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基于plc的自动供水系统介绍
供水设备
水箱自动供水装置就是建筑物外的供水管网里的水流进蓄水池，在由水泵抽水至屋顶水箱和建筑物内供水装置。水泵水箱联合给水方式适用的条件是：当建筑外管网压力经常低于建筑内给水系统所需压力，而且建筑内用水量又很不均匀时，采用水泵加压给水，同时采用水箱贮存调节用水量。此方式，一是能使水泵在高效率条件下工作，同时水箱能够贮存调节生活和其他用水量，二是使水泵间断工作，可以利用变频器和PLC来实现对水泵的变频调速控制来达到水泵运行与停止自动化，能及时向管网和水箱充水，也可使水箱容积大大减小。这种给水方式技术上合理，供水可靠，节能，是我过和国外建筑采用的一种常见给水方式。
通过对计算机和PLC之间通信协议的研究，完成了上下位机通信设置，开发了计算机监控程序，通过通信模块实现了对供水系统的远程监控和故障报警。系统有效地解决了传统供水方式中存在的问题，增强了系统的可靠性。并与计算机实现了有机的结合，提升了系统的总体性能。
关键词：PLC，变频变速，液位检测，自动控制 供水设备
前 言
随着改革开放的不断深入，我国中小城市的城市建设及其经济迅猛发展人们的生活水平不断提高；同时，城市需水量不断加大，对城市供水系统提出了更高的要求。供水的可靠性稳定性经济节能性直接影响到城区的建设和经济的发展，也影响到城区居民的正常工作和生活
如今，各个行业对于"节能减排"越来越重要，作为仅次于美国的发电大国，我国80%的电能来自火力发电。火力发电每天燃烧了大量的煤和石油，并且产生大量有害气体，污染环境。当前，能源危机威胁着整个世界的发展，作为发展中的能源大国，如何有效的节能减排已经成为需要面临的新问题，节约电能势在必行。
而此次设计的系统中，耗电最大的用电器是水泵。据统计资料报道, 我国现有约5000万台水泵和风机在运行。总计年用化量可达约1000亿度。泵和风机均属于叶片式流体机械；由流体机械理论，在相似工况下，泵、风机的流量，扬程和功率分别与其转速的一次方、二次方和三次方成正比。如转速下降一半，其功率可下降到原来的1/8。
自从二十世纪八十年代以来大量各种品牌国外变频器进入国内市场，我国也自行研制生产了若干品牌的国产变频器，变频器在我国以获得了广泛的应用。对于建筑给水来说，用得最多的就是变频调速恒压变量给水。以变频调速为核心，结合PLC智能控制的供水设备，启动平稳，启动电流可以限制在额定电流以内，避免了启动时对电网的冲击，其还有稳定安全的运行性能，简单方便的操作方式，以及安全周到的功能。实现节水，节电，节省人力，最终达到高效优质运行，提高工作效率。
70年代后期，随着微电子技术和计算机的迅猛发展，使PLC从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为一种电子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC（programmable controller）.但由于PC容易与个人计算机（programmable computer）相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程器的缩写。
1985年国际电工委员会（IEC）对PLC的定义如下：可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器，它采用了可以编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。
PLC是继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控制方面具有一定优势。继电器在控制系统中主要起两种作用：（1）逻辑运算（2）弱电控制强电。PLC是集自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。可编程控制器，简称PLC。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的的一中新型工业控制设备。 具有1.可靠性高、抗干扰能力强 2.设计、安装容易，维护工作量少 4.功能强、通用性好 5.开发周期短，成功率高 6.体积小，重量轻、功耗底等特点。具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业生产自动化的支柱产品。与继电--接触器系统相比系统更加可靠；占位空间比继电--接触器控制系统小；价格上能与继电--接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀、触器与于之相当的执行机构；能向中央执行机构；能向中央数据处理系统直接传输数据等。
此篇论文是以PLC控制来实现水箱的自动供水系统，下面就简单介绍一下水箱，水泵，变频器等内容。
一 、水箱
（一） 水箱的构成及选择
1． 水箱的形状
