基于PLC的变频恒压供水系统的设计

时间：2026-01-15

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第一章绪论

1.1 现代城市供水的现状及缺陷 1.2 变频恒压供水的优点 1.3 PLC变频技术的发展现状 1.4 PLC变频恒压供水的可行性分析

第二章恒压供水系统的基本构成

2.1 系统工艺，设备简介 2.2 系统电气控制要求 2.3 系统设计 2.4 控制思想

第三章硬件设备选型

3.1 PLC的选择 3.2 变频器的选型

3.2.1 变频器容量的确定 3.2.2 变频控制器的选型

3.2.3 第一水厂变频器其它参数的确定

3.3 PID调节器 3.4 电机的选型 3.5 外围设备的选型

3.5.1 电磁阀的选型 3.5.2 接触器的选型 3.5.3 热继电器的选型 3.5.4 液位传感器的选型 3.5.5 压力传感器的接线图

第四章 PLC程序设计

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4.1 PLC及其网络概述

4.1.1

PLC的特性

4.2 PLC网络

4.2.1 系统说明

4.3 西门子PLC S7-300功能概述

4.3.1 S7-300系列PLC简介 4.3.2 S7-300PLC的组成 4.3.3 S7-300的系统结构

4.4

4.4.1 S7-300 CPU315-2DP模块

4.4.2 S7-300 CPU SM321数字量输入模块 4.4.3 S7-300CPU SM322数字量输出模块 4.4.4 S7-300CPU SM331模拟量输入模块 4.4.5 S7-300 PS307电源模块

4.5 STEP7的程序结构和编程语言

4.5.1 STEP7的程序结构 4.5.2 STEP7的编程语言

4.6 PROFIBUS现场总线技术

4.6.1 PROFIBUS现场总线简述 4.6.2 PROFIBUS的组成

4.6.3 PROFIBUS的介质存取协议

4.7 PLC控制

4.7.1 手动运行 4.7.2 自动运行

4.8 编程及介绍

4.8.1 总程序的顺序功能图 4.8.2 自动运行顺序功能图 4.8.3 手动模式顺序功能图 4.8.4 程序说明

第五章系统调试

5.1 变频器关键参数设定

5.2 PLC的变频调速恒压供水系统调试

第六章结束语

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致谢参考文献

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基于PLC的变频恒压供水系统的设计

第一章绪论

1.1 现代城市供水的现状及缺陷

在现代城市及乡镇供水中，基本上都是靠供水站的电动机带动离心水泵，产生压力使管网中的自来水流动，把供水管网中的水送给用户。但供水泵供水的同时，也消耗大量的能量，如果能在提高供水机泵的效率、确保供水机泵的可靠稳定运行的同时，降低能耗，将具有重要经济意义。

我国供水机泵的特点是数量大、范围广、类型多，在工程规模上也有一定水平，但在技术水平、工程标准以及经济效益指标等方面与国外先进水平相比，还有一定的差距。随着社会经济的迅速发展，人们对供水质量和供水系统的可靠性要求不断提高，需要利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，要求设计出高性能、高节能、能适应供水厂复杂的恒压供水系统。

传统的小区供水方式有：恒压泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式，器优缺点如下：

1、恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组长处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大‘而且在用水量较少是，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。

2、水塔高位水箱供水具有控制方式简单、运行经济合理、短时间维修或停电可不停水等优点，但存在基建投资大。占地面积打，维护不方便，水泵电机为硬启动，启动电流大等缺点，频繁起动易损坏联轴器，目前主要应用于高层建筑。

3、气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且气动频繁，对电气设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵再低效段工作，而出水压力无谓的增高，也使浪费加大，从而限制了其发展。

4、液力耦合器和电池滑差离合器调速调速的供水方式易漏油，发热需冷却，效率低，改造麻烦，只能是一对一驱动，需经常检修；优点是价格低廉，结构简单明了，维修方便。

5、单片机变频调速供水系统也能做到变频调速，自动化程度要优于上面4种供水方式，但是系统开发周期比较长，对操作员的素质要求比较高，可靠性比较低，维修不方便，且不适用于恶劣的工业环境。

1.2 变频恒压供水的优点

通常变频恒业供水存在以下6个特点特点：

1、节能，可以实现节点20%-40%，能实现绿色用电； 2、占地面积小，投入少，效率高；

3、配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠；

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4、运行合理，由于是软起和软停，不但可以消除水锤效应，而且电机轴上的平均扭矩和磨损减小，减少了维修量和维修费用，并且水泵的寿命大大提高；