高层建筑恒压供水控制系统设计-毕业论文.docx

《高层建筑恒压供水控制系统设计-毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高层建筑恒压供水控制系统设计-毕业论文.docx（53页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、北方民族大学学士学位论文论文题目:高层建筑恒压供水控制系统院(部)名 称: 电气信息工程学院 学 生 姓 名: 专 业: 测控技术与仪器 学 号: 20110274 指导教师姓名: 论文提交时间: 2015年5月14日 论文答辩时间: 2015年5月23日 学位授予时间: 北方民族大学教务处制摘 要在近些年，随着房地产行业的迅猛发展，传统的楼层给水技术逐渐地不能够满足人们日益增长的需求，一种新型成熟的恒压供水技术正在被广泛应用。这种系统的主要功能是不论用水量如何变化，始终可以满足用户用水的需求，同时可以最大限度地节省能源、延长设备寿命1。作者通过了大量的学习和查阅资料，发现恒压供水系统自动化程

2、度较高、稳定满足居民最大需求的功能。采用西门子S7-200系列的PLC作为控制器、MICROMASTER变频器驱动水泵、并辅以组态监控是一个很好的方案1。本系统使用一台变频器拖动三台水泵电机的切换。其中，1号泵、2号泵作为日常供水机组，设计了“倒泵”功能，3号泵作为消防紧急用水备用泵。使用压力传感器对供水管网水压进行持续的检测，检测值转换为010V电压信号反馈到PLC，通过PLC内部的PID梯形图程序进行运算。然后，利用USS通讯线，把该控制信号输入到了MICROMASTER420变频器通信端口，变频器的输出频率改变，从而输出控制水泵的转速信号，最后达到控制供水管网中压力恒定的要求。系统设有组

3、态监控上位机并与PLC连接，实现供水系统的水压实时监控功能。关键字:恒压供水，压力传感器，PLC，变频器，组态监控ABSTRACTIn recent years, with the rapid development of real estate industry, the traditional floor water supply technology gradually can not meet peoples growing demand, a new kind of mature technology of constant pressure water supply is bein

4、g widely used. Changing the systems main function is in water, can satisfy the demand of the water, and can maximally save resources, extend equipment life 1. The author through a large number of learning consult, found that in order to be able to realize the constant pressure water supply system is

5、 a high degree of automation, stable and meet the demand of residents biggest function, adopting Siemens series S7-200 PLC as the controller, MICROMASTER inverter control and configuration monitoring 1 is a good solution.This system USES a switching frequency inverter drive three pump motor. Among t

6、hem, the no. 1, no. 2 pump as a daily water supply unit, design the function of pump, no. 3 pump for fire emergency standby pump with water. Use pressure sensor for continuous water supply pipe network pressure detection, the readings can be converted into 0 10 v voltage feedback signal to PLC, thro

7、ugh the PID ladder diagram procedure of PLC internal operations. Then, using the USS communication line, the control signal input to MICROMASTER inverter communication port, the inverter output frequency change, thus the output control pump speed signal, and finally reached the requirements of contr

8、ol in the water supply pipe network pressure constant. System with PC and PLC configuration monitoring connections, water supply system of the real-time monitoring function.KEY WORDS ：constant pressure water supply, pressure transmitter, PLC, frequency converter and the configuration monitorII目 录第1章

9、前 言11.1研究的目的和意义11.2系统的功能要求21.3课题研究方法2第2章系统设计的原理与基本结构32.1系统功能需求分析32.2可行性理论分析32.3总体方案设计32.4各模块方案设计42.4.1水压采集42.4.2 PLC控制部分42.4.3组态监控部分52.5设计框图5第3章硬件设计63.1硬件选型63.1.1 PLC及其扩展模块选型63.1.2 变频器选型83.1.3 压力传感器选型93.1.4 水泵选型93.2资源分配113.2.1 PLC的I/O分配113.2.2 MICROMASTER变频器参数分配123.3电路接线图13第4章软件设计164.1软件设计的常用方法164.2

