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摘 要

随着我国社会经济的发展，污染越发严重，水资源越来紧张，且由于人类习性，一天之内不同时段用水量差异很大。所以设计出能高效利用电能源，满足人们在不同时段的用水需求，既能再用水低谷期降低能耗，又能在用水高峰期充分供给水源。

本设计采用变频恒压供水变频调速技术，用两台变频器分别控制两台水泵，分别抽管网和水箱，用PLC进行控制，在用水低谷期只抽管网完成供水，而在用水高峰期同时抽水箱以达到目标。根据控制目标,设计控制电路图并用CAD制图画出，编写PLC程序，实现触摸屏组态（Wincc flexible）并模拟运行，实现工业控制过程。

通过试运行，本设计在满足高层住户的正常用水量的前提下有效的降低了能耗，小区供水能够切换峰谷，合理的运用市政管网的初始压力。

关键词：PLC，恒压供水，叠压，峰谷自动切换

New type of booster water supply control system with automatic switching of peak and valley

Abstract

With the development of social economy in our country, pollution is more serious, water resources increasingly tense and due to human behaviour, one day different time differences in water consumption greatly. So the design of efficient use of electrical energy to meet people in different periods of water demand, both water trough to reduce energy consumption, and the peak in the water sufficient supply of water.

This design by frequency conversion water supply of constant pressure variable frequency speed control technology, with two inverters respectively control two pumps, were pumping pipeline and water tank, control with PLC, the water trough only smoke pipe network to complete the water supply, and the peak in the water while pumping water tank to reach the goal.According to the control target, design the control circuit diagram and draw the CAD drawing， the preparation of PLC program, the design of the touch screen (flexible Wincc) simulation, realize the industrial control process.

This design can effectively reduce the energy consumption under the premise of meeting the normal water consumption of high level residents, and can switch peak and valley in residential water supply, and reasonable initial pressure of municipal pipe network.

Key words: PLC, Constant pressure water supply,Laminated, Peak and valley automatic switching.

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 供水技术发展现状 1

1.2 变频恒压供水的研究意义 2

1.3本课题的内容 2

第二章 硬件设计 3

2.1 PLC的选择 3

2.1.1 PLC的诞生 3

2.1.2 PLC的特点 3

2.2 控制电路 4

2.3 选型 9

2.3.1 流量及扬程计算 9

2.3.2 泵型选择 10

2.3.3 断路器，接触器选择 10

2.3.4 计数器，热继电器选择，电流电压变送器 11

第三章 软件设计 12

3.1 触摸屏设计 12

3.2 PLC编程 17

参考文献 26

致谢 27

第一章 绪论

1.1 供水技术发展现状

人体的百分之七十都是由水组成，人类每一朵文明之花几乎都开在河流边。地球是蓝色的水球，但是可利用的水只占有地球很小一部分^[4]。水的高效利用关乎子孙的发展。而且我国一直倡导能源的高效利用。随着我国社会经济的发展，住房制度改革的不断深入，人们生活水平的不断提高，城市建设发展非常迅速，相继出现次高层建筑，同时也对基础设施的建设提出了更细致的要求。由于用户用水在高峰时段和低谷时段用水量差异很大，对设备的高效安全运行有很大的负面影响，缩短了供水设备尤其是电机的使用寿命，而且浪费了大量的电能^[9]。用水高峰期时水位达不到要求,供水压力过低，用水低峰期时供水水位远超需求,压力过高，从而使得用水点的出水压力在用水高峰段和用水低谷段的压力过低或过高,不仅很浪费电能而且存在事故隐患（例如压力过高容易造成爆管事故）^[10]。

传统的传统二次增压供水主要是先将市政网管中的自来水放入一个蓄水池，一般是低位蓄水池，然后再由水泵抽蓄水池中的水对居民供水^[3]。这类方式不能有效利用市政管网的初始压力，普遍在不同程度的存在效率较低，耗能高，日常运行费用高昂，因此成本居高不下，已经无法满足当前居民生活的需要。所以提高各种用水场所的服务质量和供水能力已经成为供水技术领域的必然趋势。

近10年来工业自动化在几乎所有方面都发生了很大变化，包括自动化感应器件、各种检测变送器、传感器、各种间接测量设备、各种执行机构等等工控设备等^[2]。有关控制系统的研发与技术应用也一直都是现代工业生产中的核心工作^[6]，并且在自动控制系统和控制理论水平方面都有了相当大的变化。

目前的城市里如高楼、生活小区、远郊企业等供水系统中, 还有很多采用高位水塔或直接水泵加压供水方式^[7], 在用水量大时电机满负荷运行, 而在用水量小时则会停机或切换到空运行状态。这种情况一方面需消耗大量的电能, 造成能量的浪费。另一方面,由于用水量具有很大随机性, 传统方式在用水波动时难以保持其实时性。

1.2 变频恒压供水的研究意义

水是生命之源，是人类不可或缺的生存元素。地球上虽然水元素很多但是可用的水资源很少。在通常的城市和乡镇供水中^[1]，基本上都是靠水厂的电动机带动离心水泵，产生压力使管网中的生活用水流动，把供水网道中的生活用水送给各处用户^[13]。在我们这个水和电资源都相当短缺的国家^[2]，合理的做好节能减排，目前已经成为人们迫在眉睫的问题。但是在供水机泵组在给用户供水的同时，也消耗大量的电能，如果能在提高供水机泵组的工作效率、保证供水机泵组能适应各种环境^[5]。在提供较高的供水质量的同时，降低能耗，合理运用水资源将具有非常重要的经济意义。

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