电气与电子工程系 学生毕业论文(净)

A n h u i Vo c a c t i o n a l &Te c h n i c a l C o l l e g e o f In d u s t r y &Tr a d e

毕业论文

PLC 变频器在恒压供水上的应用The application of PLC, frequency converter in constant pressure water supply

所在系院：

专业班级：

学生学号：

学生姓名：

指导教师：电气与电子工程系机电一体化技术（6）班2014350614刘军伟李言武

2017年5月20日

安徽工贸职业技术学院

毕业设计（论文）任务书

系（院）专业学生姓名一、题目：学号班级二、内容与要求：

内容：1. 独立完成PLC 变频器在恒压供水上的应用设计。

2. 运用相关知识完成各模块的详细设计，调试及测试。

要求：1. 通过变频器控制水泵的转速。

2. 能够读懂变频恒压供水系统结构。

3. 能够看懂PLC 变频器的工作原理。

三、设计（论文）起止日期：

任务下达日期：年完成日期：年月月日日指导教师签名：

2016年5月25日

四、教研室审查意见：

教研室负责人签名：

2016年5月25日

安徽工贸职业技术学院

毕业设计（论文）指导教师、评阅人评语专业、班级

题目：学生姓名完成日期毕业设计（论文）共×××页，其中：图×××幅，表×××个指导教师评语：建议成绩指导教师（签名）：

年月日

建议成绩评阅人（签名）：

年月日

安徽工贸职业技术学院

毕业设计（论文）成绩评定

专业、班级

题目：完成日期毕业设计（论文）共×××页，其中：图×××幅，表×××个毕业设计（论文）指导小组评定意见：

毕业论文成绩的评定：指导教师审阅成绩

（70%）评阅教师评阅成绩（30%）总分

系（院）负责人签名：

年月日

PLC 变频器在恒压供水上的应用

摘要建设节约型社会，合理开发、节约利用和有效保护水资源是一项艰巨任务。根据用水时间集中，用水量变化较大的特点，分析了供水系统存在成本高，可靠性低，水资源浪费，管网系统待完善的问题。提出以利用自来水水压供水与水泵提水相结合的方式，并配以变频器、软启动器、PLC、微泄露补偿器、压力传感器、液位传感器等不同功能等传感器，根据管网的压力，通过变频器控制水泵的转速，使水管中的压力始终保持在合适的范围。从而可以解决因楼层太高导致压力不足及小流量时能耗大的问题。

另外水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系，所以水泵调速运行的节能效果非常明显，平均耗电量较通常供水方式节省近四成。结合使用可编程控制器，可实现主泵变频，副泵软启动，具有短路保护、过流保护功能，工作稳定可靠，大大延长了电机的使用寿命。

关键词：变频调速PLC 恒压供水自动控制

The application of PLC, frequency converter in constant pressure water

supply

Abstract Build a conservation-minded society, reasonable development, economical utilization and effective protection of water resources is a difficult task. According to the characteristic of the large changes in water concentration, water supply, water supply system are analyzed is the high cost, low reliability, waste water, pipe network system to improve the problem. Put forward by use of tap water and water pressure water pump water the way of combining PLC and frequency converter, soft starter, and micro leak compensator, pressure sensor, liquid level sensor, and different functions such as sensors, according to the pipe

network pressure, through the inverter control of pump speed, to keep the pressure in the pipe is always in the right range. To solve the insufficient pressure as a result of floor is too high and the problem of energy consumption when small flow.

Another pump power consumption power three times of the direct relationship with the motor speed, so the pump speed run energy-saving effect is very obvious, the average power consumption is usually save nearly forty percent water supply way. Combined with the use of programmable controller, which can realize the main pump frequency conversion, the auxiliary pump soft start, with short circuit protection, over current protection function, stable and reliable work, greatly extend the service life of the motor.