10、程序流程图164.3 PID运算244.4 各模块梯形图设计244.5程序调试25第5章组态监控界面设计265.1 King View组态王265.2监控画面设计265.3水压显示设计28结 论28致 谢29参考文献30附 录32附录1：梯形图程序32附录2：外文文献38附录3：中文译文442第1章 前 言1.1研究的目的和意义水资源的供给在人类文明的延续里历来是一个战略性的话题。在我国，生活建筑逐渐高层化。然而具有讽刺意味的是，长期以来我们的市政供水、高层建筑供水等方面一直不太能够满足居民的需求，原因就是我们的技术跟不上时代的发展，自动化程度比较低。在下班、节假日的时候，属于用水高峰期，水的

11、供给量需求更高；而在用水低峰期，用水供过于求，管压对设备的维护的影响需要注意。人们曾经尝试过多种多样的供水方式，直到恒压供水技术出现以前。恒速泵+水塔的供水方式曾经被广泛应用。需要投入的工程面积大，水质不能够得到保证，投资多，水压恒定也没有办法实现，极大地影响了居民的生活质量。如果采取阀门控制调节流量来维持管压，那么将会有大量的电能浪费，这对于住户也是一个不可取因素。这种方式下，当水泵电机直接工频起动或者制动，就会带来水锤效应，对管网、阀门等也具有破坏性的影响。近些年以来，出现了一种新型成熟的交流电机无极调速技术变频调速技术。据统计，如果把变频调速技术用在供水行业中，不仅能够实现恒压，而且节能

12、效果相当可观，这也很好地响应了国家“节能减排”的倡导。变频恒压供水系统同其它供水方式相比较，除了具有显著的节能效果外，还有以下的显而易见的优势：1、通过设置变频器参数，直接改变的是电动机的变频输入电源频率，间接则达到了调节水泵转速，改变了水泵出口压力，比靠调节阀门的控制方式，具有降低管道阻力大大减少截流损失的效能。2、当水泵工作在变频模式，它的出口流量大于额定流量时，可以控制水泵降低转速甚至，避免了水泵持续高负荷工作，降低了维护费用，延长了使用周期。3、水泵电动机采用软启动方式，按设定的加速时间加速，避免电动机启动时的电流冲击，对电网电压造成波动的影响，同时也避免了电动机突然加速造成水泵系统的

13、喘振，彻底消除水锤现象。4、设计了恒压自动控制模式，同时可以与上位机通讯，上位机可以实时显示供水的压力或液位，因此不需要操作人员频繁在一线操作，降低了人员的劳动强度，节省了人力管理成本。1.2系统的功能要求任务是设计一套具有上位机监控功能的高层建筑物恒压供水系统的控制部分，主要针对高层建筑物。需要实现的功能是用户用水量的发生变化时，控制系统随之进行水泵的工频/变频控制，须保持供水水压恒定。计算机监控部分要主要实现的功能有：水泵工作状态的实时显示、供水水压的监控和发生火灾时的报警显示。可编程控制器有两方面的作用：一是控制变频器和用水高峰期补水泵和消防紧急用水辅助泵的工作；二是把系统的输入、输出量

14、、传感器采集的数据等各种寄存器用RS485传给上位机，实现计算机对系统运行状态的监控。使用压力传感器对供水水压进行连续检测，原理是压电转换，检测到的压力信号转换成010V电压信号后送给可编程控制器（PLC），PLC通过PID运算梯形图程序进行数据处理。处理后，数据通过通讯传给变频器，控制主水泵电机的运行频率，从而调节供水量。1.3课题研究方法（1）通过大量实验，对西门子S7-200系列PLC、MICROMASTER420变频器的原理和功能有了一定的了解，为自己的设计提供了详实有据的参考。（2）充分利用图书馆的相关资料、中国知网的文献以及通过网络查询，对本课题进行足够深的了解，积累了丰富的参考资

15、料，为具体模块的电路设计提供了充足的理论准备。（3）以本设计需要实现的功能出发，向指导老师请教，从已有的设计案例中，学习选择，取人所长，尽最大努力实现功能要求，同时发现有待开发的附加功能。第2章 系统设计的原理与基本结构2.1系统功能需求分析本系统以西门子S7-200 PLC CPU226为核心，对于高层建筑实现恒压供水。系统需要的主要技术指标如下：(1)实现45米高，180居民的住宅楼给水，包括生活、消防用水；(2)当用户用水量变化时，允许系统存在供水压力波动，但须在2之内；(3)在上位机上可以显示系统供水压力和系统运行状态。2.2可行性理论分析本次设计的高层建筑恒压供水系统需要适用于生活用

