成都理工大学工程技术学院自动化专业课程设计报告
降温系统
姓名：邢伟测井
学号：201120307217
专业：2011级自动化
指导教师：幸晋渝老师
目录
第一章恒压供水的概念引入 (1)
1.1 绪论 (1)
1.2本课题的主要研究内容 (3)
第二章系统的控制方案 (4)
2.1 变频恒压供水系统的理论分析 (4)
2.2 变频恒压供水系统控制方案的确定 (4)
第三章系统的硬件设计 (6)
3.1PLC及其扩展模块的选型 (6)
3.2 变频器的选型 (7)
3.3 系统主电路分析及其设计 (8)
3.4 PLC的I/O端口分配 (9)
3.4.1基于PLC的变频恒压供水系统设计的基本要求 (9)
渝安集团3.4.2控制系统的I/O点及地址分配 (10)
3.5恒压供水系统控制电路的设计 (11)
第四章组态画面的设计 (11)
4.1人机界面、EV5000的引入 (11)
中国思维
4.2 制作一个最简单的工程 (13)
4.3恒压供水系统组态的建立 (16)
第五章系统的软件设计 (18)
5.1 系统软件设计分析 (18)
5.2 PLC程序设计 (20)
第一章恒压供水的概念引入
江西中医学院图书馆1.1 绪论
随着社会的发展和进步，城市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；另一方面要求供水的可靠性和安全性。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控制的恒压无塔供水系统。恒压供水系统就是生活用水的恒压控制系统。恒压供水保证了供水的质量，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。 传统的供水方式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式，其优、缺点如下：
(1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。 (2) 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵在低效段工作。
(3) 水塔高位水箱供水具有控制方式简单、运行经济合理、短时间维修或停电可不停水等优点，但存在基建投资大，占地面积大，维护不方便，水泵电机为硬起动，启动电流大等缺点，频繁起动易损坏联轴器，目前主要应用于高层建筑。
(4) 液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式易漏油，发热需冷却，效率低，改造麻烦，只能是一对一驱动，需经常检修；优点是价格低廉，结构简单明了，维修方便。
(5) 单片机变频调速供水系统也能做到变频调速，自动化程度要优于上面4种供水方式，但是系统开发周期比较长，对操作员的素质要求比较高，可靠性比较低，维修不方便，且不适用于恶劣的工业环境。
理性主义
综上所述，传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源；效率
低；可靠性差；自动化程度不高等缺点，严重影响了居民的用水和工业系统中的用水。目前的供水方式朝向高效节能、自动可靠的方向发展，变频调速技术以其显着的节能效果和稳定可靠的控制方式，在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用，特别是在城乡工业用水的各级加压系统，居民生活用水的恒压供水系统中，变频调速水泵节能效果尤为突出，其优越性表现在：一是节能显著；二是在开、停机时能减小电流对电网的冲击以及供水水压对管网系统的冲击；三是能减小水泵、电机自身的机械冲击损耗。
基于PLC和变频技术的恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，同时系统具有良好的节能性，这在能源日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。
下面是一个两泵生活恒压供水系统。如图所示，市网来水用高低水位控制器EQ来控制注水阀MB1，它
们自动把水注满储水池，只要水位低于高水位，则自动往水箱中注水。水池的高/低水位信号也直接送给PLC，作为低水位报警用。为了保证供水的连续性水位上下限传感器高低距离不是相差太大。生活用水使用两台泵。两台泵根据生活用水的多少，按一定逻辑控制运行，使生活用水在恒压状态（生活用水低恒压值）下进行。
恒压供水系统工艺流程图
恒压供水系统的基本要求是：
1.生活供水时，系统应在低恒压值运行。
2. 两台泵根据恒压的需要，采取“先开先停”的原则接入和退出。
3. 在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过3h，则要切换到下一
台泵，即系统具有“倒泵功能”，避免某一台泵工作的时间过长。
4 两台泵在启动时要有软启动功能。
5. 要有完善的报警功能。
6 对泵的操作要有手动控制功能，手动和自动都要用PLC进行控制，手动只在
应急或检修时临时使用。
7. 要实现触摸屏对PLC的控制。（触摸屏用步科MT4300C触摸屏）
1.2本课题的主要研究内容
本设计是以小区供水系统为控制对象，采用PLC和变频技术相结合技术，设计一套城市小区恒压供水系统，保证了整个系统运行可靠，安全节能，获得最佳的运行工况。
PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统，本设计中有2台水泵，水泵的启停。它的设计要求：
（1）根据主管道给出的压力信号决定水泵的启停，当压力低于正常压力时启动一个水泵，10s后仍低，则启动下一台；当压力高于正常压力时。切断一台水泵，10s后高压信号仍存在，切断下一台。
（2 ）恒压供水系统主要是由2个水泵完成对主管道供水压力的维持，考虑到电机的保护，要求2台水泵的运行时间和频率尽可能一致。也就是说，需要接通时，首先启动停止时间最长的那台，而需要切断时则先停止运转时间最长的那台。
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