设备，可以 - 2 - 电子信息工程系毕业论文 节省一些设费用，但是市政管道供水压力一般只能供到 6 层楼

18、一下，且压力不稳 定。不满足本方案供水压力要求，在这里就不作讨论了，主要讨论变频恒压供水 方案与水泵高位水箱供水方案 。 1.设备的投入费用 对于小区采用水泵高位水箱供水，需要在每栋楼层上建一个水箱，根据用户 用水需求量不同，水箱设计的大小也不一样。 水箱也加大了楼层承重量。而变频 恒压供水不需要水箱。这样就会节省一批设备投入的费用 2.电能的消耗费用 采用高位水箱给水方式，即用上水泵把水送入高位水箱，水箱中的水靠重力 自流向用户供水。 这种供水方式不管是一楼用户用水，还是高楼用户用水，都 要将水通过水泵将水送到高位的水箱，这样无疑消耗了大量的电能。而变频恒压 供水始终保持供水压力的恒定，当水

19、压高了（或者低了）通过压力传感器，反馈 到变频器，经过 PID 调节将信号传给 PLC，通过 PLC 来切换水泵组工作情况，来 实现水压的恒定。 3 设备的维护费用 高位水箱给水方式众所都知不可避免造成二次污染， 天台水箱长期不清洗容 易滋生各种细菌，微生物不利于人体健康。 这就需要有人定期的维护与清理，夏 天的时候天气比较热，微生物繁殖能力也是比较强，为了保证用户用水质量， 水 箱的维护与清理也是比较频繁的。 而采用变频恒压供水方式就不需要这方面的投 入了。 采用变频恒压供水方式相对高位水箱给水方式， 前期需设备的投资要多出变 频器、可编程序控制器PLC 的费用，但是从长远的利益上比较， 变

20、频恒压供水方 式在节电、维护上面可以节约大笔的费用。 1.4.21.4.2 变频恒压供水的特点变频恒压供水的特点 1、流量连续可调，给水压力稳定。系统采用内置 PID 的矢量变频调速器、 先进的可编程控制器等现代控制技术，对水泵机组进行闭环控制，确保压力波动 小、达到设定压力时间短、且可随用水量的变化自动调节水泵转速及工作水泵台 数，确保恒压变量供水。 2、安全可靠。系统具有输入电源缺相、不平恒、过压、过流、过载、短路、 电机过热、飞速启动、 断水及低水位停机等完善的安全保护功能，有效的提高了 给水成套设备的安全可靠性。该系统还配有完善的故障自诊断、故障检修手动工 作方式等功能，使维修工作十分

21、轻松快捷。 3、抗干扰能力强。由于控制回路与负载回路之间是通过中间继电器实现电 隔离和信号耦合的，因此系统的抗干扰能力强。 - 3 - 电子信息工程系毕业论文 4、节约能源、节省投资、提高水质。系统自动检测瞬时水压，并据此调节 水泵的供水量，机组特性曲线接近管网损失特性曲线，节能效果显著。 由于变频 器对电机实行的是循环软启动控制，启动平稳无冲击，提高了电机、 水泵和管道 等的寿命，减少了管网的泄露。 此外由于系统无需高位水箱等设备，不但节省了 投资，而且无水质二次污染问题。 - 4 - 电子信息工程系毕业论文 第二章第二章变频恒压供水系统构成及工作原理 2.12.1 系统的构成系统的构成 图

22、2.1 系统原理图 如图 2.1 所示，整个系统由三台水泵，一台变频调速器，一台PLC 和一个压 力传感器及若干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供 维修和调节水量之用，三台泵协调工作以满足供水需要；变频供水系统中检测管 路压力的压力传感器， 一般采用电阻式传感器(反馈 05V 电压信号)或压力变送 器(反馈 420mA 电流)；变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电 机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。 从原理框图，我们可以看出变频 调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、以及报警装置 等部分组成。 2.1.1 执行机构 执行机构是由一组

