基于物聯(lián)網(wǎng)的小區(qū)供水系統(tǒng)監(jiān)測與控制設(shè)計與制作

本科畢業(yè)論文（設(shè)計）題目:基于物聯(lián)網(wǎng)的小區(qū)供水系統(tǒng)監(jiān)測與控制設(shè)計與制作院(系)名稱:電氣信息工程學院學生姓名:學號:專業(yè):指導(dǎo)教師姓名:論文提交時間:

基于物聯(lián)網(wǎng)的小區(qū)供水系統(tǒng)監(jiān)測與控制設(shè)計與制作摘要本文主要研究了基于物聯(lián)網(wǎng)的小區(qū)供水系統(tǒng)。隨著城市化進程的加快，小區(qū)供水系統(tǒng)的管理變得越來越重要。傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)采用人工巡檢和手動操作的方式，存在著監(jiān)管不到位、水資源浪費等問題。本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的小區(qū)供水系統(tǒng)監(jiān)測和管理方案。該方案采用傳感器采集供水系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，通過云平臺進行數(shù)據(jù)處理，并在監(jiān)測到異常時進行報警提示，從而實現(xiàn)對整個小區(qū)供水系統(tǒng)的實時監(jiān)測和管理。在實現(xiàn)該方案的過程中，采用了多種技術(shù)，包括傳感器技術(shù)、云計算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。通過這些技術(shù)的結(jié)合，成功地實現(xiàn)了小區(qū)供水系統(tǒng)的實時監(jiān)測和管理，并取得了較好的效果。本文的研究成果對小區(qū)供水系統(tǒng)控制具有重要的實際意義。通過采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實現(xiàn)對小區(qū)供水系統(tǒng)的實時監(jiān)測和管理，從而提高供水系統(tǒng)的運行效率和水資源的利用效率。同時，該方案可以減少人工巡檢和手動操作的需求，降低管理成本，提高管理效率。因此，該方案具有廣泛的應(yīng)用前景。本文根據(jù)設(shè)計方案完成設(shè)備的選型，選用STM32F103C8T6作為主控芯片設(shè)計多路信號采集系統(tǒng);采用MCGS觸摸屏進行現(xiàn)場人機交互;利用4G物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)實現(xiàn)下位機與物聯(lián)網(wǎng)云平臺的通訊。通過嵌入式信息采集系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)相互結(jié)合的方式實現(xiàn)供水管網(wǎng)的遠程監(jiān)控。關(guān)鍵詞:小區(qū)供水，供水管網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)，STM32

DesignandProductionofMonitoringandControlforResidentialWaterSupplySystemBasedontheInternetofThingsABSTRACThisarticlemainlystudiesthecommunitywatersupplysystembasedontheInternetofThings.Withtheaccelerationofurbanization,themanagementofwatersupplysystemsinresidentialareashasbecomeincreasinglyimportant.Thetraditionalwatersupplysystemadoptsmanualinspectionandoperationmethods,whichhaveproblemssuchasinadequatesupervisionandwasteofwaterresources.ThisarticleproposesamonitoringandmanagementschemeforresidentialwatersupplysystemsbasedonInternetofThingstechnology.Thisschemeusessensorstocollectoperationaldataofthewatersupplysystem,processesdatathroughcloudplatforms,andprovidesalarmpromptswhenabnormalitiesaredetected,therebyachievingreal-timemonitoringandmanagementoftheentirecommunity'swatersupplysystem.Intheprocessofimplementingthissolution,varioustechnologieswereadopted,includingsensortechnology,cloudcomputingtechnology,andInternetofThingstechnology.Throughthecombinationofthesetechnologies,real-timemonitoringandmanagementofthecommunitywatersupplysystemhavebeensuccessfullyachieved,andgoodresultshavebeenachieved.Theresearchresultsofthisarticlehaveimportantpracticalsignificance.ByadoptingIoTtechnology,real-timemonitoringandmanagementofthecommunitywatersupplysystemcanbeachieved,therebyimprovingtheoperationalefficiencyofthewatersupplysystemandtheutilizationefficiencyofwaterresources.Atthesametime,thissolutioncanreducetheneedformanualinspectionsandoperations,reducemanagementcosts,andimprovemanagementefficiency.Therefore,thisschemehasbroadapplicationprospects.Thisarticlecompletestheequipmentselectionbasedonthedesignplan,andselectsSTM32F103C8T6asthemaincontrolchiptodesignamulti-channelsignalacquisitionsystem;UsingMCGStouchscreenforon-sitehuman-machineinteraction;Utilize4GIoTcommunicationtechnologytoachievecommunicationbetweenthelowercomputerandtheIoTcloudplatform.BycombiningembeddedinformationcollectionsystemswiththeInternetofThings,remotemonitoringofwatersupplynetworkscanbeachieved.KEYWORDS：Communitywatersupply,Watersupplynetwork,InternetofThings,STM32

