基于plc变频恒压供水控制系统设计

摘要

本论文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统, 并利用组态软件开发良好的运行管理界面。变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等构成。

系统由变频器、PLC和两台水泵构成。利用了变频器控制电路的PID等相关功能，和PLC配合实施变频一拖二自动恒压力供水。具有自动/手动切换功能。变频故障时，可切换到手动控制水泵运行。

　　控制过程：水路管网压力低时，变频器启动1#泵，至全速运行一段时间后，由远传压力表来的压力信号仍未到达设定值时，PLC控制1#泵由变频切换到工运行，然后变频启动2#泵运行，据管网压力情况随机调整2#泵的转速，来达到恒压供水的目的。当用水量变小，管网压力变高时，2#泵降为零速时，管网压力仍高，则PLC控制停掉1#工频泵，由2#泵实施恒压供水。至管网压力又低时，将2#泵由变频切为工频运行，变频器启动1#泵，调整1#泵的转速，维修恒压供水。如此循环不已。

关键词：变频调速，恒压供水，PLC，组态软,电机

目录

1 绪论 1

1.1 课题的提出 1

1.3 PLC概述 3

1.3.1 可编程控制器的定义 3

1.3.2  PLC的发展和应用 3

1.3.3  西门子S7-200PLC简介 4

1.4 本课题的主要研究内容 5

2 系统的理论分析及控制方案确定 6

2.1 变频恒压供水系统的理论分析 6

2.1.1 电动机的调速原理 6

2.1.2 变频恒压供水系统的节能原理 7

2.2.2 变频恒压供水系统的组成及原理图 9

2.2.3 变频恒压供水系统控制流程 12

2.2.4 水泵切换条件分析 13

3 系统的硬件设计 16

3.1 系统主要设备的选型 16

3.1.1 PLC及其扩展模块的选型 17

3.2 系统主电路分析及其设计 18

3.3 系统控制电路分析及其设计 20

3.4 PLC的I/O端口分配及外围接线图 23

4 系统的软件设计 26

4.1 系统软件设计分析 26

4.2 PLC程序设计 27

4.2.1控制系统主程序设计 27

4.2.2 控制系统子程序设计 31

4.3 PID控制器参数整定 34

4.3.1 PID控制及其控制算法 34

4.3.2 变频恒压供水系统的近似数学模型 37

4.3.3 PID参数整定 37

5 监控系统的设计 41

5.1 组态软件简介 41

5.2 监控系统的设计 41

5.2.1 组态王的通信参数设置 41

5.2.2 新建工程与组态变量 43

5.2.3 组态画面 44

5.2.4 监控系统界面 45

7结束语 51

参考文献 55