基于plc的高层建筑给水控制系统设计

基于plc的高层建筑给水控制系统设计内容摘要：

20 页 3 1 概述 课题背景及意义 我们都知道，水是人类生活、生产中不可缺少的重 要物质，在建设节约型时代特征的前提下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低，而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，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。 高层供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到住户的正常工作和生活。 本系统就是在这种背景下设计的。 本设计是基于 PLC 的物业供水系统，具有以下特点： （ 1）：供水系统分 高区和低区，每个区个两台泵，以下以低区供水为例。 供水管道安装压力检测开关 K1， K2 和 K3。 K1 接通，表示水压偏低； K2 接通，表示水压正常； K3 接通，表示水压偏高。 （ 2）：系统分手动工作和自动工作两种状态，自动工作时，当用水量少，压力增高， K3 接通，此时关闭两台泵；当用水量曾多时， K2 接通，此时压力正常，设 1 台水泵工作，要求未曾工作过的水泵投入运行，同时每个三十分钟换一次泵；当用水量继续增加，水压下降， K1 接通时，此时两台水泵同时工作。 ；手动工作时，要求 4 台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关）。 （ 3） ：并设有“自动 /手动”切换开关（ ON—— 手动， OFF—— 自动），另设自动运行控制开关（ ON—— 自动运行， OFF—— 自动运行停止）。 各水泵工作时，均应有工作状态显示。 PLC 供水方面的发展 PLC在物业供水方面也得到了广泛的应用。 传统的小区供水方式有恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水。 这些传统的供水方式或多或少都存在各自的缺点和不足，比如：恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作、水塔高位水箱供水基建投资大，占地面积大，维护不方便，水泵电机为硬 起动，启动电流大、综上所述，传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源；效率低；可靠性差；自动化程度不高等缺点，在这种情况下人们想到了基于 PLC的供水系统设计。 目前国内外基于 PLC的供水系统设计技术比较多，并且有些技术已经相当成熟，从简单的基于 PLC的恒压供水系统设计到基于 PLC的变频恒压供水系统设计，其中后者的变频技术是现在研究的核心，变频技术是在电力电子技术、计 第 页 共 20 页 4 算机技术和自动控制技术及电机控制理论发展的基础上发展起来的。 本文的基于 PLC 的物业供水系统设计属于恒压供水，由于 PLC 的可靠性高、功能强、应用灵活、编程简单、使用方便等特点，与传统的供水系统相比本系统有很大的实用价值。 如图 11 所示 ： 图 11 供水 系统效果图 第 页 共 20 页 5 2 PLC 设计 本次设计基于西门子 s7200PLC。 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， S7200 属于小型 PLC，在 1998 年升级为第二代产品， 2020 年升级为第三代产品，其特点如下 [6]： (1) 功能强大。 S7200 有 5 种 CPU 模块，最多可扩展 7 个扩展模块，扩展到 248 点数字量 I/O 或 38 路模拟量 I/O，最多有 30 多 KB 的程序存储空间和数据存储空间； (2) 先进的程序结构，功能强大、使用方便的编程软件； (3) 灵活方便的寻址方法； (4) 强大的通信功能和品种丰富的配套人机界面； (5) 有竞争力的价格； (6) 完善的网上技术支持等。 硬件设计 供水系统主电路设计 有设计内容和要求可得出 主电路图 如图 21： 第 页 共 20 页 6 图 21 系统主电路 系统的 I/O 点数确定 本设计的控制部分由 PLC 完成，由于本系统控制分 手动和自动运行，手动运行时，每台水泵分别有启动和停止开关输入，自动运行时，需要有自动运行 /停止开关输入，水压判断开关以及保护输入等，还有四个水泵输出。 系统的监控点原理图如图 22： 第 页 共 20 页 7 图 22 系统的监控点原理图 第 页 共 20 页 8 PLC 的 I/O 地址分配表 如图 23： 输入点 对应信号 输出点 对应信号 水池高位报警 水池供水泵 水池低位报警 系统自动运行指示灯。