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本科毕业论文---基于plc的恒压供水监控系统设计.doc
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2023-06-29
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武汉理工大学毕业设计(论文)
基于 PLC 的恒压供水监控系统设计
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年 月 日
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(黑体小二号)
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本学位论文属于 1、保密囗,在 年解密后适用本授权书
2、不保密囗 。
(请在以上相应方框内打“√”)
作者签名: 年 月 日
导师签名: 年 月 日
摘 要
本论文以实际项目居民小区的恒压供水为背景,设计了一套基于 PLC 的恒压供水系统,
该系统由可编程控制器 PLC、变频器、水泵机组、接触器组和压力变送器等构成。
在本次设计中,采用闭环控制来控制出水口的水压值。本系统有三台水泵机组,通过
一台变频器控制一台水泵变频运转,水泵可以在变频运转和工频运转之间切换,以“先启
先停”为原则实现变频循环运行方式。压力变送器将压力值送入 PLC,并与给定比较后进行
PID 运算,将模拟量输出给变频器,从而控制变频器所带水泵的转速。该系统有白天和夜
间两种运行模式,水泵机组也可以在手动和自动方式运行,在系统中有各种工作状态的指
示灯以及故障报警和故障处理功能。
关键词:PLC;恒压供水;变频调速
Abstract
This thesis with the actual project of constant pressure water supply in residential area as
the background, design a set of constant pressure water supply system based on PLC, the system
consists of PLC programmable controller, inverter, pump, the contactor group and pressure
transmitter, etc.
In this design, the use of closed loop control to control the outlet water pressure value. This
system has three pump unit,and by a frequency converter control a pump running. Water pump
can switch between the variable frequency operation and power frequency is running, with
"inception to stop" for the principle to realize frequency conversion cycle operation mode.
Pressure transmitter will pressure value into the PLC, and after compared with the given PID
arithmetic, the analog output to inverter, to control the speed of the inverter with the pump. The
system has two kinds of day and night operation mode, the pump unit can also be run in manual
and automatic way, in the system have a variety of light on the working state and fault alarm and
fault handling function.
Key Words:PLC;constant pressure water supply;frequency control of motor speed
目录
第 1 章 绪论 ...................................................................................................................................1
1.1 变频恒压供水的目的和意义 ...........................................................................................1
1.2 国内外研究现状 ...............................................................................................................1
1.3 恒压供水的基本原理 .......................................................................................................2
1.4 本文设计内容及目标 ....................................................................................................2
第 2 章 恒压供水系统总体设计 ...................................................................................................4
2.1 电机的调速原理 ..............................................................................................................4
2.2 PID 控制原理....................................................................................................................5
2.3 恒压供水系统的技术方案 ..............................................................................................5
2.4 恒压供水的过程 ..............................................................................................................7
第 3 章 系统的硬件设计 ...............................................................................................................9
3.1 PLC 的概述 .......................................................................................................................9
3.1.1 可编程控制器定义及原理 ...................................................................................9
3.1.2 PLC 选型及 PLC 工作方式.................................................................................10
3.2 变频器的概述 ................................................................................................................11
3.2.1 变频器的基本原理及构成 .................................................................................11
3.2.2 变频器的选型及特点 .........................................................................................12
3.2.3 MM440 变频器的使用 ........................................................................................12
3.3 其他设备的选型 ............................................................................................................14
3.4 系统的主电路设计 ........................................................................................................15
3.5 系统的控制电路设计 ....................................................................................................16
3.6 PLC 的 I/O 端口分配及外围电路..................................................................................17
3.6.1 PLC 的 I/O 分配...................................................................................................17
3.6.2 PLC 及变频器的外围接线 ..................................................................................18
第 4 章 系统的软件设计 .............................................................................................................21
4.1 系统程序流程图设计 ....................................................................................................21
4.2 软件设计 PLC 内部元件分配 .......................................................................................25
4.3 PLC 梯形图程序设计 .....................................................................................................25
4.4 力控组态模拟供水过程 ................................................................................................29
4.4.1 力控组态概述 .....................................................................................................29
4.4.2 模拟供水过程 .....................................................................................................30
第 5 章 总结与展望 .....................................................................................................................33
参考文献 .......................................................................................................................................34
致谢 ...............................................................................................................................................35
附录 A 系统电路图......................................................................................................................36
附录 B 主程序梯形图..................................................................................................................39
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