基于PLC的高层建筑供水系统设计.docx

前言
随着城市建设规模的不断扩大，人们对供水质量和供水可靠性提出了越来越高的要求。日常用水对人们生活有着极其重要的意义，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到小区住户的正常工作和生活，也直接体现了小区物业管理水平的高低。传统的小区大多采用水塔供水系统，水塔高位水箱供水具有控制方式简单、运行经济合理等优点，但存在基建投资大，维护不方便，启动电流大等缺点，主要应用于高层建筑。
目前的供水方式朝高效节能、自动可靠的方向发展，变频调速技术以其显著的节能效果和稳定可靠的控制方式，在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用。因此基于PLC（可编程控制器）的变频调速恒压供水系统，越来越受到人们的重视和青睐。通过对现有供水系统的调研和分析，确定以可靠性高、使用简单、维护方便、编程灵活的工控设备变频器和PLC作为主要控制设备来设计变频调速恒压供水系统，并引入计算机对供水系统进行远程监控与管理，保证整个系统运行可靠，安全节能，获得最佳的技术经济性能。

第一章建筑给水监控
1.1给水系统监控
1.1.1给水系统监控功能
=1\*GB3①水箱液位显示及报警=2\*GB3②水泵起停控制
=3\*GB3③水泵运行状态显示及过载报警=4\*GB3④水流、水压状态显示
=5\*GB3⑤累计各设备运行时间并据此制定设备维护周期
1.1.2给水设备监控物理量
=1\*GB2⑴液位信号
1）控制液位
2）报警液位
3）指示液位
4）液位信号
=2\*GB2⑵压力信号
=3\*GB2⑶压差信号
=4\*GB2⑷流量信号
=5\*GB2⑸温度信号
=6\*GB2⑹运行状态控制
建筑给水系统方式
=1\*GB4㈠高位水箱供水方式
可分为并列供水方式、串联供水方式、减压水箱供水方式、减压阀供水方式
1、高位水箱并列供水方式
在各分区独立设水箱和水泵，水泵集中设置在建筑底层或地下室，分别向各区供水。
2、高位水箱并列供水方式
水泵分散设置在各区楼层中，地区水箱兼做上一区的水池。
3、减压水箱供水方式
整个高层建筑的用水量有低层水泵提升至屋顶总水箱，然后再送至各分区减压水箱。
4、减压阀供水方式
以减压阀代替减压水箱
=2\*GB2⑵气压水箱供水方式
=1\*GB3①气压水箱并列供水方式；
=2\*GB3②气压水箱减压阀供水方式。
=3\*GB2⑶无水箱供水方式
根据给水系统中用水量情况自动改变水泵转速，调整流量并使水泵具有较高工作效率。
1.2本课题供水系统结构及原理
1.2.1本课题供水系统结构图
上位机组态等
报警、控制等量输出
故障、状态等量输入

水泵机组

通讯模块
可编程控制器PLC
A/D模块

压力、流量等传感器
人机界面

本课题给水系统图
1.2.2本课题供水系统原理
本次课程设计为基于PLC的高层建筑供水系统的监控，整体分为高区与低区两部分给水区域，且两部分给水区域均提供两台水泵（均为恒速泵），在楼下设置水箱，根据用户用水量控制泵的启停。
在高层用户进水总管道处设置水压传感器，当传感器为高压（根据实际情况设置）时，表明用户较少，只开启任意一台水泵，且为了设备的长期运行，令这两台泵按一定周期交替启停；当传感器为低压（根据实际情况设置）时，表明用户较多，另两台泵同时工作；并且在这两台泵各自管道上安装水流开关，反馈泵是否正常工作，如果出现异常，令泵立即停止工作。
低层用户区域与高层工作原理完全相同
在进水管道同样安装水流开关，以反馈进水泵是否正常工作，如果异常立即关闭泵。在此基础上，所有泵均受水池液位的控制，水池液位设为高位报警、低位报警、消火栓泵停泵液位，当高位报警进水泵立即停止工作；当低液位报警进水泵马上开始工作；当消火栓泵停泵液位报警，进水泵立即工作且高区、低区泵均立即停止工作，确保消防用水的充足。

第二章系统的PLC设计
2.1PLC控制及其编程
2.1.1PLC简介

可编程控制器(ProgrammableController)是计算机家族中的一员，是为工
业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制(ProgrammableLogicController)，简称PLC。它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展这种装置的功能已经大大的超过了逻辑控制的范围。因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（PersonalComputer）简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实