小区供水系统.doc
《小区供水系统.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《小区供水系统.doc(30页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、目录第1章 供水系统的硬件设计31.1系统主要配置的选型31.1.1 水泵机组的选型31.1.2 PLC的选型41.1.3 压力传感器的选型51.2 可编程控制器I/O分配71.3 系统电路分析及设计71.3.1 系统电源71.3.2 供水系统主电路分析与设计81.3.3 PLC I/O接线图91.3.4 压力传感器信号处理101.3.5 报警电路设计11第2章 供水系统的软件设计132.1 软件开发环境简介132.2 供水系统程序流程图152.3 供水系统程序设计162.3.1 供水系统的程序主体思路:162.3.2 供水系统程序设计16第3章 系统调试与结果分析203.1系统调试203.2
2、结果分析23第4章 结束语25参考文献26附录27引 言随着我国社会经济的发展,住房制度改革的不断深入,人们生活水平的不断提高,城市中各类小区建设发展十分迅速,同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中的一个重要方面,供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到小区住户的正常生活和工作,也直接体现了小区物业管理水平的高低。传统供水方式普遍不同程度的存在效率低、可靠性差、自动化程度不高等缺点,难以满足当前经济生活的需要。本论文针对住宅小区的供水要求,设计了一套由可编程逻辑控制器PLC、四台水泵、压力传感器等主要设备构成的全自动供水系统,系统分为手动模式和自动模式。自动模式,首
3、先由传感器把信号传给PLC,再由PLC根据水压的高低,分析控制四台水泵的工作状态;手动模式下,可以通过各个水泵的启动停止按钮独立的工作。该系统还设有过载等保护功能。该系统设有低压报警和高压报警,如果系统经常提醒水压过低,那就提醒使用者需要增设水泵以保证供水的正常,如果系统提醒水压偏高,使用者可手动关掉所有水泵。本设计是基于PLC的物业供水系统,通过调试表明本系统能够满足设计要求并有很好的使用价值。关键字: PLC 物业供水系统 - 2 -第1章 供水系统的硬件设计1.1系统主要配置的选型1.1.1 水泵机组的选型水泵机组的选型基本原则,一是要确保平稳运行;二是要经常处于高效区运行,以求取得较好
4、的节能效果。要使泵组常处于高效区运行,则所选用的泵型必须与系统用水量的变化幅度相匹配。本文以某小区的实际生活用水的数据进行选型,该小区生活用水具体要求为:1)由多台水泵机组实现供水,流量范围600m2h,扬程60米左右,出水口水压大小为0.4Mpa;2)设置一台水泵作用于小流量时的供水;供水压力要求恒定,尤其在换泵时波动要小;3)系统能自动可靠运行,为方便检修和应急,应具备手动功能。4)具有完善的过载保护功能,系统要求较高的经济运行性能。根据以上系统要求的总流量范围、扬程大小,确定供水系统设计秒流量和设计供水压力(水泵扬程),考虑到用水量类型为连续型低流量变化型,确定采用4台上海熊猫机械(集团
5、)有限公司生产的SFL系列主水泵机组。 表3.1 控制器I/O口分配表型号数量主要性能参数流量m2/h扬程m效率%转速r/min电机功率kw余量m进出口径mm水泵机组150sfl160-20x4416080731450552.91501.1.2 PLC的选型PLC是整个变频恒压供水控制系统的核心,它要完成对系统中所有输入信号的采集、所有输出单元的控制、恒压的实现以及对外的数据交换。因此我们在选择PLC时,要考虑PLC的指令执行速度、指令丰富程度、内存空间、通讯接口及协议、带扩展模块的能力和编程软件的方便与否等多方面因素,以日本三菱PLC为例,该PLC有FX、A、Q三大系列,在FX系列中又有FX
6、1S,FX1N和FX2N三种型号。依据控制任务,从PLC的输入输出点数、存储器容量、输入输出接口模块类型等方面等来选PLC型号。在供水系统的设计中,我们选择三菱FX1N-40MR-001型PLC。FX1N-40MR-001的主要参数为:IO点数:2416;基本指令:27条;功能指令:298条;基本指令执行时间:0.55-0.7微秒;用户程序步骤:8K;通信功能:强;输出形式:继电型;输出能力:2A点;三菱FX1N-40MR-001是三菱电机推出的功能强大的普及型PLC。具有扩展输入输出,模拟量控制和通讯、链接功能等扩展性。是一款广泛应用于一般的顺序控制三菱PLC。特点:三菱FX1N-40MR-
