水塔供水系统的PLC控制设计

课程设计

课程名称电气控制与PLC课程设计课题名称水塔供水系统的PLC控制设计专业测控技术

班级1301

学号

姓名

指导老师刘星平，赖指南，谭梅，沈细群

2016年6月17日

电气信息学院

课程设计任务书

课题名称水塔供水系统的PLC控制设计

姓名专测控技术与仪器班级学号

指导老师刘星平、赖指南等

课程设计时间2016年6月6日-2016年6月17日（15、16周）

教研室意见意见：同意审核人：汪超林国汉

一.任务及要求

设计任务：

以PLC为核心，设计一个水塔供水系统的PLC控制系统，为此要求完成以下设计任务：

1.根据系统的基本结构、工艺过程和控制要求，确定控制方案。

2.配置电器元件，选择PLC型号。

3.绘制PLC控制系统线路原理图和PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。

4.上机调试程序。

5.上位机组态监控的设计(可选项）

6.编写设计说明书。

设计要求

（1）所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。

（2）所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。

（3）所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出。

二.进度安排

1.第一周星期一：布置课程设计任务，讲解设计思路和要求，查阅设计资料。

2.第一周星期二～星期四：详细了解控制系统的基本组成结构、工艺过程和控制要求。确定控制方案。配置电器元件，选择PLC型号。绘制控制系统的控制线路原理图和控制系统的PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。

4.第一周星期五：上机调试程序。

5.第二周星期二～星期四：编写设计说明书。

6.第二周星期五：答辩。

三.参考资料

[1] 刘星平.PLC原理及工程应用[M].北京：中国电力出版社，2014年。

[2]廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2014年。

[3] 王阿根.西门子S7-200 PLC 编程实例精解[M].北京：电子工业出版社，2013年。

[4]赖指南.PLC原理与应用补充教材（内部使用），本校自编教材，2010年。

四．原始资料

某高层住宅屋顶上设有4.2m高的生活水箱，由设在地下设备层的2台水泵为其供水。水箱正常水位变化为3.5m，由安装在水箱内的上，下液位开关SL1和SL2分别对水箱的上限水位和下限水位进行控制。

控制要求

两台电动机均采用Y—△减压启动。

设有手动/自动方式转换开关SA。

在手动方式时（触点SA闭合SA断开），可由操作者分别启动每台水泵，水泵之间不进行联动。

在自动方式时，由上、下液位开关SL1、SL2对水泵的启、停自动控制，且启动时要联动。

两台水泵互为备用。在正常情况下要求一用一备，当运行中任意一台机组出现故障，备用机组应立即投入运行。为了防止备用泵长期闲置而锈蚀，要求备用机组可在操作台上用按钮任意切换。

在控制台上有2台水泵的备用状态运行、故障指示及上、液位指示。

目录

第1章引言 (1)

1.1、课题背景 (1)

1.2、概述 (1)

1.3、设计要求及意义 (2)

1.3.1. 设计要求 (2)

1.3.2. 设计意义 (2)

第2章总体设计方案 (3)

2.1. 总体设计方案 (3)

2.2. 方案论证与选择 (3)

2.2.1. PLC编程器选择 (3)

2.2.2. 水泵选择 (4)

2.2.3. 热继电器的选择 (4)

2.2.4. 接触器选择 (4)

2.2.5. 水位信号器的选择 (4)

2.2.6. 控制按钮的选择 (5)

2.2.7. 指示灯的选择 (5)

第3章系统控制硬件设置 (5)

3.1. 水泵电路设计 (5)

3.2. 输入输出I/O口分配 (6)

3.3. 硬件清单 (7)

3.4. PLC的外部硬件接线图 (7)

3.5. 梯形图程序设计 (8)

3.4.1. 水泵手动、自动Y/Δ降压启动起保停控制 (8)

3.4.2. 水位指示灯控制 (9)

3.4.3. 备用指示灯控制 (10)

3.4.4. 故障指示灯控制 (11)

第4章系统调试 (11)

4.1. 调试方法与结果 (11)

第5章设计心得与体会 (15)

参考资料 (16)

附录 (17)

第1章引言

1.1、课题背景

供水是一个关系国计民生的重要产业。随着社会的发展和人民生活水平的提高，对城市供水提出了更高的要求，要满足及时、准确、安全保证充足供水，如果仍然沿用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，为此必须进行水塔水位控制自动化系统的改造。可编程控制器(PLC)是以计算接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知机技术为基础的新型工业控制装置。因其高可靠性和较高的性价比在工业控制中得到广泛的应用。本文针对目前比较流行的控制技术，利用PLC和传感器构成了水塔水位的控制系统。改造后的水塔水位自控系统，实现水塔水位自动控制系统，远程监控，实现无人值守。在一般住宅或大楼顶楼常设置水塔或水箱以提供充足的水压供用户使用,另备有地下水槽储存自来水公司提供的水源并给顶楼水塔进水使用。由于当前可编程序控制器(PLC)技术已日趋成熟,因而考虑利用它来实现水塔/水箱供水控制。

1.2、概述

在一般住宅或大楼顶楼常设置水塔或水箱以提供充足的水压供用户使用,另备有地下水槽储存自来水公司提供的水源并给顶楼水塔进水使用。由于当前可编程序控制器(PLC)技术已日趋成熟,因而考虑利用它来实现水塔/水箱供水控制。多年来，可编程控制器（简称PLC）从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃，今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。

水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统，传统供水系统大多采用水塔、高位水箱或气压罐式增压设备，用水泵以高出实际用水高度的扬程来“提升”水量，其结果增大了水泵的轴功率和能耗。现研究设计的水塔水位控制系统采用变频调速恒压供水系统，实现水泵无级调速。依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，保持水压恒定以满足用水要求，是当今先进、合理的节能型供水系统。

1.3、设计要求及意义

1.3.1.设计要求

某高层住宅屋顶上设有4.2m高的生活水箱，由设在地下设备层的2台水泵为其供水。水箱正常水位变化为3.5m，由安装在水箱内的上，下液位开关SL1和SL2分别对水箱的上限水位和下限水位进行控制。

控制要求

两台电动机均采用Y—△减压启动。

设有手动/自动方式转换开关SA。

在手动方式时（触点SA闭合SA断开），可由操作者分别启动每台水泵，水泵之间不进行联动。

在自动方式时，由上、下液位开关SL1、SL2对水泵的启、停自动控制，且启动时要联动。

两台水泵互为备用。在正常情况下要求一用一备，当运行中任意一台机组出现故障，备用机组应立即投入运行。为了防止备用泵长期闲置而锈蚀，要求备用机组可在操作台上用按钮任意切换。

在控制台上有2台水泵的备用状态运行、故障指示及上、液位指示。

1.3.

