高层建筑PLC控制的恒压供水系统的设计

论文编号:ZD150  包括源程序,FX2n系列PLC  论文字数:23812,页数:45

摘   要
随着社会经济的迅速发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高。再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然趋势。
基于水泵供水流量和水泵转速的三次方成正比，论文分析了采取变压变频调速方式实现恒压供水相对于传统的阀门控制恒压供水方式的节能机理。通过对变频器内置PID模块参数的预置，利用远传压力表的水压反馈量，构成闭环系统，根据用水量的变化，采取PID调节方式，在全流量范围内利用变频泵的连续调节和工频泵的分级调节相结合，实现恒压供水且有效节能。
本论文依据供水要求，设计了一套由PLC、变频器、远传压力表、多台水泵机组等主要设备构成的全自动变频恒压供水，具有全自动变频恒压运行、自动工频运行和现场手动控制等功能。系统有效地解决了传统供水方式中存在的问题，并具有多种辅助功能，增强了系统的可靠性。
论文分析了多泵供水方式的各种供水状态及转换条件，分析了电机由变频转工频运行方式的切换过程及存在的问题。给出了实现有效状态循环转换控制的电气设计方案和PLC控制程序设计方案。
论文还提出了一些增强系统运行可靠性的措施。
关键词：可编程序控制器；变压变频调速；恒压供水；PID

供水系统总体要求：
(1) 由多台水泵机组实现供水，流量范围120m3/h，扬程80米左右；
(2) 设置一台小泵作为辅助泵，用于小流量时的供水；
(3) 供水压力要求恒定，尤其在换泵时波动要小；
(4) 系统能自动可靠运行，为方便检修和应急，应具备手动功能；
(5) 各主泵均能可靠地实现软启动；
(6) 具有完善的保护和报警功能；
(7) 系统要求较高的经济运行性能。

水泵机组的选型
根据系统要求的总流量范围、扬程大小，确定供水系统设计流量和设计供水压力(水泵扬程)，考虑到用水量类型为连续型低流量变化型，确定采用3台主水泵机组和1台辅助泵机组.

目    录
1概论  1
1.1变频恒压供水产生的背景和意义  1
1.2 变频恒压供水系统的国内研究现状   3
1.3 课题来源及本文的主要研究内容   4
2 调速恒压供水系统能耗与安全性分析  6
2.1 供水系统的基本模型和主要参数    6
2.2 供水系统的特性曲线和工作点  7
2.3 供水系统中恒压实现方式  9
2.4 异步电动机调速方法   10
2.5 变频调速恒压供水系统能耗分析  12
2.5.1 转速控制调节流量实现节能   12
2.5.2 转速控制供水系统的工作效率高   13
2.5.3 变频调速电机运行效率高   14
2.6供水系统安全性讨论  14
2.6.1 水锤效应   14
2.6.2 产生水锤效应的原因及消除办法   14
2.6.3 变频调速对供水系统安全性的作用  15
3 变频调速恒压供水控制系统设计  17
3.1 供水系统总体方案的确定   17
3.2 控制系统的硬件设计  18
3.2.1系统主要配置的选型  18
3.2.2 主电路方案设计  20
3.2.3 控制电路设计   21
3.2.4 PLC的I/O端子分配及接线图  23
3.2.5 变频器功能设定及接线图  24
4 系统软件开发  27
4.1 PLC控制程序的设计  27
4.1.1全自动变频恒压运行方式水泵运行状态及转换过程分析  27
4.1.2 PLC程序设计方法  29
4.1.3 供水系统控制程序设计   33
4.2 PID调节原理在恒压供水系统中的应用   36
4.2.1 PID 控制及其控制算法  36
4.2.2 恒压供水PID调节过程分析  38
4.2.3 变频器PID控制功能参数设置   39
4.3 系统可靠性措施   41
结论  42
致谢  43
参考文献   44
附录   45