基于PLC的变频调速供水系统设计
摘要:如今，中国的经济进行着翻天覆地的变化，经济快速发展也带来了大量的资源被开采殆尽。水资源被过度开发等一系列问题，这都是粗放式发展经济所呈现的后果。解决这些问题迫在眉睫，节约水资源、降低能耗等方面的呼声越来越响。在能源日益紧缺的今天，实现供水系统的集中管理与监控，无疑是一个能够很好的解决水资源短缺的方法。不论是人类生活还是工业生产都离不开水，因此，水的安全性和可靠性显得尤为重要。小区职能供水的新要求是小区供水领域要运用先进的控制技术。供水压力和水流量决定了居民的用水质量，本文致力于研究一种基于PLC和变频器控制的供水系统，首先分三部分介绍了其总体结构：一，介绍了可编程控制器（PLC）、变频器以及比例微积分控制（PID）的相关概念；二，阐述了PLC变频调速供水系统的机械结构设计；三，分析了此供水系统的应用。其次分两部分介绍了其软件设计：一，概述了PLC的编程语言；二，详细说明了其软硬件调试系统。同时，为弥补传统方式的不足，恒压供水系统需要采用更智能化的设备，该系统能有效的节约资源而且高度自动化，可以使高层建筑得到恒压供水，提高效率。
关键词:PLC;变频调速;恒压供水
The design of frequency control water supply system based on PLC.
Abstract: Today， China's economy is undergoing earth-shaking changes， and the rapid economic development has brought a lot of resources to be exhausted. Water resources are overexploited and so on. This is the result of extensive development of economy. It is urgent to solve these problems， and the calls for saving water resources and reducing energy consumption are getting louder and louder. In today's energy shortage， the centralized management and monitoring of the water supply system is undoubtedly a good way to solve the water shortage. Water is indispensable for both human and industrial production. Therefore， the safety and reliability of water are particularly important. The new requirement of the functional water supply is to use advanced control technology in the area of water supply. Water pressure and water flow determines the water quality of the residents， this paper is dedicated to research a kind of water supply system based on PLC and inverter control， first introduces the overall structure is divided into three parts: firstly， this paper introduces the programmable controller (PLC)， inverter， and proportion of the relative concepts of calculus (PID) control. Secondly， the mechanical structure design of PLC variable frequency speed regulating water supply system is expounded. Thirdly， the application of this water supply system is analyzed. Secondly， the software design is introduced in two parts. Firstly， the programming language of PLC is summarized. Secondly， the software and hardware debugging system is explained in detail. At the same time， to make up for the shortage of the traditional way of constant pressure water supply system need to adopt a more intelligent devices， the system can effectively save resources and highly automated， can make constant pressure water supply of the high-rise building， improve efficiency.
Keywords :PLC,Frequency control of motor,Constant pressure water supply
第一章 引言
1.1课题来源及研究意义