2.设计意义

水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统，传统供水系统大多采用水塔、高位水箱或气压罐式增压设备，用水泵以高出实际用水高度的扬程来“提升”水量，其结果增大了水泵的轴功率和能耗。现研究设计的水塔水位控制系统采用变频调速恒压供水系统，实现水泵无级调速。依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，保持水压恒定以满足用水要求，是当今先进、合理的节能型供水系统。

第2章总体设计方案

2.1.总体设计方案

水塔供水系统是目前生活小区、学校等人口较多的地方常用的供水系统。当水塔水位降低到一定液位时，水泵启动从地面水池向上供水，水塔充水达到液位上线时，水泵停止供水。该系统配置两台电机，两台电动机均采用Y—△减压启动。在手动方式时（触点SA 闭合SA断开），可由操作者分别启动每台水泵，水泵之间不进行联动；在自动方式时，由上、下液位开关SL1、SL2对水泵的启、停自动控制，且启动时要联动；两台水泵互为备用。在正常情况下要求一用一备，当运行中任意一台机组出现故障，备用机组应立即投入运行。为了防止备用泵长期闲置而锈蚀，要求备用机组可在操作台上用按钮任意切换。其中电机M1、M2、均采用PLC可编程控制器实现编程自动控制，完成水塔（水池）液位状态读取实现自动抽水、故障自启、故障警报等任务。

2.2.方案论证与选择

2.2.1.PLC编程器选择

本次课设选取西门子PLC S7-200系列的CPU 226，该CPU集成24输入/16输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。16K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。

2-1 S7-200系列的CPU 226

2.2.2.水泵选择

此次课设需要用水泵将水抽到建筑住宅顶上的高4.2m的生活水箱，由设在地下设备层中的两台水泵为其供水。故选择的单台水泵电动机功率为5.5kW，额定电压为380V。

2-2 电动机图

2.2.

3.热继电器的选择

选用具有断相保护功能的热继电器。电机的额定电流约为9.3A，故选用的热继电器的型号为LR1-D12热元件的额定电流为12A，并将其额定电流整定为12A，能保证水泵的正常工作。

2.2.4.接触器选择

当P=5.5KW，U=380V时由P=1.732UIcosφ得：I=P/（1.732Ucosφ）≈9.3A。接触器线圈的额定电压为220V，故所选接触器的型号为NC8-12M，数量为2个。

2.2.5.水位信号器的选择

信号继电器选用浮球水位信号器，水塔和水箱均需一对常开触点和常闭触点。选用的

浮球磁性开关的型号为FQS-4。

2.2.6.控制按钮的选择

根据系统原理图及系统电压可选择：按钮用SLA1-11M 工作电压为24~220V。尺寸为：直径为18mm,安装孔为16mm.。

2.2.7.指示灯的选择

在控制电路上，为了接线简单起见，给指示灯供电为220V。故选择指示灯类型为：XDY1-B/41 颜色：红色额定电压为220V ，XDY1-B/42 颜色：绿色额定电压为220V。

第3章系统控制硬件设置

3.1.水泵电路设计

两台水泵电动机均采用Y/Δ形启动方式，主电路控制线路如图一所示。图中M1、M2为水泵电动机，每台电动机用3个接触器分别控制电源、Y形启动和Δ形运行，各电动机均设有过载保护FR1和FR2。

Y-Δ降压启动控制线路示意图如下：

3-1Y-Δ降压启动控制线路图

Y-Δ降压启动工作原理按下SB2，时间继电器KT得电，接触器KM3线圈得电，常闭触头分断，对KM2进行联锁，主触头闭合，电动机接成Y形，常开触头闭合，接触器KM1线圈得电，自锁触头与主触头闭合，电动机Y形启动。经延时，KT延时分断触头分断，切断KM3线圈电源，KM3常闭触头恢复闭合，KM2线圈得电，KM2主触头闭合，电动机接成三角形全压运行。

3-2水泵接线图3.2.输入输出I/O口分配

表3-1 I/O口分配表

3.3.硬件清单

表3-2 元器件清单

3.4.P LC的外部硬件接线图

了解和熟悉被控制设备的工艺控制和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理，这样才能做到在设计和调试控制系统时心中有数。在分析PLC控制系统的功能时，可以将他想像成一个继电器控制系统中的控制系统，其外部接线图描述了这个控制箱的外部接线。画出PLC的外部接线图后，同时也确定了PLC的个输入信号和输出负载对应的输入继电器和输出继电器的元件号。

3-3 PLC CPU 226的外部硬件接线图

3.5.梯形图程序设计

梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。采用梯形图程序设计语言，程序采用梯形图的形式描述。这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果。每个梯级是一个因果关系。在梯级中，描述事件发生的条件表示在左面，事件发生的结果表示在后面。梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。

3.4.1.水泵手动、自动Y/Δ降压启动起保停控制

水泵启动分为手动控制与自动控制两种，手/自动控制由I0.1切换，常态为自动控制状态，当I0.1闭合，则为手动控制状态。手动控制方式时M1由IO.6启动，I0.7停止；M2由I1.0启动，I1.1停止。选择自动控制时，有I0.0与I0.3选择M1或M2作为运行水泵，则另一台为备用水泵，当水池缺水，触发下液位开关SL1，I1.2为ON态，产生缺水信号M1.1，使运行水泵开始抽水，水池水满，触发上液位开关SL2，I1.3为ON态，水泵停止

抽水，另当运行水泵抽水过程中发生故障，热继电器FR断开，即I1.4或I1.5为ON态，则启动备用水泵抽水，水满后停止抽水。

3-3 M1手动、自动Y/Δ降压启动起保停控制梯形图

3-4 M1手动、自动Y/Δ降压启动起保停控制梯形图

3.4.2.水位指示灯控制

安装在水箱内的上、下液位开关SL1/SL2均为常开型，与输入点I1.3/I1.2相对应。设水位上升到上限位置，则I1.3为ON，在其前沿产生一个扫描周期的脉冲信号，该脉冲使输出继电器Q1.0为ON，发出上限位指示，水位上限位指示灯亮起，且电动机停止工作。若水位下降到下限位置，使I1.2为ON，故用PLF指令在SL1断开时产生脉冲信号，从而使输出点Q1.1为ON，发出下限指示，水位下限位指示灯亮起，并产生供水信号，使自动