16、水以及消防用水的供水要求，设计时需要考虑以下因素:(1)供水系统的控制对象是用户供水管网的水压，它是一个过程控制量，对控制作用的响应具有滞后性。(2)不同的用户在用水量和用水扬程等方面存在着较大的差异，在系统硬件选型、设计、制作时，需要考虑到最大用水量和用水扬程。(3)在变频恒压供水系统中，如果单单采用一台泵作常用泵，那么长期高负荷的工作将会损坏设备，因此需要设计“倒泵”功能，即水压持续过高时，断开一台常用泵，另一台水泵变频工作。(4)由于系统还需实现显示和监控等功能，所以水泵的电气控制柜，应该设计具有远程数据通讯接口，供水的相关数据进行实时传送，然后与组态监控软件相连。为方便远程操作，PLC

17、与变频器最好用USS通讯。(5)假如压力传感器检测到的水压持续大于设定值，那么需要考虑切除水泵运行的梯形图程序，不然会产生很大的管道维护费用。2.3总体方案设计高层建筑恒压供水系统的设计，主要包括三个方面，硬件电路的简单设计、PLC电气控制部分以及组态监控界面的设计，系统组成如图2.1。硬件电路的结构、设备组成都比较固定，由压力传感器、供水管道、水泵、三相电机、变频器及其他辅助设备组成；PLC电气控制部分采用西门子S7-200系列PLC CPU226；组态监控界面采用组态王进行设计，上位机通过RS485线与PLC进行连接，实现功能调试、实时监控。传感器变频器图2.1恒压供水系统组成示意图供水管

18、系PLC电脑2.4各模块方案设计2.4.1水压采集通过压力传感器，将水压转化为010V电信号，传入EM235模拟量扩展模块，在PLC主机中进行数据处理后，传给MICROMASTER420变频器控制三相电机。水压变化是系统的控制输入量，它的准确度直接决定了系统的精度和可靠性，因此，压力传感器的选型至关重要。2.4.2 PLC控制部分本系统中PLC控制部分主要涉及两个方面：信号输入和控制信号输出。（1）信号输入：开关量输入：是手动工作方式下的输入检测，包括启动按钮、急停按钮、水泵工频运行按钮、水泵变频运行按钮，方便系统的维修检测。管道水压输入检测：该输入信号为模拟量输入，当压力值偏低时，供水量不够

19、，需要增加水泵的转速；当压力值偏高时，水量供大于求，需要降低水泵的转速，同时工频状态的水泵延时工作一段时间；时间到，压力值仍然偏高，那么停止这台工频水泵，最后使得供水管道内的水压趋于恒定。（2）控制信号输出数字量输出：包括控制水泵工频运行、变频运行等交流接触器的启动、停止信号。通信输出：利用PLC的PID运算指令，将采集到的水压转为标准值，该标准值作为控制信号输入到MM420变频器的通信端口。变频器的输出功率改变，便控制了水泵的转速。2.4.3组态监控部分组态王软件作为一个开放型的通用工业监控软件，支持与国内外常见的PLC、智能模块、智能仪表、变频器、数据采集板卡等（如：西门子PLC、莫迪康P

20、LC、欧姆龙PLC、三菱PLC、研华模块等）通过常规通讯接口（如串口方式、USB接口方式、以太网、总线、GPRS等）进行数据通讯2。采用组态王软件开发监控项目，能够极大限度地增强用户生产控制能力、保证产品的质量、降低成本和能耗。2.5设计框图根据以上的功能分析和方案设计，可以得出，系统总体设计框图如下：PLC操作面板水泵组变频器压力传感器输入模拟量输入图2.2 系统总体框图第3章 硬件设计3.1硬件选型3.1.1 PLC及其扩展模块选型根据高层建筑恒压供水系统以上的功能需求，从可靠性、经济性、可开发性等方面考虑，选择西门子S7-200系列的PLC作为本系统的核心控制器。又因为高层建筑恒压供水系

21、统的输入/输出端口较少，但控制过程比较复杂，所以选择CPU226作为控制系统的主机，它的主要特性如表3.1所示：表3.1 S7-200系列PLC CPU226主要特性此外，还需用到模拟量输入/输出模块EM235，该模块内含有A、B、C、D 4路模拟量输入口和一路模拟量输出口，对应的功能是4路模拟量输入和1路模拟量输出。图3.1介绍的是模拟量扩展模块的接线方法，X表示的是4路模拟量输入的任意一路，如果输入的是电压信号，那么需要把正极接入X端口、负极接入X端口；如果输入的是电流信号，需要将RX和X短接处理后接入电流输入信号的“”端口3。对于没有连接传感器的通道，需要把X和X进行短接处理3。EM23

