PLC恒压供水控制系统毕业论文(2)

P L C恒压供水控制系统设计

1.设计任务书

1.1设计题目：

PLC控制恒压供水系统

1.2设计目的

1) 毕业设计是学校学习的最后一个环节，也是培养学生综合运用所学的基本知识、基本理论和基本技能，独立进行工程设计、科学研究和专业基本训练，解决实际工程问题的一个很重要环节。

2) 通过毕业设计，培养学生树立正确的设计、思考和研究思想；理论联系实际和严谨、高度合作协作的工作态度。

3) 通过毕业设计，使学生在查阅文献资料、收资调研、工程计算、数据处理等各个方面的能力得到基本的训练。

4) 利用现代化科学技术程序系统控制恒压供水，使用自动化技术方便工作，熟悉一种具体的现代自动控制系统产品性能，学习其设计及使用方法，巩固所学的自动控制原理技术，可编程制空器、机电一体化技术等各方面理论知识，培养高新技术综合应用能力。

1.3设计内容及要求

1)

随着PLC自动控制技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断

提高，为了解决住户较大变化的生活用水及保持供水压力，保证生活用水的质量，避免克服水锤效应及第二次污染造成供水污染的问题，PLC控制恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统，广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统。PLC控制恒压供水系统很好的解决了旧设备需要频繁检修的问

题，既体现了PLC控制恒压供水的技术优势，同时又有效的节省了资金。 本系统能根据用户的用水量对供水压力的变化，进行自动调节电动机的工作从而改变供水量，使得供水压力恒定在一个设定压力值上，以满足用户的用

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水要求。

运行时若一个主泵在运行下不能满足用户的供水需要时，系统将会自动增加一个备用泵投入运行与主泵共同进行联合供水，增大管道供水的流量，使供水压力迅速恢复并恒定在设定值上。随着用水量的减少，压力上升到上限时（即是由主泵与备用泵同时运行供水时），系统则会将备用泵退出工作，只由主泵单独工作运行供水。若管网压力仍不断上升，压力再次上升到上限时，系统将主泵停止退出工作，启动休眠泵运行供水，若用水量为零时，各泵退出运行处于休息状态。当管网压力下降时再次重新启动供水系统，如此循环地工作。

2) 为了使主泵与备用泵的平均工作时间相同，防止泵发生锈死现象，因此系统

应具有主泵与备用泵定时切换工作功能。

3) 具有两种供水控制模式，以满足用户不同的用水要求，实现自动控制与手动

控制。

4) 要求具有报警保护功能和管网超/欠压检测保护功能，以保障供水系统的安

全。

1.4设计进程安排

1) 研究设计内容与要求，听从设计辅导师的辅导。 2) 收集资料 3) 提出初步设计方案 4) 绘制图纸 5) 编写设计说明书

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2.PLC恒压供水控制系统

2.1引言

传统的生活及生产供水的方法是通过建造水塔维持水压。但是，建造水塔需要花费财力，水塔还会造成水的二次污染。那么，可不可以不借助水塔来实现恒压供水呢？当然可以，但是要解决水压随用水量的大小变化的问题，通常的办法是:用水量大时，增加水泵数量或提高水泵的转动速度以保持管网中的水压不变，用水量小时又需做出相反的调节。这就是恒压供水的基本思路。随着技术的进步采用PLC的运用控制为水泵自动工作连续调节提供了方便。

2.2恒压供水PLC控制系统的基本策略

采用可编程控制器（PLC）构成控制系统进行优化控制泵组的运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的要求，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入CPU运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数工作而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。供水系统选用原则水泵扬程应大于实际供水高度，水泵流量总和应大于实际最大供水量。

2.3恒压供水系统的基本构成

恒压供水泵站一般需要设多台水泵及电机，一台主一台备有和一台休眠用的如（图一）。这比设单台水泵电机节能而可靠。单台电机及水泵时，它们的功率必须足够大，在用水量少时来开一台大电机肯定是浪费的，电机选小了用水量大时供水量则相应的会不足。而且水泵与电机维修的时候，备用是必要的。而我采用的办法就是根据用户的用水量对供水压力的变化，进行自动调节电动机的工作从而改变供水量，使得供水 压力恒定在一个设定压力值上，以满足用户的用水需要，广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统。恒压供水系统很好的解决了

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旧设备需要频繁检修的问题，既体现了PLC控制恒压供水的技术优势，同时有效的节省了资金。

