摘 要

随着社会的城市化发展，城市人口数量呈递爆炸式的增多，从而导致城市用水量疯狂增长，再加上水资源匮乏以及浪费。这些方方面面都对城市的供水系统提出了严峻的考验。因此，城市供水系统需要更新换代，设计出一套功能全面、经济安全的供水系统已经是迫在眉睫。

根据设计的要求，供水系统的工作原理，本次设计通过变频调速技术和PLC来实现恒压供水。在此次的设计中主要有三台电机，用来带动不同的水泵运行，每个电机对应一个水泵，使用M1到M3分别对应1到3号水泵。电机是由对应的接触器控制的，并且这三个电机的变频器也是由对应的开关控制的。本次设计最大的亮点在于使用了循环变频运行和倒泵功能。系统的水泵是轮流运行的，有且只有一台水泵是在变频运行的状态下。

关键词：供水系统；恒压供水；PLC；电机

Design of high rise building water supply system

ABSTRACT

With the urbanization of the society, the number of urban population increases explosively, leading to the crazy growth of urban water consumption, coupled with the scarcity and waste of water resources. All these aspects of the city's water supply system presents a severe test. Therefore, the urban water supply system needs to be updated, and it is urgent to design a comprehensive, economical and safe water supply system.

According to the design requirements, the working principle of the water supply system, this design through variable frequency speed control technology and PLC to achieve constant pressure water supply. In this design, there are three main motors, used to drive different pumps running, each motor corresponds to a pump, the use of M1 to M3, respectively, corresponding to 1 to 3 pumps. The motor is controlled by the corresponding contactor, and the frequency converter of the three motors is controlled by the corresponding switch. The biggest highlight of this design is the use of cyclic inverter operation and reverse pump function. The water pump in the system runs in turn, and only one pump is in the condition of variable frequency operation.

Key words：Water supply system；Constant pressure water supply；PLC；Electric machinery

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

目录 III

1 绪论 1

1.1 课题研究背景和研究意义 1

1.2 国内外发展研究现状 1

1.3 主要内容 2

2 系统控制方案的确定和供水系统的组成 4

2.1 系统控制方案的确定 4

2.2 供水系统的组成 4

2.2.1 供水系统的组成机构 4

2.2.2 设计系统保护功能 5

3 系统的硬件设计 7

3.1 系统主要设备的选型 7

3.1.1 PLC的选型 7

3.1.2 变频器的选型 9

3.1.3 压力传感器的选型 9

3.1.4 液位开关的选型 10

3.2 系统的主电路分析及其设计 10

3.2.1 主电路设计分析 10

3.2.2 系统控制电路分析及其设计 13

3.2.3 变频器的引脚图 13

3.2.4 变频器的外部接线图 14

3.2.5 PLC的I/O端口分配及外围接线图 16

4 系统的软件设计 20

4.1 系统软件设计分析 20

4.1.1 PLC控制程序主流程图 20

4.1.2 控制系统程序 20

4.2 控制系统子程序设计 24

结 论 28

致 谢 29

参考文献 30

附录 31

1 绪论

• 1. 课题研究背景和研究意义

在现在的生活中人们对供水系统应该已经不陌生了，供水系统几乎是家家户户都有联系的。现在大城市里有很多的高楼大厦，但是楼层高了，供水系统的设计就成了一个问题，水压不够，电力的损耗以及水资源的浪费成了一个大家都比较关注的话题。

在水资源比较匮乏的今天，“节水、节能”主题越来越被重视。随着社会的城市化发展，城市人口数量呈递爆炸式的增多，从而导致城市用水量疯狂增长，再加上水资源匮乏以及浪费。我国是个资源大国，但由于人口数量太多，人均可用水已经大大的低于其他国家。这些方方面面都对城市的供水系统提出了严峻的考验。传统的供水方式存在着浪费水力，能耗大，稳定性差，效率低，自动化程度低等缺点^[1]。水资源的浪费以及电力资源的浪费是过去的楼层供水系统存在的主要的问题；更重要的是过去的很多供水系统的稳定性比较差，经常出现这样那样的故障，对人们平时生活中的用水情况有着很大的影响。因此，城市供水系统需要更新换代，设计出一套高效节能、经济安全、自动可靠的供水系统。

现代社会科技越来越发达，自动化、智能化的产品层出不穷，供水系统也在逐步走向成熟，逐步向智能化靠拢。变频恒压供水系统凭借优越的供水性能，已经成为国内供水系统的首选。最重要的是它的投资成本小，节能效果非常明显，被业内人士广泛接受。所以说，变频供水系统有着广阔的应用前景，同时还有着经济效益和社会效益。

变频恒压供水系统运行稳定，由变频器控制水泵的软启动，这就避免了频繁启动引起的损坏。变频恒压供水系统可以有效地避免水质的污染，可以灵活地选择供水方式。系统还拥有比较完善的保护功能，比如可以进行过载保护，故障报警等。

• 1. 国内外发展研究现状

在变频器发展初期，在传统的供水系统中主要是被控制的辅助元件，并没有什么太突出的功能。管网压力的恒定要靠其他设备如压力传感器来帮助完成，最终实现系统的自动调节。上世纪后半叶开始，伴随着半导体的发明与出现，所有的元件变得小而精，这使得变频器技术也跟着迅速发展。变频器变得越来越小，便于安装，投资资本也下降了很多，而且更安全，使用寿命更长。