状态下水泵自动工作抽水。且上下限位信号互锁，即当水位到达下限位时上限位信号灯熄灭，当水位到达上限位时下限位信号灯熄灭。

3-5水位信号控制梯形图

3.4.3.备用指示灯控制

当I0.1未闭合，即自动运行时，选择M1启动时，则M2作为备用水泵，Q0.7为ON 态，M2备用信号灯亮起，M2启动或且换为手动方式时信号灯熄灭；选择M2启动时，则M1作为备用水泵，Q0.6为ON态，M2备用信号灯亮起，M1启动或且换为手动方式时信号灯熄灭。

3-6水泵备用指示灯控制梯形图

3.4.4.故障指示灯控制

M1过载致继电器FR1熔断，致I1.4为ON状态，Q1.2为ON态，M1故障指示灯亮起，M1故障排除后I1.4为OFF状态，M1故障指示灯熄灭；M2过载致继电器FR2熔断，致I1.5为ON状态，Q1.3为ON态，则M2故障指示灯亮起，M2故障排除后I1.5为OFF 状态，M2故障指示灯熄灭。

3-7水泵故障指示灯控制梯形图

第4章系统调试

4.1.调试方法与结果

系统调试应首先按控制要求将电源、外部电路与输入/输出端子连接好，然后将控制程序送入可编程控制器中，并使PLC 处于运行状太。然后即可对整个系统进行运行调试，

具体方法和过程如下：

软硬件调试：接通电源，检查西门子S7-200 可编程控制器是否可以正常工作，接头是否件调试：按要求输入梯形图，转换成指令表，并进行语法的检查，正确后设置正确的通信口，将指令读入到指定的可编程控制器ROM 中，进行下一步的调试。

选择M1自动运行，M2为备用水泵，触发下限位信号时M1自动启动抽水

M1自动抽水时，当热继电器FR1熔断，I1.4为ON状态，M1故障停止运行，备用水泵M2启动

选择手动方式启动控制系统，选择M1水泵抽水

水压不够启动M1、M2一起工作抽水

第5章设计心得与体会

通过这次对水塔供水系统的PLC控制设计的PLC控制的试验，让我了解了PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。

课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识。在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。

在此要感谢我们的指导老师沈细群对我们悉心的指导，感谢老师们给我们的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。

另外，该水塔供水系统的PLC控制设计经过安装与调试，运行情况良好，基本达到预期要求。本系统充分发挥了PLC自动控制系统运行可靠，控制灵活，维护方便等优点。此次设计让我进一步了解懂得了可编程自动控制技术，让我更深一步的了解了PLC的性能和作用，为以后的工作发展作了铺垫。

参考资料

[1] 刘星平.PLC原理及工程应用[M].北京：中国电力出版社，2014年。

[2]廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2014年。

[3] 王阿根.西门子S7-200 PLC 编程实例精解[M].北京：电子工业出版社，2013年。

[4]赖指南.PLC原理与应用补充教材（内部使用），本校自编教材，2010年。

水塔供水自动控制系统的设计

水塔水位的PLC控制的设计PLC课程设计说明书 姓名 班级 学号 专业机电一体化技术 教师 组别 日期 2012.1.10 成绩

目录 一概述 (1) 二水塔供水自动控制系统方案设计 (2) 设计方案 (2) 三水塔水位自动控制系统设计 (2) 1水泵电动机控制电路的设计 (2) 2水位传感器的选择 (4) 四水位自动控制系统的组成 (6) 1、系统构成及其控制要求 (6) 2系统框图 (7) 五 PLC的设计 (8) 1可编程序控制器(PLC)简介 (8) 2PLC工作原理 (8) 3PLC的编程语言--梯形图 (9) 4SYSMAC-C系列P型机概述 (11) 5水塔水位自动控制系统的软件设计 (12) 六结束语（系统总结分析） (17) 1系统的优点 .......................................................................... 错误！未定义书签。2结束语 .................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献 (19) 致谢 (20)

水塔供水自动控制系统的设计 一概述 水塔水位控制系统采用交流电压检测水位,在控制系统启动后，若水槽水位低于水槽最低水位S2时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号，PLC根据此信号打开补水泵向水槽补水，当水位达到水槽最高水位S4时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止补水泵的工作，当水塔水位达到最低水位S2时，液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC输出，PLC在收到信号后启动水泵向水塔加水，当水塔水位达到最高水位S1时传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止水泵的工作。 二水塔供水自动控制系统方案设计 设计方案 PLC和传感器构成的水塔水位恒定的控制系统原理。 在控制系统启动后，若水槽水位低于水槽最低水位时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号，PLC根据此信号打开补水泵向水槽补水，当水位达到水槽最高水位时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止补水泵的工作，当水塔水位达到最低水位时，液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC输出，PLC在收到信号后启动水泵向水塔加水，当水塔水位达到最高水位时传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止水泵的工作。本文主要阐述利用PLC和传感器构成的水塔水位恒定的控制系统。

基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计

基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计 赵华军钟波 （广州铁路职业技术学院） 摘要：文章介绍一种基于三菱PLC 和变频器控制恒压供水系统，详细地介绍了硬件的构成和控制流程。系 统较好地解决高层建筑、工业等恒压供水需求。系统具有节能、工作可靠、自动控制程度高、经济易配置等优点。 关键词：变频器；PID；PLC；恒压供水 1 引言 目前，在城市供水系统中，还有很多高楼、生活 小区、边郊企业等采用高位水塔供水方式。这样，由 于用水量具有很大随机性，常常出现在用水高峰时供 水量很小甚至没有水用的问题；且采用高位水塔，很 容易造成自来水的二次污染问题。针对这一情况，本 文设计了一套基于变频器内置PID 功能的恒压供水 系统，采用了PLC 控制及交流变频调速技术对传统 水塔供水系统的技术改造。该系统根据用水量的变 化，经过压力传感器将水压变化情况反馈给系统，使 得系统能自动调节变频器输出频率，从而控制水泵转 速，调节输出数量，使得水量变化时可保持水压恒定； 可取代高位水塔或直接水泵加压供水方式，为城市供 水系统的建设提出了一条极具推广、应用的新途径[1]。 2 工作原理 本文采用的变频器是三菱FR-A540，该变频器内 置PID 控制功能；供水系统方案如图1 所示。 将通往用户供水管中的压力变化经传感器采集 到变频器，与变频器中的设定值进行比 较，根据变频器内置的PID 功能，进行数 据处理，将数据处理的结果以运行频率的 形式进行输出[2]。 当供水的压力低于设定压力，变频器 就会将运行频率升高，反之则降低，且可 根据压力变化的快慢进行差分调节。由于 本系统采取了负反馈，当压力在上升到接 近设定值时，反馈值接近设定值，偏差减小，PID 运算会自动减小执行量，从而降低变频器输 出频率的波动，进而稳定压力。 在水网中的用水量增大时，会出现“变频泵” 效率不够的情况，这时就需要增加水泵参与供水，通 过PLC 控制的交流接触器组负责水泵的切换工作； PLC 是通过检测变频器频率输出的上下限信号，来判 断变频器的工作频率，从而控制接触器组是否应该增 加或减小水泵的工作数量。