目錄第1章緒論 [13]。本設(shè)計軟件所使用的設(shè)計工具如下:編寫語言:C/C++;開發(fā)平臺:Keil5;C和C++是兩種編程語言，它們都廣泛應(yīng)用于軟件開發(fā)、系統(tǒng)編程、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等領(lǐng)域。它們都基于C語言且能應(yīng)用于各種場景。Keil5是一款基于C語言的嵌入式開發(fā)工具，適用于8051系列單片機以及STM32單片機的開發(fā)。它是由美國Keil

Software公司開發(fā)的，旨在為單片機開發(fā)提供全面的支持。Keil5提供了一整套完善的開發(fā)環(huán)境，包括集成開發(fā)環(huán)境（IDE）、C編譯器、調(diào)試器及仿真器等。其集成開發(fā)環(huán)境提供了完整的開發(fā)工具鏈，包括代碼編輯、編譯、調(diào)試、仿真等多個環(huán)節(jié)，極大地提高了開發(fā)效率和代碼質(zhì)量。作為一款基于C語言的開發(fā)工具，Keil5具備非常強大的編程能力。它支持C語言的所有基本語法和語言特性，包括變量、數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、指針等。此外，Keil5還提供了豐富的庫函數(shù)和頭文件，方便開發(fā)者快速調(diào)用各種功能模塊，提高開發(fā)效率并降低代碼復(fù)雜度。在調(diào)試和仿真方面，Keil5也擁有非常優(yōu)秀的性能。它支持多種調(diào)試模式，包括單步調(diào)試、斷點調(diào)試、觀察窗口等，可以幫助開發(fā)者快速定位程序中的問題，并進行修復(fù)。同時，Keil5還支持多種仿真器，包括模擬器、實時仿真器等，可以幫助開發(fā)者在開發(fā)過程中快速驗證代碼的正確性和穩(wěn)定性?？偟膩碚f，Keil5是一款非常優(yōu)秀的嵌入式開發(fā)工具，它具備強大的編程能力、完善的開發(fā)環(huán)境和優(yōu)秀的調(diào)試和仿真性能，可以幫助開發(fā)者快速高效地完成單片機開發(fā)工作。6.2實物展示做好的終端設(shè)備實物如圖5.1所示。終端上接有stm32單片機，三個水泵，4G模塊，液位傳感器和水壓傳感器等。圖6.1終端設(shè)備實物圖6.3調(diào)試目的本次調(diào)試的目的是：1.驗證系統(tǒng)能否上云以及數(shù)據(jù)能否正確顯示2.驗證程序是否能正?？刂扑棉D(zhuǎn)速3.通過模擬不同的水壓和液位情況測試系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性6.4調(diào)試流程6.4.1系統(tǒng)上云調(diào)試將系統(tǒng)連接好，插上電源，見圖6.2。

