【37页】毕业论文：城市恒压供水系统设计.doc文档下载

由于该系统中需要检测较多的数字输入量，并且还要检测模拟输入，然后根据设定的程序进行数据处理，输出控制信号，因此系统的控制逻辑与时序就需要严格按照检测信号的输入进行控制，其示意图如图所示。

二供水系统的工作原理图控制系统总体框图城市供水电气控制系统的总体框图如图所示，为核心控制器，通过检测操作面板按钮的输入各类传感器输入，以及相关模拟量的输入，完成相关设备的运行停止和调速按钮。

第章管内的水压力保持在定范围内。

其二控制信号与输出信号信号输出部分主要包括两个方面个是数字输出，即各类设备的接触器另外个是通信输出，即通过来控制变频器。

数字输出。

控制各类设备的启动和停止，包括所有水泵的工频运行和变频运行等接触器，以及进水阀门的开启与关闭。

通信输出。

通过中运算的数据转换成标准值，该控制信号输入到变频器的通信端口上，改变变频器的输出频率，从而控制水泵的转速，最后达到控制水管中压力的要求。

控制各类设备的启动和停止，包括所有水泵的工频运行和变频运行等接触器，以及进水阀门的开启与关闭。

部分内容简介较多，容易对管道造成损害，因此减少水泵转速减少供水量，最终使管内的水压力保持在定范围内。

其二控制信号与输出信号信号输出部分主要包括两个方面个是数字输出，即各类设备的接触器另外个是通信输出，即通过来控制变频器。

数字输出。

控制各类设备的启动和停止，包括所有水泵的工频运行和变频运行等接触器，以及进水阀门的开启与关闭。

通信输出。

通过中运算的数据转换成标准值，该控制信号输入到变频器的通信端口上，改变变频器的输出频率，从而控制水泵的转速，最后达到控制水管中压力的要求。

第章系统的总体设计供水系统的结构城市供水控制系统设计主要包括两个方面方面是机械结构设计另方面是电气控制方面设计。

机械结构是控制系统的基础，实现现控制功能的前提电气控制系统是实现控制功能的核心部分。

机械部分的设计相对简单，电气结构设备组成比较固定。

主要组成部分城市供水系统的组成比较简单，主要是些管道水泵变频器等，以及其他的辅助设备构成，电气结构主要组成部分的简单示意图。

如图水压变化作为系统的控制输入量，能否采集信号根据控制系统的精度及可靠性。

控制器是整个控制系统的核心，通过对外界输入状态进行检测，输出控制量对外界输入数据进行运算处理后，输出相应的控制量。

例如单片机可编程逻辑控制器计算机等。

调速器作为控制器的核心的后续控制单元，对终端设备进行控制，最终达到控制要求。

例如多段调速变频调速等。

水泵供水系统的执行机构，通过调速器控制器控制电机的转速，最后达到控制水泵流量大小的要求。

水压变化水泵调速器控制器电气控制系统电气控制系统主要包括操作面板电气控制柜等单元。

由于该系统中需要检测较多的数字输入量，并且还要检测模拟输入，然后根据设定的程序进行数据处理，输出控制信号，因此系统的控制逻辑与时序就需要严格按照检测信号的输入进行控制，其示意图如图所示。

二供水系统的工作原理图控制系统总体框图城市供水电气控制系统的总体框图如图所示，为核心控制器，通过检测操作面板按钮的输入各类传感器输入，以及相关模拟量的输入，完成相关设备的运行停止和调速按钮。

工作过程城市供水系统在手动状态下，各类设备的控制根据操作面板上的按钮输入来控制，无逻辑限制，即不根据传感器的状态进行控制。

在自动方式下进行闭环控制，系统根据检测到外部传感器的状态如下首先，测量水位的高低操作面板传感器输入模拟量输入变频器水泵图城市供水电气控制系统总体框图控制器调速设备及其他辅助设备机械结构操作面板图系统电气图其次，采集压力传感器反馈的信号，将该传感器输出的模拟信号转换成可处理数字信号。

再次，根据压力反馈值，以及变频输出，对模拟量进行数据处理。

最后，在中数据经过计算后，产生控制信号来实现对驱动的控制。

这就完成了个工作过程。

启动运行测量压力反馈值调节规律计算检测变频器输出输出控制驱动器个过程结束图自动工作过程第二章硬件系统配置选型根据工作原理和控制功能要求，因此设计出城市供水系统的电气控制系统框图如图所示，在此控制系统中的核心处理器是，其输入和输出主要为数字量，只有组模拟量输入。

根据城市供水电气控制系统的功能要求，从经济性可靠性等方面来考虑，选择西门子系列作为城市供水电气控制系统的控制主机。

由于城市供水电气控制子系统的输入输出端口较少，而其控制过程相对复杂，因此采用作为该控制系统的主机。

在系统中，还需要采集模拟量的功能要求，因此需要再扩展个模拟量输入输出扩展模块。

西门子公司专门为系列配置了模拟量输入输出模块，该模块具有较高的分辨率和较强的输出驱动能力，可以满足控制系统的功能要求可编程控制器操作面板液位高度传感器管内压力反馈值变频器三个泵运行显示面板图电气控制系统框图二的资源配置根据系统的功能要求，的进行配置，具体分配如下所示。