Keywords：Frequency control of motor speed PLC Constant pressure water supply The automatic control

目录

第1章引言.........................................................................................................................................................1

1.1变频恒压供水产生的背景和意义........................................................................................................ 1

1.2变频恒压供水系统的国内研究现状..................................................................................................... 1

第2章变频恒压供水系统结构及工艺流程.................................................................................................... 4

2.1恒压供水系统原理.................................................................................................................................4

2.2工艺流程..................................................................................................................................................5

第3章硬件设计.................................................................................................................................................7

3.1主要器件选型...........................................................................................................................................7

3.1.1PLC 简洁......................................................................................................................................7

3.1.2PLC 的选型................................................................................................................................12

3.1.3变频器.......................................................................................................................................14

3.1.4变频器的选型...........................................................................................................................17

3.2供水系统电气设计.................................................................................................................................19

3.3变频器、PLC 接线图及参数设置....................................................................................................... 22

3.4PLC I/O分配表...................................................................................................................................... 23

第4章软件设计...............................................................................................................................................24

4.1梯形图的基本绘制规则........................................................................................................................24

4.2程序流程图............................................................................................................................................24

4.3程序........................................................................................................................................................28

总结................................................................................................................................................................... 29

参考文献............................................................................................................................................................... 30

致谢................................................................................................................................................................... 31

第1章

1.1变频恒压供水产生的背景和意义引言

近年来我国中小城市发展迅速，集中用水量急剧增加。据统计，从1990年到1998年，我国人均日生活用水量（包括城市公共设施等非生产用水）有175.7升增加到241.1升，增长了37.2%，与此同时我国城市家庭人均日生活用水量也在逐年提高。在用水量高峰期时供水量普遍不足，造成城市公用管网水压浮动较大。由于每天不同时段用水对供水压力的要求变化较大，仅仅靠供水厂值班人员依据经验进行人工手动调节很难及时有效的达到目的。这种情况造成用水高峰期时供水压力不足,用水低峰期时供水压力过高。

供水厂希望通过对原有系统的技术改造，提高生产过程的自动化水平。并在此基础之上配备相应的系统管理软件，改变传统的落后管理方式，使管理工作规范化，提高水厂的业务管理水平。由于水厂原有的供水控制系统是一个完全依靠值班人员手动控制的系统，所以对该系统技术改造的要求是在原有系统的基础进行，设计一套取水和供水的自动控制系统，克服由于采用单纯手动控制系统进行控制带来的控制不方便、控制系统对供水管网中压力和水位变化反应迟钝的问题，降低能源消耗和资源浪费，提高设备的可维护性和运行的可靠性，以达到降低自来水的生产成本和提高生产管理水平的目的。

在相当比较大规模的工业生产供水系统,变频调速恒压供水有它自身的特点：

1.供水量在短时间内（一天时间内）变化大,这种变化在几个小时内甚至是几倍或上十倍。

2.对供水压力的要求比较严格，供水的压力随供水的流量的变化而变化，甚至少量的水消耗都需要一定的管道压力。

从上即可结论：以变频器为主体构成的恒压供水系统不仅能够最大程度满足需要，也提高整个系统的效率，延长系统寿命、节约能源、而且能够构成复杂的功能强大的供水系统。恒压供水调速系统实现水泵电动机无级调速，依据用水量的变化（实际上为供水管网的压力变化）自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求是当今先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中如何充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频器调速恒压供水设备，降低成本、保证产品质量等有着重要意义。

1.2变频恒压供水系统的国内研究现状

目前，就国内而言，归结起来主要采用以下三种方法：

（1）水池－水泵（恒压变频或气压罐）－管网系统－用水点

这种方式是集中供水。对于一、二层是商业群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前

较多采用此种供水方案。一般设计有地下生活水池一座，集中恒压变频供水，不设屋顶水箱。主水泵一般有三台，二开一备自动切换，副泵为一般为一小流量泵，夜间用水量小时主泵自动切换到副泵，以维持系统压力基本不变。

恒压变频供水是较为理想和先进的。首先恒压变频供水保证出水压力不变，根据用水量大小进行变频供水，既节约电能，又保证水泵软启动（对电网电压冲击不大），延长了水泵寿命。各台水泵自动轮换使用，即最先投入使用的水泵最早退出运行，这样各台水泵寿命均等，而且一旦水泵出现故障，该系统能自动跳过故障泵运行。如图1-1所示。

图1-1传统恒压供水方式

（2）水池－水泵－高位水箱－用水点

此方式也是集中供水。单幢次高层和高层建筑的高压供水区较多采用该种方案。一般也需要设计有一座地下水池，通过两台水泵（一用一备）抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用水点。该方式是较成熟的水泵、水箱供水方式。

（3）单元水箱－单元增压泵－单元高位水箱－各单位用水点

此方式已简化为单元总水表进水。单元水箱和单元增压泵实际上是一个整体，我们称之为单元增压器。由于有屋顶水箱，高水位时停泵，低水位时启泵，这样，水泵也有了停息时间，既省电又不至于一停电就停泵无水供应，用水有了保障，社会效益较好。