7、001拥有相当快的速度, FX是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案;FX1N系列是小型化,高速度,高性能和所有方便都是相当于FX系列中高档次的超小形程序装置。 除输入输出24-24点的独立用途外,还可以适用于在多个基本组件间的连接,模拟控制,定位控制等特殊用途,是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。 三菱FX1N-40MR-001在基本单元上连接扩展单元或扩展模块,可进行16-256点的灵活输入输出组合。可选用16/32/48/64/80/128点的主机,可以采用最小8点的扩展模块进行扩展。可根据电源及输出形式,自由选择。 程序容量:内置800步RAM(可输入注释)可使用存储盒,
8、最大可扩充至16K步。丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、高速处理指令、输入过滤常数可变,中断输入处理,直接输出等。便利指令数字开关的数据读取,16位数据的读取,矩阵输入的读取,7段显示器输出等。数据处理、数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等。特殊用途、脉冲输出(20KHZ/DC5V,KHZ/DC12V-24V),脉宽调制,PID控制指令等。1.1.3 压力传感器的选型压力传感器是供水系统中的主要传感器。PLC自动控制水泵的工作情况的信息全部来自压力传感器,它必须要有很高的可靠性,如果压力传感器出错,将会带来灾难性的事故,很可能是管道爆裂或者是水压不足,造成居民用
9、水的不方便,因此压力传感器的选用很关键。根据供水系统的具体的要求,我们选择水压传感器PY206。它有以下特点:水压传感器,厂家采用进口高精度感应芯体,先进的贴片工艺,配套带有零点、满量程补偿,温度补偿的高精度和高稳定性放大集成电路,将被测量介质的压力转换成05VDC标准电信号 。采用全不锈钢封焊结构,具有良好的防潮能力及优异的介质兼容性。广泛用于工业设备、水利、化工、医疗、电力、空调、金刚石压机、冶金、车辆制动、楼宇供水等压力测量与控制。产品概述及特点: A、采用进口感压芯片; B、先进的贴片工艺,具有零点、满量程补偿,温度补偿; C、高精度和高稳定性放大集成电路; D、全封焊结构、抗冲击、耐
10、疲劳、可靠性高; E、输出信号多样化(有电流型、电压型); F、结构小巧,安装方便; G、采用高温补偿最高介质温度可达350度;产品主要参数: 被测介质: 气体、液体及蒸气(弱腐蚀性) 压力类型: 表压 量 程: -100KPa-0.6Mpa60 Mpa120 Mpa间任意可选(量小量程为0.6MPa,量大量程为120MPa) 输 出:420mA(二线制)、05VDC、010VDC、0.54.5VDC(三线制) 综合精度: 0.1%FS(量程60MPa以下)、0.25%FS、0.5%FS 供 电: 24V DC(1530VDC) 绝缘电阻: 1000 M/100VDC 负载电阻: 电流输出型:
11、最大800 电压输出型:大于50K 介质温度: -2085、-20150、-20200、-20300(可选) 环境温度:-2085 储存温度:-4090 相对湿度: 095% RH 密封等级:IP65/IP68 过载能力: 150%FS 响应时间:10mS 稳 定 性:0.15%FS/年 振动影响:0.15%FS/年(机械振动频率20Hz1000Hz) 电气连接:紧线螺母直接出线;标准配线3米 压力连接:M201.5,其它螺纹可依据客户要求设计 连接螺纹材料:304/316L不锈钢产品结构图:图 3-1水压传感器PY206结构图1.2 可编程控制器I/O分配表3.2 控制器I/O口分配表输入元
12、件地址编码输出元件地址编码低水压输入X000水泵1接触器Y001正常水压输入X001水泵2接触器Y002高水压输入X002水泵3接触器Y003模式选择开关X003水泵4接触器Y004自动模式开关X004水泵1工作指示灯Y005水泵1过载X005水泵2工作指示灯Y006水泵2过载X006水泵3工作指示灯Y007水泵3过载X007水泵4工作指示灯Y010水泵4过载X010自动模式指示灯Y011水泵1手动开X011手动模式指示灯Y012水泵1手动关X012自动模式开关指示灯Y013水泵2手动开X013高压报警灯Y014水泵2手动关X014低压报警灯Y015水泵3手动开X015水泵3手动关X016水泵