圖6.2系統(tǒng)插上電源對系統(tǒng)能否上云進行驗證，見圖6.3，阿里云顯示系統(tǒng)成功在線。圖6.3系統(tǒng)在云端顯示在線6.4.2水泵轉(zhuǎn)速調(diào)試將水壓模擬設(shè)備接入系統(tǒng)并將水泵插上電源，觀察水壓。由圖6.4所示，水壓顯示為0千帕。圖6.4水壓顯示為0對水泵轉(zhuǎn)速進行檢測，此時，轉(zhuǎn)速為1800rpm。調(diào)節(jié)水壓后，此時觀察水壓值，水壓顯示為16千帕。對水泵轉(zhuǎn)速進行檢測，此時，轉(zhuǎn)速為1000rpm。圖6.5水壓顯示為16千帕。重復(fù)上訴操作，測試的數(shù)據(jù)如表6.1所示，發(fā)現(xiàn)水壓增加時，轉(zhuǎn)速變少。水泵轉(zhuǎn)速調(diào)試成功。水壓（kpa）水泵轉(zhuǎn)速（rpm）018001610001412072075051600表6.1測試數(shù)據(jù)

6.4.3系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性調(diào)試調(diào)節(jié)水壓并且重復(fù)操作，與此同時，將液位檢測器放入水中，重復(fù)加水、倒水操作，調(diào)試結(jié)果如表6.2所示，云端結(jié)果顯示如圖6.6所示。經(jīng)對比，云端顯示數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)相同，即系統(tǒng)性能正常穩(wěn)定。水壓（kpa）液位（m3）81121490814510表6.2系統(tǒng)水壓液位實際檢測數(shù)據(jù)圖6.6系統(tǒng)水壓液位云端顯示數(shù)據(jù)

6.5調(diào)試總結(jié)本設(shè)計成功實現(xiàn)了小區(qū)供水系統(tǒng)的預(yù)期功能，至此，基于物聯(lián)網(wǎng)的小區(qū)供水系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)完成，該系統(tǒng)能夠正確顯示云端數(shù)據(jù)，其程序能夠正常控制水泵轉(zhuǎn)速，通過模擬不同的水壓和液位情況，證明了系統(tǒng)的性能正常穩(wěn)定。

致謝在本人完成論文的道路上，受到了三位重要人物的幫助和支持，他們分別是論文指導(dǎo)老師王福平、指導(dǎo)學長歐陽有偉和同學韋澤斌。在此，向他們表達最深刻的感激之情。首先，要感謝本人的論文指導(dǎo)老師王福平。在我遇到問題或困惑時，他總是給予耐心的指導(dǎo)和熱情的鼓勵，幫助本人克服了許多困難。在整個寫作過程中，他的建議和意見使我受益匪淺。他的專業(yè)知識和經(jīng)驗是我在學術(shù)上取得成功的重要保障。其次，要感謝本人的指導(dǎo)學長歐陽有偉。在過去的幾個月里，他給予了極大的幫助和支持。他的經(jīng)驗和見解具有極大的啟發(fā)性，并且他總是在本人需要的時候提供寶貴的建議和指導(dǎo)。他的熱情和耐心讓人感到非常溫暖，在此非常感激他的幫助和支持。最后，要感謝我的同學韋澤斌。他在本人的學業(yè)和研究方面給予了極大的幫助和支持。我們經(jīng)常一起討論問題，互相分享經(jīng)驗，鼓勵和激勵彼此。他的支持和鼓勵使我更加自信，更加努力地投入到研究中。在此，再次感謝王福平老師、歐陽有偉學長和韋澤斌同學，感謝他們在學業(yè)和研究上給予的支持和幫助。他們的指導(dǎo)和鼓勵是本人走向成功的重要保障。本人會永遠懷念他們的教誨和關(guān)懷，并將繼續(xù)努力在學術(shù)上取得更好的成績，為他們的支持和鼓勵感到自豪和驕傲。