水塔供水系统的PLC控制设计

课程设计 课程名称电气控制与PLC课程设计课题名称水塔供水系统的PLC控制设计专业测控技术 班级1301 学号 姓名 指导老师刘星平，赖指南，谭梅，沈细群 2016年6月17日

电气信息学院 课程设计任务书 课题名称水塔供水系统的PLC控制设计 姓名专测控技术与仪器班级学号 指导老师刘星平、赖指南等 课程设计时间2016年6月6日-2016年6月17日（15、16周） 教研室意见意见：同意审核人：汪超林国汉 一.任务及要求 设计任务： 以PLC为核心，设计一个水塔供水系统的PLC控制系统，为此要求完成以下设计任务： 1.根据系统的基本结构、工艺过程和控制要求，确定控制方案。 2.配置电器元件，选择PLC型号。 3.绘制PLC控制系统线路原理图和PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。 4.上机调试程序。 5.上位机组态监控的设计(可选项） 6.编写设计说明书。 设计要求 （1）所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。 （2）所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。 （3）所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出。 二.进度安排 1.第一周星期一：布置课程设计任务，讲解设计思路和要求，查阅设计资料。 2.第一周星期二～星期四：详细了解控制系统的基本组成结构、工艺过程和控制要求。确定控制方案。配置电器元件，选择PLC型号。绘制控制系统的控制线路原理图和控制系统的PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。 4.第一周星期五：上机调试程序。

简易水塔供水系统

第一章系统基本设计 第一节引言 随着生活水平的提高,水塔自动供水系统在日常生活及工业领域中应用相当广泛，本设计应用于工厂备用水源方面使用自动供水系统, 而以往水塔水位的检测是由人工完成的，值班人员全天候地对水位的变化进行监测，而本设计的主要作用是能够很好的节省劳动力，免去了传统的供水的繁琐，自动供水，适用于节约型经济社会。 本系统摒去一往的设计理念，将水的特殊导电性做成的水位传感器作为芯片的输入量传给芯片，经芯片处理后由继电器控制水泵的启动和停止。以确保给水、补水箱水位的平衡，并且还有指示灯来实现当前的工作状态。 第二节系统设计方案 1.2.1设计要求： 1、可以自动实现水位检测。 2、可以自动启动停止水泵。 3、有指示灯能够现实当前的工作状态。 1.2.2两种设计方案 方案一： 用单片机作为控制核心用六个液位传感器分别作为给水箱补水箱的上限位、中限位和下限位传感器，从而利用单片机采集信号、处理来控制电机起停实现补水与否和工作状态指示。 方案二： 系统以模拟，数字混合电路为核心，利用水的特殊导电性做成的水位传感器作为芯片的输入量。通过逻辑门电路的组合来实现控制。与非门电路组成给水箱控制电路实现给水箱的补水；用与门电路的组合实现补水箱控制电路，控制给给水箱补水与否；最后通过两个二极管的开通

和关断来实现电机的启动与停止以及工作指示灯的指示。 对比以上两种方案都可以实现系统要求，但方案一成本高，电路复杂，并且还需要软件的调试。考虑到系统的精度不需很高，确定选择方案二的设计。

第二章电源电路 电源采用三端稳压器结构。电路有整流、滤波及三端稳压等环节组成，如图2-1 图2-1 电源电路 第一节单相桥式整流 桥式整流电路由变压器、四个二极管组成的整流桥和滤波电容等器件组成，属于全桥整流电路。整流过程如图2-1 当u2是正半周时，二极管VD1和VD3导通，而二极管VD2和VD4截止，负载上的电流自上而下流过负载，负载上得到与u2的正半周期相同的电压。 当在u2负半周时，u2的实际极性是下正上负，二极管VD2和VD4导通而VD1和VD3截止，负载上的电流仍然自上而下流过负载，负载上得到了与u2正半周相同的电压。

恒压供水系统自动控制设计要点

变频调速恒压供水系统，该系统能够根据运行负荷的变化自动调节供水系统水泵的数量和转速，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。 本文主要针对当前供水系统中存在的自动化程度不高、能耗严重、可靠性低的缺点加以研究，开发出一种新型的并在这三个方面都有所提高的变频式恒压供水自动控制系统。全文共分为四章。第一章阐明了供水系统的应用背景、选题意义及主要研究内容。第二章阐明了供水系统的变频调速节能原理。第三章详细介绍了系统硬件的工作原理以及硬件的选择。第四章详细阐述了系统软件开发并对程序进行解释。 关键词：变频器；恒压供水系统； PLC

Frequency conversion constant pressure water supply system, the system is capable of automatically adjusting water supply system based on load changes of quantity and speed of the pump, always maintain the high efficiency and energy saving the best state of the This article primarily for current there is a high degree of automation in the water supply system, serious disadvantages, reliability, low energy consumption study developed a new and increased in these three areas of automatic control system of frequency conversion constant pressure water supply. The text is divided into four chapters. Chapter I sets out the water supply system of main research topics on background, meaning and content. Chapter II sets out the principle of variable frequency speed adjusting energy saving of water supply systems. Chapter III details the working principle of system hardware and hardware choices. The fourth chapter elaborates system software development and to explain the procedures Key words：Cam、high deputy、automation

组态设计水塔供水系统组态设计(自动化专业)

自动化应用软件实训设计 题目：水塔供水系统 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间： 评语： 成绩