13、4手动开X017水泵4手动关X0201.3 系统电路分析及设计1.3.1 系统电源供电系统的设定直接影响到控制系统的可靠性,因此在设定供电系统时应考虑下列因素:1)输入电源电压在一定的允许范围内变化;2)当输入交流电断电时,应不破坏控制器程序和数据;3)当控制系统不允许断电的场合,要考虑供电电源的冗余;4)当外部设备电源通断电时,应不影响控制器的供电;5)要考虑电源系统的抗干扰措施。为实现以上要求,在主电路和控制电路加上了保护,包括过载保护,当主电路因某些原因出现故障时,比如水泵过载,这时过载保护工作,水泵停止运行既使水泵安全,也使电源供电安全确保PLC的电源正常。1.3.2 供水系统主电路分
14、析与设计由设计内容和要求可知,本设计需要用到四台水泵,水泵的型号都为:150sfl160-20x4,55kw,1450转/分,380V,144A。在设计主电路时水泵以电动机代替,图中的KM为接触器线圈,FR为热继电器,主电路并设有短路过载保护。硬件设设计主电路图如图3-2所示:图3-2 硬件设计主电路图图中的三相电接入口处有熔断器,当水泵因故障或其他原因过载时,主电路上的电流超过正常值时熔断器自动熔断,起到保护水泵和主电路的作用。在每台水泵上单独再安装熔断器FU1、2、3、4,因为,4台水泵的工作状态不同主电路的电流不同,主电路上的熔断器只能起到保护主电路的作用,所以,在每台水泵上单独再装上熔
15、断器以保证当水泵超载时可单独切断电源。刀开关QS1、2、3、4由人工手动控制,PLC控制电路失灵时刀开关是切断电源的唯一方法。接触器KM1、2、3、4是由PLC自动控制水泵的开关。FR1、2、3、4是热继电器,把它们穿在电机的绕组中,当水泵过载时,热继电器动作,切断电源。M1、2、3、4代表四台水泵。1.3.3 PLC I/O接线图图3-3供水系统PLC I/O接线图如图3-3所示,按键S1-S16分别为不同信号输入,COM口为公共端,Y001-Y015分别为不同控制信号输出端,输出控制信号控制执行电路的工作状态。其中,S3是自锁开关,当S3接通时系统工作在手动模式,当S3断开时,系统工作在自
16、动模式,而S3的默认状态是断开的。S4是当系统工作在自动模式时的开关,当S4接通时,自动工作有效,当S4断开时,自动工作停止。S5-S8是过载保护的输入,以开关形式代替。过载保护,除了有硬件上的保护还有PLC程序中的保护,以确保系统的可靠性。S9-S16是手动模式下的功能选择,使4台水泵可以任意设置其工作状态,4台水泵在手动控制模式下是相互独立的,相互之间没有影响。Y1-Y4是水泵的接触器控制端,由于选用的PLC是继电器输出型,因此可以直接驱动接触器,为了增加系统的安全系数,在接触器和PLC组成的回路中加入了热继电器。Y5-Y10是各个水泵工作状态指示灯口,Y11是自动模式指示灯控制口,Y12
17、是手动模式指示灯控制口,Y13是自动模式开关状态之灯控制接口。Y14是高压报警指示灯,当只有一台水泵在工作,但是,水压还是超过正常值,这时就要报警来提醒工作人员,由工作人员决定是否手动关掉所有水泵。Y15是低压报警指示灯,当4水泵都投入工作,但是,水压还是低于正常值,如果这种状态经常发生,那么,这个系统就要考虑增设一台水泵以保证供水的正常。1.3.4 压力传感器信号处理压力传感器选用的是佛山一众传感仪器有限公司的水压传感器PY206。PY206能将水压转换成05VDC标准电信号。采用进口高精度感应芯体,先进的贴片工艺,配套带有零点、满量程补偿,温度补偿的高精度和高稳定性放大集成电路。采用全不锈
18、钢封焊结构,具有良好的防潮能力及优异的介质兼容性。压力传感器PY206能将水压信号转换成05VDC标准电信号,但是,PLC需要的是三个分立的信号:低水压信号,正常水压,高水压信号。因此,就必须把压力传感器的输出信号进行转换,为此我们设计了如图3-4所示的信号转换电路。图3-4 压力传感器信号转换电路此电路,主要由电压比较器Lm393,数字芯片非门芯片74f04、同或门74ls266组成。通过电阻桥式电路分压,设定了高水压和低水压的参考电压,由于水压传感器PY206的输出信号是05VDC标准电信号,因此,可以采用这种形式。传感器信号接到电压比较器Lm393的2脚和5脚,通过由Lm393组成的窗口
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
10 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 小区 供水系统