參考文獻吳玉賢.城市二次供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[D].內(nèi)蒙古大學,2021.DOI:10.27224/ki.gnmdu.2021.000360.王炯錫.基于物聯(lián)網(wǎng)的恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計[J].南方農(nóng)機,2023,54(01):137-139.郜闊.基于物聯(lián)網(wǎng)的·城市供水系統(tǒng)節(jié)能降耗關(guān)鍵技術(shù)研究[D].蘇州科技學院,2014.李娜.GIS與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的智慧供水系統(tǒng)設(shè)計[J].測繪地理信息,2017,42(06):85-87.DOI:10.14188/j.2095-6045.2016010.蒙正麥,岑帥,鐘芳山,姚遠,夏義江,李先會.變頻恒壓供水控制系統(tǒng)改造設(shè)計[J].自動化與信息工程,2022,43(02):45-48.宋震.濟南水務(wù)某加壓泵站恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].山東建筑大學,2020.DOI:10.27273/ki.gsajc.2020.000505.劉閏豪.基于物聯(lián)網(wǎng)的供水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].安徽建筑大學,2020.DOI:10.27784/ki.gahjz.2020.000085.王旭朝.智慧校園中水供水優(yōu)化運行研究[D].河北建筑工程學院,2021.DOI:10.27870/ki.ghbjz.2021.000090.吳儀.城市供水系統(tǒng)多水廠聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度研究[D].大連理工大學,2022.DOI:10.26991/ki.gdllu.2022.002467.王成榮.智慧校園供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[D].青島科技大學,2020.DOI:10.27264/ki.gqdhc.2020.000808.劉岳飛.基于先進PID算法的供暖系統(tǒng)室溫控制技術(shù)研究[D].內(nèi)蒙古科技大學,2022.DOI:10.27724/ki.gnmgk.2022.000568.李鳳云.基于DSP的恒壓力模糊控制系統(tǒng)實現(xiàn)[D].長春理工大學,2006.王芹.單片機在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用[D].中國海洋大學,2006.張菊秀.全自動變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].武漢理工大學學報(信息與管理工程版),2003(05):57-59+69.莊志強.基于云平臺的智慧城市水務(wù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].哈爾濱理工大學,2020.DOI:10.27063/ki.ghlgu.2020.000920.]肖昌濱,魏云林,黃秀璋,郭玲.基于阿里云的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2023,13(04):26-30.DOI:10.16667/j.issn.2095-1302.2023.04.007.

