PLC基于STEP7恒压供水控制系统设计+梯形图(2)
6. 系统软件设计 18
6.1 编程软件的选择 18
6.2 基本功能 18
6.3 程序框图 18
6.4 程序框图控制系统的I/O及地址分配 19
6.5 系统运行 19
6.6 PLC主程序 21
7. 结论 22
1. 绪论
1.1 选题的意义和背景
水资源的缺乏与现代人类的生活生产水平的矛盾日益突出，再者随着人们的节水意识的逐步提高，节约用水已成为当代的主题内容。其次，我国是一个水资源相对贫乏的国家，并且工业自动化的水平相对落后。在社会快速发展和人们生活水平不断提高的潮流下，城市的供水技术和监测管理水平依旧处于落后的状态。一方面需要提高供水的质量，不能因为市水压力波动而造成无法供水的情况，另一方面要求保证供水的安全性和可靠性，火灾出现时能够可靠且有效供水。小区供水系统在城市供水系统中处于主体部分，如何有效、可靠和安全地供水与人们的生活生产息息相关。而传统的供水系统存在诸多缺点，供水效率低、可靠性差、自动化水平低，投资和文修费用高，远远满足不了现代生活生产的需要。
针对这两方面问题，新型的供水系统和控制方式应用而生，即以PLC为主机的变频调速恒压供水控制系统。恒压供水系统包括生活和消防两方面的供水系统，现代技术要求城市供水向着高效、节能、自动化方向发展，现在较为成熟的供水系统采用变频器恒压供水，再此基础上，本论文提出的系统结合了PLC技术和变频技术。首先，其将传统的消防和生活两套供水系统集合为一套供水系统，采用智能化手段，分析消防和生活供水的特点和差别，在正常情况下处于高质量生活供水，在发生火灾时切换到高压消防供水，可以来回智能切换的供水系统。其次，不同气候环境，不同供水时段，以及各种突发事件，恒压供水能够做出相应的调节，保证系统供水的恒压，减少过压和欠压两种情况。相对传统供水系统来说，保证供水恒压，弥补高位水塔、水箱供水依赖空间位置、过多占用资源的不足，也避免了像水塔、水箱二次污染的情况，使系统可靠、有效和平稳地运行，同时节水节能。此外，新型的控制系统，占地面积小，降低一次性投资，有利于检查文修。
1.2 恒压供水系统简介
设计的供水系统由三台泵组和一组变频器控制系统组成三台泵轮流备用，防止水泵长时间不使用造成锈死而不能可靠和安全供水的情况。处于生活用水状态时由一台泵组供给，工作在低压状态下，保证供水管网末端用户需求的水压和水量，同时保持消防管网的一定水压和水量，提高了水质的卫生标准和水源的稳定性。火灾时，根据消火栓的紧急按钮指令或消防指令信号启动(手动或自动)消防供水系统，三台泵启动变频工作保证消防管网消防系统需要的水压和水量。保证次供水系统安全可靠运行，可以采用UPS不间断电源给系统供电，没有突发情况时，泵组可以正常运行；当发生火灾或断电时，UPS可以将储存在蓄电池的电逆变送回电路中，保证泵组和系统安全可靠的运行，此外UPS不间断电源能够有效减少市网电压的波动，提高供电质量。
恒压供水系统的原理是通过安装在出口总管的压力传感器发出信号，与系统设定值进行比较，信号经CPU处理后，发出指令，控制变频器的输出，调节电机的转数，实现恒压供水的闭环控制。恒压供水控制系统的基本控制方式为：使用变频器调速装置和可编程序控制器(PLC)，对泵组的运行状态进行优化处理，保证系统闭环控制的稳定性、可靠性和高效性，当水压产生波动时，仍能够保证供水系统处于恒压运行状态。系统的控制对象是总管出口的压力，反馈的实际压力和系统设定的压力进行比较，差值送入计算机处理后，发出控制指令，变频器控制电机的转速和运行台数，实现了水压处于恒定值的目标。电机在自动恒压供水系统采用交流变频技术、调速装置和系统控制装置与PLC控制器或特殊的供水控制系统。由PLC不仅可以实现逻辑的泵、阀门、控制，并能完成系统的数字PID调节功能，但在各种运行参数，控制系统中的点的实时监控,并完成系统操作条件的CRT屏幕显示、故障报警、打印报表等功能，所以在一些高标准控制系统中被广泛使用。在市政供水管网中：自动恒压供水系统具有一个标准的通信接口，可与电脑连接到互联网的城市供水系统，实现最优控制的城市供水系统，为城市供水系统提供了现代化手段的调度，管理、监控、经济运行。