PLC控制的双恒压供水水泵站要点(共32页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上课程设计说明书写作要求 1 引言 (主要写课题设计的目的、设计内容及要实现的目标)2 系统总体方案设计 2.1 系统硬件配置及组成原理 (要有系统组成图) 2.2 系统变量定义及分配表 2.3 系统接线图设计 3 控制系统程序设计 3.1 控制程序流程图设计 3.2 控制系统的设计思路、程序设计等 3.3 创新设计内容4 控制系统的上位机设计 4.1 人机界面选择 4.2 人机界面设计(通讯连接,变量设置,画面组态等)5 系统调试及结果分析 5.1 PLC程序调试及解决的问题 5.2 PLC与上位机联调 5.3 结果分析结束语 (主要写取得的效果、创新点及设计意义)参
2、考文献附录:带功能注释的源程序及一些主电路图和PLC的外部接线图。专心-专注-专业基于PLC控制恒压供水的设计水泵控制 学生:XXX 指导教师:XXX内容摘要: 生活都离不开水。但如果水源离用水场所较远,就需要管路的输送。而将水送到较远或较高的地方,管路中是需要一定的水压的,水压高了,才能将水送到远的或较高的楼层。 产生水压的设备是水泵,水泵转动的越快,产生的水压越高。传统的维持管路的水压是建造水塔,水泵开的时候将水打到水塔中,水泵休息时,借助水塔继续供水。水塔中的水位变化相对水塔的高度来说很小,也就是说水塔能维持的供水管路中水压的基本恒定。 但是,建造水塔需要发费财力,水塔还会造成水的二次污
3、染。那么,可不可以不借助水塔来实现恒压供水呢?当然可以,但是要解决水压随用水量的大小变化的问题。通常的办法是:用量大时,增加水泵的数量或提高水泵的转动速度以保持管网中的水压不变,用水量小时又需做出相反的调节。这就是恒压供水的基本思路。这在电机速度调节技术不发达的年代是不可设想的,但今天办到这一点已变得很容易了,交流变频器的诞生为水泵转速平滑联系调节提供了方便。交流变频器是改变交流电源频率的电力电子设备,输入三相工频交流点后,可以输出频率平滑变化的三相交流电。 鉴于社会的需求,设计一个由三台水泵组构成的生活、消防双恒压无塔供水泵站系统。如图所示(一),市网自来水用高低水位控制器EQ来控制注水阀Y
4、V1,自动把水注满储水水池,只要水位低于高水位,则自动往水池注水,但是当水池的水位高于高水位上限时 ,延时一段时间后,由PLC发出信号,关闭注水阀YV1,等到水位低于高水位上限时,过一段时间后,再打开注水阀YV1继续注水(这种情况在处于消防状态时被关闭)。水池的高、低水位信号也直接送给PLC,作为高、低水位的报警。为了保证供水的连续性,水位上下限传感器高低距离较小。生活用水和消防用水共用三台水泵,平时电磁阀YV2处于关闭状态,生活管网处于接通状态,电磁阀YV3处于失电状态,关闭消防管网,三台水泵根据生活用水的多少,按一定的控制逻辑运行,维持生活用水低恒压。当有火灾发生时,电磁阀YV3得电,消防
5、用水管路打开,并同时打开三台水泵供水,管路中的水压为消防用水的高恒压,生活用水管路没有关闭,生活用水的水压由减压阀控制。但是当管路中的水压低于消防用水的高恒压或水池水位已经达到水池低水位下限时,给电磁阀YV2通电,关闭生活用水的管路。火灾结束后,三台水泵改为为生活用水供水。EQ市网来水YV1STHSTL水池消防用水YV3生活用水YV2减压阀1#3#2# 图(一)、生活消防双恒压供水系统构成二、 系统的控制要求对于三台水泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求是:(1)、生活供水时,系统低恒压运行,消防供水时系统高恒压运行。(2)、三台水泵根据恒压的要求,采取“先开先停”的原则接入和退出。(3)、在
6、用水量小的情况下(即不是在消防的情况和增开工频泵的情况),如果一台水泵连续运行超过三小时,则要切换到下一台水泵,即系统具有“倒泵功能”,避免某一台水泵工作时间过长。(4)、三台水泵在启动的时候都要具有软启动的功能。(5)、要求完善的报警功能。(6)、对水泵的操作要具有手动的功能,手动只在应急或检修的时候临时使用。关键词:PLC 恒压供水 Based on PLC control constant pressure water supply design- water pump controlAbstract:In recent years our country small and mediu
7、m-sized town and cities development was rapid, centralized water consumption sharp growth. When water consumption peak time volume of diversion universal insufficient, causes the urban public pipe network hydraulic pressure fluctuation to be big. Because the different time interval water used is eve
8、ry day big to the water supply water level request change, depends merely for the water works attendants to carry on the manual manual regulation based on the experience to be very difficult effective to serve the purpose promptly. This kind of situation creates when the water used peak the water le
9、vel cannot meet the requirements, the water supply pressure is insufficient, when water used trough time supplies water level exceeding the allowed figure, the pressure is excessively high, not only wastes the energy moreover to have the accident potential (e.g. pressure to be excessively high easil
