1、 毕毕 业业 论文论文（设设 计计） 题目：恒压供水系统设计 姓 名 ： 学 号 ： 专 业 ： 班 级 ： 指导教师： I 摘要 本论文设计了以变频调速技术为基础的恒压供水系统， 该系统综合运用 变频调速技术以及自动控制技术，实现了恒压供水的控制，保证了供水系统随 时维持在最佳运行状况。系统主要由 PLC、变频器、压力变送器以及泵组等组 成供水闭环控制系统。控制系统是由变频器控制水泵的转速以调节供水量，采 用变频调速方式自动调节水泵电机转速或加、减泵，自动完成泵组软启动及无 冲击切换，这样的切换过程有效地减少了泵的频繁起停。 关键词 变频调速 恒压供水 PLC 目 录 1 前 言 . - 1
2、 - 1.1 选题背景 - 1 - 1.2 研究意义 - 1 - 1.3 主要设计内容 - 2 - 2 变频供水技术 . - 2 - 2.1 供水的模式 - 2 - 2.1.1 传统供水模式 . - 2 - 2.1.2 变频调速供水 . - 3 - 2.2 供水系统的基本特性 - 3 - 2.3 变频调速原理 - 4 - 2.4 水泵调速运行的节能原理 - 5 - 2.5 电机变频转工频原理 - 6 - 3 PID 在恒压供水中的应用 . - 7 - 3.1 PID 控制原理 . - 7 - 3.2 经典 PID 控制及调节 . - 7 - 4 系统设计 . - 10 - 4.1 设计原理.
3、- 10 - 4.2 系统方案 - 10 - 4.3 系统的硬件设计 - 12 - 4.3.1 主回路设计 - 12 - 4.3.2 PLC 的 I/O 点分配 . - 13 - 4.3.3 控制回路设计. - 13 - 4.4 变频器 - 14 - 4.5 软件设计 - 16 - 5 结论 - 24 - 参 考 文 献 . - 25 - 致 谢 . - 26 - - 1 - 恒压供水系统设计 1 前 言 1.1 选题背景 近年来，随着居民区的不断扩建与改造，楼房层数的不断加高，我国居民用 水难问题越来越突出， 特别是高层建筑居民， 原有的自来水管网的压力出现不足， 大部分地区普遍存在着用水高
4、峰期高层供水压力不够， 高层居民经常出现用水难 问题， 给生活带来极大的不便， 特别在大城市这类问题特别突出。 针对上述问题， 本文设计了恒压供水系统。 1.2 研究意义 （1）提高供水质量 用户用水的多少是经常变动的，因此供水不足和供水过剩的情况时有发生。 而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多则压力小，用水 少则压力大。保持供水系统的压力恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水 多时供水也多，用水少时供水也少，压力保持恒定，从而提高了供水的质量。 （2）节约能源 用变频调速来实现恒压供水，与调节出水口阀门来实现恒压供水相比较，节 能的效果是非常显著的。以下是一净水站的节能
5、计算资料（采用单台变频器控制 大泵） ：配用变频器前 U1=380V，I1=526A，P1=200KW，配用变频器后 U1=380V， I1=421A，P1=160KW。 1电动机节能计算 1 配用变频器前年消耗电能（按每天工作 16h，每年工作 300 天计） W1=200*16*300=960000KW.h 2 用变频器后年消耗电能 W1=160*16*300=768000KW.h 3 年节约电能 W=960000-768000=192000KW.h - 2 - 2年节能总计 如果每千瓦时电能的电费按 0.5 元计，则年节约电费 Y=0.5*192000=96000 元。 我国的资源目前已处于非常紧张的状态，由以上分析可知， 研究恒压供水系 统是非常有经济意义的。 1.3 主要设计内容 本设计了解了建筑物供水的基本方法，了解恒压供水的原则、需要检测的 参数及控制方式。 选择通用变频器及 PLC 与压力变送器等配置了变频调速恒压 供水系统，通过 FX2N 系列 PLC 实现异步电机的调速控制。在了解了控制要求 的情况下完成了系统硬件电路的设计， 包括控制系统的 I/O 点分配和电气控制 系统原理图的设计等，另外还完成了软件的
