基于PLC的恒压供水系统设计

基于PLC的恒压供水系统设计

班级: 机设07-12班 汇报人： 刘 升 指导老师：马天兵副教授

目录1:课题背景及意义 2:设计要求 3: 设计方案 4: 硬件选型及设计 5: 供水系统软件设计

一 课题背景及意义1:课题背景 水和电是人类生产、生活不可或缺的一 部分，节水节电已成为时代的特征，而在 我们这个水资源、电能短缺的国家，在各 种供水方面的技术一直比较落后，尤其是 在生活供水，存在比较严重的浪费水电的 现象！本论文就是根据某小区的供水特点 设计一自动控制的恒压供水系统，以达到 节水节电的目的。

2:课题意义

P=K H QP是水泵输出功率 K是比例系数 H是水泵扬程 Q是水泵流量

恒压供水系统的节能原理图

供水系统节能分析 (1)阀门控制法 扬程特性曲线n1不变，管阻特性曲线由b3变为 b1,运行工况点从E点移至F点。此时有： P1∝H1×Q2 (2)转速控制法 扬程特性曲线由n1变为n2,管阻特性也由b3变 为b2,运行工况点从E点移至D点。此时有： P2∝H0×Q2 由上可知：转速控制法更节能，节能△P= P2- P1 为： △P ∝(H1-H0) ×Q2

二 设计要求1:达到节能的目的。 2:实现自动控制。 3:恒压供水系统中的水泵要实现软启动， 以减少对电网的冲击。 4:恒压供水系统的通用性要强。

三 设计方案1:控制方案的确定根据设计要求可确定控制方案为： 通用变频器+PLC(包括PID)+压力传感器

变频恒压控制原理图

2:恒压供水系统流程

3:恒压供水系统组成(1) 执行机构 三台大功率主水泵、一台小功率辅助水泵 (2)信息检测机构 压力传感器、液位传感器 (3)控制机构 PLC(含PID)、变频器 (4)报警装置

四 硬件选型及设计1:硬件选型

系统的电气控制总框图

(1)水泵机组的选型水泵机组的选型基本原则：一是要确保平稳运行； 二是要经常处于高效区运行，以求取得较好的节能 效果。 根据以上两项要求确定采用由上海熊猫机械(集 团)有限公司生产的3台55kw的150SFL160-20X4 型主水泵机组和1台5.5kw的50SFL12-15X5型辅助 小泵

SKL型低噪音生活给水泵的型号意义

(2) PLC的选型PLC是整个变频恒压供水控制系统的核心，它 要完成对系统中所有输入号的采集、所有输出单 元的控制、恒压的实现以及对外的数据交换。根 据要求选择：三菱FX2N-32MR型PLC

三菱FX系列PLC的命名

(3) PLC扩展模块的选型恒压供水系统中要有模拟量的输入输出，所以 要选模拟量扩展模块，根据系统要求选择：

三菱FX0N-3A模拟量输入输出殊功能模块，其提 供两通道A/D输入，一通道D/A输出，FX2N系列PLC 可连接8个这样的模块。

与PLC连接图

接线端子图

(4)变频器的选型变频器是根据其控制的电机的功

率选择的， 这里根据要求及便与PLC通信选择如下变频器： 三菱FR-A540-55K型变频器,功率为55Kw。

(5)压力传感器的选型压力传感器是用来采集水压而构成闭环控制系统 必不可少的一环，根据要求选:YTZ-150电阻远传压力 表和XMT-1270数显仪实现压力的检测、显示和变送。 压力表测量范围0~1Mpa,精度1.0;数显仪输出一路 4~20mA电流信号给PLC的扩展模块。

(6)液位传感器的选择液位传感器是控制水池水位，防止电机空转。 据要求可选:浮球式液位计

2:控制主电路(1)供水系统主电路

(2)供水系统控制电路