常用水箱形状有圆形，方形和矩形，在特殊情况下可根据具体条件设计成其它任意形状。在本设计中，采用方形。
圆形水箱结构合理，节省材料，造价低廉。
方形和矩形水箱布置方便，占地较小，但对大型水箱结构较复杂，材料耗量较大造价较高。
2． 水箱的材料
水箱的材料有多种，像金属材料：大小水箱均可使用，重量轻，施工安装方便，但易锈蚀，维护工作量较大，造价较高。
前 言
随着改革开放的不断深入，我国中小城市的城市建设及其经济迅猛发展人们的生活水平不断提高；同时，城市需水量不断加大，对城市供水系统提出了更高的要求。供水的可靠性稳定性经济节能性直接影响到城区的建设和经济的发展，也影响到城区居民的正常工作和生活
如今，各个行业对于"节能减排"越来越重要，作为仅次于美国的发电大国，我国80%的电能来自火力发电。火力发电每天燃烧了大量的煤和石油，并且产生大量有害气体，污染环境。当前，能源危机威胁着整个世界的发展，作为发展中的能源大国，如何有效的节能减排已经成为需要面临的新问题，节约电能势在必行。
而此次设计的系统中，耗电最大的用电器是水泵。据统计资料报道, 我国现有约5000万台水泵和风机在运行。总计年用化量可达约1000亿度。泵和风机均属于叶片式流体机械；由流体机械理论，在相似工况下，泵、风机的流量，扬程和功率分别与其转速的一次方、二次方和三次方成正比。如转速下降一半，其功率可下降到原来的1/8。
自从二十世纪八十年代以来大量各种品牌国外变频器进入国内市场，我国也自行研制生产了若干品牌的国产变频器，变频器在我国以获得了广泛的应用。对于建筑给水来说，用得最多的就是变频调速恒压变量给水。以变频调速为核心，结合PLC智能控制的供水设备，启动平稳，启动电流可以限制在额定电流以内，避免了启动时对电网的冲击，其还有稳定安全的运行性能，简单方便的操作方式，以及安全周到的功能。实现节水，节电，节省人力，最终达到高效优质运行，提高工作效率。
70年代后期，随着微电子技术和计算机的迅猛发展，使PLC从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为一种电子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC（programmable controller）.但由于PC容易与个人计算机（programmable computer）相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程器的缩写。
1985年国际电工委员会（IEC）对PLC的定义如下：可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器，它采用了可以编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。
PLC是继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控制方面具有一定优势。继电器在控制系统中主要起两种作用：（1）逻辑运算（2）弱电控制强电。PLC是集自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。可编程控制器，简称PLC。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的的一中新型工业控制设备。 具有1.可靠性高、抗干扰能力强 2.设计、安装容易，维护工作量少 4.功能强、通用性好 5.开发周期短，成功率高 6.体积小，重量轻、功耗底等特点。具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业生产自动化的支柱产品。与继电--接触器系统相比系统更加可靠；占位空间比继电--接触器控制系统小；价格上能与继电--接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀、触器与于之相当的执行机构；能向中央执行机构；能向中央数据处理系统直接传输数据等。
此篇论文是以PLC控制来实现水箱的自动供水系统，下面就简单介绍一下水箱，水泵，变频器等内容。
一般采用碳素钢板焊接而成，碳钢水箱内表面必须进行防腐处理，对于生活用水箱，防腐材料不得有碍卫生要求。在有条件时采用不锈钢，铜，铝等材料或复合材料较为理想。钢筋混凝土材料：适用于大型水箱，经久耐用，维护简单，造价较低，但重量大，与管道连接处理不好易漏水.在贮存生活饮用水时,内表面应做防污染处理。木质材料：仅用于小型，临时性给水工程和盛产木材的地区。其它材料：如塑料，玻璃钢等，若用作水箱材料，也具有很多优点（如耐腐蚀，重量轻，安装维护简便等）。考虑到成本，卫生等综合因素，本设计玻璃钢水箱，玻璃钢水箱制作工厂化，自重轻，安装便捷。 水箱的附件 水箱附件：水箱一般应有进水管，出水管，溢流管<br>泄水管，通气管，水位计，入孔等件。<br> 进水管：水箱进水管一般从侧壁接入，也可从底部或顶部接入。 出水管：水箱出水管可从侧壁或底部接出。