致谢 27

附录 28

1 绪论

1.1 课题的研究背景

在恒压供水系统出现之前，出现过很多供水方法，但是这些供水方式都存在不同程度的浪费水力、电力资源；效率低；可靠性差，自动化程度不高等缺点，或多或少的影响了住民的用水和工业体系中的用水。节能变频调速技术的影响尤为突出，在恒压供水系统中，其优越性在于：一是节能显著；二是在水泵电机在启动和停时能够减小电流对电网的冲击和供水水压对管网系统的冲击；三是能够减小水泵电机自身的机械损耗[1]。选用该系统进行供方式水具有运转稳定可靠的优势，同时在节约能源方面也比较好，这在水资源紧缺的今天尤为重要，所以研究设计恒压供水系统，对于提高人民的生活用水水平、工业生产循环供水以及节约能源等方面具有重要的实现意义。

1.2 变频恒压供水系统的研究现状

变频恒压供水在频调速技术的发展基础上也渐渐成熟起来。变频器在变频恒压供水系统中仅作为执行机构，满足供水量需求，保确管网压力恒定。在变频器外部，被国外许多厂家重视并使生产出的变频器具有恒压供水功能，日本Samco公司就推出了包含“变频泵循环方式”和“变频泵固定方式”两种形式供水基板，它将PLC可编程控制器和PID调节器等硬件集成在基板上，经过设置指令代码实现PLC和PID等电控体系的功能，在搭载配套的恒压供水单元的基础上，便可直接控制多个内置的电磁接触器运作，可构成最多7台电机(泵)的供水系统。虽然该设备微化了电路结构，降低了成本，但是在输出接口的扩展功能上缺乏灵活性，系统的稳定性与动态性能不是太高，因此在实际使用时将会限制住它的使用范围 [2]。在国内，目前有很多公司在做变频恒压供水的项目，大多选择外国的控制水泵的转速的变频器，有的选择包含相应软件的可编程控制器(PLC)及予以完成，有的选择包含对应软件的单片及予来完成。但综合各方面的技术因素来讲，仍然没能满足所有用户的需求。能够看出，国内外在变频调速恒压供水控制系统的研究设计中，不能适应于不同的用水场合。因此，希望进一步对变频恒压供水系统的性能研究改善，使其能被更好的应用于生活、生产和实践[3]。

1.3 西门子S7-200PLC简介

可编程控制器，简称PLC(Programmable logic Controller)，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。西门子公司具有品种非常丰富的PLC产品。S7系列是传统意义的PLC，S7-200属于小型PLC，在1998年升级为第二代产品，2004年升级为第三代产品，其特点如下[4]：

(1) 功能强大；

(2) 先进的程序结构，方便使用的编程软件；

(3) 灵活方便的寻址方法；

(4)支持多种通信功能和强大的人机界面；

(5) 有竞争力的价格； 

(6) 完善的网上技术支持等。

1.4 本课题的主要研究内容

（1）本设计的控制对象为小区供水系统，结合运用PLC和变频技术，设计出一套城市小区恒压供水系统，并远程监控和管理供水系统，保证系统安全、可靠和节能。

（2）恒压供水系统主要有：PLC、变频器、压力变送器和现场的水泵机组，由这些组成完整的闭环调节系统，本设计中有1个贮水池，3台水泵， 在变频器控制下，3台水泵中只有1台水泵作变频运行，其余水泵做工频运行。根据管网压力PLC自动控制各个水泵之间转换，并根据给定值之间与压力检测值之差进行PID运算，运算值输入变频器控制其频率输出，惊醒流量调节，保持供水管网压力基本恒定。各水泵切换遵循先起先停、先停先起规律。 PLC恒压供水系统设计+梯形图(2):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_61859.html