水池－水泵（恒压变频或气压罐）－管网系统－用水点是目前国内外普遍采用的方法。

该系统供水采用变频泵循环方式，以“先开先关”的顺序关泵，工作泵与备用泵不固定死。

[1]这样既保证供水系统有备用泵，又保证系统泵有相同的运行时间，有效地防止因为备用泵长期不用发生锈死现象，提高了设备的综合利用率，降低了维护费用。

水池－水泵－高位水箱－用水点这种供水方式通过水泵抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用户。但是这第种二次供水方式不可避免造成二次污染，影响居民的身体健康。所以这种方案并不可取，终将淘汰。

单元水箱－单元增压泵－单元高位水箱－各单位用水点的确也达到了楼房高层的用户不因城市供水管网水压减小而用不到水的目标，但是它的投资较大，总费用比上两种方式增加一、二十万元。[2]

第2章

2.1恒压供水系统原理变频恒压供水系统结构及工艺流程

本文的供水系统可适用于生活水、工业用水以及消防等多种场合的供水。以三台水泵组成的供水系统为例[3]，变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、PLC控制系统、变频器、人机界面、上位连接以及报警装置等部分组成。其工作过程：PLC首先检测给水池液位保护开关是否动作，否则直接由变频器启动第一台水泵；同时由远传压力表测出出水口管路水压，将模拟量送到PLC 控制器，与给定水压值(设定上下限)比较后，控制变频器输出频率，调节水泵转速。当变频器频率到达最大或最小时，由PLC 控制加泵或减泵实现恒压供水，这样就构成了以设定压力为基准的压力闭环系统。如图2-1所示。PLC

VY1变频器

SL H

EQ SL L 压力检测VY2消防用水生活用水水池泵1泵2

泵3

图2-1恒压供水系统

由图可见市网来水用高低水位控制其EQ 来控制注水阀YV1，它们自动把水注满水池，只要水位低于高水位，则自动向水池注水。水池的高低水位信号也直接送给PLC 最为报警用。位保证供水的连续性，水位上下限传感器高低距离相差不是很大。生活供水和消防供水公用三个水泵。平时电磁阀YV2处于失电状态，关闭消防管网，三台水泵根据生活用水的多少按一定逻辑控制运行，使生活供水在恒压条件下运行。当有火灾发生时，电磁阀YV2得电，关闭生活用水管网，三台水泵供消防用水使用，并根据用水量的大小，使消防供水也在恒压状态下进行。火灾结束后，三台水泵再改为生活供水使用。

对生活/消防恒压供水的要求：

1.生活供水时，系统应低恒压值运行；消防供水时，系统应高恒压值运行。

2.三台水泵根据恒压的需要，采取“先开后停”的原则接入和退出。

3.在用水量较小时，如果一台泵连续运行超过3小时，则要切换到下一系统，具有”倒泵功能”避免某一台泵工作时间过长。

4.要用完善的报警功能。

5．对泵的操作要有手动控制功能，手动只在应急或检修时使用。

2.2工艺流程

系统采用3台水泵并联运行方式，把水泵M1，M2，M3分别和电网及变频器连接，实现变频运行。为保护电机，水泵M1，M2和M3可以通过变频器逐步启动，启动参数可调，即平滑加速，减速，逐渐停机，它可以克服瞬间断电停机冲击电流大的弊病，减轻对管道的冲击，避免高程供水系统的“水锤效应”，减少设备损坏。

在工作过程中，压力传感器将主管网水压变换为电流信号，经模拟量输入模块，输入PLC，PLC 根据给定的压力设定值与实际检测值进行PID 运算，输出控制信号经模拟量输出模块至变频器，调节水泵电机的运行频率。如图2-2所示。

升压控制系统工作时，每台水泵处于三种状态之一，即工频电网拖动状态、变频器拖动调速状态和停止状态。系统开始工作时，供水管道内水压力为零，在控制系统作用下，变频器开始运行，第一台水泵M1，启动且转速逐渐升高，当输出压力达到设定值，其供水量与用水量相平衡时，转速才稳定到某一定值，这期间M1处在调速运行状态。当用水量增加水压减小时，通过压力闭环调节水泵按设定速率加速到另一个稳定转速；反之用水量减少水压增加时，水泵按设定的速率减速到新的稳定转速。当用水量继续增加，变频器输出频率增加至工频(即5O Hz)时，水压仍低于设定值，PLC自动将第二台泵M2启动投入到变频运行，同时将变频泵M1切换到工频运行，系统恢复对水压的闭环调节，直到水压达到设定值为止。如果用水量继续增加，变频器输出频率增加至工频(即5O Hz)时，水压仍低于设定值，PLC自动将最后一台水泵M3启动投入到变频运行，同时将变频泵M2切换到工频运行，系统恢复对水压的闭环调节。此时如果变频器输出频率达到工频及3台泵全负荷工作，压力仍未达到设定值时，控制系统就会发出故障报警。