水资源形势日益严峻，解决水资源问迫在眉睫，我国政府越加重视水资源问题，把问题摆上重要议事日程，因为水即是是基础性自然资源又是战略性的经济资源。想要解决中国水资源问题，最根本的战略是建设节水型社会。我国政府应积极行动，解决公共河流问题，加强管理保护水资源，建立水资源需求管理，制定相关政策，建立起节水型的社会;如今环境问题十分严峻，全球十分重视环境问题，加强有关的环境保护，保护环境成为了全球的公共事务。同样，环境问题在中国社会发展过程中日益突出并具有挑战性。而在环境保护问题中，最为突出的和最重要的问题，水资源不断减少如何使水资源可持续发展有效利用也许是环境保护中最棘手的问题。水是人赖以生存必不可少的资源，人类能能否科学合理地保护和利用水资源，直接影响人类的生存与生活。经济增长离开不水资源，推动现代化也离不开水资源，而中国的水资源问题十分突出，根本制约了经济发展和现代化进程。
保护和节约水资源，建立水资源需求管理，构建节水型社会，供水系统运用PLC可编程控制器可高效运行，这不失为一个保护节约水资源的好办法，对国家节能减排也有重大意义。时代的发展，工业的变革，在生产制造方面，传统的方法已经不能满足，改善传统的控制方式，迫切需要这样的控制器。
1.编程简单方便，可以在现场修改程序。2.硬件维护与检修简单。3.高度可靠性，能适应恶劣的工作环境。4.体积小。5.资料之读取和联机容易。6.价格具竞争性。7.扩展时，原系统只做很少的改变。
因为具有如此多的优点，市场需求量也巨大，所以PLC的发展十分的迅速。PLC用来控制工业的机械装置及流程的指令，是它所储存的指令如顺序指令、定时器指令、计数器指令、演算指令、数据控制指令以及通讯指令。工业控制装置PLC的开发综合了计算机与自动化技术，它的基础是微处理机， 这控制器按照IEC国际标准的定义是可程序逻辑控制器又叫PC。 PLC可以自动完成预定的操作，首先编写相关程序刻在内部存储，待输入输出连接完成之后，就可以运行这个程序。PCL也可以理解为是由一般的继电器、定时器、计数器的集合体，它也是程序记忆型的电子控制装置的一种。PLC的输出信号通过相关程序随着输入信号的改变而改变，输入信号依据所监测的按键、感应器及开关等等。
如何管理保护水资源，在有限的基础上进行高效开发、协调可持续发展及利用十分重要，尤其我国处在城镇化和经济转型的关键时期，对于水资源问题的解决更是迫在眉睫。水资源是可以通过科技得到改善和解决的。
1.2供水系统的概况
建造高大的水塔需要众多的物质材料，免不了要花费大量物力财力，避免不了二次污染的出现。还会经常出现供水不足或者过剩的问题，因为供水系统常常受到居民用水量的变化影响。对于以上问题，论文阐明了关于改造小区供水系统的设计，就是以PLC为基础的变频恒压供水系统。该系统利用PLC加之以不同功能的传感器、变频器。以此来，为了达到恒压供水，用不同功能的传感器、变频器辅助PLC， 管网压力的大小及变化速度可以根据压力传感器测得，就可以控制水泵的转速及数量，使水管的压力始终保持在合适的范围内，系统的稳定性也得到了提高。
变频恒压供水随着变频调速技术的发展而逐渐发展。变频器在变频恒压供水系统中只能作为执行机构，因为变频器的功能被限定，仅有频串挖制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、压频比控制及各种保护功能。一般恒压供水工程投资成本高的原因是一台变频器只带一台水泵机组，国外的恒压供水工程一般都采用这种方式。为了提高变频恒压供水系统的自动化程度，促使着变频技术不断发展，达到预期目的，并且还明显具有节能减排的功效。恒压供水系统的发展趋势使得国外许多厂家开始关注，重视有关技有点，但是同时也具有一些劣势，例如输出接口的拓展功能不够灵活，很难实现与其他的监控系统和组态软件数据通信，实际使用范围也得到了限制，因为带负载的大小被限制。
在参与控制水泵的转运，水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制的变频恒压供水的工程中，国内的一些公司用的是国外的变频器，有的实现是采用PLC及相应软件或者单片机及相应的软件。系统综合技术指标离所有用户的要求还有一定的距离。艾默生电气公司和成都希望集团(森兰变频器)也推出无需外接PLC和PID调节器，可完成最多4台水泵的循环切换、定时起、停和定时循环恒压供水专用变频器(5.5KW-22KW）。但它可以在内部实现压力闭环调节与循环逻辑控制功能。满足小容量，控制要求不高的供水场所是没问题的。国内外在变频调速恒压供水系统的研究还不够，不同的用水场合不能完全适应，恒压供水系统的水压闭环控制结合了现代控制技术、网络和通讯技术同时兼顾系统的电磁兼容性(EMC)，它是复杂深奥的，研究得不够彻底也是必然的，但是要加强相关的研究实验，不就就会有相当大的改善，才能更好的运用到恒压供水系统中，更好的造福人类。
目录
第一章 引言 2
1.1课题来源及研究意义 2
1.2供水系统的概况 3
第二章 基于PLC的变频调速供水系统总体结构 4
2.1PLC、变频器与PID调节的概述 4
2.1.1PLC概述 4
2.1.2变频器概述 5
2.1.3PLC与变频器的连接方法及注意事项 8
2.1.4PID概述 10
2.2PLC变频调速供水系统机械结构设计 11
2.2.1工作原理 11
2.2.2系统结构 15
2.2.3运行过程 15
2.3供水系统应用分析 16
第三章 基于PLC变频调速供水系统软件设计 17
3.1编程语言简介 17
3.1.1梯形图语言（LD） 17
3.1.2指令表语言（IL） 18
3.1.3功能模块图语言（FBD） 18
3.1.4顺序功能流程图语言（SFC） 18
3.1.5结构化文本语言（ST） 19
3.2软硬件调试系统 20
第四章 结论 24
参考文献 25
致 谢 26
附录一、PLC的接线图 27
附录二、系统梯形图 27
参考文献
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