论文总字数：11461字

摘 要

：随着城中村改造建设的开始，各地对供水系统的要求在不断的提升。由于考虑到手动启动和阀门控制的操作比较繁琐，人们期望着能够有一套自动的恒压供水设备，从而设计出了由PLC为基础的供水系统。在该设计中首先分析了变频恒压供水的工作原理，然后利用变频器和水压传感器实现恒压供水和多个水泵的运行投切，从而使该系统能够正常的工作，确保可以按照需求供水。之后通过软件部分的设计，利用了S7-200仿真软件进行了仿真与调试，结果验证了设计的正确性。

关键字：恒压供水，变频器，手动，阀门

Absrtact: With the start of village reconstruction, local water supply system requirements are constantly rising. Considering the complicated operation of manual start and valve control. The design of a PLC-based water supply system is based on the expectation of an automatic set of constant pressure water supply equipment.In this design, the working principle of variable frequency constant pressure water supply is analyzed firstly, and then the constant pressure water supply and the operation of several pumps are operated on and off by using frequency converter and water pressure sensor, so that the system can work normally and ensure the water supply according to the demand. Then, through the design of the software, the simulation and debugging of S7-200 simulation software are carried out, and the results verify the correctness of the design.

Keywords: constant pressure water supply, inverter, manual, valve

目录

1 绪论 3

1.1 课题的提出 3

1.2 变频恒压供水的现况 3

1.3 PLC概述 4

1.4 本论文的主要工作 5

2 变频恒压供水的理论分析 5

2.1 水泵的工作原理 5

2.2 供水电机的搭配 6

2.3 水泵的调节方法 6

2.4 恒压供水系统的能耗介绍 7

3 硬件的设计 8

3.1构成方案 8

3.2 变频恒压供水系统的控制方案 9

3.3 供水设备的选择原则 9

3.4 参数的计算与供水设备选型 11

3.5 PLC的选型 14

3.6 系统硬件线路设计 15

3.7 PID调节 16

4 变频恒压供水控制系统软件的设计 17

4.1 恒压供水系统程序的设计 17

4.2 程序的仿真与调试 17

结 论 24

参考文献 25

致 谢 26

附 录 27

1 绪论

1.1 课题的提出

水和电都是人类生活中必不可少的，一直以来我国在水资源供给的技术层面都比较落后。如今，随着城中村的改造，人们对于供水的要求也在不断的提升。由于城区在不断地发展与建设过程中，因此人们相应的生活用水也急剧增加，进而对城区的基本建造有了一些需求。城区供水系统的建造直接影响着居民家庭的正常生活，也直接反映了住宅区物业的服务水平。所以现在优先得解决恒压供水系统这个重要问题。

在以往城区供水的方法有:匀速泵增加气压供水、压力水箱供水、水塔、高位水箱供水和液压联轴器等。由于这些供水方式的能耗高且没有明显效果，导致生产和居民的用水量被严重影响。现在恒压供水系统有较高的效率、能耗方面比其他的节约、自动化发展等能源消耗设备用着效果显著的变频调速技术。由此变频的可速水泵被广泛应用在人们生活中，它的特点是能源消耗比较低；在电网发生变化时，可以降低供水过程中水压对管网各个部分影响；最后可以降低自身的消耗。

该系统不但可以使供水的系统更加具有稳固，还可以节约能源。因此此次的设计，对于社会发展、城区建设、人民生活质量、减少能源消耗有着极为重要意义。

1.2变频恒压供水的现况

1.2.1 国内外变频供水系统现状

通过变频调速技术的全面发展，所涉及的变频恒压供水技术也在日新月异的发生变化。相比于国内，在国外变频供水技术已经相当成熟。在国内生产的变频器主要还是依靠进口元件，之后在国内进行组装然后进行销售，虽然国内很多的公司正在从事于该项设计的研究，但是核心技术大部分还是掌握在国外手中，由此在国内变频供水系统所设计出的价格比较高昂。

1.2.2 变频供水系统应用范围

在各项不同的供水企业中，根据该系统的使用方向大概分为以下几个方面:

(1) 住宅区供水

由于该变频调速控制的电动机功率比较小、运用的系统相对于来说比较简便，所以用于加工厂、高层楼房供水。因为可以被很多用户使用，所以这类供水系统在国内广泛运用。

(2)中小型供水厂

主要运用在城市的中小型供水厂与补助供水厂。该变频器的工作的功率在130kW～330kW，电压一般为220V或者是380V。因为存在着一些条件的制约，所以现在国内主要运用的是国产的变频器。

(3) 大型供水厂

运用在城市的主要供水厂，由于功率大、电压高，所以对变频器和控制器有非常高的要求。因为国内的技术没有达到要求，所以大部分器件通过进口得到。

同时，在实际情况中，变频器可以根据环境的不同而改变控制方式。其中有一部分小型水厂的供水系统已经面临淘汰，它们已经开始对供水系统进一步的改善。

1.3 PLC简介

1.3.1 PLC的定义

PLC设计的基础是单处理设备，模拟梯形图的行为，能够控制多种类型的工业设备和整个自动化系统。PLC是工业自动化系统的主要组成部分。在生产过程中的顺序控制、工艺和辅助设备的同步化中，它们是非常有效和可靠的。化学工业和工艺工业除了使用PLC的技术优势外，还降低了先进水平和复杂控制系统的价格。目前大多数用于执行系统逻辑元件被PLC取代。

1.3.2西门子S7-200PLC简介

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