论文总字数：13444字

摘 要

：本文是以小区的生活供水要求为前提，针对传统供水的缺点，设计了以PLC为主控制器，配合变频器的变频恒压供水系统，为保证良好运行状态，采用组态软件加以监控。本系统有三台水泵，两台运行，一台备用。利用变频器对水泵电机进行变频调速，当检测到水压信号时，压力变送器将信号送入PLC，并用PID进行调节，从而达到控制变频器频率和输出电压的效果，进而可以改变电机转速，以此来实现恒压供水。通过组态软件来实时监控，确保了运行的动态显示和数据的查询。

关键词：变频调速 ， 恒压控水 ， PLC ，组态软件

Abstract: According to the requirement of water supply in a living area, this subject designs a set of variable frequency constant pressure water supply system based on PLC control, and uses configuration software to develop a good operation management interface. The variable frequency constant pressure water supply system consists of programmable controller, frequency converter, water pump unit, pressure sensor, industrial control computer, etc. .This system includes three water pump motors, which form a frequency conversion cycle operation mode. The inverter is used to realize soft start and variable frequency speed regulation of the three-phase water pump motor, and the principle of "start first, stop first" is adopted for operation switching. The pressure sensor detects the current water pressure signal, and sends it to PLC for PID calculation after comparing with the set value, so as to control the output voltage and frequency of the frequency converter, and further change the rotating speed of the water pump motor to change the water supply quantity, and finally keep the pressure of the pipe network stable near the set value. Through the connection between the industrial personal computer and PLC, the configuration software is adopted to complete the system monitoring, thus realizing the dynamic display of the running state and the inquiry of data and alarm. .

Key words: variable frequency speed regulation, Constant pressure water supply, PLC, Configuration journal

目录

1 绪论 4

1.1供水控制系统的背景 4

1.2 本课题研究的主要内容 4

2 系统总体方案设计 5

2.1 系统设计要求 5

2.2 系统总体设计 5

3 系统硬件设计 6

3.1 主回路设计 6

3.2 PLC控制系统设计 7

3.3 系统输入/输出与PLC的硬件连接 9

3.4 变频器 12

3.5 变频恒压供水传感器 12

4系统软件设计与实现 13

4.1 S7—200编程语言与编程器 13

4.2 PLC程序设计 13

5组态王监控界面的设计 17

5.1 组态王6.53简介 17

5.2 S7-200 PLC的网络通信协议 17

5.3 组态软件与PLC的通信设置 17

5.4 组态软件对现场状态监控的实现 23

结 论 26

参 考 文 献 27

致 谢 28

附 录 29

1 绪论

供水控制系统的背景

众所周知，水在人体中约占百分之七十，我们每个人生存都离不开水。因此，节约水资源成为至关重要的举措。而在水资源短缺的中国，供水技术相对来说较为落后。随着新时代的到来，经济发展的脚步变快，人们生活水平也在提高，对于住房建设有了更高的要求，小区供水作为住房建设的基础设施自然要求更高。

传统供水方式有着很大的缺点，比如恒速泵加压供水，它不能对供水管的压力做出及时的反应，并且效率底，耗电量大；亦或气压罐供水，它虽然有着技术简单，体积小等优点，但是它对电器设备的要求较高，工作效率低下，不适宜大规模发展；又比如水塔高位水箱供水，它主要应用于高层建筑，并且具备控制方式简单，运行经济合理的优点，但是缺点也很明显，就是它占地面积大，维修起来也不方便。

综上所述，传统的供水方式已经不适宜大规模应用于科技快速发展的今天，它们或是效率低，可靠性差，亦或是浪费水力，电力。这样已经影响了居民的生活用水，因此，更加方便且经济的供水方式更受人们的青睐。自21世纪以来，变频技术以及自动化的快速发展，为供水技术提供了更好的技术需求。基于PLC的变频恒压供水是一种新的自动化控制技术，它可以有效稳定的完成恒压供水。它不仅能够可靠稳定的供水，而且可以节约水电资源，这对资源匮乏的国家有着至关重要的作用。

1.2 本课题研究的主要内容

根据设计要求，控制对象采用某一小区，并以PLC为主控制器，配合变频器，设计基于PLC的变频恒压供水系统。为了确保系统运行的可靠，利用计算机对系统进行远程监控

基于PLC的变频恒压供水系统主要有变频器、PLC、压力变送器和水泵机组成，本设计中有3台水泵，采用先启先停的原则，并根据压力检测值和给定值之间偏差进行PID运算，从而控制变频器频率控制电机转速，调节流量，从而让供水管网压力保持恒定。

根据控制需求，需要进行总体方案设计，硬件方面的选型，PLC的选型，I/O口的分配，PLC梯形图的建立以及修改，再建立PLC与组态软件的通信，完成对系统的实时监控和可靠运行。

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