22、5模块常用特性如表3.23。图3.1 EM235模块接线图表3.2 EM235的常用特性使用EM235扩展模块时，还需注意DIP开关的设置，如表3.3所示。表3.3 用DIP开关设置EM235扩展模块3.1.2 变频器选型在控制三相交流电动机速度的领域里，MICROMASTER系列变频器是使用最多而且性价比最高的。本变频器由微处理器控制，具有缺省的工厂设置参数，它是给众多简单的电动机控制系统供电的理想变频驱动装置5。因此，我们可以把它用于更高级的电动机控制系统，前提是设置电机的额定电压、功率、转速以及USS通讯部分的相关参数。MICROMASTER既可用于单机驱动系统，也可集成到“自动化系统”

23、中，主要优点有以下几个方面：(1)结构紧凑，易于安装和调试5(2)牢固的EMC设计5(3)对控制信号的响应是快速和可重复的5(4)参数设置的范围很广，确保它可对广泛的应用对象进行配置5(5)采用模块化设计，配置非常灵活5(6)脉宽调制的频率高，因而电动机运行的噪音低5(7)详细的变频器状态信息和信息集成功能5(8)有多种可选件供用户选用：用于与PC 通讯的通讯模块，基本操作面板（BOP），高级操作面板（AOP），用于进行现场总线通讯的PROFIBUS 通讯模块5(9)磁通电流控制（FCC），改善了动态响应和电动机的控制特性5(10)快速电流限制（FCL）功能，实现正常状态下的无跳闸运行5(11

24、)内置的直流注入制动5(12)加速/减速斜坡特性具有可编程的平滑功能5(13)具有比例，积分（PI）控制功能的闭环控制5(14)多点V/f 特性5(15)过电压/欠电压保护5(16)变频器过热保护53.1.3 压力传感器选型设定供水压力经验数据：平房供水压力P=0.12MPa；楼房供水压力5：P=（0.08+0.04楼层数）MPa根据45米楼层高度，楼层数为15，则P=（0.08+0.0415）=0.68 MPa。压力传感器选用诺仪牌NY-BPS308V0-10扩散硅压力传感器，该压力传感器准确度高，稳定性好，体积小，重量轻，安装、调试、维护方便，适用于测量无较强腐蚀性的液体、气体、粘稠流体等

25、。表3.4所示为它的常用参数。表3.4 NY-BPS308V0-10扩散硅压力传感器参数测量范围输出信号电源电压接口尺寸防爆等级防护等级-100-120000（kPa）0-10V电压信号24（V）M20*1.5（mm）Ex(ia)CT6IP653.1.4 水泵选型 水泵的选型，要从输送流量、扬程、管网布置等因素出发。输送流量直接关系到整个系统的运行能力。选择时，需根据最大流量同时兼顾正常流量。扬程一般要用放大5%10%余量来选择。通过查阅文献，得到20002012年全国用水总量情况及20002012年全国用水结构6，分别如图3.2、3.3。图3.2图3.32012年我国人口总数13.54亿，可

26、以算出人均日生活用水量为：728.8(13.54366)0.147。180户居民，平均一户4人，则一天总用水量为：0.1471804=105.84。考虑到一些不可控因素，选择总用水量为120立方米。由于居民生活用水存在高峰期，一般为12时到2时、19时到21时，总共5个小时，则水泵的最大流量为1205=24/h。根据楼高45米，可以选择扬程为60米的水泵。即选择的水泵为GDL型65GDL24-125立式多级管道离心泵，如图3.4。该款水泵的技术参数如下：流量：24/h； 扬程：60m；功率：7.5kw； 吸程：6m；转速：2900r/min；工作压力：2.5Mpa。图3.4水泵实物图3.2资源