23、水泵组成，它们用于将水供入用户管网，图 2.3 中的 3 个 水泵分为二种类型: 调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量 的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。 恒速泵:水泵运行只在工频状态，速度恒定。它们用于在用水量增大而调速 泵的最大供水能力不足时，对供水量进行定量的补充。 2.1.2 信号检测 在系统控制过程中，需要检测的信号包括自来水出水水压信号和报警信号: (1)水压信号:它反映的是用户管网的水压值， 它是恒压供水控制的主要反馈 - 5 - 电子信息工程系毕业论文 信号。 (2)报警信号:它反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有 异常。

24、该信号为开关量信号。 2.1.3 控制系统 供水控制系统一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC 系统)、变频 器和电控设备三个部分。 (1)供水控制器:它是整个变频恒压供水控制系统的核心。 供水控制器直接对 系统中的工况、压力、 报警信号进行采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信 息进行分析、实施控制算法， 得出对执行机构的控制方案，通过变频调速器和接 触器对执行机构(即水泵)进行控制。 (2)变频器:它是对水泵进行转速控制的单元。 变频器跟踪供水控制器送来的 控制信号改变调速泵的运行频率，完成对调速泵的转速控制。 (3)电控设备:它是由一组接触器、保护继电器、转换开关等电气元件组成。

25、 用于在供水控制器的控制下完成对水泵的切换、手/自动切换等。 2.1.4 人机界面 人机界面是人与机器进行信息交流的场所。通过人机界面，使用者可以 可 以对系统的运行过程进行监示，对报警进行显示。 2.1.5报警装置 作为一个控制系统，报警是必不可少的重要组成部分。由于本系统 用于居 民生活用水，所以为了保证系统安全、可靠、平稳的运行，防止因电机过载、变 频器报警、电网过大波动、供水水源中断 等等造成的故障，因此系统必须要对 各种报警量进行监测，由PLC 判断报警类别，进行显示和保护动作控制， 以免造 成不必要的损失 - 6 - 电子信息工程系毕业论文 2.22.2 主电路接线图主电路接线图

26、图 2. 2 主电路图 电机有两种工作模式即：在工频电下运行和在变频电下运行。 KM1、 KM3、KM5 分别为电动机 M1 、M2 、M3 工频运行时接通电源的控制接 触器。 KM2 、KM4、KM6 分别为电动机 M1、M2、 M3 变频运行时接通电源的控制接 触器。 熔断器（FUFU）是电路中的一种简单的短路保护装置。使用中，由于电流超过 允许值产生的热量使串接于主电路中的熔体熔化而切断电路， 防止电气设备短路 和严重过载。 低压断路器（QFQF）是 一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流， 还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外， 还具有一定的保护

27、功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等 热继电器(FRFR)是利用电流的热效应原理工作的保护电路， 它在电路中的用作 电动机的过载保护。 2.32.3 工作原理工作原理 接触器 KM0 为常闭开关，当水池水位降到最低位时，KM0 将断开，系统停止 工作。 合上低压断路器开关， 供水系统投入运行。 将手动、 自动开关打到自动上， 系统进入全自动运行状态，PLC 中程序首先接通 KAO，并起动变频器。根据压力 - 7 - 电子信息工程系毕业论文 设定值 与压力实际值(来自于压力传感器)的偏差进行 PID 调节，并输出频率给 定信号给变频器。 变频器根据频率给定信号及预先设定好的加速时间控制水泵的

28、转速以保证水压保持在压力设定值的上、下限范围之内，实现恒压控制。 同时变 频器在运行频率到达上限，会将频率到达信号送给 PLC，PLC 则根据管网压力的 上、下限信号和变频器的运行频率是否到达上限的信号，由程序判断是否要起动 第 2 台泵(或第 3 台泵)。当变频器运行频率达到频率上限值，PLC 会将当前变频 运行泵切换为工频运行，并过一会儿起动下 1 台泵变频运行。此时 PID 会继续通 过由压力传感器送来的检测信号进行分析、计算、判断，进一步控制变频器的运 行频率，使管压保持在压力设定值的上、下限偏差范围之内。 增泵工作过程： 开始时，1#泵电机在 PLC 控制下先投入调速运行，其运行 速