一、题目设计方案 本文所设计的水塔供水系统主要由七部分组成，分别是登录界面、控制主画面、实时曲线、历史曲线、实时报表、历史报表以及报警窗口。 系统实现了水塔液位的自动调节。当水塔储水箱液位低于25dm时，采用单位时间供水量为5dm的深井泵1和单位时间供水量为10dm的深井泵2同时向水塔储水箱供水。当水塔液位达到60dm时，关闭深井泵1，深井泵2单独供水；当水塔液位达到80dm时，用深井泵1单独供水，当水塔液位高于96dm时，向水塔停止供水。 当水塔储水箱中有水时，通过供水阀向两个站点水箱分别供水，一旦站点水箱液位达到85dm时，停止供水，而当其液位低于一定值时，继续供水，这样保证了用户用水的水压不会过高或者过低。 “组态王”是完全基于网络的概念，是一个完全意义上的工业级软件平台，现已广泛应用于化工、电力、国属粮库、邮电通讯、环保等行业。它也适合于污水处理行业的设计工作。组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。 二、界面设计 根据软件监控的需要，要对水塔储水箱以及站点水箱的液位实行监控，但由于是模拟设计，没有真正的对象，于是构造一个虚拟对象，即设计一个基于组态王的水塔液位的模拟控制，通过对模拟水箱液位的控制来模拟现场真正的运行情况，一边进行监控。 1．内存变量的定义 首先打开组态王软件的工程浏览器，在数据词典中双击新建，会弹出如图1的对话框，键入变量名，设置变量类型。

PLC控制恒压供水系统.docx

PLC 控制恒压供水系统 国家职业资格全省统一鉴定 维修电工技师 （国家职业资格二级） 所在省市：江苏省常州市 摘要：本设计是针对居民生活用水 /消防用水而设计的。由变 频器、 PLC 控制系统，调节水泵的输出流量。电动机泵组由三 台水泵并联而成，由变频器或工频电网供电，根据供水 系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换 及速度，使系统运行在最合理的状态，保证按需供水。采用 PLC 控制的变频调速供水系统，由PLC 进行逻辑控制，由 变频器进行压力调节。通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节恒压供水。运行结果表明，该系统具有压力稳 定，结构简单，工作可靠操作方便等优点。

关 第一章概 述??????????????????????（1）1-1常的供水方式及恒 的??????????（1） 二、水的一般性原 ????????????????（1） 1-2PLC 、器控制的恒供水系方 案?????????（3） 二、方案特 点??????????????????????（3）四、型及目 的???????????????????（4） 硬件 ??????????????????????（6）二、器介 ?????????????????????（7）二、方 式??????????????????????（7）机速方案的比 ????????????????（9） 二、模供水系的

定?????????????????（10 ） 一、路介 ??????????????????????（11 ）三、入出元件与 PLC 地址照 表????????????（ 15） 程序????????????????????（17）???????????????????????? ?（ 20） 致 ???????????????????????? ?（ 21） 参考文 献???????????????????????（ 22 ）第一章概述 供水的一种典型方式是恒供水。恒供水使用器的速 功能通供水的水的速，以持供水始端力，使之保持相 的恒定，故又称恒供水。在供水以逐步渗透到各种行，品 种也从一的恒供水向多功能和高的、供水及能化控 制的方向展。 基于触摸屏和PLC 作控制器作速的恒供

组态王-水塔供水设计

自动化应用软件实训

1 绪论 生产生活中的用水量常随时间而变化，季节、昼夜相差很大。用水和供水的不平衡集中体现在水压上，用水多而供水少则水压低，用水步而供水多则水压高。人口的增加以及人们的生活水平的提高，对城市供水质量、数量、稳定性等问题提出来越来越高的要求。而用户用水的多少是时常变动的，因此供水不足或供水过剩的事情时常会发生。而供水与用水的不平衡主要集中在供水的压力上，供水压力又表现为供水量的多少。若供水多于用水，则水压低，反之，水压高。保持供水压力的恒定，可以使用水和供水之间保持平衡，即用水多时，供水也多，用水少时，供水也少，为了能更好地做到这点，本论文采用了三个水泵供水以提供足够的压力，从而提高供水的质量。 2 系统需求分析 自动供水系统的工作原理：首先，水泵抽水向蓄水箱中注满水，保证蓄水箱内的液位能保持在一定的范围内。这里设定两个报警器，当水箱液位低于水箱液位下限时，报警器2报警，供水管道向水箱注入水，当水箱液位高于水箱液位上限时，报警器1报警，供水管道停止向蓄水箱供水。当水箱液位在水箱液位上限与水箱液位下限之间时，报警器1和报警器2都不报警。然后再由蓄水箱引出三根水管，通过三个水泵向用户供水。当用水量为高峰期时，三个泵同时供水；当用水量为正常期时，两个水泵同时供水；当用水量为低峰期时，一个泵供水。如此以保证用户用水水压的恒定，实现自动供水。 3 系统方案论证 根据常识可知，供水与用水的不平衡主要集中在供水的压力上，供水压力又表现为供水量的多少。若供水多于用水，则水压低，反之，水压高。保持供水压力的恒定，可以使用水和供水之间保持平衡，即用水多时，供水也多，用水少时，供水也少，为了能更好地做到这点，本论文采用了三个水泵以提供足够的压力，从而提高供水的质量。同时，为了保证三个水泵随时都有水可抽，前面设计了蓄水箱，蓄水箱自带有液位自测系统，能随时保证一定的水量供求。为了实现人机界面的友好，在系统画面上还设置了多个仪表，用以随时观测系统的运行情况，便于系统的分析。 4 系统监控界面设计 4.1 新建工程 打开组态王首先新建立工程“自动供水控制系统”，进入画面界面，点击新建工程画面，进入开发系统界面，确定背景属性。如图4.1所示。

基于三菱PLC控制的恒压供水系统设计(互联网+)

摘要 本设计是专门对日常用水而设计的恒压供水控制系统。根据国内外的研究现状以及系统的控制要求，制定出了一套适合此系统的控制方案。控制方案中，硬件设计主要对可编程控制器（PLC）机型、变频器机型以及电机泵组的机型做出了选择，同时还对系统的输入输出点进行了规划和分配。在软件设计部分，针对控制要求画出了系统的流程图，并且还对每一部分的流程图进行了功能的解释，使读者能更加轻松的了解整个系统的软件设计情况。在此课题中，还采用了MCGS组态软件，对控制系统进行监视与模拟运行，很直观的再现了现场的实际情况。最后，还对整个系统进行了运行调试，运行结果表明该系统具有水压稳定、硬件组成简单、运行可靠和操作方便等优点。 关键词：恒压供水；可编程控制器；变频器；组态软件

