基于plc的恒压供水控制系统研究

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1、基于PLC的恒压供水控制系统研究硕士学位论文基于PLC的恒压供水控制系统研究梁锦昌哈尔滨工业大学2009年6月国内图书分类号：TP273.4学校代码：10213国际图书分类号：621.38密级：公开工学硕士学位论文基于PLC的恒压供水控制系统研究硕士研究生：梁锦昌导师：孙金玮教授申请学位：工学硕士学科：仪器科学与技术所在单位：自动化测试与控制系答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TP273.4U.D.C.：621.38DissertationfortheMasterDegreeinEngineeri

2、ngRESEARCHONCONSTANTPRESSUREWATERSUPPLYSYSTEMBASEDONPLCCandidate：LiangJinchangSupervisor：Prof.SunJinweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：InstrumentScienceandTechnologyAffiliation：DepartmentofAutomaticMeasurementandControlDateofDefence：June,2009Degree-Confe

3、rring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要经济的发展与能源的供应在当前的社会生活中矛盾日益严重，能源的利用率越来越为人们所重视。同时人们对供水质量和供水系统的稳定性及可靠性要求也在不断提高。因此，利用先进的自动化控制技术设计的变频调速恒压供水系统成为必然趋势。本文所研究的变频调速恒压供水系统，将PLC与变频技术结合起来，算法采用PID控制法，对系统进行恒压控制。这种方法很好地解决了传统供水方式中造成的能量浪费，供水压力不稳，水量不足等问题。本文先从水泵理论及变频调速

4、技术原理入手，介绍水泵的基本特性曲线、相似特性及其工况点调节的形式，引出变频调速方法，阐明变频调速供水系统的节能原理，分析供水系统的特点及数学模型。其次对PID算法进行深入研究，针对本系统采用的西门子S7-300系列的PID调节模块进行介绍，对供水系统进行PID仿真。仿真结果表明，数字式PID在参数整定后可以得到很好的效果，且干扰对其调节效果影响不大。接着介绍本控制系统的设计过程，从系统的控制方案研究到PLC的选型及I/O端子地址的配置，到STEP7的组态及程序设计，着重介绍了系统水泵的切换过程及切换条件。系统的HMI采用WinCC进行组态及设计

5、，实现人与机器的较友好的交流。文章的最后对一城市泵站供水系统进行仿真，对选取的350S-75A离心泵进行特性曲线拟合及求解出特性方程，拟合出两台350S-75A泵一定速一台调速并联运行时的特性曲线，并对该供水系统的单个水泵供水时的用水量不变及用水量变化的情况进行供水状况的仿真，且得出系统稳定时水泵的运行频率、转速、功率、效率等信息。关键词：恒压供水；PLC；PID；变频调速；水泵特性哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThecontradictionbetweeneconomydevelopmentandenergysupplyisbe

6、comingmoreandmorecritical.Peoplenowfocusontheefficiencyofenergy,watersupplyqualityandreliabilityandstabilityofthesystem.Soitisinevitabletendencytodesignafrequency-conversionspeed-regulationconstantpressurewatersupplysystemusingadvancedautomatedcontroltechnology.Inthisthesis,t

7、hefrequency-conversionspeed-regulationconstantpressurewatersupplysystemtakestheadvantagesofPLCandthefrequency-conversiontechnology,PIDregulationwasintroducedhereasthecontrolalgorithm.Inthisway,energywouldbegreatlysavedcomparedwiththetraditionalwatersupplymethods.First,thetheo

8、ryofpumpsandtheprincipleoffrequency-conversionspeed-regulationtechno