数字量输入部分在此控制系统中，所有的输入量基本上属于数字量，主要包括各种控制按钮旋钮等数字输入，共个数字输入量，如表所示。

实例图实例图数字输入量地址分配输入地址输入设备输入地址输入设备急停泵变频启动手动启动泵工频启动自动启动泵变频启动水池高位电机加速水池低位电机减速泵工频启动水池进水阀门泵变频启动变频复位泵工频启动数字量输出部分在这个控制系统中，主要输出控制的设备有，各种接触器阀门等，共个输出点，其具体分配如表所示表数字输出量地址分配输出地址输出设备输出地址输出设备泵工频接触器泵工频接触器泵变频接触器泵变频接触器泵工频接触器水池阀门泵变频接触器模拟量输入部分由于需要采集个压力传感器所反馈数据，因此扩展了个模拟量输入输出模块，具体分配如表。

表模拟量输入地址分配输入地址输入设备压力传感器根据控制系统的功能要求如表和所示的分配情况，以及图所示的城市供水系统的硬件连线图，设计出城市供水系统的硬件连线图，如图所示，此图控制面板的手动控制部分主要在调试系统时使用，调试完成后基启动运算定时启动延时到切除运行于工频的电动机反馈值小于标准值变频器输出超过电动机供品运行电动机运行控制控制流程图反馈值小于标准值切除工频运行程序主要控制个泵在工频状态下的运行时，根据管内压力的反馈值，依次停止，其工作过程包括以下几个方面。

切除泵工频运行，检测管内压力大小。

反馈值小于设定值，启动定时。

定时到，仍小于设定值，启动泵控制程序。

若大于设定值，切除泵工频运行，检测管内压力大小。

管内压力反馈值大于设定值，启动泵控制程序。

电动机运行控制变频运行启动运算反馈值小于标准值起动定时延时到切除运行于工频的电动机程序反馈值小于标准值变频器输出超过电动机供品运行图泵控制流程小于设定值，启动定时。

定时到。

仍小于设定值，启动泵控制程序。

大于设定值，全部停机。

切除工频运行泵工作流程如图所示。

二各个模块梯形图设计在设计程序过程中，会使用到许多寄存器中间继电器定时器等软件，为了便于编程及修改，在各个程序编写前列出了可能用到的软元件如表。

表元件设置元件意义内容备注切除运行于工频的子程序切除运行于工频的电动机其他状态不变运算反馈值小于标准值定时启动定时到反馈值小于标准值电动机控制程序切除运行于工频的电动机其他状态不变运算反馈值小于标准值定时启动定时到反馈值小于标准值启动电动机控制程序电动机控制程序全部停机定时到图系统停止标志有效手动控制标志有效自动控制启动标志有效进水阀开启标志有效水池故障标志有效泵工频运行标志有效泵工频运行标志有效泵工频运行标志有效泵变频运行标志有效泵变频运行标志有效泵变频运行标志有效泵变频到工频切换标志有效泵变频到工频切换标志有效泵变频到工频切换标志有效断开泵工频运行标志有效断开泵工频运行标志有效断开泵工频运行标志有效指令完成标志有效确认变频的响应标志有效指示变频的运行状态的标志为运行，为停止指示变频的运行方位的标志为逆时针，为顺时针指示变频上的禁止位状态标志为被禁止，为不禁止指示变频器故障位状态标志位故障，位无故障水池水位高于高位传感器定时水池水位低于低位传感器定时进水阀启动后定时管内测量防波动定时管内测量防波动定时管内测量防波动定时手动变频器速度寄存器自动泵速度寄存器自动泵速度寄存器自动泵速度寄存器自动变频器速度寄存器压力传感器标准值寄存器压力传感器反馈值寄存器变频器标准值寄存器指令执行结果状态字节变频器返回的状态字原始值全速百分值的变频速度手动控制程序在系统上电后，控制方式选择手动方式时，可通过面板上的按钮控制每个设备的运行。

手动控制系统主要是便于在系统完成后，进行调试，检测各个设备是否正常运行，手动控制梯形图程序如图与图手动按钮停止标志水池故障标志手动控制标志泵工频运行标志泵变频运行标志泵工频运行标志泵变频运行标志泵变频运行标志泵工频运行标志泵变频运行标志泵工频运行标志泵变频运行标志泵工频运行标志泵变频运行标志泵工频运行标志，变频器输出速度增加电动机减速按钮，变频器输出速度减少泵工频运行按钮泵变频运行标志电动机加速按钮图手动控制梯形图程序所示的梯形图程序对应的语句表程序如图示。

手动模式的设置主要是为了方便系统的调试和维修工作，在调试时，可以对不同的设备进行调试，最后整个系统联合调试。

在维修时，如果系统在运行过程中出现问题，也可采用手动方式进行检查，便于维修。

自动控制程序在生产中，大多采用自动过程进行控制，系统通过传感器的反馈信号来控制设备的启动和停止，以及调速控制，如图。

与图所示的梯形图程序对应的语句表程序如下自动控制标志停止标志水池故障标志自动控制标志停止按钮功能程序水位检测程序，完成对水池中水位的检测，控制系统的运行与停止，如图。

水池高位，