27、分配3.2.1 PLC的I/O分配（1）数字量输入本系统中，需要的数字输入量共10个，包括各种控制按键、开关等，如表3.2所示。表3.5 数字量分配（2）模拟量输入因为采集了压力传感器反馈的数据，所以模拟量从EM235模块输入，具体分配如表3.6。表3.6 模拟量分配输入地址输入设备AIW0压力传感器（3）数字量输出系统主要的输出设备有6个交流接触器，分配如表3.7。表3.7 数字量输出分配输出地址输出设备输出地址输出设备Q0.01#泵工频接触器Q0.32#泵变频接触器Q0.11#泵变频接触器Q0.43#泵工频接触器Q0.22#泵工频接触器Q0.53#泵变频接触器3.2.2 MICROMAST

28、ER变频器参数分配在本控制系统中，PLC和MICROMASTER变频器采用了USS通信方式，首先需要对变频器的参数进行设置，如表3.8所示。表3.8 变频器参数设置3.3电路接线图主电路部分使用了6个交流接触器，每两个交流接触器作为一组，分别对应电机的两种工作模式：工频运行和变频运行。KM1、 KM3、 KM5分别为电动机M1 、M2 、M3工频交流接触器，KM0、 KM2 、KM4分别为电动机M1、M2、 M3 变频变频交流接触器。热继电器(FR)是利用电流的热效应原理工作的保护电路，它在电路中起到的作用是电动机的过载保护。熔断器（FU）作为电路中的一种简单的短路保护装置,在使用中，当电流超

29、过允许值时，产生的热量会把和主电路串接的熔体熔化，这样就可以切断电路，防止电气设备短路和严重过载。图3.5主电路接线图控制电路部分如图3.6所示：图3.6 控制电路接线图47第4章 软件设计4.1软件设计的常用方法PLC控制程序是整个系统的核心，程序的质量直接影响着控制系统的性能。PLC控制程序设计具有一定的规律可循，对于一些特定的功能通常有相对固定的设计方法。(1)采用移植设计法的应用程序设计：移植设计法主要是用于对原有机电控制系统进行改造3。PLC取代“继电器接触器”控制已是大势所趋，然而原有的“继电器接触器”控制系统经过了长期的使用和考验，已被证明完全能够完成系统的控制功能要求3。因此，

30、可以将“继电器接触器”电路图经过适当“翻译”，转化为有相同功能的PLC梯形图程序，这种方法称为“移植设计法”3。(2) 采用经验设计法的应用程序设计：经验设计法，即在一些典型的控制电路程序的基础上，根据系统功能要求，进行选择组合，并反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能达到控制要求3。经验设计法无规律可循，一般用于较简单的程序设计3。(3) 采用逻辑设计法的应用程序设计：逻辑设计法是以逻辑组合或逻辑时序的形式来设计梯形图程序，可分为组合逻辑设计法和时序逻辑设计法两种3。这种方法既具有严密可循的规律、明确可行的设计步骤，又具有简便、直观和十分规范的特点3。(4)采用控制

31、功能图设计法的应用程序设计：如果一个系统可分解为若干个独立的控制动作，且这些动作必须严格按照一定的先后次序执行才能保证生产过程的正常进行，这样的控制系统为顺序控制系统3。控制功能图设计法就是针对顺序控制系统的设计方法，根据顺序控制系统的功能要求，编程可以使用通用逻辑指令、置位/复位指令、SCR指令等不同的方法设计出顺序功能图，然后可以很方便地将功能图转化为PLC梯形图3。4.2程序流程图本系统的软件开发采用顺序功能图设计法进行，包括以下几个程序模块：(1)USS通讯协议程序；(2)控制按键、开关的识别与控制程序；(3)压力传感器的数据采集、处理程序；(4)PID回路控制程序。本设计通过软件所要

32、实现的主要功能是：基于日后系统的检测维修、降低操作员劳动强度等方面的考虑，作者把控制过程分为手动模式和自动模式，模式选择流程图如图4.1所示。手动模式下，每个设备能够单独运行，便于设备性能的测试与设备维护，如图4.2。开始否手动控制？是自动模式手动模式图4.1 模式选择流程图图4.2 手动模式流程图系统供电且自动控制开关按下时，系统处于自动控制状态，可进行高效率的生活用水供给，工作过程分为以下几个方面，生活供水工作流程图如图4.3所示。(1)系统上电后，按下自动控制开关，进入自动模式。(2)变频启动1#泵，同时压力传感器开始检测管内压力。(3)管内压力小于设定值，变频启动2#泵，1#泵工频工作

