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攀枝花学院本科毕业设计（论文）

4.4 强电驱动线路2

强电驱动线路2如图4.3所示。

电路图左边的是真空泵的主电路，断路器QF4和热继电器FR1用来保证电机安全运行，KM1的作用是在PLC中用来控制真空泵的开闭。三个电压表用来检测主电源线中电压是否稳定。

最右边的电路是为控制电路和PLC供电设计的。先通过变压器把380V转换成220V，用低通滤波器滤掉高频谐波，最后通过开关电源就得到24V和5V。

4.5 电动阀控制电路

图4.4中控制四个电动阀的接触器分别是KM2、KM3、KM4、KM5。电动阀里有两个限位开关，三个接线端子。其中两个常开、常闭触点是主管阀门的开启和闭合。连接在端子排中的1号位的是公共端，2号位的常闭触点的作用是关闭电动阀，3号位的常开触点闭合后电动阀开启。当电动阀开到90°时，会碰到5号位的关到位限位开关，线圈就会通电说明电动阀已经完全打开。同样，当关闭电动阀时，反转到90°时，会碰到4号位的开到位的限位开关，线圈通电表明电动阀已经成功关闭。

图4.3 强电驱动图2

图4.4 电动阀控制线路

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4.6 PLC接线图

图4.5所示的是LG-PLC接线图。在可编程控制器的左右两边分别是定义的输入点和输出点。本系统共用到三个泵，所以需要定义三个泵的状态输入和故障输入，又因为所用的泵是离心泵，离心泵启动时必须有真空泵把空气抽净，所以又加上了真空泵的控制端口。在现实控制中，手动是必须的。为了能让备用泵顺利转换，定义循环线路的输入和输出端口来保证两个软起泵能按时转换。在PLC右边，定义了三个供水泵，

真空泵和四个电动阀的输出控制端口。最后的那三个供水泵电磁阀是用在每个泵启动时控制真空泵抽各离心泵中空气用的。

下图右边是完成本次系统任务的必需扩展。首先，是两个ADHB模数转换模块，用来处理如水位，压力和频率的模数转换。这三个模拟量不能直接参与PLC的运算，需要转换成数字量后才行。每个输入输出都有自己的寄存器地址，在编程时还要在调用寄存器的值的时候与相应的系数进行运算才可用于PLC中的PID运算。

它对于编程和现场控制有很大帮助。可以随时在需要的情况下改变如三个模拟量系数、水位的上下限和备用泵的转换时间。

图4.5 PLC接线图

4.7 控制线路

下面两图为本系统的控制线路。电源线为三相线的A、B相线，为了防止过载、短路和欠电压，最开始设置上了断路器。下面的K按钮是应急按钮。再下面的手动转换开关是用来选择手动还是自动。接触器最多只有四个常开触点，拿手动来说，需要两个10型的接触器和两个40型的辅助触头，共16个常开触点，KM8同理。每个泵阀门都有自动和手动，这是在实际需要的立场上设计的。

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图4.6 控制线路1

图4.7 控制线路2

5 恒压供水系统软件设计

本设计由于采用的PLC是LG系列的，所以在这里简单介绍一下LG系列PLC的一些编程规则。

5.1 梯形图的基本绘制规则

(1) 编程顺序 (2) 编号分配

(3) 触点的使用次数和线圈的使用次数 (4) 线圈的连接

5.2 恒压供水系统I/O口分配

系统具体控制方案上章已叙述，在此把恒压供水系统的I/O分配列举如表5.1（略）。

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5.3 程序流程图

具体控制方案上面已有详细叙述，根据本课题要求和实际情况的限制，恒压供水系统流程图见附录（略）。

5.4 程序编写

在硬件系统设计中，采用了一台变频器连接1台电动机，变频器输入电源前面接入一个空气开关，来实现电机、变频器的过流过载保护接通，空气开关的容量依据电机的额定电流来确定。对于用软启动器控制的电动机，还需要在软启动器上面接入两个空气开关，来实现电机的过流过载保护，空气开关的容量依据电动机的额定电流来确定。所有接触器的选择都要依据电动机的容量适当选择。水泵阀门主电路用两个交流接触器来控制电动机的正反转，实现阀门的开启和关闭。

PLC主程序主要由系统初始化程序、变频1泵起动程序、恒压供水模块程序、进2泵程序、求模拟量平均值程序、进3泵程序、退3泵程序、压差程序、故障处理程序等构成。程序见附录（略）。

6 结束语

此次设计是以攀枝花学院的供水状况为设计课题，包括：恒压供水系统原理、恒压供水系统的电气实现、系统的硬件选型、系统的硬件电路设计和软件电路设计等，本设计一共包含四大章设计内容，其主体是由变频技术、压差—恒压自动转换技术、微泄漏补偿技术组成的，是现阶段水处理行业较为先进的供水方法。本系统与现在普通二级加压水厂相比，具有简单经济、控制方便、节能降耗的优点。

首先，普通二级加压水厂只单纯手动控制电机的启动和切换，这样在电机启动时会产生很大的启动电流，长此以往对电机寿命有很大损害，而且在供水时一直按工频全速运转效率低、能耗大。而本系统可根据实际压力变化自动调整变频器频率，从而改变电机转速，减少了能量的消耗。

其次，普通恒压供水在用水量变化较大时有高效、节能的优点，但在用水量很小的情况下，如晚上，变频器工作在出水频率附近时耗电量增大。而本系统通过压差—恒压自动转换技术和微泄露补偿技术解决了这个难题。

再次，本设计运行维护简单方便，对于操作人员不要求具备专业的水处理知识，只根据操作说明书和操作规程就可以对整个水厂进行操作管理，因此，采用此设计建设的水厂适应性强，在现阶段很受客户的欢迎。

这种水处理技术未来发展前景很大，它的供水方式和控制方式都符合供水发展方向，是现代人们生活所要求的并且前景光明。

参考文献

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Method for Water Supply Scheduling in Hybrid Network Models[M]. Japan.

The Design of the Water Supply System Based on the Control of PLC

She Jiyu Instructor: Feng Mingchin

Abstract： In the rapid development of China's economic process, in order to achieve sustainable economic development, energy-saving emission duction requirements will be getting higher and higher, making energy-saving equipment to large-scale promotion and use. At the same time as celerating the process of urbanization, an influx of immigrants into the city, making large and medium-sized cities, the infrastructure is not sufficient to satisfy the original use of the growing demand, into the expansion of such infrastructure will be put on the agenda, what is economical and efficient and expansion to meet the needs of the future is that we must face the problem of the current. In addition to the quality of life of people continually increasing demands on the performance of urban infrastructure has put forward higher requirements.The construction of urban water supply system is one of the important aspects, water supply reliability, stability, economy directly affect people's normal work and life. The traditional constant pressure water pump, high water tower tank water supply, water pressure tank water supply means exist to varying degrees generally low efficiency, poor feasibility, long construction period, water quality and other shortcomings are not guaranteed, and energy efficiency and raise the standard of living are incompatible. Based on the above, the present paper for the development of our school teachers and students, as well as life cycle analysis of water, the use of frequency converter in the constant pressure water supply of the outstanding performance of life designed for variable frequency control of water control systems, and through the use of PLC the whole system more intelligent and reliable to meet the conditions for energy conservation and the purpose of school.

Keywords： constant pressure water supply, variable frequency speed control, frequency converter, PLC

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