29、度由变频器调节。当供水压力小于压力预置值时变频器输出频率升高，水泵转 速上升，反之下降。当变频器的输出频率达到上限，并稳定运行后，如果供水压 力仍没达到预置值，则需进入增泵过程。在 PLC 的逻辑控制下将 1#泵电机与变 频器连接的电磁开关断开，1#泵电机切换到工频运行，同时变频器与 2#泵电机 连接， 控制 2#泵投入调速运行。如果还没到达设定值，则继续按照以上步骤将 2#泵切换到工频运行，控制 3#泵投入变频运行。 减泵工作过程： 当供水压力大于预置值时，变频器输出频率降低，水泵速 度下降，当变频器的输出频率达到下限，并稳定运行一段时间后，把变频器控制 的水泵停机，如果供水压力仍大于预置值

30、，则将下一台水泵由工频运行切换到变 频器调速运行，并继续减泵工作过程。 如果在晚间用水不多时，当最后一台正在 运行的主泵处于低速运行时，如果供水压力仍大于设定值，则停机， 使用气压罐 进行保压，从而达到节能效果。 三台水泵互为备用：正常情况下，三套水泵互为备用，一天 24 小时，设置 水泵切换时间为 8 小时，每当一台水泵运行 8 小时，就会自动切换到另一台水泵 。这种方式使得三台水泵的磨损程度差不多， 延长水泵使用寿命。当一台水泵发 生故障时，会自动切换， 退出运行并启动另一台水泵继续供水，并且发出报警信 号。 消防泵工作过程：当发生火灾事故时，三台水泵就会退出定时切换阶段，将 全部启动，运

31、行在工频信号 在实际应用中，为了使机组不过于频繁的切换。如果要进行机组切换，切换 所要求的频率和压力的判别条件外必须成立并且能够维持一段时间 （比如 1-2 分 钟） ，如果在这一段延时的时间内切换条件仍然成立，则进行实际的机组切换操 作;如果切换条件不能够维持延时时间的要求， 说明判别条件的满足只是暂时的， 如果进行机组切换将可能引起一系列多余的切换操作。 - 8 - 电子信息工程系毕业论文 第三章第三章 恒压供水系统软件和硬件设计恒压供水系统软件和硬件设计 3.13.1 主要器件的选型主要器件的选型 3.1.13.1.1 水泵的选择水泵的选择 本设计的变频恒压供水系统的工作环境为 8 层楼

32、高将近 32 米，将近有 960 户的普通居民的住宅小区，经过查阅书籍和上网调查，得出了一些数据。如下的 三张表格： 表表 3.13.1 不同住宅类型的用水标准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（m3/人日）小时变 化系数 1 2 3 4 仅有给水龙头 有给水卫生器具，但无淋浴设备 有给水卫生器具，并有淋浴设备 有给水卫生器具，有淋浴设备 和集中热水供应 根据表 3.1 确定用水量标准为 0.25m3/人日。 表表 3.23.2 供水规模换算表供水规模换算表 户数 0.10 用水标准（m3/人日） 0.150.200.25 0.04-0.08 0.085-0.13 0

33、.13-0.19 0.17-0.25 2.5-2.0 2.5-2.0 2.5-1.8 2.0-1.6 用水规模（m3/h） 450 500 600 700 800 1000 39.40 43.80 52.50 61.30 70.00 87.50 59.00 65.60 78.80 91.90 105.00 131.30 78.70 87.50 105.00 122.50 140.00 175.00 98.40 109.40 131.30 153.10 175.00 218.80 根据表 3.2 确定每小时最大用水量为 218.00m3/h。 小区楼高将近 32m，则是为实际扬程Ha;因为管道存

34、在阻力 Hl，在此系统中 - 9 - 电子信息工程系毕业论文 估算 Hl=4m,那么全扬程 Ht=实际扬程 Ha+损失扬程 Hl，将近 36m。 产品概述: 博生牌ISG系列单级单吸立式离心泵是本公司参照国际ISO2858和国家标准 JB/T6878.2-93 所规定的性能参数，结合本公司多年生产经验而设计的第二代高 效节能产品，是替代 SG 型管道离心泵、IS 型离心泵、D 型多级离心泵等常规泵 的理想产品。系列流量范围 1.51600m3/h，扬程范围 5125m，分基本型、分 流型、切割型等多种规格。 根据使用场合介质和温度不同，过流部分的材质变化 及结构变化，设计制造同性能参数的IRG

