可编程控制水泵供水装置的设计与实现

摘要

由于城市建筑物高层和超高层的不断增加，建筑物楼宇供水矛盾日益突出。如采用高层水箱供水存在供水压力不稳定、二次污染和能源消耗等问题。随着可编程控制技术和变频技术的发展，可编程控制供水系统逐渐为社会接受。可编程控制供水系统通常在控制方面采用可编程控制器进行控制，在调速方面采用变频器进行速度调节，用压力变送器作为管网压力的信号采样和反馈信号与压力设定的信号进行比较，再经过PID调节器进行比例、积分、微分控制的运算和控制参数的设置，通过输出作为变频器频率给定值，从而调节电动机的转速，使管网压力维持恒定。
　　在供水系统设计中因考虑到的使用环境是高层建筑物，用水量的需求是根据季节变换和气候变化经常要进行调整，而供水系统的控制要求系统工作可靠，操作简单。因此对供水系统的总体设计中采用可编程控器来对水泵电机的启动、停止和切换进行控制及对系统运行中出现的故障进行处理;使用PID调节器来实现系统的闭环控制;而水泵电机的驱动则采用一台变频器分别控制三台水泵电机;变频器在开环运行状态下工作，由PID调节器的输出（4～20mA电流）作为变频器的频率给定信号;供水管网中的压力则通过压力变送器转换为4～20mA的电流信号反馈到PID调节器，最终使供水系统的管网压力保持稳定。
　　本课题就是研究设计基于可编程控制供水系统问题的解决，其设计内容包括可编程控制器的程序运行环节，利用变频控制部分和检测部分，执行检测管网压力和电机运行的参数并送至控制器中，通过控制器实现电机控制和自动控制的功能，对于提高供水效率，同时降低能耗等方面具有重要的现实意义。经过全面细致的测试后，已经得到了实际使用，系统运行稳定，功能比较完善，圆满地达到了当初系统设计的目的。

目录

声明

摘要

引言

1 系统的理论分析

1．1 课题的提出

1．2 系统研究现状

1．3 可编程控制器概述

1．3．1 可编程控制器的含义

1．3．2 可编程控制器的特点

1．3．3 可编程控制器的硬件结构

1．3．4 可编程控制器的软件组成

1．3．5 可编程控制器的编程语言

1．3．6 可编程控制器的工作原理

1．3．7 可编程控制器的程序设计方法

1．3．8 三菱可编程控制器简介

1．4 本课题的主要研究内容

2 系统的方案设计

2．1 系统的组成及原理

2．2 系统的水泵切换条件分析

3 系统的硬件设计

3．1 系统主要设备的选型

3．1．1 可编程控制器的选型

3．1．2 压力变送器的选型

3．1．3 压力控制器的选型

3．1．4 变频器的选型

3．1．5 水泵机组的选型

3．2 系统主电路分析及其设计

3．3 可编程控制器的I／O端口分配及外围接线图

3．3．1 可编程控制器输入／输出接线端口的接线

3．3．2 压力变送器的接线

3．3．3 压力控制器的接线

3．3．4 变频器的接线

3．3．5 系统的总接线图

4 系统的软件设计

4．1 系统设计方法

4．2 PLC程序设计

4．2．1 系统的流程图设计

4．2．2 系统的梯形图设计

4．2．3 系统的指令语句编写

4．3 控制器参数整定

4．3．1 压力变送器参数整定

4．3．2 变频器参数整定

4．4 可编程控制器编程软件的使用

4．4．1 SWOPC-FXGP／WIN-C编程软件的功能

4．4．2 SWOPC-FXGP／WIN-C软件编程

5 可编程控制供水系统的调试及测试

5．1 系统的测试目的

5．2 系统的测试方法

5．3 系统的测试结果

结论

参考文献

附录A 梯形图程序

附录B 指令语句代码

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