基于plc的水廠變頻調速恒壓供水系統設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 畢 業 設 計基于 PLC 的水廠變頻調速恒壓供水系統的設計Waterworks Frequency Control of motor speed constant pressure water supply system design Based on PLC學院 計算機與電子信息專業 測控技術與儀器 班級 測控 071 班 畢 業 設 計 任 務 書院（系）： 計算機與電子信息學院 專業 測控技術與儀器 一、畢業設計課題 基于 PLC 的水廠變頻調速恒壓供水系統設計 二、畢業設計工作自 2022 年 3 月 21 日起至 2022 年 6 月 20 日止三、畢業設計進行地點 測控專業實驗室 四、畢業設計的內容要求：(1)到茂名河 東 水廠進行實習調 研，明確其供水狀況和變頻調速恒壓自動控制供水監控要求。 (2)學習可編程序控制器 (PLC)及組態王監控軟件。 (3)設計基于“組態王”的泵站監測系統。 (4)設計以西門 子 S7200 為下位機的泵站控制系統； (5)系統仿真調試 。 (6)編寫畢業設計說 明書。 (7) 查閱 20 篇以上參考文獻，其中外文文獻不少于 5 篇并翻譯 1 篇。完成 1 篇不少于 2 萬字的畢業設計報告，報告要寫作規范、內容正確、條理分明、語言流暢、結構嚴謹。圖紙、實驗數據各種標準資料的運用和引用符合學校和學科 ( 專業 ) 國家標準規定。 接受畢業設計任務開始執行日期 2022 年 3 月 21 日學生簽名: i摘 要隨社會經濟的迅速發展，人們對供水質量和供水系統可靠性的要求不斷提高。本設計是針對居民生活用水而設計的。在對茂名河東水廠進行調研，對工業控制計算機可編程序控制器及組態王監控軟件基本性能特點進行充分分析和研究的基礎上，本文提出西門子 S7200 系列作為下位機的方案。由變頻器、PLC 及 PID 調節器組成控制系統來調節水泵的輸出流量。電動機泵組由三臺水泵和一臺輔助泵并聯而成，由變頻器或工頻電網供電，根據供水系統出口水壓和流量來控制變頻器電動機泵組之間的切換及速度，使系統運行在最合理的狀態，保證按需供水。上位機本文采用“組態王”為監控軟件。調試和仿真運行表明，該系統能夠對供水過程進行自動控制，能夠有效地降低能耗，保證了供水系統維持在最佳運行狀況，提高生產管理水平。該監控系統安裝維護方便，運行穩定可靠。監控軟件功能齊全，人機界面友好，使用方便。關鍵字：PLC、變頻調速、恒壓供水、組態王系統、PIDAbstractWith the rapid development of social economy, and water quality and water supply people to improve the reliability of the system design is designed for residents of water. On the basis of research on pumping station in MaomiHedong Waterworks and analysis and research on the basic capability of industry control puter PLC and state view software, This paper put forward Siemens s7200 for lower level puter inverter, PLC and PID adjustor position control system, adjust the water pump output flow. Motor pump group of three pumps and a auxiliary pump parallel and bee, by inverter or industrial frequency power supply, according to the water supply system to control the pressure and flow export of frequency switching between motor pump group, so the system and speed in the most reasonable position, make sure ondemand water supply. a kingview for the monitoring software .Commissioning and operation shows that the system can be automatic control of water supply process can effectively reduce the energy consumption and ensure the water supply system to maintain in the best operation condition, improve production management level. Monitoring systems easy installation and maintenance, operation is stable, reliable。 Monitoring software function is wellfound, friendly manmachine interface, easy to use. Key Words: PLC, variable frequency speedregulating, constant pressure watersupply King View, PIDi目錄摘 要 .............................................................IABSTRACT...........................................................II第一章緒論 ..........................................................1變頻調速恒壓供水系統產生 的背景及其研究意義 ........................1變頻調速恒壓供水技術簡介 ..........................................2 國內外變頻恒壓供水的現狀 ..................................2 變頻調速恒壓供水系統的特點和應用范圍 ......................3 變頻恒壓供水的發展趨勢 .....................................4 課題來源及本文研究的主要內容 ..................................4第二章 變頻調速恒壓供水系統的理論分析 ...............................6 供水系統的基本特性 ............................................6 水泵的主要參數 .............................................6 水泵的供水特性 .............................................7 水泵的工作點確定 ...........................................8 水泵的工作點調節 ...........................................9 三相異步電動機的調速 .........................................11 異步電動機調速原理 .......................................11 調速方法 .................................................11 本章總結 .....................................................13第三章 變頻調速恒壓供 水系統的設計 ..................................14 變頻恒壓控制原理 .............................................14 變頻恒壓控制系統方案 .........................................14 變頻恒壓控制系統方案設計 ..................................14 變頻恒壓供水系統控制方框圖和組成原理框圖 ..................15 變頻調速恒壓供水系統的控制流程 ............................18 變頻調速恒壓供水系統中加減水泵的條件分析 ..................19 本章小結 .....................................................22第四章 變頻調速 恒壓供水系統的 PID 調節 ..............................23 變頻調速恒壓供水的 PID 調節 ...................................23 PID 控制及其控制算法 ......................................23ii 變頻調速恒壓供水的 PID 調節過程 ...............................25 變頻調速恒壓供水的 PID 調節過程分析 .......................25 變頻器 PID 控制功能參數設置 ................................26 本章小結 .....................................................28第五章 變頻調速恒壓供水系統的硬件設計 ..............................29 恒壓供水系統電控系統組成 .....................................29 主電路設計 ...............................................29 電氣控制電路設計 ..........................................30 變頻恒壓供水系統的硬件 .......................................32 PLC 及其擴展模塊的選型 ....................................32 變頻器的選型 ..............................................33 壓力變送器及數顯儀的選型 ..................................35 水泵機組的選型 ...........................................35 系統可靠性措施 ...............................................35 本章小結 .....................................................36第六章 PLC 程序設計 .................................................37 PLC 程序設計方法 ..............................................37 供水系統控制程序 .............................................39 本章小結 .....................................................42第七章 水廠監控網絡的設計 ...............