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基于plc的物业恒压供水系统设计学士学位论文.doc
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基于plc的物业恒压供水系统设计学士学位论文.doc
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摘 要
我国正在建设节约型社会,在国家的号召下全社会都要有节
能减排的意识。针对物业小区供水的问题,为了满足人们对供水
质量和供水系统可靠性的要求,所以采用先进的 PLC 设备来设计
节能高可靠性的恒压供水系统。
针对目前的小区供水系统中存在的电能、水资源浪费且供水
质量差等问题采用三菱FX2N PLC为核心控制器,构成恒压供水
系统。该系统是以管网水压为设定参数,根据用水量的大小由PLC
控制投入运行的水泵的数量实现管网水压的闭环调节,即实现恒
压供水。
本报告用四章的篇幅详细的讨论该设计的内容,关键的部分
都有详细的说明和演示。本设计的全部程序均通过PLC调试。硬
件部分列出参考元件,软件部分列出详细程序和程序分析的详细
图解,心得体会部分写了本次设计中出现的各种问题和最终的解
决办法。
关键字: PLC,供水,恒压,三菱 FX2N
目 录
第一章概述………………………………………………………… 1
第二章硬件设计………………………………………………… 3
2.1 系统主电路……………………………………………… 3
2.2 系统 I/O 资源分配…………………………………… 3
2.3 PLC I/O 接线图………………………………………… 4
2.4 系统使用电器元件…………………………………… 5
第三章 软件设计………………………………………………… 6
3.1 系统流程图……………………………………………… 6
3.2 程序梯形图……………………………………………… 6
3.3 程序指令表……………………………………………… 11
3.4 系统总体构思…………………………………………… 17
3.4.1 梯形图总体构思…………………………………… 17
3.4.2 系统内部辅助继电器含义………………………17
3.4.3 初始化及输出程序解析………………………… 18
3.4.4 手动自动切换部分………………………………… 19
3.4.5 手动运行的控制…………………………………… 19
3.4.6 自动运行控制…………………………………………19
3.4.7 增泵减泵控制部分…………………………………20
第四章 结论……………………………………………………………22
参考文献……………………………………………………………… 14
第一章 概述
几种供水系统的比较:
1.恒速泵加压供水:这种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.重力供水:重力供水通常需要设置水箱或者水塔,系统用
水是由水箱或者水塔直接供应,所以供水压力比较稳定。但它需
要由位置高度所形成的压力进行供水,为此需要建造水塔或者将
水箱置于建筑物顶层的最高处。同时由于其存水比较大,在屋顶
形成很大的负重,增加了结构的承重和占用楼宇的建筑面积,也
妨碍美观,此外,屋顶水箱还必须高出屋面几米,建筑立面较难
处理,存在投资大、周期长、能源浪费大的缺点。
3.气压供水:气压供水是采用气压罐代替水塔或高位水箱利
用密闭压力罐内的空气将罐内储水压到管网中去。它的优点是灵
活性大、建设快、污染少、有利于抗震、可消除管道中的水锤与
噪声,缺点是体积和投资大、压力变化大、运行效率低、需要使
用张力膜、维护费用高、耗费动力大。
通过对以上三种传统的供水问题解决办法进行分析可以看出
以上三种方案的共同缺点是:自动化程度低,占用大量的面积,
运行效率低,成本较高。这些不足不能满足现在小区用户对供水
质量和供水系统可靠性的要求。为了解决这些问题,本设计采用
先进的PLC控制器,将自动控制方法、传感器理论用在系统中实
现供水系统的自动调节恒压供水。该方法是目前比较流行的控制
方法,其卓越的性能赢得用户的赞同。
本设计是基于PLC的物业供水系统,具有以下特点:
1.供水系统有水泵4台,供水管道安装压力检测开关K1,K2和
K3。K1接通,表示水压偏低;K2接通,表示水压正常;K3接通,
表示水压偏高。
2.系统分手动工作和自动工作两种状态,自动工作时,当用
水量少,压力增高,K3接通,此时可延时30s后撤除1台水泵工作,
要求先工作的水泵先切断;当用水量多时,压力降低,K1接通,
此时可延时30s后增设1台水泵工作,要求未曾工作过的水泵增加
投入运行;当K2接通,表示供水正常,可维持水泵运行数量。工
作时,要求水泵数量最少为1台,最多不得超出4台;手动工作时,
要求4台水泵可分别独立操作(分设起动和停止开关),并分别具
有过载保护,可随时对单台水泵进行断电控制(若输入点不够,
可用I/O扩展模块)。
3.并设有“自动/手动”切换开关(ON——手动,OFF——自
动),另设自动运行控制开关(ON——自动运行,OFF——自动运
行停止)。
4.各水泵工作时,均应有工作状态显示。
第一章 硬件设计
2.1 系统主电路
如图 2-1 所示,为系统的主控图由设计内容和要求可知,本
设计需要用到四台水泵,水泵的型号都为:J02-41-4,4.0kw,1440
转/分,380v,8.4A。在设计主电路时水泵以电动机代替,图中的
KM为接触器线圈,FR为热继电器,主电路并设有短路过载保护。
主电路如图2-1所示。
L1
L2
L3
M
~
M
~
M
~
M
~
FR1 FR2 FR3 FR4
QF1 QF2 QF3 QF4
KM1
PE PE PE PE
KM2 KM3 KM4
1 2
1
3 4
KM1
KM3
KM2 KM4
1# 2# 3# 4#
图 2-1 系统主控图
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