摘 要
本文主要针对当前供水系统中存在的自动化程度不高、能耗严重、可靠性低的缺点加以研究，开发出一种新型的并在这三个方面都有所提高的PLC控制的恒压供水系统。
全文共分为五章。第一章阐明了恒压供水系统的应用背景、选题意义及主要研究内容。第二章对本系统的总体方案进行了介绍，其中包括系统的工艺要求，系统的组成和基本工作原理以及主要元器件的选型。第三章着重写控制系统的硬件部分的基本原理。第四章介绍了系统的软件开发工作，对PLC程序做了具体描述并介绍了过程控制中占据重要地位的PID调节原理及参数设置依据，方法。第五章是项目调试和小结部分，给出了调试结果。
本论文综合运用了可编程控制器（PLC）、变频器、PID调节仪、传感器等现代工业控制常用的控制部件及其相关程序设计方法。所做的研究对同类系统的研究和开发具有一定的参考价值。
要害词：可编程序控制器 变频器 PID
Abstract
In the thesis, the disadvantages and problems need to be resolved of current supporting water system are briefly analyzed, and a new system, which has great advance in automation, reliability and saving energy, is studied and described.
This thesis consists of five chapters．Chapter one clarifies the application background and significance of the supporting water system and main contents of research. Chapter two introduces the overall project of the new auto－control system, including craft demand, constitution, work principle and the selection of the main electrical devices．Chapter three emphasizes the principle of the software and hardware part in control system. Chapter four, we analyze the exploitation of control system, specifying on PLC programmer and introduces the principle, parameter installation of PID control. The last chapter is the conclusion of the whole research and presents some debug result.
The research collectively utilized some modern control devices, such as PLC, frequency conversion device, sensor, and their program control method, all of these are of some reference value to the study of relative control system.
[KEY WORDS]： PLC Frequency conversion PID
目 录
摘 要 - 4 -
Abstract - 5 -
第一章 绪论 - 6 -
1.1 课题的意义及应用背景 - 6 -
1.2 本文研究的内容 - 8 -
第二章 恒压供水原理及系统的技术指标 - 9 -
2.1 任务 - 9 -
2.2 系统技术指标 - 9 -
2.3 系统的组成和基本工作原理 - 9 -
2.4 主要元器件选型 - 10 -
第三章 硬件的基本原理及其应用 - 11 -
3.1 PLC可编程控制器(FXOS—20MR) - 11 -
3.1.1 可编程控制器的特点 - 11 -
3.1.2 可编程控制器的工作原理与应用 - 12 -
3.2 变频器的原理与特性(CIMRG7) - 17 -
3.2.1变频器简介 - 17 -
3.2.2变频与变压(VVVF)原理 - 18 -
3.2.3变频调速的基本原理 - 18 -
3.2.4变频调速的升速和启动 - 19 -
3.2.5变频调速的降速和制动 - 20 -
3.2.6变频后的电动机的机械特性: - 20 -
3.2.7水泵类平方律负载的机械特性 - 21 -
3.2.8 V/F控制的概念: - 21 -
3.2.9矢量控制的概述 - 22 -
3.2.10 CIMRG7的特性及其应用 - 23 -
3.3 压力传感器介绍及应用 - 33 -
3.4 PID调节仪 - 34 -
3.4.1 PID调节原理 - 34 -
3.4.2 PID参数设置 - 36 -
3.4.3 PID设定值的调整 - 37 -
第四章 软件设计 - 38 -
4.1 PLC应用的开发步骤 - 39 -
4.2 PLC程序 - 40 -
4.2.1基本步骤 - 40 -
4.2.2 程序中使用的继电器 - 40 -
4.2.3程序流程 - 43 -
4.3 PLC程序的运行和模拟调试 - 48 -
第五章．现场调试和小结 - 48 -
5.1 硬件功能性调试以及注重事项 - 48 -
5.2 系统总体调试 - 49 -
5.3 小结 - 50 -
致 谢 - 51 -
参考文献 - 52 -
第一章 绪论
1.1 课题的意义及应用背景
在我国，节电节水的潜力非常大。据有关国际组织发表的资料显示:中国的单位国民经济总产值所消耗的电是美国、德国等的4倍左右，消耗的水是他们的2倍左右。我国的大量用电设备中，风机和泵类电机的耗电量占全国发电量的50%左右,若推广新型电机调速技术,可节电40%左右,即可以节约全国发电量的1/5.由于我国人均占有水、电资源相对于别国又少很多,因此,在我国一方面水电供给紧张,而另一方面,水电的浪费又十分惊人.节电节水,不仅潜力巨大,而且意义深远
近十年来，变频技术的应用在我国有很大的发展，并取得了良好的效果。可以说，变频技术已为大多数用户所接受。但是，不能不指出，我国在变频技术的应用方面，与发达国家的水平尚有很大差距。目前，我国在用的交流电动机使用变频调速运行的仅6%左右，而工业发达国家已达60% ~ 70%；日本在风机、水泵上变频调速的采用率已达10%，而我国还不足0.01%；在日本，空调器的70%采用了变频调速，而我国才刚刚起步。从这个现实出发，变频技术尚有很大的发展空间，我们应该锲而不舍地做好推广应用工作。
变频控制技术的进步不仅仅是异步电动机结构简单、坚固、易于维护等优点，更主要的是采用变频调速技术的异步电动机的机械特性达到了直流电动机调压调速的特性。由于计算机技术的介入，使得变频器具有丰富的功能和方便好用的特点，因此人们才有可能按照实际要求，自行构成一个适用和可靠的调速系统。
变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中得到了很大的发展。随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强。充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。
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