降压控制当用水量下降水压升高，变频器输出频率降至起动频率时，水压仍高于设定值，系统将工频运行的水泵M3关掉，恢复对水压的闭环调节，使压力重新达到设定值。当用水量继续下降，每当减速运行的变频器输出频率降至起动频率时，将继续发生如上转换，直到剩下最后一台变频泵运行为止。当一台水泵变速运行，用水量接近于零，水泵最小转速为临界转速时(这是变速运行水泵最小工作转速)，可根据这一工作状态的长短和系统用水的特点，使系统转入间歇运行或小容量水泵运行。

图2-2工作流程图

第3章

3.1主要器件选型

3.1.1PLC 简洁硬件设计

PLC 即可编程控制器（Programmablelogic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（InternationalElectrical Committee）颁布的PLC 标准草案中对PLC 做了如下定义：

PLC 英文全称Programmable Logic Controller ，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC。

PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

1PLC 具有以下特点：

（1）可靠性高，抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F 系列PLC 平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU 的PLC 的平均无故障工作时间则更长。从PLC 的机外电路来说，使用PLC 构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

（2）配套齐全，功能完善，适用性强

PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模

的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC 的功能单元大量涌现，使PLC 渗透到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC 组成各种控制系统变得非常容易。

（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。

（5）体积小，重量轻，能耗低

以超小型PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

2PLC 的应用领域：

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。

（1）开关量的逻辑控制

这是PLC 最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

（2）模拟量控制

在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。

（3）运动控制

PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步

进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC 厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

（4）过程控制

过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC 都有PID 模块，目前许多小型PLC 也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID 子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

（5）数据处理

现代PLC 具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

（6）通信及联网

PLC 通信含PLC 间的通信及PLC 与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC 厂商都十分重视PLC 的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC 都具有通信接口，通信非常方便。

3PLC 的国内外状况：

在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable ,是世界上公认的第一台PLC.

限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC 主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC 增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC 为微机技术和继电器常规控制

概念相结合的产物。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。

20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。

上世纪80年代至90年代中期，是PLC 发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS 系统。

20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。

我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC 的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF 系列、杭州机床电器厂生产的DKK 及D 系列、大连组合机床研究所生产的S 系列、苏州电子计算机厂生产的YZ 系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC 生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。

4PLC 的构成

从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC 包括CPU 板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC 包括CPU 模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

（1）CPU的构成

CPU 是PLC 的核心，起神经中枢的作用，每套PLC 至少有一个CPU，它按PLC 的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC 内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。

CPU 主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC 不可缺少的组成单元。

在使用者看来，不必要详细分析CPU 的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU 工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。

CPU 速度和内存容量是PLC 的重要参数，它们决定着PLC 的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

（2）I/O模块

PLC 与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC 的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC 系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。

（3）常用的I/O分类如下：

开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit 等。

除了上述通用IO 外，还有特殊IO 模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。

（4）电源模块

PLC 电源用于为PLC 各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V 的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。

（5）底板或机架

大多数模块式PLC 使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU 能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

3.1.2PLC 的选型

目前，世界上有PLC 厂商200多家，各种型号产品几千种。PLC产品按地域上分成三个流派，分别是美国产品、欧洲产品、日本产品。美国：AB（allen-bradly）、GE

（generalelectric）；欧洲：德国的西门子（siemens）、法国的te（telemecanique）；日本：三菱电机（mitsubishielectric）、欧姆龙（omron）。此外控制工程网版权所有，国内市场上还有韩国、台湾地区等PLC 产品。现有的PLC 种类繁多，型号齐全。要根据工业的实际需要选择合适的PLC。

我国工业企业的自动化程度普遍较低，如机械行业80%以上的设备仍采用传统的继电器和接触器控制。加入我WTO 后控制工程网版权所有，中国正日益成为世界新的制造业基地，制造业的控制主要以逻辑控制为主，大量传统产业的自动化改造也为PLC 的应用提供广阔的发展空间。ARC 咨询集团近期发布的《中国可编程序控制器（PLC）展望》报告指出：中国制造业增长迅速，某些行业的增长率甚至达到20%。在未来五年内，中国PLC 市场的综合年增长率预计将达到14.1%。