10、y to create cartridge igniter accident). Along with societys development and the progress, the urban high-rise constructions water supply question is day by day prominent. On the one hand requests to improve the water supply quality, does not want, because the pressure fluctuation creates the water
11、supply breakdown; On the other hand the request guarantee water supply qualitys reliability and the security, in has time the fire can supply water reliably. In view of these two aspects request, the new water supply and the control system arise at the historic moment, this is the PLC control consta
12、nt pressure non-tower water supply system. The constant pressure water supply had guaranteed the water supply quality, as main engines control system has enriched systems control function take PLC, enhanced systems reliability.Keywords:PLC constant pressure water目 录一、绪论. 1(一)任务来源. 1(二)工艺过程. 1(三)系统控制
13、要求. 2(四)方案比较. 2二、PLC简介. 4(一)PLC的产生和定义. 4(二)PLC的应用. 5(三)PLC的系统组成. 5(四)PLC的工作原理及特点. 6三、方案分析.7(一)对PLC的选取.7(二)对扩展模块的选取.9(三)系统整体设计分析.9四、系统硬件设计. . 11(一)主电路图. 11(二)控制电路图. 11五、软件设计. 13(一)系统流程图. 13(二)地址分配表及PLC的CPU型号. 16(三)根据设计要求编写的恒压供水的水泵控制梯形图(见附录). 16(四)实验数据分析.16六、总结与体会.17谢辞. 19附录. 19(一)恒压供水的水泵控制梯形图. 20(二)程
14、序说明. 23参考文献. 25一、绪论(一)任务来源据最新资料显示在全国的666个城市中有340个不同程度缺水,其中严重缺水的达118个,在32个百万人口以上的特大城市中,有30个城市长期受缺水的困扰,特别是水资源短缺地区的城市,水的供需矛盾尤为突出。由于供水不足,城市工业每年的经济损失达2300亿元,同时给城市居民生活造成许多困难和不便,成为城市社会中的一种隐患。为满足城市发展对于供水质量的要求,降低供水厂单位制水能耗,保证可靠、稳定地城市供水需求,需要对原有供水系统进行自动化改造,将原有的取水系统和供水系统都改为恒压供水系统,实现对整个系统的自动化控制和计算机监测管理。目前,国内大部分城市
15、供水系统,包括水厂、生活小区、高层建筑的供水系统,仍采用较为传统的供水方式。值班人员根据实际的用水量或累积的经验,通过人工的方式调节水泵电机的开停来实现简单的供水控制。当用水量增大,供水压力变小时,即手动增加一台水泵;当用水量减小,供水压力变大时,则把最先运行的水泵电机关停。这种传统的供水方式存在着许多缺点,特别是多台水泵供水系统尤为严重:其一,由于水泵电机只能工作在额定运行和停车两种工作状态,无法为用户提供稳定可靠的供水压力,且系统完全依赖于人工操作来控制,因而供水质量受人为因素影响较大,无法为用户提供稳定的供水压力,且经常会出现断水、水管崩裂、管道共振等现象。其二,由于水泵电机只能工作在工
16、频状态,长期高速运行,电能浪费较大,据统计,在目前传统的供水方式中,电费在水费成本中的比例高达50%以上。其三,由于人为的控制难以始终保证电机在运行过程中投切次序的正确性,容易导致电机在长期运行过程中磨损不均,并且增大了误操作的可能性;同时设备运行不合理,机械磨损大,造成设备使用寿命短,维修量大,设备和人工成本都较高。其四,在目前的城市生活小区、高层建筑供水系统中,基本采用高位水箱或水塔的供水方式,这样既增大了基建投资,同时也造成了水资源的二次污染.(二)工艺过程随着社会的发展和进步,城市高层建筑的供水问题日益突出。一方面要求提高供水质量,不要因为压力的波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的
17、可靠性和安全性,在发生火灾时能够可靠供水。针对这两方面的要求,新的供水方式和控制系统应运而生,这就是PLC控制的恒压供水系统。恒压供水系统保证了供水的质量,以PLC为主机的控制系统丰富了系统的控制功能,提高了系统的可靠性。下面以一个三泵恒压供水系统为例来说明其工艺过程。如下图1所示,当管道中的压力为正常时,三台水泵中有两台水泵运行,一台停止待用;当管道中的压力为低压时,三台水泵全部运行;当管道中的压力为高压时,只有一台水泵运行 。图1 压力分析(三)系统控制要求1三台水泵按顺序启动,每隔30S启动一台水泵;2三台水泵根据恒压要求的需要,采取“先开先停”的原则接入和退出;3在正常压力情况下,如果
18、一台水泵持续运行时间超过2小时,则要切换到下一台泵,即系统具有“倒泵功能”,避免某一台泵工作时间过长;(四)方案比较1.控制方案的选择控制系统一般有两种:一是用继电器控制系统;继电器控制系统虽有较好的抗干扰能力,但用了大量的机械触点,使设备连线复杂,且触点在开闭时易受电弧的损坏,寿命短,系统可靠性差;二是用PLC控制系统;PLC的梯形图与传统的电气原理图非常相似,信号的输入/输出形式及控制功能基本上也是相同的;但PLC的控制与继电器的控制有根本的不同之处,主要表现在以下几个方面:(1)控制逻辑继电器控制逻辑采用硬接线逻辑,利用继电器机械触点的串联或并联,及时间继电器等组合成控制逻辑,其接线多而
19、复杂、体积大、功耗大、故障率高,一旦系统构成后,想再改变或增加功能都很困难。而PLC采用存储逻辑,其控制逻辑以程序方式存储在内存中,要改变控制逻辑,只需要改变程序即可,故称做“软接线”,因此灵活性和扩展性都很好。(2)工作方式电源接通时,继电器控制线路中各继电器同时都处于受控状态,即该吸合的都应吸合,不该吸合的都因受某种条件的限制不能吸合,它属于并行工作方式。而PLC的控制逻辑中,各内部器件都处于周期性循环扫描过程中,各种逻辑、数据输出的结果都是按照在程序中的前后顺序计算得出的,所以它属于串行工作方式。(3)可靠性合可维护性继电器控制逻辑使用了大量的机械触点,连线也多。触点开闭时会受到电弧的损
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