摘    要

本論文根據(jù)中國城市小區(qū)的供水要求，設(shè)計(jì)了一套基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng), 并利用組態(tài)軟件開發(fā)良好的運(yùn)行管理界面。變頻恒壓供水系統(tǒng)由可編程控制器、變頻器、水泵機(jī)組、壓力傳感器、工控機(jī)等構(gòu)成。

本系統(tǒng)包含三臺水泵電機(jī)，它們組成變頻循環(huán)運(yùn)行方式。采用變頻器實(shí)現(xiàn)對三相水泵電機(jī)的軟啟動和變頻調(diào)速，運(yùn)行切換采用“先啟先?！钡脑瓌t。壓力傳感器檢測當(dāng)前水壓信號，送入PLC與設(shè)定值比較后進(jìn)行PID運(yùn)算，從而控制變頻器的輸出電壓和頻率，進(jìn)而改變水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速來改變供水量，最終保持管網(wǎng)壓力穩(wěn)定在設(shè)定值附近。通過工控機(jī)與PLC的連接，采用組態(tài)軟件完成系統(tǒng)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行狀態(tài)動態(tài)顯示及數(shù)據(jù)、報(bào)警的查詢。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速，恒壓供水，PLC，組態(tài)軟件

ABSTRACT

According to the requirement of China's urban water supply, this paper designs a set of water supply system of frequecey control of constant voltage based on PLC, and have developed good operation management interface using Supervision Control and Data Acquisition.The system is made up of PLC, transducer,units of pumps,pressure sensor and control machine and so on. 

This system is formed by three pump generators,and they form the circulating run mode of frequency conversion. With general frequency converter realize for three phase pump generator soft start with frequency control,operation switch adopts the principle of”start first stop first”. The detection signal of pressure sensor of hydraulic pressure,via PLC with set value by carry out PID comparison operation,so,control frequency and the export voltage of frequency converter,and then the rotational speed that changes pump generator come to change water supply quantity,eventually,it is nearby to maintain pipe net pressure to stabilize when set value. Through work control machine the connection with PLC,with group form software consummately systematic monitoring,have realized operation state development to show and data,report to the police inquiry.

Keywords: variable frequency speed-regulating,  constant-pressure water supply,  PLC,  supervision control and data acquisition

目   錄

摘    要 I

ABSTRACT II

第一篇 緒論 1

第一章 課題的提出 1

第二章 變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2

第一節(jié) 變頻調(diào)速技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展與現(xiàn)狀 2

第二節(jié) 變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內(nèi)外研究與現(xiàn)狀 2

第三章 可編程控制器的定義 4

第一節(jié) PLC概述 4

第二節(jié) PLC的發(fā)展和應(yīng)用 4

第三節(jié) 西門子S7-200PLC簡介 4

第四章 本課題的主要研究內(nèi)容 6

第二篇 系統(tǒng)的理論分析及控制方案確定 7

第一章 變頻恒壓供水系統(tǒng)的理論分心 7

第一節(jié) 電動機(jī)的調(diào)速原理 7

第二節(jié) 變頻恒壓供水的節(jié)能原理 7

第二章 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制方案的確定 10

第一節(jié) 控制方案的比較和確定 10

第二節(jié) 變頻恒壓供水系統(tǒng)的組成及原理圖 10

第三節(jié) 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程 12

第四節(jié) 水泵切換條件分析 13

第三篇 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 14

第一章 系統(tǒng)主要設(shè)備的選型 14

第一節(jié) PLC及其擴(kuò)展模塊的選型 14

第二節(jié) 變頻器的選型 15

第三節(jié) 水泵組的選型 15

第四節(jié) 壓力變送器的選型 15

第五節(jié) 液位變送器的選型 16

第二章 系統(tǒng)主電路分析及其設(shè)計(jì) 17

第三章 系統(tǒng)控制電路分析及其設(shè)計(jì) 19

第四章 PLC的I/O端口分配及外圍接線 21

第四篇 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 23

第一章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分析 23

第二章 PLC程序設(shè)計(jì) 25

第一節(jié) 控制系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 25

第二節(jié) 控制系統(tǒng)子程序設(shè)計(jì) 28

第三章PID控制器參數(shù)整定 32

第一節(jié)PID控制機(jī)器控制算法 32

第二節(jié)變頻恒壓供水系統(tǒng)的近似數(shù)學(xué)模型 33

第三節(jié) PID參數(shù)整定 33

第五篇監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 36

第一章組態(tài)軟件簡介 36

第二章監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 36

第一節(jié) 組態(tài)王的通信參數(shù)設(shè)置 36

第二節(jié) 新建工程與組態(tài)變量 37

第三節(jié) 組態(tài)畫面 38

第四節(jié) 監(jiān)控畫面 39

第六篇 結(jié)束語 40

參考文獻(xiàn) 41

致謝 42

附錄 43

附錄A 43

附錄B 48

附錄C主程序梯形圖 51