由于种种原因，国产品牌的PLC 在国内PLC 市场份额所占比例很小，一直没有形成产业化规模，中国目前市场上95%以上的PLC 产品来自国外公司。目前中国PLC 市场主要厂商为siemens、mitsubishi、omron、rockwell、schneider、ge-fanuc等国际大公司，欧美公司在大、中型PLC 领域占有绝对优势，日本公司在小型PLC 领域占据十分重要的位置，韩国和中国台湾的公司在小型PLC 领域也有一定市场份额。

2003年10月，国内媒体开始关于中国PLC 市场的研究，依据得到的样本分析，初步得出正在使用的众多PLC 的品牌中，西门子、三菱及omron 占据绝对的优势，60%左右的用户使用了这些品牌的PLC 产品，而rockwell/ab、ge-fanuc和富士等品牌也占有相当的市场份额。

综合考虑，选择西门子S-200系列的PLC较为合适。SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。

S7-200系列出色表现在极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、便捷的操作、丰富的内置、强劲的通讯能力、丰富的扩展模块这几个方面。S7-200系列在集散自动化系

统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床、磨床印刷、机械橡胶、化工机械、中央空调、电梯控制运动系统。

S7-200系列PLC 可提供4个不同的基本型号的8种CPU 供您使用。如表3-1

西门子S-200系列PLC 的型号有：S7-221,S7-222, S7-224, S7-224XP , S7-226

表3-1西门子PLC S-7200系列分类型号概述

本机集成6输入/4输出共10个数字量I/O点。无I/O扩展能力。6K 字节程序和

S7-221数据存储空间。4个独立的30kHz 高速计数器，2路独立的20kHz 高速脉冲输出。1

个RS485通讯/编程口，具有PPI 通讯协议、MPI 通讯协议和自由方式通讯能力。

非常适合于小点数控制的微型控制器。

本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块，最大扩展至

78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点。6K 字节程序和数据存储空间。4个独

S7-222立的30kHz 高速计数器，2路独立的20kHz 高速脉冲输出，具有PID 控制器。1个

RS485通讯/编程口，具有PPI 通讯协议、MPI 通讯协议和自由方式通讯能力。是

具有扩展能力的、适应性更广泛的全功能控制器。

本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展

至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。16K 字节程序和数据存储空间。6个

S7-224独立的30kHz 高速计数器，2路独立的20kHz 高速脉冲输出，具有PID 控制器。

1个RS485通讯/编程口，具有PPI 通讯协议、MPI I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。

本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O

点，可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O22K 字节程序和数据存储空间，6个独立的高速计数器(100KHz)，2个100KHz 的

S7-224XP 高速脉冲输出，2个RS485通讯/编程口，具有PPI 通讯协议、MPI 通讯协议和自

由方式通讯能力。本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O，位控特性，自整定PID

功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED ，数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和

强大控制能力的新型CPU 。

本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展

至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。26K 字节程序和数据存储空间。6个

独立的30kHz 高速计数器，2路独立的20kHz 高速脉冲输出，具有PID 控制器。

S7-2262个RS485通讯/编程口，具有PPI 通讯协议、MPI I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出

点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完

全适应于一些4复杂的中小型控制系统。

控制系统的输入输出信号的代码、名称及地址编号如表3-3所示。水位上下限信号分别为I0.1、I0.2，它们在水淹没时为0，露出时为1。从表中分析可以知道，系统共有开关量输入点6个，开关量输出点12个；模拟量输入点1个，模拟量输出点1个。如果选择XP222PLC，也需要扩展单元，如果选择XP226PLC，则价格较高，浪费较大。参照西门子S7-200产品目录及市场实际价格，选主机为CPU 为XP224PLC（14/10继电器输出）

主机单元

CPU 224

AC/DC继电

器模拟量单元EM 2354AI/IAO

一台，加上一个模拟量模块EM235（4AI/1AO）。这样的配置时最经济的。如图3-1

图3-1PLC 系统配置图

3.1.3变频器

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器主要是由主电路、控制电路组成。如图3-2

图3-2变频器电器原理图

主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。

（1）整流器：最近大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。

（2）平波回路：在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压（电流）。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。

（3）逆变器：同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型PWM 逆变器为例示出开关时间和电压波形。

