摘要：随着我国经济水平的不断进步，城市化进程也愈发激烈，城市数量以及城市人口规模的迅速扩张，使得人们对于生活质量的要求有了更高的需求，而其中的供水环节更是直接影响着人们的生活与安全。传统的供水系统已经不能满足人们对于供水质量及性能的需求，因此利用自动化技术设计高性能、高质量的供水系统已经成为当前社会的必然趋势。

论文首先阐述了变频调速应用于供水系统的原理，然后分析比较了近年来不同控制方式的供水方案，提出了以PLC、变频器、水泵、压力传感器以及组态监控构成的供水系统，实现了供水系统的变频调速功能。

设计的供水系统以PLC和变频器作为主控环节，与水泵和压力传感器共同构成闭环控制系统。控制系统以管网水压和设定水压的偏差值进行PID运算，通过输出值控制变频器输出频率从而实现水泵的变频调速，在维持管网压力恒定的同时达到高效节能供水的目的。

 

关键词：变频调速，PLC，变频器，PID控制，恒压供水

 

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 课题背景及意义-1

1.2 变频恒压供水技术研究现状-1

1.2.1 变频调速技术发展与现状-2

1.2.2 恒压供水技术发展与现状-3

1.3 变频恒压供水系统特点-4

1.4 本课题研究内容-5

第二章 恒压供水系统理论分析-7

2.1 供水系统特性分析-7

2.1.1 供水系统主要参数-7

2.1.2 供水系统特性分析-7

2.2常用调速方式及原理分析-8

2.2.1 常用调速方式-8

2.2.2 变频调速节能原理-9

2.3 PID控制原理分析-10

第三章 系统方案设计-12

3.1 恒压控制工作原理-12

3.2 恒压供水控制方案的选择-12

3.3 系统结构设计-13

3.4 水泵控制原则设计-13

3.4.1 自动倒泵功能-14

3.4.2 工变频切换原则-14

第四章 系统硬件设计-16

4.1 系统主要设备选型-16

4.1.1 可编程控制器及扩展模块选型-16

4.1.2 变频器选型-16

4.1.3 压力变送器选型-16

4.1.4 交流接触器选型-17

4.2 系统电路分析及设计-17

4.2.1 供水系统主电路分析与设计-17

4.2.2 供水系统控制电路设计-18

4.2.3 变频器接线及参数设定-18

第五章 系统软件设计-20

5.1 PID参数整定-20

5.1.1 恒压供水系统的数学模型-20

5.1.2 PID参数整定方法-21

5.1.3 参数整定及仿真-21

5.2 PLC控制程序设计-23

5.2.1 编程软件及其指令介绍-23

5.2.2 控制程序流程图设计-24

5.2.3 控制程序的编写-26

5.3 组态界面设计-27

5.3.1 组态软件介绍-27

5.3.2 组态界面的设计-28

第六章 变频恒压供水系统的运行及调试-31

第七章 课题总结-34

7.1 本文总结-34

7.2 展望-34

参考文献-34

致   谢-38

附录：PLC程序梯形图-39