Abstract This design is specially designed for water constant pressure water supply control system. According to the requirements of the current research at home and abroad and the system control, develop a set of control scheme suitable for the system. In the control scheme, the hardware design is mainly to the programmable logic controller (PLC) model , frequency converter and motor pump set model made a choice, but also on the system input and output points of planning and allocation. In software design part, according to draw the flow chart of the system, and the required control and flow chart of every part of the function of explanation, so that readers can more easily understand the software design of the whole system. In this topic, also adopted the MCGS configuration software, to monitor and control system’s simulate, intuitive reproduce the actual situation of the scene. Finally, the debugging of the whole system running, the results on the surface of the system has stable pressure, simple structure, reliable operation and convenient operation. Key words: Constant pressure water supply；Programmable logic Controller；Inverter；Configuration software

恒压供水PLC控制系统设计

1.1恒压供水PLC控制系统 一、实验目的 1.学习西门子PLC的使用； 2.掌握闭环调速原理； 3.掌握变频器的使用方法； 4.了解PLC控制变频恒压供水原理。 二、实验容 1.变频器参数设置 端子号参数的设定值缺省的操作V/F曲线选择/ C003=‘1’ 最高电压设定/ C004=‘380’ 基准频率设定/ C005=‘50’ 最大频率设定/ C010=‘50’ 运行控制选择/ C012=‘1’ 2.控制要求 1）单泵控制恒压供水，当需水量不是很大，用一个泵通过PID控制进行恒压供水； 2）双泵控制恒压供水，当需水量大时，当一个泵满足不了用水需求时，进行双泵切 换恒压供水； 3）PLC模拟量控制变频开环控制； 4）分时控制，定时轮换，可以有效地防止水泵长期不用而发生的锈死现象，提高了 设备的综合利用率，降低了维护费用。 三、实验步骤 1.单泵控制恒压供水 1）按照接线图接好线路，确保接线无误，以免损坏变频器和PLC的各个模块。 2）接好总电源，打开漏电保护器，此时电压表显示电压。按下启动按钮，电压指示灯亮起。 3）把模式选择开关打到手动位置，此时手动状态指示灯亮起。检查各水泵的运行情况，确定水泵能能正常运行。 4）把模式选择开关打到自动位置。 5）打开S7-200软件把程序写到PLC中，关闭软件。 6）把PLC的开关达到RUN位置。 7）打开组态王软件，运行变频恒压供水监控程序。在主画面中选择“闭环控制”打开闭环控制画面。

8）在闭环控制模式下单击单泵运行，并单击PID设定，设定给定压力SP，进行PID参数整定。

9）单击实时曲线可观察各参数的变化。 2.双泵控制恒压供水 1）打开组态王软件，运行变频恒压供水监控程序。在主画面中选择闭环控制打开闭环控制画面。

水塔水位控制系统PLC设计说明书

水塔水位控制系统PLC 设计 1、水塔水位控制系统PLC 硬件设计 1.1、水塔水位控制系统设计要求 水塔水位控制装置如图1-1所示 图1-1 水塔水位控制装置 水塔水位的工作方式： 当水池液位低于下限液位开关S4，S4此时为ON ，水阀Y 打开（Y 为ON ），开始往水池里注水，定时器开始定时，4秒以后，若水池液位没有超过水池下限液位开关时（S4还不为OFF ），则系统发出报警（阀Y 指示灯闪烁），表示阀 S1---表示水塔的水位上限，S2---表示水塔的水位下限，S3---表示水池水位上限， S4---表示水池水位下限，M1为抽水电机，Y 为水阀。

Y没有进水，出现故障；若系统正常，此时水池下限液位开关S4为OFF,表示水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位，则S3为ON，阀Y关闭（Y为OFF）。 当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔下限水位时（水塔下限水位开关S2为ON），电机M开始工作，向水塔供水，当S2为OFF时，表示水塔水位高于水塔下限水位。当水塔液面高于水塔上限水位时（水塔上限水位开关S1为OFF），电机M停止。（注：当水塔水位低于下限水位，同时水池水位也低于下限水位时，水泵不能启动） 1.2 水塔水位控制系统主电路 水塔水位控制系统主电路如图1-2所示： L1L2L3 SQ FU KM FR M 3~ 图1-2 水塔水位控制系统主电路 1.3、I/O接口分配 水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配如表1-1所示。 表1-1 水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配表 符号地址绝对地址数据类型说明 1 S1 I0.1 BOOL 水塔上限水位 2 S2I0.2 BOOL 水塔下限水位 3 S3I0.3 BOOL 水池上限水位

变频恒压供水控制系统设计完整

课程设计 课题名称变频恒压供水控制系统设计学院(部) 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师(签字)

一、设计概述 变频器是一种新型技术，将变频调速技术用于供水控制系统中，具有高效节能、水压恒定等优点。本课程设计为实现恒压供水功能而按照设计任务书要求完成设计任务。最终实现控制系统的自动稳定运行。 根据设计要求本系统采用西门子PLC300控制系统对变频器进行调速控制和系统输入输出信号的采集以及系统报警功能的实现。本系统内的电机调速由变频器来实现，通过PLC控制变频器和现场压力仪表检测的反馈信号来实现对电机的自动恒压控制功能。 二、设计任务 例如一楼宇供水系统，正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。本恒压供水系统，要求以1.0Mpa的恒定压力对用户进行供水。水泵有2台，由一台变频器驱动。PLC按照压力变送器（PIT）的信号，调节变频器的输出，使水泵的转速变化，从而保证供水压力的恒定。两台水泵互为备份，可任意选择一台水泵处于变频模式或工频模式。控制系统原理如图1所示：

PLC 图1 恒压供水变频控制系统原理图 三、系统设备选型 1主要电气元件参数指标 水泵：35KW，三相异步电动机 恒压设定点：1.0Mpa 压力变送器：0-1.6Mpa，两线制，4-20mA电流输出 变频器：VVVF变频器 （1）水泵 根据设计要求水泵正常供水20m3/小时，最大供水量35m3/小时，扬程45m。参考相关资料选择型号为IS50-32-125(扬程50m，流量50 m3/小时)的水泵即可满足要求。 (2)远传压力表 由于远传压力表具有价格低、有数据读取表盘等优点，结合具体