控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。

（1）运算电路：将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。

（2）电压、电流检测电路：与主回路电位隔离检测电压、电流等。

（3）驱动电路：驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关

断。

（4）速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。

（5）保护电路:检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT 三相桥式逆变器，且输出为PWM 波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

从理论上可知电机的转速N 与供电频率f 有以下关系：

n=2*60f(1-s)/q(q-电机极数s-转差率)（3-1）

由上式可知，转速n 与频率f 成正比，如果不改变电动机的级数，只要改变频率f 即可改变电动机的转速，当频率f 在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

变频器在工频以下和工频以上工作时的情况：

（1）变频器小于50Hz 时，由于I*R很小，所以U/F=E/F不变时，磁通为常数，转矩和电流成正比，这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载（转矩）能力，并成为恒转矩调速。

（2）变频器50Hz 以上时，通常的电机是按50Hz 电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速。(T=Te,P

下面用公式来定性的分析一下频率在50Hz 时的情况。众所周知，对一个特定的电机来说,其额定电压和额定电流是不变的。如变频器和电机额定值都是:15kW/380V/30A,电机可以工作在50Hz 以上。当转速为50Hz 时，变频器的输出电压为380V，电流为30A。这时如果增大输出频率到60Hz，变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A。很显然输出功率不变。所以我们称之为恒功率调速。这时的转矩情况怎样呢？由于功率是角速度与转矩的乘积。因为功率不变，角速度增加了，所以转矩会相应减小。[7]我们还可以再换一个角度来看：从电机的定子电压U=E+I*R

（3-2）

(I-电流，R-电子电阻，E-感应电势)

可以看出，U、I不变时，E也不变。而

E=K*F*X(k-常数，f-频率，X-磁通)（3-3）

所以当f 由50-->60Hz时，X会相应减小。对于电机来说，

T=K*I*X(K-常数，I-电流，X-磁通)（3-4）

因此转矩T 会跟着磁通X 减小而减小。

结论：当变频器输出频率从50Hz 以上增加时，电机的输出转矩会减小。

变频器中常用的控制方式：

2.1非智能控制方式

在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。

在实际应用中，还有一些非智能控制方式在变频器的控制中得以实现，例如自适应控制、滑模变结构控制、差频控制、环流控制、频率控制等。

2.2智能控制方式

智能控制方式主要有神经网络控制、模糊控制、专家系统、学习控制等。在变频器的控制中采用智能控制方式在具体应用中有一些成功的范例。

3.1.4变频器的选型

变频器选型时要确定以下几点：

(1)采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。

(2)变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。

(3)变频器与负载的匹配问题；

I.电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。

II. 电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。

III.转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。

(4)在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。

(5)变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。

(6)对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器

容量要放大一挡。

(1)首先确认变频器的安装环境；

I.工作温度。变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为0～55℃，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在40℃以下。在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书中的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。II. 环境温度。温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。必要时，必须在箱中增加干燥剂和加热器。在水处理间，一般水汽都比较重，如果温度变化大的话，这个问题会比较突出。III.腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能。IV. 振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时，会引起电气接触不良。淮安热电就出现这样的问题。这时除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外，还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。设备运行一段时间后，应对其进行检查和维护。V. 电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜内仪表和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地，除此之外，各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控制单元失灵或损坏。

(2)变频器和电机的距离确定电缆和布线方法；

I.变频器和电机的距离应该尽量的短。这样减小了电缆的对地电容，减少干扰的发射源。II. 控制电缆选用屏蔽电缆，动力电缆选用屏蔽电缆或者从变频器到电机全部用穿线管屏蔽。III.电机电缆应独立于其它电缆走线，其最小距离为500mm。同时应避免电机电缆与其它电缆长距离平行走线，这样才能减少变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰。如果控制电缆和电源电缆交叉，应尽可能使它们按90度角交叉。与变频器有关的模拟量信号线与主回路线分开走线，即使在控制柜中也要如此。IV. 与变频器有关的模拟信号线最好选用屏蔽双绞线，动力电缆选用屏蔽的三芯电缆（其规格要比普通电机的电缆大档）或遵从变频器的用户手册。

(3)变频器控制原理

I.主回路：电抗器的作用是防止变频器产生的高次谐波通过电源的输入回路返回到电网从而影响其他的受电设备，需要根据变频器的容量大小来决定是否需要加电抗器；滤波

器是安装在变频器的输出端，减少变频器输出的高次谐波，当变频器到电机的距离较远时，应该安装滤波器。虽然变频器本身有各种保护功能，但缺相保护却并不完美，断路器在主回路中起到过载，缺相等保护，选型时可按照变频器的容量进行选择。可以用变频器本身的过载保护代替热继电器。