33、；大于设定值，水泵变频调节。(4)管内压力大于设定值，1#、2#泵工频工作；小于设定值，1#泵变频、2#泵工频工作。(5)管内压力仍大于设定值，断开1#泵；小于设定值，2#泵变频，1#泵工频。自动模式变频器启动1#泵管内水压小于设定值？否是1#泵变频工作，工频启动2#泵管内水压大于设定值？否是1#泵、2#泵工频工作否管内水压大于设定值？是1#泵工频工作，2#泵变频工作2#泵工频工作，1#泵停止图4.3 自动模式生活供水流程图突发火灾，需要紧急消防供水时，消防按钮按下，压力传感器反馈值小于设定值， 3#泵变频启动，消防供水流程图如图4.4所示。需要注意的是，1#泵、2#泵仍按照生活供水流程图工作

34、，即三台泵共同保障供水。自动模式消防按钮按下管内水压小于设定值？否是工频启动3#泵是反馈值大于设定值？否是断开3#泵工频图4.4 消防供水流程图在整个自动模式中，调用了各个控制系统的程序，包括1#泵、2#泵、3#泵的控制程序。1#泵的控制程序主要控制1#泵的运行、停止和变频调速，工作流程图如图4.5所示；2#泵的控制程序主要控制1#泵的运行、停止和变频调速，工作流程图如图4.6所示；3#泵作为消防用水辅助泵，它的控制程序主要控制3#泵的运行、停止和变频调速，工作流程图如图4.7所示：自动调节过程反馈值小于设定值？1#泵运行控制否是1#泵变频控制1#泵工频控制是启动PID运算2#泵运行控制反馈值

35、小于设定值？否是定时5s启动延时到？否是图4.5 1#泵的控制程序流程图否反馈值小于设定值？切除运行于工频的泵2#泵运行控制是2#泵工频控制2#泵变频控制启动PID运算反馈值小于设定值？否是定时5s启动是否延时到？图4.6 2#泵的控制程序流程图自动调节过程反馈值大于设定值？3#泵运行控制否是3#泵工频控制断开3#泵工频控制启动PID运算否反馈值小于设定值？是定时5s启动是延时到？否图4.7 3#泵的控制程序流程图停止1#水泵的工频运行程序：控制1#泵在工频运行、2#泵在变频运行状态下时，压力传感器检测的水压在某个时间段持续偏高，这时候句需要停止工频工作的1#水泵。停止工频运行程序流程图如图4

36、.8所示。停止工频运行程序停止运行于工频的1#泵，其他不变启动PID运算反馈值小于设定值？是定时5s启动是延时到？否是反馈值小于设定值？1#泵停止1#泵控制程序图4.8 切除工频运行程序流程图4.3 PID运算实现PID运算有两种方法：利用变频器内置的PID运算或者PLC的PID控制器。若使用PLC的PID控制器，则在梯形图程序中使用PID指令或者使用PID指令向导，在梯形图程序中用PLC的特殊功能寄存器SM0.0或者SM0.1调用即可。需要注意的是，SM0.0在系统运行时，始终是高电平；SM0.1则仅仅在第一个扫描周期中是高电平。本次设计，PID运算部分采用的便是后者，具体梯形图程序如附录1

37、所示。4.4 各模块梯形图设计在程序设计过程中，为了方便编程以及修改，把需要用到的许多寄存器、中间继电器、定时器等元件列表如下。表4.1 元件设置根据元件设置进行梯形图程序的编写，编写后的梯形图程序如附录1所示。4.5程序调试打开编写好的梯形图程序，先将PLC置于“STOP”状态，然后将程序下载到PLC中，最后将PLC切换到“RUN”状态，运行程序，打开梯形图状态监控。首先进行手动模式调试，按下I0.1，依次检测I0.5、I0.6、I0.7、I1.0、I1.1、I1.2对应的功能。手动功能实现后，按下I0.0停止，进行自动模式检测，按下I0.2，仔细观察、记录、分析每个程序段对应的输出量、交流

38、接触器以及电机的动作，反复调试，直到达到设计的功能要求。第5章组态监控界面设计5.1 King View组态王King View组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成2。工程管理器：用于新工程的创建和已有工程的管理，对已有工程进行搜索、添加、备份、以及数据词典的导入、导出等功能2。工程浏览器：用于创建监控画面、监控设备以及相关变量、动画链接、命令语言及设定运行系统配置2。运行系统：工程运行界面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器的动画设计实现人与控制设备交互操作2。5.2监控画面设计监控画面绘制过程简述如下：从开始菜单启动组态王6.53资源管理器窗口，如图5.1所示

