山东城市建设职业学院学生毕业论文

山东城市建设业学院学生毕业论文

基于PLC的智能楼宇变频调速恒压供水控制系

统设计研究

姓 名 **** 学

号 ****

专业班级 楼宇智能化工程技术 系 部 **** 指导教师

****

0

山东城市建设职业学院学生毕业论文

目录

摘 要???????????????????????????????2 一、标题 ................................................................................................................................................. 2 二、任务设计书 ................................................................................................................................. 5

2.1 设计内容 .................................................................................................................. 5

三、系统的理论分析及方案的确定 ....................................................................................... 6

3.1 变频恒压供水系统理论分析 ................................................................................. 6

3.1.1变频恒压控制的理论模型 ........................................................................................ 6 3.2 变频恒压供水系统控制方案的确定 ..................................................................... 6 3.2.1供水系统的控制流程 ............................................................................................ 6

3.2.2供水系统中水泵切换条件分析 ............................................................................... 9

四、变频恒压供水系统的硬件设计 ..................................................................................... 19

4.1 系统主要配置的选型 ............................................................................................. 11

4.1.1水泵机组的选型 ........................................................................................................ 11 4.1.2 PLC及其扩展模块的选型 ...................................................................................... 11 4.1.3 PLC的选择 .......................................................................................................... 16

4.1.4 CPU的选择 ................................................. 18 4.1.5压力变送器及数显仪的选型 ................................... 18 4.2系统主电路分析及设计 .......................................................................................... 19

五、变频恒压供水系统的软件设计 ..................................................................................... 24

5.1 系统水泵运行状态及转换过程分析 ..................................................................... 24 5.2 PLC程序设计方法的分析 ...................................................................................... 26 5.3 PLC的初始化程序 .................................................................................................. 37

六、心得体会 .................................................................................................................................... 41

附： ................................................................................................................................ 42

1

山东城市建设职业学院学生毕业论文

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。

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及PID调节器组成控制系统，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。

本文介绍了采用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。在经过PID运算，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，工作可靠等优点。

一、标题

基于PLC的智能楼宇变频调速恒压供水控制系统设计

可编程序控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统，它是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是当今工业发达国家自动控制的标准设备之一。由于PLC采用了“三机一体化一的综合技术即集计算机、仪器仪表、电气控制于一身，具有高可靠性、强抗干扰能力、组合灵活、编程简单、维修方便和低成本等诸多特点，因而与其它控制器相比它更加适合工业控制环境和市场的要求：再加上PLC发展过程中产品的系列化、产业化和标准化，使之从早期的逻辑控制、顺序控制迅速扩展到了连续控制，开始进入批量控制和过程控制领域，并迅速成为工业自动化系统的支柱。目前，PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃。

随着电子技术和计算机技术的发展，PLC的功能得到大大的增强，具有以下特点：

2

山东城市建设职业学院学生毕业论文

1)可靠性高。PLC的高可靠性得益于软、硬件上一系列的抗干扰措施和它特殊的周期循环扫描工作方式。

2)具有丰富的I／O接口模块。PLC针对不同的工业现场信号，有相应的I／O模块与工业现场的器件或设备直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块。

3)采用模块化结构。为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU、电源I／O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。

4)编程简单易学。PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。

5)安装简单，维修方便。PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。由于PLC强大功能和优点，使得其在我国的工业自动化中得到广泛的应用。PLC在水工业自动化中的应用主要有水厂监控系统、自动控制系统、自动加氯、自动加矾、水泵变频调速、SCADA系统和供水管网信息管理系统等。其主要功能是进行工艺参数的采集、生产过程控制、信息处理、设备运行状态监测以及水质监测等。

可编程控制器PC或PLC是一种以微处理器为核心的用于工程自动控制的工 业控制机，其本质是一台工业控制专用计算机。它的软、硬件配置与计算机极为类似，只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言。PLC机硬件主要由中央处理单元(CPU)、存贮器、输入／输出单元以及编程器、电源和智能输入／输出单元等构成。PLC可分为以下几个部分：

1)中央处理单元(CPU)：同一般微处理机一样，中央处理单元是可编程控制的核心部件，它通过输入装置将外设的状态读入并按照用户程序去处理，根据处理结果通过输出装置去控制外设。常用的CPU有通用微处理器，如MOTOROLA 6800，单片机有803l，8051和双极型位式微处理器，如AMD2903。

中央处理器的功能是：CPU按系统程序所赋予的功能，、接收并存贮从编程器输入的用户程序和数据；CPU按扫描方式工作，从存贮器中逐条读取指令，并存入CPU内的指

3