編號大學畢業**（設計）
plc在高樓供水系統中的應用
系別專業班級
學生姓名
指導教師
成績2023年5月
目錄摘要 1
第一章plc的用途與特點 2
1.1 plc的用途 2
1.2 plc的特點 3
第二章系統組成及控制要求 4
2.1系統簡介 4
2.2系統組成 4
2.3控制要求及技術指標 4
第三章控制系統設計 5
3.1確定控制方案 5
3.1.1抽水幫浦系統 5
3.1.2半自動執行 5
3.1.3 手動 5
3.1.4加壓幫浦系統 6
3.1.5系統實現功能 6
第四章 plc選型分析 7
4.1 硬體設計 7
4.2 系統軟體 7
4.3 plc的i/o分配如圖 8
4.4 plc的主要技術條件分析 8
4.5 pid應用及介紹 8
4.6 pid計算 10
結束語 11
參考文獻 12
隨著城市建築供水問題的日益突出，保持供水壓力的恆定，提高供水質量是相當重要的；同時要求供水的可靠性和安全性。本次設計是針對上述問題設計的供水方式和控制系統，由主迴路，備用迴路，乙個清水池及幫浦房組成。其中，幫浦房裝有1#~3#共3臺幫浦機，還有多個電動閘閥或蝶閥控制各供水迴路和水流量。
控制系統採用了以具有豐富功能的plc為核心的多功能高可靠性控制系統。
水幫浦作為供水工程中的通用機械，消耗著大量的能源，電耗往往佔製水成本的60%以上，在我國，每年水幫浦的電能消耗佔電能總消耗的21%。為了節約降耗，必須採取調節措施使幫浦站適應負荷變化的執行。
本次設計內容包括plc設計常用標準和規範，設計內容力求做到簡明扼要，嚴格按照設計標準進行設計，從而設計出復合設計要求，適合實際生產情況的plc供水系統，真正做到使生產效率大大提高，節約了生產成本，節省生產成本。
本次設計介紹一種變頻調速恆壓供水系統，該系統可根據管網瞬間壓力變化，自動調節某台水幫浦的轉速和多台水幫浦的投入及退出，使管網主幹管出口端保持在恆定的設定壓力值，並滿足使用者的流量需求，使整個系統始終保持高效節能的最佳狀態。
plc的初期由於其**高於繼電器控制裝置,使其應用受到限制。但近年來由於微處理器晶元及有關元件**大大下降,使plc的成本下降,同時又由於plc的功能大大增強,使plc 的應用越來越廣泛,廣泛應用於鋼鐵、水泥、石油、化工、採礦、電力、機械製造、汽車、造紙、紡織、環保等行業。plc的應用通常可分為五種型別：
（1）順序控制這是plc應用最廣泛的領域，用以取代傳統的繼電器順序控制。plc可應用於單機控制、多機群控、生產自動線控制等。如注塑機、印刷機械、訂書機械、切紙機械、組合工具機、磨床、裝配生產線、電鍍流水線及電梯控制等。
（2）運動控制 plc製造商目前已提供了拖動步進電動機或伺服電動機的單軸或多軸位置控制模版。在多數情況下，plc把掃瞄目標位置的資料送給模版塊，其輸出移動一軸或數軸到目標位置。每個軸移動時，位置控制模組保持適當的速度和加速度，確保運動平滑。
相對來說，位置控制模組比計算機數值控制（cnc）裝置體積更小，**更低，速度更快，操作方便。
（3）閉環過程控制 plc能控制大量的物理引數，如溫度、壓力、速度和流量等。pid（proportional intergral derivative）模組的提供使plc具有閉環控制功能,即乙個具有pid控制能力的plc可用於過程控制。當過程控制中某乙個變數出現偏差時,pid控制演算法會計算出正確的輸出,把變數保持在設定值上。
（4）資料處理在機械加工中，出現了把支援順序控制的plc和計算機數值控制（cnc）裝置緊密結合的趨向。著名的日本fanuc公司推出的systen10、11、12系列，已將cnc控制功能作為plc的一部分。為了實現plc和cnc裝置之間內部資料自由傳遞，該公司採用了視窗軟體。
通過視窗軟體，使用者可以獨自程式設計，由plc送至cnc裝置使用。美國ge公司的cnc裝置新機種也同樣使用了具有資料處理的plc。預計今後幾年cnc系統將變成以plc為主體的控制和管理系統。
（1）抗干擾能力強，可靠性高繼電接觸器控制系統雖具有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機械觸頭，使裝置連線複雜，由於器件的老化、脫焊、觸頭的抖動及觸頭在開閉時受電弧的損害大大降低了系統的可靠性。傳統的繼電器控制系統中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由於觸點接觸不良，容易出現故障，plc用軟體代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬體，接線可減少互繼電器控制系統的1/10--1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。
而plc採用微電子技術，大量的開關動作由無觸點的電子儲存器件來完成，大部分繼電器和複雜的連線被軟體程式所取代，故壽命長，可靠性大大提高。