39、：图5.1在资源管理器窗口里点击新建按钮，输入项目名称，选择保存路径，单击“创建”按钮，一个新的工程就建立了。然后进行变量的添加，方法是在图5.2所示的窗口中双击变量管理器，出现一个新窗口。右键单击右边窗口，然后创建一个新变量，选择变量的类型，最后保存即可，如图5.3所示。图5.2图5.3变量添加好后，进行主画面的绘制，绘制后的主画面如图5.4。图5.45.3水压显示设计在图5.4所示主画面中的报表窗口输入静态文字“水压”、“Mpa”、“值班人”，然后在B1中插入动态变量“本站点/水压”，这样，水压就可以在组态监控界面上实时显示，达到了设计的要求。结 论本论文研究的是高层建筑恒压供水系统，设计

40、的核心是PLC和变频器，利用西门子S7-200系列PLC CPU226强大而灵活的控制功能和MICROMASTER变频器优良的变频调速性能，实现了恒压供水的控制。该系统按实际需要,使用数据传送指令，在梯形图程序中设定压力给定值，根据压力差调整水泵的工作情况，进行水泵的工频/变频控制，高压时水泵工作方式的切换甚至停止，发生火灾时，辅助泵的工频启动，实现恒压供水。在启动时压力波动小，可控制在给定值的2范围内。且设计能够满足生活用水、消防用水，即通过控制1#泵、2#泵保障日常生活用水，消防紧急用水时，3#泵进入工频运行模式。由于设计了组态监控界面，工作人员不需要频繁在一线操作，还可以实现远程监控。在

41、将来，人力的节省、供水质量的提高、劳动强度的减轻、管理费用的节约等优势将使本系统得到更为广泛的应用。不过，受限于实验室条件，本次设计自动化程度还是有待提高之处，主要体现在许多辅助功能无法实现，比如蓄水池水位检测，楼层供水液位实时监控，水泵电机的多段调速。在以后的恒压供水工程实施中，水泵组的电气控制柜可以使用不同的按钮代替本次设计使用的自锁按钮，比如旋钮，触点触发式，旋转复位按钮等。目前，国内外关于本供水系统方面的研究中，在能适应不同的控制性能、PLC网络通讯、用水场合多样化、同时兼顾系统自动化程度等方面还有一定的提高空间。因此，有待于进一步研究本课题的潜在附加功能，使它的自动化水平能够变得更高

42、，在楼层供水行业中占得更加广阔的市场。致 谢对于这次毕业设计的顺利完成、毕业论文的撰写与完善，我十分感谢我的导师石万里老师！本设计从选题到主体控制方案的定夺，我的导师都对我给予了很大的帮助与指导。在硬件的制作、PLC梯形图程序的编写、组态监控界面的设计中，老师给我讲解了PLC的许多经典应用、模块化的编程思维以及组态监控界面的程序设计。系统硬件与梯形图程序、硬件与组态监控的调试中，老师丰富的调试方法，也是深深地让我折服。在这两个多月时间里，老师常常花费他宝贵的工作时间，陪我在实验室编写程序，调试。他渊博的知识、严谨的治学态度、崇高的敬业精神与为人师表的典范，使我受益匪浅。在此，谨向我的导师表示最

43、衷心的感谢。最后，我要感谢关心我们论文撰写的各位学院领导和老师们，感谢你们四年来的悉心栽培！参考文献1 谢丽萍，王占富，岂兴明.西门子S7-200系列PLC快速入门与实践. Z.北京：人民邮电出版社，2010.5（工业自动化实用技术丛书）.2 北京亚控科技发展有限公司技术部.6.5初级培训教程King View组态王. Z .2009.6.3 高安邦，石磊，张晓辉.西门子S7-200/300/400系列PLC自学手册. Z.北京：中国电力出版社，2012.3.4 西门子（中国）有限公司.西门子S7-200中文系统手册.5 西门子（中国）有限公司.MICROMASTER 420通用型变频器使用大全.6 张燕宾.变频调速应用.实践机械工业出版社，2002:244-251.7 2014年中国水务行业市场发展现状EB/OL .附 录附录1：梯形图程序附录2：外文文献PLC technique discussion and future developmentAlong with the developme