摘要：自动化用水站在现代社会主义建筑中作为自然界环境下的水资源，在现代社会和工业生产活动中起着不可或缺的重要作用，自动化用水站的供电管理问题很有可能会成为二十一世纪许多国家的经济可持续发展的主要障碍。随着现代社会人们的生活水平的进步，以往的供水系统已经无法满足人们的用水要求。所以，本设计采用变频调速技术来提高供水的质量，从而实现用恒压供水。本文研究的主要内容是利用S7-1200PLC来进行对供水管网的控制。主要需要的部件有：PLC、变频器、水泵。绪论部分主要介绍了研究自动化供水的意义，以及国内外发展的现状。
关键词：恒压供水；PLC；变频器
引言
水资源作为我们人类日常生活与其他的生产活动中一种不可或缺的重要物质资源，水资料供给的问题很有可能会逐渐成为二十一世纪许多国家实现经济可持续发展的主要障碍。快速进入城市化时期和经济增长阶段，这些水资源已经赋予了所有可供应的饮用水-包括土壤、地面
和其他饮用水-它们给农业、工业和城市水资源利用者都在努力争夺日益稀缺、甚至往往会遭受污染的饮用水资源供应。因此，许多国家正在努力寻求一种更好的方法来管理我国现有的供水体系(以及其所属地区提供的饮用水资源流域)。水资源已经不再仅仅被我们视为是一种能够始终满足整个人(与生态)的需求、取之不尽的"自然的恩赐"。
一、水厂自动化供水系统的分析
水厂智能供水过程自动化管理技术就是通过技术实现对每个水厂供水管理设备以及每个供水生产管理环节的供水全过程以及水质质量管理过程进行智能自动化质量监测和过程管理以便于能够达到现场的无人实时值守和水厂自动化过程控制管理中心内的少量无人实时值班等各种自动化管理水平最高程度，从而可以使整个水厂供水系统都可以能够完全实现一个完全自能自动化的过程控制。
（一）水厂自动化系统的工艺简介
水厂工艺的主要特征就是各个工艺单位相对独立，且每个单位之间有着一定程度的关联性。由于各个处理单位相对独立，所以整个处理过程通常可以划分为以下几个控制单位:抽
水房的自动化控制系统、给水泵房自动控制系统。在一个控制线路中，plc直接实现了对机组装置和设备的线路自动控制.这种做的最大好处就是能够使一个控制线路系统变得更加可靠，不会在一个控制线路中的设备或仪器发生任何故障时，严重地影响另一个控制线路中的设备或仪器在附近时的自动运转，同时也因为控制线路中的设备或仪器接近该控制线路而降低了电缆连接线路的成本。本设计主要研究供水:许多大型离心泵将一定的压力和自来水流量引入供水网络。自来水瓶的生产工艺主要流程包括人工提取自来水、加工和用药、沉淀、过滤、添加剂等氯等几个过程。
在整个自来水厂生产系统中分取水站、净水站和供水站三大块，其中供水站由本人负责设计，本课题通过查阅大量相关专业文献对水厂供水系统进行详细介绍。
（二）水厂自动化供水系统的基本特征与方式
根据城市管网供水系统的使用情况和特点，为满足供水需求，水厂的供给控制系统--般都是采用分布式控制系统的结构。整个体系一般由以下三个维度组成，即设备层、控制管理层和监督管理层。其中，设备层主要有变频器、流量、液位、压力传感器以及各种开关设备;控制层是供水管道控制系统的一个重要核心部件，选用plc作为控制设备，实现对现场i/o设
备的控制。通过现场总线与各种设备相互连接，将各种设备在电路中输入的信号通过运算之后再输出控制信号，实现系统的自动化。同时，plc通过现场总线和上位机进行通讯。由于上位机良好的人机交互界面优势，它们能够实时地对系统执行状态监测和数据记录。
二、PID控制原理
根据反馈的原理，即如果要求设计者想维护一个物理量的恒值不变(或者说基本恒值不变)，就必须使这个物理量和设定恒值的数目进行比较，形成一个闭环体系。如果我们为了要求电机设计师想始终保持水压恒定不变，就必须把所有设置好的水压逆转器反馈数值与设置好的给定值数据进行综合分析比较，从而构建一个完整的闭环电机控制系统。但被控制系统的主要特点一般都是非线性或者很大惯性的系统，这需要我们使用控制与PID相结合的设计方法，就是当受到压力温度波动较大时使用模糊控制，从而有效地加快了响应速度;而在压力范围较小时，因为需要采用PID来提高其静态精确率。这样就可以直接通过PLC与智能化仪表的组合运行可以直接实现这种计算机的操作，同时还可以直接对PLC的编程器来实现水泵工频和变频器之间的转移。实践证明，使用这种技术的方法都是可行的，而且其造价也不高，很经济实用。
三、供水系统的硬件设计
自动化控制系统主要可以划分为两个硬件和软件两大部分，其中一个硬件和软件是整个系统所必须构成的基本元素，也是必要条件。因为一个系统必须需要一个硬件的支持才能够充分发挥它的作用，而且系统的软件再好也无法达到实际上的应用效果，所以如果想要设计出一个完全可靠的系统，那么就需要在设计上有一个硬件的支持，并且在设计上硬件的选型与其搭配方式也是需合理有效，同时也不用过分考虑如何做到对于软件缺陷的修复与弥补。本章节主要介绍了供水设备和控制器的主要硬件选型，主集成电路图，继电器的控制电路图和PLC的外部连接电路图。
（一）硬件选型
为了充分满足各种供水装置必须能够达到合理的配置需要，对主要供水装置以及控制器件都进行了选型，其中主要包括离心泵、真空泵、压力变送器、流量表、空气开关、熔断器、中间继电器以及加热继电器。
1.离心泵的选型
离心式水泵（centrifugalpump）主要用途是一种通常泛指水泵依赖于叶轮和轴高速旋转所转动产生的一定质量离心力将泵中水输送到泵中空气和其他液体的气动泵。它指的是一种通过利用叶轮轴的高速旋转从而可以导致一个水晶体发生一定的离心力和移位时的运动而可以进行脱水工作的。离心泵的外形如图3-1所示。下面主要介绍离心泵选型、ISW型卧式管道离心泵特点和结构图以及离心泵的启停流程。
（二）PLC的机型选择基本原则
整体式PLC的每个I/O点的平均成本价格都是相当于模块式的，并且其体积相对较小，所以通常被应用于控制系统中的各个工艺流程较为固定的微型控制系统中;而模块式plc的特点是在功能扩充上变得灵活、简单，I/O点的数量、输入点的数与输出点的比重、I/O模块的品种等各个方面，选取的余地都比较多。在维修过程中只需要进行更换模块，判断故障发生的范围就非常方便。因此，模块式plc一般特别适用于比较复杂的系统及其环境恶劣(维护费用大)的应用。
结语
本设计是基于西门子PLC S7-1200的恒压供水系统。在本论文说明书中通过四个章节分别介绍了恒压供水的国内外研究现状、水厂恒压供水变频调速原理、水厂恒压供水系统的硬件设计及选型以及水厂恒压供水系统的软件设计。使用变频器恒压供水的方法与传统供水相比高效节能，占地面积小，效率高，自动化程度高且配置灵活，同时变频恒压供水操作简单，省时省力。
参考文献
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