（2）控制系統結構簡單、通用性強、應用靈活 plc產品均成系列化生產，品種齊全，外圍模組品種也多，可有各種元件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統。在plc構成的控制系統中，只需在plc的端子上接入相應的輸入、輸出訊號線即可，不需要諸如繼電器之類的物理電子器件和大量而有繁雜的硬體接線線路。當控制要求改變，需要變更控制系統功能時，可以用程式設計器**或離線修改程式，修改接線量很小。
同乙個plc裝置有、用於不同的控制物件，只是輸入、輸出元件和應用軟體不同而已。
（3）程式設計方便，易於使用 plc是面向使用者的裝置，plc的設計者充分考慮到現場工程技術人員的技能和習慣，plc程式的編制，採用梯形圖或面向工業控制的簡單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類似，直觀易懂，容易掌握，不需要專門的計算機知識和語言，深受現場電氣技術人員的歡迎，近年來又發展了物件導向的順序控制流程圖語言，也稱功能圖，使程式設計更加簡單方便。
（4）功能完善，擴充套件能力強 plc中含有數量巨大的用於開關量處理的繼電器類軟體，可輕鬆地實現大規模的開關量邏輯控制，這是一般的繼電器控制所不能實現的。plc內部具有許多控制功能，能方便地實現d/a、a/d轉換及pid運算，實現過程控制、數字控制等功能。plc具有通訊聯網功能，他不僅可以控制一台單機，一條生產線，還可以控制乙個機群，許多生產線。
他不但可以進行現場控制，還可以用於遠端控制。
為改善生產環境，某公司投資清潔水技改工程並建成一座日產水2.5萬頓的供水系統，分別建設了抽水幫浦系統、加壓幫浦系統和高位水池。根據公司用水需求特點，從抽水幫浦系統過來的水一部分直接供給生產用水部門，一部分則需通過加壓幫浦輸送到高位水池，而供給生產用水部門的水壓與供給高位水池的水壓相差較大。
同時高位水池距抽水幫浦房較遠達十多公里，高位水池的液位高低和加壓幫浦系統的設計以及如何與抽水幫浦系統「聯動」也是較難解決的。
系統主要由電動機，變頻器，plc控制器，軟起動器，電機保護器資料採集及其輔助裝置組成。
1、供水壓力要求恆定，波動一定要小，尤其在換幫浦時。
2、三颱幫浦根據壓力的設定，採用「先開先停」的原則。
3、為了防止一台幫浦長時間執行，需設定執行時間。當時間到時，自動切換到下一抬幫浦，以防止幫浦長時間不用而鏽死。
4、要有完善的保護和報警功能。
5、為了檢修和應急要設有手動功能。
6、需要有水池防抽空功能。
內部可程式設計繼電器ro1，ro2設定成頻率到達。相關引數設定如下：
**功能設定值**功能設定值
9902 applic macro 0 2102 stop function 1
1001 exicommands 3 3201 superv1 param 0103
1003 direction 1 3202 superv1 limlo 15hz
1102 ext1/ext2 6 3203 superv1 limhi 50hz
1103 ext ref1 sel 0 3204 superv1v2param0103
工頻手動方式：
系統設計了手動工頻的操作方式，將轉換開關打到「工頻」檔位，操作人員可以根據需要自己決定起動或停止任意一台幫浦的執行。由於在該操作方式下，plc、pid、變頻器等均不參加控制，因此，從技術角度上來說，該方式無法保障出水管網壓力值的恆定，所以必須有人監守。該方式主要供plc、變頻器、pid儀表、壓力變送器等裝置故障檢修時使用。
PLC控制變頻器的恆壓供水系統的設計剖析
摘要隨著電力技術的發展，以變頻調速為核心的智慧型供水控制系統取代了以往高位水箱和壓力罐等供水裝置，起動平穩，起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時對電網的衝擊 由於幫浦的平均轉速降低，從而可以延長幫浦和閥門等器件的使用壽命 可以消除起動和停機時的水錘效應。其穩定安全的執行效能 簡單方便的操作...
PLC與變頻器控制恆壓供水系統設計方案
隨著變頻調速技術的發展和人們對生活飲用水品質要求的不斷提高，變頻恆壓供水系統已逐漸取代原有的水塔供水系統，廣泛應用於多層住宅小區生活消防供水系統。然而，由於新系統多會繼續使用原有系統的部分舊裝置 如水幫浦 在對原有供水系統進行變頻改造的實踐中，往往會出現一些在理論上意想不到的問題。本文介紹的變頻控制...
廣州自動供水裝置專師對自動供水系統的簡介
自動供水裝置特點 節電節水 自動供水裝置採用變頻進行軟起動,避免了電流衝擊,同時是因實現恆壓控制,也避免了對管網的衝擊,延長了管路及閥門的壽命,傳統的水池二次加壓供水方式將自來水放入水池,使原有的自來水壓力釋放為零,浪費了自來水的原有壓力.自動供水裝置利用調節裝置與自來水管網聯接可充分利用管網的壓力...