出水管内底应高出水箱内不少于50毫米。出水管上一般应装设阀门。 溢流管：水箱溢流管可从侧壁或底部接出。 溢流管直径宜比进水管大1～2号，但在水箱底1米一下可以改用等于进水管直径。溢水沿口应比最高水位高20毫米，溢水沿口最好做成朝上的喇叭口。溢水管上不得装设阀门。溢水管不得与 排水系统直接连接，必须采用间接 排水。溢水管上应有防止尘土，昆虫，蚊蝇等进入的措施，如设置水封，滤网等。<br> 通气管：供生活饮用水的水箱应设有密封箱盖，箱盖上应设有检修入孔和通气管。通气管可伸至室内或室外，但不得伸到有有害气体的地方，管口应有防止灰尘，昆虫和蚊蝇进入的滤网，一般应将管口朝下设置。通气管上不得装设阀门，水封等妨碍通气的装置。通气管不得与排水系统和通风道相连。<br> 泄水管：水箱泄水管应自底部最低处接出。泄水管上装有阀门。泄水管可与溢流管相接，但不得与排水系统直接连接。泄水管管径在无特殊要求时，一般采用40～50毫米。 液位计：一般应在水箱侧壁上安装玻璃液位计，用以就地指示水位。在一个液位计长度不够时，可上下安装两个或两个以上相邻两个液位计的重叠部分，不少于50毫米。液位计应装载观察方便光线充足的地方。
二、水泵
（一） 水泵装置 水泵装置常指水泵电机的总称，是抽水加压的通用设备。正确选择水泵装置能降低设备投资，合理使用地面面积，降低能耗，提高供水的可靠性。一般给水系统中水泵选择清水离心泵，选择时主要考虑供水流量及所对应的扬程，并使其在高校区下工作。 在给水加以系统中，水泵分直接抽水和间接抽水，直接抽水是指水泵直接从给水管道中抽水，能充分利用外管网水压，减少水泵扬程。水泵间接抽水是指建筑外管网水流进贮水池内抽水，水泵不能利用建筑外给水管网水压。水泵间接抽水按水泵的安装位置分自吸式和自灌式两种，自吸式是水泵位置高于水池水面，在吸水管进口安装底阀；自灌式是水泵位置低于水池水面，水池内水能自流入水泵内，无需在水泵吸水管进口安装底阀。自灌式抽水可靠，在有条件的地方应尽量把水泵安装成自灌式。 泵的种类繁多，有不同的结构特点和使用范围，根据工作原理可分成三类：叶片泵、容积泵、喷射泵。 叶片泵是利用叶轮的叶片来输送液体的，如离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵等。本次设计采用的是离心泵，所以下面详述一下离心泵。（二）离心泵的选用1. 选型的意义 泵的选型是一项十分重要的工作。如果选用不当，泵在工作中流量偏大或偏小，扬程偏高或偏低，材料不耐腐蚀等，都会造成使用时满足不了生产要求，且效率低寿命短。 泵型号的确定 按结构、口径、性能的不同，泵的种类繁多。所以在确定泵的型号前，首先要掌握整个装置所需要的流量和扬程，再选择泵型（系列）然后才能确定泵的型号。<br> 流量是选泵的重要性能数据之一。它关系到整个装置的生产能力。在对装置工艺流程设计时，泵所给出的设计流量不仅要与装置设备的生产能力相协调，而且还需了解在生产中流量的变化范围，即最小流量和最大流量，以适应工况变化要求。 扬程是选泵的另一个重要的性能数据。它与管路系统的布置情况，容器间的压差，克服液体在系统内流动时的摩擦阻力（包括阀门、弯头、管径的大小、长短、材料）等一系列因素有关。同时还要注意，选泵用的扬程应考虑到最低吸入液面和最高输出高度，并取系统扬程的1.05～1.1倍作为选型依据。 ISG型立式离心泵 (又称管道泵、离心泵、管道离心泵、单级离心泵、立式泵、增压泵、热水泵、循环泵等)，是我国联合国内水泵专家选用国内优秀水力模型，采用IS型离心泵和SG型管道泵之性能参数，在一般立式管道泵的基础上进行巧妙组合设计而成。该系列产品具有高效节能、噪音低、性能可靠等优点。符合最新国家机械部JB/T53058-93的标准要求，按国际ISO2858标准设计制造。外形如图2-1 ISG型系列单级单吸管道离心泵： ISG型系列单级单吸管道离心泵
更多内容：
1）水泵采用格兰富或国产名牌水泵，质量可靠。
2)、主要电器元器件如交流接触器、空开、中间继电器、指示灯、旋钮、按钮等采用施耐德 品牌，质量有保证。
3）、PLC要求采用欧姆龙、施耐德产品，大品牌。
4）、变频器采用ABB（ACS510）产品，性能稳定。
5）、压力表采用数显压力传感器，上档次。
6）、智能显示控制器采用施耐德产品，可带语音功能。
7）、液位控制器采用祥帮专利产品，可调式液位磁翻板水位计和干璜式双球液位计，质量可靠，实用美观。
8)，管件内外抛光，更节能，所有过水材料用不锈钢304，水质有保证。
9)、大流道止回阀，专利技术，流量大，寿命更长。
10)、消除负压双保险，专利技术，肉眼可见磁翻板液位变化，100%保证不抢水。
11)、防水锤、稳压装置，保护设备，延长水泵寿命。
12)、弯头流道无焊接，专利技术更节能。
13)、无线远程控制技术，随时随地能控制，效率更高。
帮天下人吃健康的自来水是我祥帮人的终身目标！请大家共同见证！ 上海祥帮供水设备科技有限公司
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(责任编辑：无负压供水设备) |
