基于plc和组态软件的恒压供水系统设计.doc

摘    要

本论文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统, 并利用组态软件开发良好的运行管理界面。变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等构成。

本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先启先停”的原则。压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。通过工控机与PLC的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。

关键词：变频调速，恒压供水，PLC，组态软件

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   录

摘    要 I

ABSTRACT II

第一篇 绪论 1

第一章 课题的提出 1

第二章 变频恒压供水系统的国内外研究现状 2

第一节 变频调速技术的国内外发展与现状 2

第二节 变频恒压供水系统的国内外研究与现状 2

第三章 可编程控制器的定义 4

第一节 PLC概述 4

第二节 PLC的发展和应用 4

第三节 西门子S7-200PLC简介 4

第四章 本课题的主要研究内容 6

第二篇 系统的理论分析及控制方案确定 7

第一章 变频恒压供水系统的理论分心 7

第一节 电动机的调速原理 7

第二节 变频恒压供水的节能原理 7

第二章 变频恒压供水系统控制方案的确定 10

第一节 控制方案的比较和确定 10

第二节 变频恒压供水系统的组成及原理图 10

第三节 变频恒压供水系统控制流程 12

第四节 水泵切换条件分析 13

第三篇 系统的硬件设计 14

第一章 系统主要设备的选型 14

第一节 PLC及其扩展模块的选型 14

第二节 变频器的选型 15

第三节 水泵组的选型 15

第四节 压力变送器的选型 15

第五节 液位变送器的选型 16

第二章 系统主电路分析及其设计 17

第三章 系统控制电路分析及其设计 19

第四章 PLC的I/O端口分配及外围接线 21

第四篇 系统软件设计 23

第一章 系统软件设计分析 23

第二章 PLC程序设计 25

第一节 控制系统主程序设计 25

第二节 控制系统子程序设计 28

第三章PID控制器参数整定 32

第一节PID控制机器控制算法 32

第二节变频恒压供水系统的近似数学模型 33

第三节 PID参数整定 33

第五篇监控系统的设计 36

第一章组态软件简介 36

第二章监控系统的设计 36

第一节 组态王的通信参数设置 36

第二节 新建工程与组态变量 37

第三节 组态画面 38

第四节 监控画面 39

第六篇 结束语 40

参考文献 41

致谢 42

附录 43

附录A 43

附录B 48

附录C主程序梯形图 51