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1.1 PLC简介
PLC是英文Programmable Logic Controller 的缩写，意为可编程序逻辑控制器。
世界上第一台PLC于1969年由美国数字设备公司（DEC）研制成功。
PLC是一种专为工业应用而设计的控制器，它主要有以下特点：
（1）可靠性高，抗干扰能力强；
（2）通用性强，控制程序可变，使用方便；
（3）功能强，实用范围广；
（4）编程简单，易学易用；
（5）系统设计，调试和文护方便[1]。
1.2 课题产生的背景
传统的调节供水压力的方式大多是采用水塔二次供水或者频繁启/停电机电机的调节方式。水塔二次供水的缺点是需要大量的占地和投资；频繁启/停电机电机供水则产生大量的耗能，影响电网中其他的负载而且设备的频繁启停会缩短其使用寿命。而变频调速方式运行稳定可靠没有频繁的启停现象，由于采用软启动方式设备运行十分平稳，可以有效避免机械、电气冲击。此外，变频调速水泵能节省更多能源。由此可见，变频调速的优越性主要体现在：供水安全稳定、节约能源、能减少设备自身的损耗。
变频调速技术以其显著的节能效果和稳定可靠地控制方式，在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高耗能设备上广泛应用。变频恒压供水系统集强弱电混合、变频技术、电气传动技术、现代控制技术于一体。变频技术作为高新技术、基础技术和节能技术，经已经渗透到经济领域的所有部门中，应用变频技术来改造传统产业，节约能源及提高产品质量获得较好的经济效益和社会效益。采用变频调速恒压供水方式进行供水可提高供水系统的安全性、稳定性以及可靠性，在提高供水效率和人民的生活水平以及降低能源消耗方面都有重要的现实意义。传统供水方式如图1所示，变频恒压供水方式如图2所示[2]。
图1 传统供水方式示意图
图2 变频恒压供水方式示意图
1.3 变频恒压供水的发展现状
变频恒压供水是在变频调速技术发展之后发展起来的。目前国外恒压供水系统变频器成熟可靠，恒压供水技术先进。国外变频供水系统在设计时主要采用一台变频器只带一台水泵机组的方式。这种方式运行安全可靠，变压方式更灵活。此方式的缺点必是电机数量和变频的数量一样多，投资成本高。
变频恒压供水系统在供水行业的应用，按所使用的范围大致分为三个方面：
（1）居民小区变频恒压供水系统；
（2）中小规模供水厂变频恒压供水系统；
（3）大规模供水厂变频恒压供水系统。
1.4 论文的主要研究内容
本课题主要通过研究PLC来控制变频器实现恒压供水，通过设计解并熟悉了PLC的工作原理，编程原理以及编程方法。进行了控制系统的主电路设计、控制电路设计，系统的控制设备选用S7-200系列的PLC（CPU222），变频器选用西门子泵类专用的变频器MM430。进行了控制程序（梯形图）的设计。在控制过程中，电控系统由S7-200完成，PID控制由变频器完成。最后，对变频恒压供水系统进行调试，对该系统在供水中所取得的节约电耗、恒定压力、保护管网等进行了总结，指出变频技术在供水领域所取得的成果及局限性。
2. 变频恒压供水系统的理论分析
2.1 供水电机的选择
供水系统的离心泵在供水电机的驱动下运行，离心泵和供水电机共同组成了供水系统的整体。水泵的供水负载是配置电机时考虑的首要因素。电动机的功率应根据实际所需的功率来选择，尽可能地让电机工作在额定功率下。尽量避免以下两种情况的出现：
（1）电动机功率过小，电动机工作在过载状态。此时会导致电机因发热而受损，甚至出现电机被烧毁。
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