II. 控制回路：具有工频变频的手动切换，以便在变频出现故障时可以手动切工频运行，因输出端不能加电压，固工频和变频要有互锁。

(4)变频器的接地变频器正确接地是提高系统稳定性，抑制噪声能力的重要手段。变频器的接地端子的接地电阻越小越好，接地导线的截面不小于4mm，长度不超过5m。变频器的接地应和动力设备的接地点分开，不能共地。信号线的屏蔽层一端接到变频器的接地端，另一端浮空。变频器与控制柜之间电气相通。

综合考虑，本次设计采用西门子的MM440变频器。西门子的MM440变频器功能强大，多面手，应用广泛。

MM440是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。本系列有多种型号，额定功率范围从120W 到200kW 恒定（转矩CT 控制方式），或者可达250kW （可变转矩VT 控制方式），供用户选用。

标准变频器MM440变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪声。

3.2供水系统电气设计

主电路如图3-3所示，三台电机分变为M1、M2、M3。接触器KM1、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3的工频运行；接触器KM2、KM4、KM6分别控制M1、M2、M3的变频运行；FR1、FR2、FR3分别为三台电机过载保护用的热继电器；QF1、QF2、QF3、QF4分别为变频器和三台水泵电机主电路的隔离开关。FU1为主电路的熔断器。

N

L2

QF1

变频器QF2QF3QF4

KM2KM1

KM5

FR13FR23FR33

M1M2M3

图3-3主电路原理图

控制电路如图3-4所示。图中SA 为手动自动转换开关，SA打在“1”的位置时为手动控制状态，打在“2”的位置时为自动控制状态。手动运行时，可以用按钮SB1~8控制泵的启/停和电磁阀YV2的通/段；自动运行时，系统在PLC 程序的控制下运行。由于电池阀YV2没有触点，所以要使用一个中间继电器KA1简接控制YV2，来实现YV2的手动自锁功能。图中的HL10为自动运行状态电源指示灯。对变频器频率进行复位时只提供一个控制信号，由于PLC 的4个输出点为一组，公用一个COM 端，而本系统又没有剩下单独的COM 端输出组，所以通过一个中间继电器KA 的触点对变频器进行复频控制。图中的Q0.0~0.5及Q1.0~1.5为PLC 的输出继电器触点，它们旁边的4、6、8等数字为接线编号。

SA

102PLC

SB1KM14HL1

KM1KM2

HL2

SB3KM3

KM4FR2

HL3

KM4

10HL4

SB5KM5

12KM6HL5

KM6

14HL6

SB8KA1

KA116

Q1.1

HL7

HL8

Q1.320

HL9

Q1.4HA

24KA

HL10

图3-4控制电路原理图

N L1FU2

3.3变频器、PLC接线图及参数设置1M

I0.0

I0.1

I0.2

I0.3

I0.4

I0.5

I0.6

I0.7

2M

I1.1西门子S7200CPU 2241L Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.52L Q1.0Q1.1Q1.2

Q1.3

Q1.5

M

L+

地

接变频器M0

V0

I0

增

益

配

置EM 235Q1.4RA A+A-RB B+B-RC C+C-

RD

配

置D+D-

图3-5变频器接线图远程压力变送器[***********]214SL SL S U

3.4PLC I/O分配表

表3-3I/O信号的代码、名称及地址分配表

代码SA1SL L SL H

输入信号

S U SB9SB10U O

KM1,HL1KM2,HL2KM3,HL3KM4,HL4KM5,HL5KM6,HL6

输出信号

YV2HL7HL8HL9HA KA V F

名称启动

水池水位下限信号水池水位上限信号变频器报警信号消铃按钮试灯按钮

远程压力表模拟量电压值1#泵工频运行接触器及指示灯1#泵变频运行接触器及指示灯2#泵工频运行接触器及指示灯2#泵变频运行接触器及指示灯3#泵工频运行接触器及指示灯3#泵变频运行接触器及指示灯生活/消防供水转换电磁阀水池水位下限报警指示灯变频器故障报警指示灯火警报警指示灯报警电铃

变频器频率复位控制控制变频器频率电压信号

地址I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5AIW0Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5AQW0