35、 型热水泵、IHG 型管道化工泵、YG 型管 道油泵、 使该系列产品使用得到普及， 完全可以替代常规离心泵在所有场合使用。 型号意义： 使用范围： 1、ISG 立式离心泵，供输送清水及物理性质似清水的其它液体之用，使用 介质温度不超过 80，适用于工业和城市给排水、高层建筑增压送水、园林喷 灌、消防增压、远距离送水、采暖、浴室等冷暖水循 环增压及设备配套等。 2、IRG 立式热水循环泵，适用于能源、冶金、木材加工、化工、纺织、造 纸及饭店、浴室、 宾馆等锅炉热水增压循环输送及城市采暖系统循环用泵，使用 介质温度不超过 120。 3、IHG 立式化工泵，适用于轻纺、石油、化工、医药、卫生、食品、

36、炼油 等工业输送化学腐蚀性液体，介质温度为-20+120。 4、YG 立式管道油泵供输送汽油、煤油、柴油等石油产品，被输送介质温度 为-20+120。 表表 3.33.3 水泵选型表水泵选型表 - 10 - 电子信息工程系毕业论文 根据表 3.2 我们确定本设计系统水泵流量 Q 为 70m3/h,扬程预估为 36M。在 根据表 3.3 水泵选型表确定选用型号为 ISG80-200(I)B，一共3 台，三台水泵互 为备用。 3.1.23.1.2 压力传感器的选择压力传感器的选择 根据本设计的实际情况和要求，再结合如上 3 张表格的论证：设定供水压力 经验数据：平方供水压力 P=0.12MPa；楼

37、房供水压力 P=（0.08+0.04*楼层数）MPa =（0.08+0.04*8）MPa 可确定设置供水压力值为 0.4MPa 。 本变频恒压供水系统为了保持供水管道的压力恒定， 就必须实时检测管道 压力并回馈给供水控制器，使其构成压力闭环控制系统,所以压力传感器成了该 系统必不可少的一环。由供水压力的经验数据得知设置供水压力为 0.4MPa。 CYYB-120系列压力变送器为两线制420mA电流信号输出产品。 它采用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 - 11 - 电子信息工程系毕业论文 大、温度补偿及非线性修正、V/I 变换等处理，对供

38、电电压要求宽松，具有 4 20mA 标准信号输出。 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 本系统设计供水压力值为 0.4MPa，那么选用CYYB-120 系列压力变送器，量 程 01MPa。 3.1.3 PLC3.1.3 PLC 的选型的选型 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。 根据以上原则，这次设计选择三菱PLC- FX2N 系列。 三菱 F

39、XPLC 是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相当FX 系列中 最高档次的超小程序装置，除输入出1625 点的独立用途外，还可以适用 于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以 满足多样化广泛需要的PLC。 特点：系统配置即固定又灵活；编程简单；备有可自由选择，丰富的 品种；令人放心的高性能；高速运算；使用于多种特殊用途；外部机器通 讯简单化；共同的外部设备。 表表 3.4 FX2N PLC3.4 FX2N PLC 常用的基本单元常用的基本单元 X X、Y Y 编号表编号表 型号 X FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2

40、N-128M X0X7 8 点 YY0Y7 8 点 - 12 - X0X17 16 点 Y0Y17 16 点 X0X27 24 点 Y0Y27 24 点 X0X37 32 点 Y0Y37 32 点 X0X47 40 点 Y0Y47 40 点 X0X77 64 点 Y0Y77 64 点 电子信息工程系毕业论文 在小区节能供水系统设计中预计需要 20 个输入点， 12 个输出点， 根据表 3.4 选择三菱 PLC- FX2N-48M 型号符合本系统设计的要求。 3.1.43.1.4 变频器的选择变频器的选择 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率 的电能控制装置，能实现对交流

