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毕业设计(论文)-基于PLC的变频恒压供水系统设计.doc
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2023-07-08
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毕业设计(论文)-基于PLC的变频恒压供水系统设计.doc
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题 目 基于 PLC 的变频恒压供水系统设计
英文题目 Design of Variable Frequency Constant Pressure
Water Supply System Based On PLC
作 者 声 明
本人以信誉郑重声明:所呈交的学位毕业设计(论文) ,是本人在指导教师指导下
由本人独立撰写完成的,没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。
文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出,不包含他人成果及为获得东
华理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本设计(论文)的研究做
出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本毕业设计(论文)引起的法
律结果完全由本人承担。
本毕业设计(论文)成果归东华理工大学所有。
特此声明。
毕业设计(论文)作者(签字) :
年 月 日
本人声明:该学位论文是本人指导学生完成的研究成果,已经审阅过论文的全部内容,
并能够保证题目、关键词、摘要部分中英文内容的一致性和准确性。
学位论文指导教师签名:
年 月 日
摘要
I
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、压力传感器等构成。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。
变频恒压技术集低成本、高度自动化、高稳定性、高可靠性、高效节能、方便调试等
优点于一身。当前变频恒压控制正逐步走向全数字化控制和各种体系化的发展方向。追求
高度智能化、系列化、标准化,在将来给水系统设备将占领城镇各个楼层、各个用水单位
的绝大部分市场。
关键词:变频器; PLC; 传感器; 恒压供水; 调速
Abstract
1
Abstract
According to the requirements of the Chinese urban community water supply, this paper
designed a set of frequency conversion velocity modulation constant pressure water supply
system based on PLC, and by using configuration software to develop a good operation
management interface. Frequency constant pressure water supply system by programmable
controller, inverter, pump, pressure sensor, etc. System consists of three water pump motor, their
operation mode of frequency conversion cycle. Adopt inverter for three-phase pump motor soft
start and frequency control of motor speed, running switch based on the principle of "inception
to stop". The current hydraulic pressure sensor signal, into after compared with the set value of
PID of PLC, frequency converter to control the output voltage and frequency, and change the
water pump motor speed to change water supply, eventually maintain stability of the pipe
network pressure near the set point. Through the industrial computer and PLC connection, using
configuration software to complete the system monitoring, the dynamic running state display and
data, alarm queries.
Frequency conversion constant pressure technology collection of low cost, high automation, high
stability, high reliability, high efficiency and energy saving, convenient debugging, etc. Current
frequency conversion constant pressure control is gradually towards the development direction
of full digital control and a variety of systematism. Pursuit of highly intelligent, seriation,
standardization, and in the future water supply system equipment will be occupied towns each
floor, each unit of water most of the market.
Key words: transducer; PLC; sensor constant; pressure water supply; speed regulation
目录
1
目 录
绪论 ........................................................................1
1.1 课题的提出及其意义 ...................................................1
1.2 供水系统的国内外发展及现状 ...........................................1
1.3 PLC 概述 .............................................................2
1.4 西门子 S7-200PLC 简介 .................................................2
1.5 本课题的主要研究内容 .................................................2
2 系统的理论分析和控制方案确定 ...............................................4
2.1 电动机的调速原理 .....................................................4
2.2 恒压供水系统的基本特征 ...............................................4
2.3 控制方案的对比和确定 .................................................5
2.4 本系统的工作原理 .....................................................6
2.5 水泵的实际增减条件分析 ...............................................6
3 系统的硬件设计 ............................................................8
3.1 系统主要设备的选型 ...................................................8
3.2 系统的主电路分析以及设计 .............................................9
3.4 PLC 的 I/O 端口分配及外围接线图 ......................................10
4 系统的软件设计 ............................................................12
4.1 软件设计分析 ........................................................12
4.2 PLC 的程序设计 ......................................................12
4.2.1 控制系统的主程序设计 ...........................................12
4.2.2 控制系统子程序设计 .............................................16
4.3 PID 控制及其算法 ....................................................18
4.3.1 PID 控制原理简介 ...............................................18
4.3.2 PID 参数整定及波形图仿真 .......................................19
5 监控系统设计 ..............................................................21
5.1 组态软件及其通信参数设置 ............................................21
5.2 新建工程和组态变量 ..................................................22
5.3 组态画面 ............................................................23
5.4 监控系统界面 ........................................................23
结 论 .....................................................................25
致 谢 .....................................................................26
参考文献 ...................................................................27
附录 .......................................................................28
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