高楼变频恒压供水系统设计.pdfVIP

小区高楼变频恒压供水

控制系统设计

摘要

随着我国社会经济的发展，城市设发展十分迅速，同时也对基础设施设提出

了更高的要求。城市供水系统的设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、

经济性直接影响到用户的正常工作和生活。随着人们对供水质量和供水系统可靠性要

求的不断提高，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计出高性能、高

节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。

本文首先根据管网和水泵的运行特性曲线，阐明了供水系统的变频调速节能原理;

具体分析了变频恒水压供水的原理及系统的组成结构，通过研究和比较，得出结论：

变频调速是当今国际上一项效益最高、性能最好、应用最广、最有发展前途的电机调

速技术。因此本文以采用变频器和PLC组合构成系统的方式，以某居民小区水泵电动

机控制系统为对象，逐步阐明如何实现水压恒定供水。

进行了控制系统的主电路设计，控制电路设计。对输入输出点进行了统计，共有

13个输入输出点，根据PLC的选型原则，设备选用了在生产中应用最为广泛的西门子

公司生产的S7-200系列(CPU222)的PLC和MM430泵类专用的变频器，利用变频器的本

身自有的软后动功能实现水泵电机的后动。在控制过程中，电控系统由57-20()完成，

PID控制由变频器的内置PTD控制方式完成，根据控制系统软硬件设计和控制要求，

结合变频器的功能参数表预置了相关的参数。在介绍了PLC的编程方法的基础上，选

用了适合初学者的逻辑代数编程，写出了恒压变频供水的逻辑代数，并设计了梯形图，

利用PLCSIM仿真软件进行了仿真，仿真的结果表明了设计程序的正确性。利用了WinCC

组态软件设计了高楼变频恒压供水控制系统的界面，界面可动态反映水泵变频供水的

工作状态。最后对恒压供水进行了经济效益分析，分析的结果表明具有明显的节能效

益。

关键词：恒压供水，变频调速，PLC,设计，仿真

目录

第一章绪论1

1.1引言1

1.2本课题产生的背景和意义2

1.3变频恒压供水的现况2

1.3.1国内外变频供水系统现状2

1.3.2变频供水系统应用范围3

1.4本人的主要工作3

第二章变频恒压供水的理论析4

2.1水泵的工作原理4

2.2供水电机的搭配4

2.3水泵的调节方式5

2.4恒压供水系统的能耗析6

2.5供水系统的安全性问题7

2.5.1水锤效应7

2.5.3水锤效应的消除8

2.5.4延长水泵寿命的其他因素8

第三章变频恒压供水控制系统硬件的设计9

3.1变频恒压供水控制系统的构成方案9

3.2变频恒压供水系统的控制方案10

3.3供水设备的选择原则n

3.4参数的计算与供水设备选型12

3.4.1水泵的参数计算与型号的选择12

3.4.2变频器的选择12

3.4.3压力传感器的选择14

3.4.4水位传感器的选择14

3.4.5其他低压电器的选择14

3.5PLC的选型15

3.5.1I/O点的统计15

3.5.2PLC选型的基本原则15

3.5.3I/O的配16

3.6系统硬件线路设计16

3.7PID参数的预置17

第四章变频恒压供水控制系统软件的设计19

4.1常用编程方法19

4.L1经验设计法19

4.1.2翻译设计法19

4.1.3逻辑代数设计法20