41、异步电机的软起动、变频调速、提高运转 精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。在恒压供水系统中起 到举足轻重的作用，本系统设计采用三菱 FR-A700 系列的高性能矢量变频器。 FR-A740 高性能矢量变频器主要特点： （1）功率范围：0.4500kW （2）闭环时可进行高精度的转矩/速度/位置控制 （3）无传感器矢量控制可实现转矩/速度控制 （4）内置 PLC 功能（特殊型号） （5）使用长寿命元器件，内置 EMC 滤波器 （6）强大的网络通讯功能，支持 DeviceNet，Profibus-DP，Modbus 等协议 本设计小区节能供水系统中选用了三台15KW 的水泵，在手动变频

42、启动三台 水泵就需要45KW，所以确定选用三菱 FR-A740-45K-CHT 变频器。 FR-A740-45K-CHT 变频器主要参数： 适用电机容量（ KW） SLD 55,LD55 ND45, HD37 输出额定电流（ A）SLD116 ,LD106 ND86, HD71 过载能力LD 120%60s ，150%3s ，环境温度 50 SLD 110% 60s ，120%3s ，环境温度 40 ND 150%60s ，200%3s ，环境温度 50 HD 200%60s ，250%3s ，环境温度 50 电压 3 相 380-480V50Hz/60Hz 额定输入交流电压，频率3 相 38

43、0-480V 50Hz/60Hz 交流电压允许波动范围323528V50Hz/60Hz 允许频率波动范围5% 保护结构（ JEM1030 ）开放型 - 13 - 电子信息工程系毕业论文 主电路端子说明主电路端子说明 端子机号段子名称说明 R、S、T交流电源输入连接工频电源 U、V、W变频器输出接三相笼型电动机 R1、S1控制回路电源与交流电源端子 R、S 连接。在保持异常显示和异 常输出时或当使用高功率因素转换器时（FR-HC） 时，应拆下R-R1 和 S-S1 之间的短路片，并提供外 部电源到此端子 P、PR连接制动电阻器拆开端子 PR-PX 之间的短路片，在P-PR 之间连接 选件制动电阻

44、器（FR-ABR） P、N连接制动单元选接选件 FR-BU 型制动单元或电源再生单元 FR-RC 或高功率因素转换器时（FR-HC） P、P1连接改善功率因数 DC 电抗器 拆开端子 P-P1 之间的短路片，连接选件改善功率 因数用电抗器（FR-BEL） PR、PX连接内部制动回路用短路片将 PX-PR 之间短路时 （出厂设定） 内部制 动回路便生效 接地变频器外壳接地用，必须接地 - 14 - 电子信息工程系毕业论文 FR-A700 端子接线图 3.1.53.1.5 触摸屏的选型触摸屏的选型 为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时，我们必须首 先用手指或其它物体触摸安装在显示

45、器前端的触摸屏， 然后系统根据手指触摸的 图标或菜单位置来定位选择信息输入。 触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组 成；触摸检测部件安装在显示器屏幕前面， 用于检测用户触摸位置，接受后送触 - 15 - 电子信息工程系毕业论文 摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息， 并将它转换成触点坐标， 再送给 CPU， 它同时能接收 CPU 发来的命令并加以执行。 本系统设计采用三菱 GT1575-STBA/D 触摸屏 三菱 GT1575-STBA/D 触摸屏主要参数： 显示尺寸：10.4 英寸高亮度、宽视角 TFT 分辨率：SVG 800600 显示色彩：65536 色

46、可视角度：左右上下各 85 度 液晶亮度：400 cd/m2,8 级调整 内存：内置 9MB 标准内存,可扩展到 57MB 内存 内置接口：1 个 RS232 接口，1 个 USB 设备接口，1 个 CF 卡接口 扩展接口：总线连接接口，串行通信接口，MELSECNET/H 通信接口，CC-Link 通 信接口，以太网接口 3.23.2 硬件设计硬件设计 3.2.1 PLC I/O3.2.1 PLC I/O 的接线的接线 输入端/I X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 手动/自动切换按钮 启动按钮 Y0 Y1 输出端/O 驱动 KM0 （总通断电接触器） 驱动 KM1（1#泵工频） 驱动 KM1（1#泵变频） 驱动 KM2（2#泵工频） 驱动 KM2（1#泵变频） 驱动 KM3（3#泵工频） 驱动 KM3（3#泵变频） M1 故障报警 M2 故障报警 M3 故障报警 KA