第4章

4.1梯形图的基本绘制规则1、编程顺序

软件设计

梯形图按照从上到下，从左到右的顺序控制。每个逻辑行开始于左母线，一般来说，触点要放在左侧，线圈和指令盒放在右侧，线圈和指令盒右侧不能有触点，整个梯形图形成阶梯形结构。2、编号分配

对于外接电路的各元件分配编号，编号的分配必须是主机或者扩展模块本身实际提供的，而且可以用来编程，两个设备不能共用一个输入输出点。3、触点的使用次数和线圈的使用次数

在PLC 的梯形图中，触点的使用次数可能用无数次，而线圈的使用次数只能是一次，否则，容易引发系统出现意外的事故。4、线圈的连接

一个条件驱动多个线圈时，不能串联，只能并联。4.2程序流程图

本程序分为三部分：主程序、子程序和中断程序。逻辑运算报警处理等放在主程序。系统初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，这样可节省扫描时间，利用定时器中断功能实现PID 控制的定时采样及输出控制。生活供水时，系统设定值为满量程的70%；消防供水时，系统设定值为满量程的90%。在本系统中，只是用比例（P）和积分（I）控制，其回路增益和时间常数可通过工程计算初步完成确定。

开始

初始化

液位>SL L

Y

压力

N

报警

升至出水频率

频率下降

Y 频率=50Hz

Y

频率=0Hz

N

率一Y 图4-1

M1泵变频运行流程图

M1切换至工频运行M2变频运行

频率下降

Y 频率=50Hz

Y

频率=0Hz

N

率一Y

M1，M2切换至工频M3变频运行

图4-2加泵2运行流程图

M1，M2切换至工频M3变频运行

频率下降

Y 频率=50Hz

Y

频率=0Hz

N

率一Y 报警图4-3

加泵3运行流程图

恒压供水模块

频率

延时一段

频率一直Y

运行时间长的泵停止图4-4

减泵运行流程图

N

4.3

程序

对该程序的几点说明：

1.因为程序较长，所以读取时应按网络标号的顺序进行；2.本程序的逻辑控制设计针对的是较少泵数的供水系统；3.本程序不是最优设计；主程序图：

子程序图：

总结

此次设计是以供水状况为设计课题，包括：恒压供水系统原理、恒压供水系统的电气实现、系统的硬件选型、系统的硬件电路设计和软件电路设计等，本设计一共包含四大章设计内容，其主体是由变频技术，是现阶段水处理行业较为先进的供水方法。本系统与现在普通二级加压水厂相比，具有简单经济、控制方便、节能降耗的优点。

首先，普通二级加压水厂只单纯手动控制电机的启动和切换，这样在电机启动时会产生很大的启动电流，长此以往对电机寿命有很大损害，而且在供水时一直按工频全速运转效率低、能耗大。而本系统可根据实际压力变化自动调整变频器频率，从而改变电机转速，减少了能量的消耗。

其次，本设计运行维护简单方便，对于操作人员不要求具备专业的水处理知识，只根据操作说明书和操作规程就可以对整个水厂进行操作管理，因此，采用此设计建设的供水方式适应性强，在现阶段很受客户的欢迎。

这种水处理技术未来发展前景很大，它的供水方式和控制方式都符合供水发展方向，是现代人们生活所要求的并且前景光明。

参考文献

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致谢

通过这三个月来的忙碌和学习，本次毕业论文设计已接近尾声，作为一个大专生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，在这里衷心感谢指导老师的督促指导，以及一起学习的同学们的支持，让我按时完成了这次毕业设计。

在毕业论文设计过程中，我遇到了许许多多的困难。在此我要感谢我的指导老师李言武老师给我悉心的帮助和对我耐心而细致的指导，我的毕业论文较为复杂烦琐，但是李言武老师仍然细心地纠正图中的错误。除了敬佩李言武老师的专业水平以外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作，我才得以解决毕业设计中遇到的种种问题。同时感谢我院、系领导对我们的教导和关注;感谢大学三年传授我们专业知识的所有老师。谢谢你们呕心沥血的教导。还有谢谢我周围的同窗朋友，他们给了我无数的关心和鼓励，也让我的大学生活充满了温暖和欢乐。如果没有他们的帮助，此次毕业论文的完成将变得困难。他们在我设计中给了我许多宝贵的意见和建议。同时也要感谢自己遇到困难的时候没有一蹶不振，取而代之的是找到了最好的方法来解决问题。最后，感谢生我养我的父母。谢谢他们给了我无私的爱，为我求学所付出的巨大牺牲和努力。