2.4 工作原理

1) 自动工作原理

采用了PLC自动控制电机工作，只要功能有在正常用水的情况下主，备泵能够自动转换轮流工作，如此既可以延长电机使用寿命也可以防止备用泵长久不使用而生锈的现象，在不同季节的时候用水量不同的情况下可以根据不同水位不同压力自动控制电机工作，当用水量少水位保持高上限为的状态下，系统就自动调整电机停止或使用休眠泵工作，如果水位长时间在高位，使用电机停止工作。当到了用水量多是时候，水位就会降低到下限位，系统就会自动控制主水泵工作，如果用水量过于繁忙时水位一直停止下限位时候，系统就会自动启动主，备两个水泵工作以确保正常供水，又回到高水位上限位时保持一定时间时候备用水泵就可以停止工作，又自动转换高水位工作状态。如此反复自动工作既方便又可以节省资源。想了解工作情况状态可以从指示灯来了解，表达明确。维修方面既方便又可靠，可以使用手动控制，不管是那台电机出现问题都不会影响到正常供水，可以单独关闭进行维修，而另台电机继续工作。 2) 工作步骤

首先合上电源开关QS， PLC电源得电，写入控制程序如图（二）所示。按下SB0程序开始运行读取，启动主水泵工作，首先KM1线圈得电让电机工作做准备，KM1常开触点闭合自锁工作，，工作指示灯亮。线圈KM3得电，电机星型降压启动确保电机在启动瞬间电流过大而损坏。时间继电器T1得电开始计时为全压工作做准备，时间继电器计时到30秒后，常开触点闭合，线圈KM2得电全压正常工作，常闭触点断开，线圈KM3失电，降压复位。时间继电器T0得电计时，当计时到4个小时的时候，常闭触点断开，线圈KM1失点，主水泵停止工作，所有触点复位。常开触点闭合，KM4线圈得电让电备用电机转换工作做准备，KM4常开触点闭合自锁工作，工作指示灯亮。线圈KM6得电，备用水泵星型降压启动，继电器T3得电开始计时为全压工作做准备，继电器T3计时到30秒后，常开触点闭合，线圈KM5得电全压正常工作，常闭触点断开KM6失电，降压复位。继电

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器T2得电计时，当计时到4个小时的时候，常闭触点断开，线圈KM4失电，备用水泵停止工作，所以触点复位。同时常开触点闭合，KM1线圈得电主电机转换工作，。如此反反复复正常轮流转换工作，可以增长电机使用寿命。停止工作按下SB1,SB2即可实现，所以线圈，触点复位。

当用水量少的时候，水位上升到上限位时，上限位触点动作，上限工作指示灯亮，开始检测。当检测到是电机M1，M2电机同时在工作时，时间继电器T4得电计时，计时到30秒后关断2号备用电机M2，1号电机M1继续工作。当检测到是电机M1工作,电机M2停止状态时，时间继电器T5得电计时，当计时到30秒时关断1号主电机M1，启动休眠电机M3工作。当检测到3号休眠电机M3工作M1,M2停止工作时，时间继电器T6得电计时，当计时到30秒时关断休眠电机M3，所以电机进行休息状态。当检测到电机M1,M2.M3.都在停止状态仍保持在上限位时，报警指示工作。

当用水量多的时候，水位下降到下限位时，下限位触点动作，下限工作指示灯亮，开始检测。当检测到是电机M1，M2，M3,电机同时在停止状态时，时间继电器T10得电计时，计时到30秒后启动1号主泵电机工作。当检测到是电机M1工作电机M2，M3停止状态时，时间继电器T11得电计时，当计时到30秒时启动2号备用电机M2与1号电机M1同时工作，以确保水量的供应。当检测到电机M1,M2.电机.都在启动状态仍保持在下限位时，报警指示工作。 3) 保护装置

整个电路系统中有短路，过流，过热，管网超/欠压检测，报警等保护功能。如图（一）中所示。

1.短路保护，电路中采用了保险丝FU来实现，当电路发生电路时，保险丝动作切断电路确保电路安全。

2.过流保护，电路中采用了星型降压启动，三角型全压工作来实现。只要防止电机在启动瞬间电流过大而损坏电机。

3.过热保护，电路中采用了热继电器RF来实现。当电机使用发生过热温度时，热继电器的常闭触点就动作断开，切断电源来确保电路安全。

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