水塔供水系统设计说明

自动化应用软件实训设计题目：水塔供水系统 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：

目录 引言......................................................................... - 1 - 1．设计方案及原理.......................................................... - 1 - 2．界面设计................................................................. - 2 - 2.1内存变量的定义...................................................... - 2 - 2.2 登录界面设计 ....................................................... - 3 - 2.3水塔液位控制主界面的设计.......................................... - 4 - 2.4 实时曲线与历史曲线 ................................................ - 4 - 2.5 报表打印............................................................ - 6 - 2.6 报警窗口设计 ....................................................... - 6 - 2.7 数据库操作画面..................................................... - 7 - 3．命令语言设计 ............................................................ - 7 - 3.1 按钮的设计.......................................................... - 7 - 3.2 管道流动条件的设计 ................................................ - 7 - 3.3历史报表命令语言 ................................................... - 8 - 3.4系统运行命令语言 ................................................... - 8 - 总结........................................................................ - 10 -

基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计

基于PLC和变频器控制的恒压供水系统设计 赵华军钟波 （广州铁路职业技术学院） 摘要：文章介绍一种基于三菱PLC和变频器控制恒压供水系统，详细地介绍了硬件的构成和控制流程。系 统较好地解决高层建筑、工业等恒压供水需求。系统具有节能、工作可靠、自动控制程度高、经济易配置等优点。 关键词：变频器；PID；PLC；恒压供水 1引言 目前，在城市供水系统中，还有很多高楼、生活 小区、边郊企业等采用高位水塔供水方式。这样，由 于用水量具有很大随机性，常常出现在用水高峰时供 水量很小甚至没有水用的问题；且采用高位水塔，很 容易造成自来水的二次污染问题。针对这一情况，本 文设计了一套基于变频器内置PID功能的恒压供水 系统，采用了PLC控制及交流变频调速技术对传统 水塔供水系统的技术改造。该系统根据用水量的变 化，经过压力传感器将水压变化情况反馈给系统，使 得系统能自动调节变频器输出频率，从而控制水泵转 速，调节输出数量，使得水量变化时可保持水压恒定； 可取代高位水塔或直接水泵加压供水方式，为城市供 水系统的建设提出了一条极具推广、应用的新途径[1]。 2工作原理 本文采用的变频器是三菱FR-A540，该变频器内 置PID控制功能；供水系统方案如图1所示。 将通往用户供水管中的压力变化经传感器采集 到变频器，与变频器中的设定值进行比 较，根据变频器内置的PID功能，进行数 据处理，将数据处理的结果以运行频率的 形式进行输出[2]。 当供水的压力低于设定压力，变频器 就会将运行频率升高，反之则降低，且可 根据压力变化的快慢进行差分调节。由于 本系统采取了负反馈，当压力在上升到接 近设定值时，反馈值接近设定值，偏差减小，PID运算会自动减小执行量，从而降低变频器输 出频率的波动，进而稳定压力。 在水网中的用水量增大时，会出现“变频泵” 效率不够的情况，这时就需要增加水泵参与供水，通 过PLC控制的交流接触器组负责水泵的切换工作； PLC是通过检测变频器频率输出的上下限信号，来判 断变频器的工作频率，从而控制接触器组是否应该增 加或减小水泵的工作数量。

水塔自动供水系统

水塔自动供水系统 对于生活和消防合用供水系统,则设备可设定两个工作压力,一个为消防供水压力,一个为消防供水压力。平时设备按生活设定压力运行，消防泵参与依次循环软启动，同时向消防管网补压，维持消防管网压力。当有火警发生时，由消火栓破玻按钮、湿式报警阀上的压力开关、消防控制中心、控制柜上的消防强起按钮等发出消防信号，则PLC受到此信号并自动控制系统将供水压力提供到消防设定压力按消防所需水量，增加启动多台工作泵，供给生活和消防的全部用水量。如果生活供水管网上装设有电动阀门，则设备在接到消防启动信号后，先关闭生活供水管网上的电动蝶阀，再将供水压力提高至消防设定压力，供给消防所需的全部用水量。消防结束后，需手动恢复平时生活工作状态。 16、济南无负压供水设备厂家规格齐全 可任意组合配套，应用范围广，稍加改变可应用于空调、风机、搅拌机等需恒温、恒压、恒湿、恒浓度的电机拖动设备。 济南无负压供水设备厂家主要特点 1、采同微机控制，全自动运行，管理简单，使用方便、可靠。 2、结构紧凑，占地面积小，投资省，安装方便，便于集中管理。 3、功能齐全，通过面板操作实现用户所需的各种功能。 变频控制柜 5-1、变频控制柜概述： 变频控制柜是技术人员充分吸收国内外水泵控制的先进经验，经过多年生产和应用，不断完善优化后，精心设计制作而成。 变频控制柜产品具有过载、短路、缺相保护以及泵体漏水，电机超温及漏电等多种保护功能及齐全的状态显示，并具备单泵及多泵控制工作模式，多种主备泵切换方式及各类起动方式。可广泛适用于工农业生产及各类建筑的给水、排水、消防、喷淋管网增压以及暖通空调冷热水循环等多种场合的自动控制。 变频控制柜内在质量优良，外形美观耐用，安装操作方便，是各类水泵安全可靠的伴侣。 5-2、变频控制柜组成及性能： 1、变频控制柜由断路由，变频器，接触器，中间断路由，PLC，触摸屏的等组成

恒压供水控制系统的设计

天津理工大学 自动化学院专业设计报告 题目：恒压供水控制系统的设计 -------------系统硬件设计 学生姓名周延学号 届 2011 班级电气07-2 指导教师杨顺峰专业电气工程及其自动化

说明 1. 专业设计文本材料包括设计报告、任务书、指导书三部分，其中 任务书、指导书由教师完成。按设计报告、任务书、指导书顺序装订成册。 2. 学生根据指导教师下达的任务书、指导书完成专业设计工作，合 作完成的专业设计，要在设计报告概述中明确说明分工。 3. 设计报告内容建议主要包括：设计概述、设计原理、设计方案分析、软硬件具体设计、调试分析、总结以及参考资料等内容，不同类型的设计可有所区别。 4. 设计报告字数应在3000-4000字，图纸设计应采用电子绘图、且 符合相应国标，文字规范借鉴参考毕业设计要求。 5.专业设计成绩由平时成绩（50%）、报告成绩（30%）和答辩成绩（20%） 组成。专业设计应给出适当的评语。 专业设计评语及成绩汇总表

目录 第一章绪论 (1) 绪论 (1) 变频恒压供水系统的研究现状 (3) 本课题的主要研究内容 (4) 第二章系统的理论分析及控制方案的确定 (5) 变频恒压供水系统的理论分析 (5) 变频恒压供水系统理论方案的确定 (5)

第三章系统的硬件设计 (7) 系统主要设备的选型 (7) 系统主电路分析及其设计 (9) PLC的I/O端口分配及外围接线图……………………10第四章 系统的软件设计 (13) 系统的软件设计分析 (13) PLC程序设计 (15)

