1. 研究目的与意义
随着社会经济的迅速发展，水、电等资源对人们的生活和工业生产越来越重要，在国民经济和社会可持续发展中的地位十分重要，而我国是个水资源短缺的国家，并且长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度较低。存在着巨大的资源浪费.，因而通过提高供水系统的自动化程度来达到节水、节电的目的是非常迫切的。
从目前该领域的产品和技术的应用状况来看，都对供水的可靠性、稳定性、经济性的提出了更高的要求。在由于给水压力与流量对用户的用水需求具有直接影响，因而对给水水压、流量的控制，直接影响到给水系统的供水能力。由于居民日常用水和工业用水会随季节、昼夜等变化而随之发生变化，如采取传统的供水方式不仅影响生活也不利于资源的优化配置。传统的供水系统已经不能满足人们的需求，为了能更合理的分配资源，能够最大限度的为人们所用，可采用恒压供水方式来代替传统的供水系统，以达到供水稳定，满足人们需求，合理优化分配等目的。近年来，随着变频调速技术的成熟、普及和应用，其产品已用来更新改造传统给水系统，是我国给水行业的技术水平经历了一次飞跃。变频调速系统实现了电机无级调速，根据水泵出口的压力情况自动调节水泵机组的转速，从而保持水压恒定，以满足人们对给水系统的要求。变频调速恒压给水系统无论是投资规模、运行的经济性、可靠性、稳定性和自动化程度等方面都优于传统的给水系统，而且还能有效的降低能耗。变频恒压供水是在变频调速技术发展之后发展起来的，目前国外的变频恒压供水系统成熟可靠，恒压自动控制技术先进。国外的变频恒压供水系统在设计师采用了一台变频器只带一台水泵的方式。这种方式安全可靠，变频方式更加灵活，但成本很高[6]。近年来，国内有许多公司在从事变频恒压供水设备的研制和生产，国内变频器主要采用进口元件组装，结合plc、pid调节器、单片机实现恒压供水，在小容量、控制要求较低的领域[8]。但国产变频器发展较快，由于其成本低廉，已占领了相当部分小容量变频恒压供水市场。但在大功率大容量的变频器上，国产变频器有待于进一步的改进和完善[9]。随着我国国民经济的迅速发展，能源紧缺问题愈加严重，因此应用变频调速技术来提高供水质量、降低能耗，在供水领域已得到越来越广泛的重视。变频恒压调速系统可依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，保持水压恒定以满足用水要求,是当今先进、合理的节能型供水系统。在短短的几年内，变频调速恒压供水系统经历了一个逐步完善的发展过程，早期的单泵调速恒压供水系统逐渐被多泵系统取代，运行效率更高。变频调速恒压供水系统以其节能、安全、供水质量高等优点，使我国供水系统实现水泵电机的无级调速[10]。还有，用户用水的多少是经常变动的，因此，供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中地反映在供水压力上；用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多则压力大。变频调速全自动恒压给水系统可以根据用户的用水量和给水压力来调节电机泵组的运行状态，避免了这种不平衡现象，在提高供水质量的同时还保证电机泵组运行在最低消耗的状态，减少了电能的消耗[11]。
基于组态软件所具有的功能强大，易于二次组态开发，性能稳定的特点，以及plc所具有的灵活、稳定的测、控能力，再加上触摸屏友好的人机界面，本系统采用基于plc与触摸屏控制的变频恒压供水系统，它可以根据实际需要水压的变化自动调节水泵的转速或加减速，实现恒压供水，降低能耗; 还可以延长主泵电机的使用寿命。变频恒压供水系统集变频技术、电气传动技术、现代控制技术于一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便地实现供水系统的集中管理与监控；同时可达到良好的节能性，提高供水效率。所以研究设计基于变频调速的恒定水压供水系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平，同时降低能耗等方面具有重要的现实意义。
2. 研究内容和预期目标
（1）设计一个plc控制的高楼恒压供水系统，实现对高楼恒压供水的自动监控，包括：位置检测，压力检测，plc控制系统，组态软件开发；
（2）完成的功能：能够根据具体的需要对高楼恒压控水进行精确控制，故障报警等；
（3）电路原理图设计；
3. 研究的方法与步骤
整个系统由三台水泵，一台变频调速器，一台PLC和一个压力传感器及若干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵协调工作以满足供水需要；变频供水系统中检测管路压力的压力传感器，一般采用电阻式传感器(反馈0～5V电压信号)或压力变送器(反馈4～20mA电流)；变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。
4. 参考文献
[1] 徐 峰, 张嫣华. 数字控制系统的pid算法研究[ j ]. 机床电器, 2008, ( 6).
[2] 陶永华. 新型pid 控制及其应用[ m ]. 北京: 机械工业出版社, 2005.
[3] s7- 200可编程控制器系统手册[ z ].
5. 计划与进度安排
（1）2018.2.26—2018.3.12查阅资料，撰写开题报告；
（2）2018.3.12—2018.4.17硬件功能分析，熟悉s7-20plc系统指令及编程语言；
（3）2018.4.17—2018.4.25设计电路原理图、编制应用程序；
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