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摘 要

本文根据供水系统的原理和结构，提出相关的设计控制方案通过比较斟酌，最后确定采用传感器、变频器、PLC来实现恒压供水和数据传输。

本文运用PLC及对应PID模块编程控制来满足变频恒压供水控制要求。同时，采用MCGS组态软件，对变频恒压供水控制系统平台进行组态模拟操控。最后，通过数据量对接，实现PLC控制程序与MCGS组态的实时互联，即通过MCGS平台进行数据传输以达到监控系统的要求。同时，系统本身还加入了报警检测功能，针对压力、水位变化情况，作出相应反应，使系统总体设计以及软件实现的安全性及可靠性大大提高。

本文旨在为变频恒压供水控制系统平台提供一个方便的解决方案，该系统安装与维护成本低，同时具有良好的操作性能且系统结构稳定。它极大提高了工作效率和供水质量，适于工业应用。

关键词：变频控制 恒压供水 PLC MCGS PID调节

Design And Implementation Of Constant Pressure Water Supply System Based On PLC

Abstract

According to the understanding of the structure of constant pressure water supply system and how it works,this paper supplies a set of designs on the system.By comparison,the system is made up of transducer,PLC and frequency converter to realize constant pressure water supplying and data transmission.

PLC and some PID(proportion integration differentiation) modules are used to meet the demands of VF constant pressure water supply system.Meanwhile,this paper develops good operation management interface using MCGS.In the end,we connect the MCGS interface with PLC control programs through data transmission,which means that we meet the acquirement of system monitoring by data connection on MCGS platform.At the same time,the system has the function of alarm detecting so that it can reflect according to the change of water level and pressure,which greatly improves the safety and reliability of system itself.

This paper aims to provide a convenient solution for variable frequency constant pressure water supply system. It also has lower installation and maintenance cost, provides reliable operation,robust and flexible construction.It greatly improves the efficiency and quality of water supplying,suitable for industrial applications.

Key Words：VF control; Constant pressure water supply; PLC; MCGS; PID control

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景及意义 1

1.2 国内外恒压供水系统发展现状 2

1.2.1 国外恒压供水系统发展现状 2

1.2.2 国内恒压供水系统发展现状 2

1.3 本课题的主要研究内容 3

本章小结 4

第二章 系统原理及控制方案 5

2.1 恒压供水工艺简介 5

2.2 变频恒压供水工作原理 5

2.2.1 变频器工作原理 6

2.2.2 电机调速原理 6

2.2.3 PID控制原理 7

2.3 控制系统整体分析 9

2.3.1 恒压供水对控制的要求 9

2.3.2 系统要求实现的功能 10

2.3.3 水泵切换条件分析 10

2.4 恒压供水控制方案 11

本章小结 11

第三章 供水控制系统硬件设计 12

3.1 系统的组成及选型 12

3.1.1 系统的硬件组成 12

3.1.2 系统主要设备选型 12

3.2 供水系统的结构设计 14

3.3 供水系统的电路设计 16

3.3.1 系统主电路设计 16

3.3.2 系统控制回路设计 17

3.4 PLC的IO端口配置 18

本章小结 20

第四章 供水控制系统程序设计 20

4.1 系统控制程序设计分析 20

4.2 系统程序设计 21

4.3 PID控制及参数整定 23

4.3.1 PID控制规律 23

4.3.2 控制模式设置 24

4.3.3 PID模块程序 25

4.3.4 基于Simulink的PID仿真 25

本章小结 26

第五章 监控组态设计与调试 27

5.1 系统组态分析 27

5.2 MCGS组态设计 28

5.2.1 编辑建立界面 28

5.2.2 数据库建立 28

5.2.3 监控系统界面 29

5.3 组态系统调试与运行 30

本章小结 33

第六章 总结与展望 34

参考文献 35

附 录 36

附录一 CAD原理图绘制 36

附录二 PLC逻辑控制程序及注释 37

附录三 MCGS组态界面组图显示 41

致 谢 44

第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

现代社会的发展进步，使得越来越多的人追求可靠性高的供水质量以及稳定性的高系统。如今，大量的能源短缺，使得供水系统的作用显得尤为重要。因此，利用现代的高可控、高自动化以及高通讯的技术，设计出节能高效的供水系统将成为一种必然的趋势。

由于国情发展的需要，我国供水系统发展迅猛、类型多、应用范围广，在市场规模以及实际应用层面都颇有水平。尽管如此，在供水系统整体设计层面，由于忽略动态经济效益、系统质量以及产品类型而引发了一系列问题，使供水系统在技术层面、工程标准要求、实际效益指标等方面与国外先进水平相比仍落后很大程度。在我国，绝大部分能量消耗在风机、水泵使用上，城乡用水装置所耗能量在其中也占较大比例。就我国供水现状出发，改变传统方式，使供水系统高效可靠、自动化程度增加、节能环保，已经越来越成为供水方式发展的目标与方向。基于这一出发点，本文研究供水系统的原理及控制策略，以求实现节能高效的恒压供述控制方案。

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