第一章绪论 绪论 随着社会的发展和进步，城市建筑的供水问题日益突出，一方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水障碍；另一方面要求供水的可靠性和安全性，在发生火灾时能够可靠供水。针对这两方面的要求，新的供水方式和控制系统应运而生，这就是PLC控制的恒压无塔供水系统。恒压供水包括生活用水的恒压控制和消防用水的恒压控制—即双恒压系统。恒压供水保证了供水的质量，以PLC为主机的控制系统丰富了系统的控制功能，提高了系统的可靠性。 传统的供水方式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式，其优、缺点如下： (1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。 (2) 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求

高层建筑PLC控制的恒压供水系统的设计

1 概论 随着社会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人民对供水的质量和供水系统可靠性的要求不断提高。把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统的新要求。 变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便地实现供水系统的集中管理与监控，同时系统具有良好的节能性，这在能量日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。 1.1变频恒压供水产生的背景和意义 众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，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一直比较落后，自动化程度低。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，此时将会造成能量的浪费，同时有可能使水管爆破和用水设备的损坏。在恒压供水技术出现以前，出现过许多供水方式，以下就逐一分析。 1．一台恒速泵直接供水系统 这种供水方式，水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，有的甚至连蓄水池也没有，直接从城市公用水网中抽水，严重影响城市公用管网压力的稳定。这种供水方式，水泵整日不停运转，有的可能在夜间用水低谷时段停止运行。这种系统形式简单、造价最低，但耗电、耗水严重，水压不稳，供水质量极差。 2．恒速泵加水塔的供水方式 这种方式是水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔的合理高度是要求水塔最低水位略高于供水系统所需要压力。水塔注满后水泵停止，水塔水位低于某一位置时再启动水泵。水泵处于断续工作状态中。这种供水方式，水泵工作在额定流量额定扬程的条件下，水泵处于高效区。这种方式显然比前一种节电，其节电率与水塔容量、水泵额定流量、用水不均匀系数、水泵的开停时间比、开停频率等有关。供水压力比较稳定。但这种供水方式基建设备投资最大，占地面积也最大，水压不可调，不能兼顾近期与远期的需要；而且系统水压不能随系统所需流量和系统所

基于plc控制的恒压供水系统设计

基于PLC 的恒压供水系统任务设计书

基于PLC的恒压供水系统任务设计书 一、系统概述 众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能己成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，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一直比较落后，自动化程度低。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，此时将会造成能量的浪费，同时有可能导致水管爆破和用水设备的损坏。 在此情况下，我们小组讨论并设计了该“基于PLC的恒压供水系统”。本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。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。 二、总体方案设计 PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统，该系统的控制流程图如图1所示：

图1变频恒压供水系统控制流程图 从图中可看出，系统可分为：执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分，具体为： (l) 执行机构：执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，其中由一台变频泵和两台工频泵构成，变频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；工频泵只运行于启、停两种工作状态，用以在用水量很大（变频泵达到工频运行状态都无法满足用水要求时）的情况下投入工作。 (2) 信号检测机构：在系统控制过程中，需要检测的信号包括管网水压信号、水池水位信号和报警信号。管网水压信号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信号。此信号是模拟信号，读入PLC时，需进行A/D转换。另外为加强系统的可靠性，还需对供水的上限压力和下限压力用电接点压力表进行检测，检测结果可以送给PLC，作为数字量输入；水池水位信号反映水泵的进水水源是否充足。信号有效时，控制系统要对系统实施保护控制，以防止水泵空抽而损坏电机和水泵。此信号来自安装于水池中的液位传感器；报警信号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，该信号为开关量信号。 (3) 控制机构：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。供水控制器是整个变频恒压供水控制系统的核心。变频器是对水泵进行转速控制的单元，其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。

水塔供水系统

上海应用技术学院课程设计报告 课程名称组态王课程设计 设计题目水塔供水系统 姓名 学号 班级 学院计算机科学与信息工程 专业计算机科学与技术 日期2014.03.14-2014.4 .23 指导教师方华

前言 水塔供水系统 组态王Kingview是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现了最优化管理。它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布式大型集中监控管理系统的开发。在生活及生产供水中, 通常是通过建造水塔以维持水压。但是, 建造水塔费用高, 还会造成水的二次污染。因此, 通常采用的方法是: 当用水量增大时, 增加水泵数量或提高水泵的运转速度以保持供水管网中的水压不变; 用水量减小时, 做出相反的调节。这就是恒压供水的基本思路。本文介绍了基于组态王的水塔供水系统的设计，在设计过程中通过模块化编程，完成了水塔的自动供水和水塔的液位保持，基本达到实际工程要求。 1.设计目的 一目的及要求 1、目的 本课程设计是计算机科学与技术专业重要的实践性环节之一，是在学生学习完《组态王》课程后进行的一次全面的综合练习。本课程设计的目的和任务： 1)巩固和加深学生对组态王的基本知识的理解和掌握； 2)掌握组态王编程和程序调试的基本技能； 3)利用组态王进行基本的软件设计； 4)掌握书写程序设计说明文档的能力 5)提高运用组态王解决实际问题的能力。

2、要求 1)分析课程设计题目的要求； 2)写出详细设计说明； 3)编写程序代码，调试程序使其能正确运行； 4)设计完成的软件要便于操作和使用，有整齐、美观的使用界面； 5)设计完成后提交课程设计报告和源代码文件的电子文档。 二、课程设计内容 题目：水塔供水系统 设计要求具体说明 根据水塔的不同的需水量，分别启动三个功率大小不同的泵，来控制水塔的正常供水。水塔的进水由一个总的进水闸门来控制值，根据不同的阀门值来控制进水量。由于三个泵的功率不同，所以三个泵出水处的阀门开度范围不同，由泵的不同的功率而定。最后在出水口的地方显示总的经由水塔的供水量。 1.功能描述 当水塔内的水小于10T的时候，关闭所有的泵，停止供水，同时打开进水阀门，阀门的开度开到70，快速供水。 当水塔内的水小于30T并且大于10T时，泵1开启，开始小量供水。 当水塔内的水小于80T并且大于30T时，泵2开启，开始中量供水。 当水塔内的水小于100T并且大于80T时，泵3开启，开始大量供水。 当水塔内的水为100T时，进水水闸关闭，泵3开启，大量供水减少水塔水量。 2.总体设计 3.1功能模块设计 1. 主界面： 显示正在运行的仿真界面。