附錄附錄1：英文文獻 DesignofAutomaticWaterSupplyUpperComputerSystemABSTRACTAimingattheunstablewatersupplyandfluctuatingwaterpressureinthewatersupplysystem,anuppercomputersystemofautomaticwatersupplysystembasedonSiemensPLCandKingViewsoftwarewasproposed.Thepressuresensorinthewatersupplypipelineisusedtodetectthepressureinthepipeline,andtheliquidlevelsensormonitorstheliquidlevelinthetank.ThesensortransmitsthedatatothePLC,andthePLCissuesthecontrolinstructionafterthecomputationprocessing.TheKingViewsoftwarecanrealizereal-timemonitoringandfaultalarmofthesystem.Thesystemcaneffectivelyimprovethestabilityofwatersupply,andcanavoidhumanenteringthedangerousenvironmenttosearchforunknownfaults.KEYWORDS：KingView,constantpressurewatersupply,PLC,uppercomputersystem,remotecontrolIntroductionWiththecontinuousdevelopmentofChina'surbanizationprocess,thepressureontheurbanwatersupplysystemisincreasing.Inoldurbancommunities,regionalwatersupplyisbasicallyachievedbythemunicipalpipenetworkthroughsecondaryartificialpressurization,watertowersandhigh-levelpools.However,thesewatersupplymethodshaveseriousimbalancesbetweenwaterpressureandwaterconsumption.Inaddition,themonitoringofparameterssuchasthepressureofthepipenetworkandtherunningstateofthemotorintheold-fashionedwatersupplysystemisthroughmanualinspectionofmeasuringinstruments.Thisgreatlyreducestheoperatingsafetyoftheoperator.Andwhenthewatersupplypressurechangesgreatlyatdifferenttimes,itcanonlybeadjustedmanually.Thisadjustmentmethodisdifficulttomeetthesystemadjustmentrequirementsintime1.Basedontheabovediscussion,thisdesignfocusesontheuppercomputersystemforconstantpressurewatersupply.TheKingViewsoftwareandSiemensPLCareusedtodesigntheuppercomputerofthewatersupplysystemandconnectitwiththelowercomputerofthewatersupplysystem.Finally,realizetheconstantpressurewatersupply,remotemonitoringandremoteoperationofthewatersupplysystem.TheHardwareStructureThecoretaskofthissystemdesignistoremotelymonitorandoperatethewatersupplysystemthroughthehostcomputer.UsePLCtomakethefrequencyconverterimplementcycliccontrolofmultiplepumps2.Sothewholehardwaresystemiscomposedofaliquidlevelsensor,threewaterpumps,apressuresensor,afrequencyconverterandPLC.SystemprogrammingInthesystemprogramming,thisdesignconsistsofPLCprogrammingandconfigurationsimulationdesign.Thecombinationofthesetwoprogramscanwellreflectthecontrolprocessofthesystem.FirstisPLCprogramming.ThisdesignusesSTEP7programmingsoftwareforPLCprogramming.Theprogrammingmethodusedisthelogicalgebradesign.ItistoeditthePLCladderdiagramprogramaccordingtothesimplifiedlogicalexpression5.Inthisdesign,thePLCprogramneedstorealizethefollowingcontrolactions.Thefirstwaterpumpstartsandstops.Whenthefrequencyofthesecondfrequencyconverterreachestheupperlimit,thewaterpumpisswitchedbetweenfrequencyconversionandindustrialfrequency.Thirdly,whenthepressurefluctuationofthepipelineissmall,thewaterpumpshallbealternatedperiodically.Thefourthistodetecttheliquidlevel,andthesystemcanbestoppedwhenthewatersupplylevelistoolow.PLCprogrammingadoptsmodularprogramming.ThemainprogramOB1iscomposedofsevenfunctionsorfunctionblocks.Makethemainprogramsimpleandvisualforeasytroubleshooting.TheprograminfunctionFC1isusedtoprocesstheinputanalogquantity.TheprograminfunctionFC2isusedforbootinitialization.TheprograminfunctionFC3isthestart-upprogramofthewaterpumpmotor.TheprograminfunctionFC4istheswitchbetweenfrequencyconversionandindustrialfrequencyofthewaterpumpmotor.TheprograminfunctionFC5isanalarmprogram.TheprograminfunctionFC6isananalogoutputprogram.TheprograminfunctionFC7isawaterpumpalternateworkingprogram.ThemainprogramOB1partoftheprogramdesignisshowninFig.1.Fig.1.MainprogramOB1SecondisConfigurationsimulationdesign.Inthisdesign,thedesignoftheconfigurationscreenoftheuppercomputersystemusestheKingViewsoftwareproducedbyBeijingYakongCompany.Thesoftwareiswidelyusedinthecurrentindustrialfield,andithasvariousfunctionssuchasprocesscontroldesign,fieldcontrol,andresourcemanagement6.Theconfigurationscreendesignedbythissystemcoversthemainscreen,real-timecurve,alarmscreen,historicaldatareport,historicalcurve,andreal-timedatareport.Inthemainconfigurationscreen,theoperatorcanstart,stopandemergencystopthesystem.Andcanadjustthepressureofthepipenetwork.Atthesametime,itcanmonitortherunningstatusofthewaterpump,theliquidlevelofthepoolandthepressureoftheoutletpipenetwork.Onthemainpage,youcanalsoperformapumpfaulttest.ThemainconfigurationscreenisshowninFig.2Fig.2.MainscreenSystemSimulationAfterthesystemdesigniscompleted,thesystemcanbesimulatedontheKingviewsoftware.Inthesimulationofthisdesign,themainscreenofthesystemcanrealizereal-timemonitoringoftheoperationoftheautomaticwatersupplysystem.Inthereal-timecurveinterface,theoperatorcanintuitivelymonitorthepipenetworkpressureandpoolwaterlevelinthesystemthroughreal-timechangesinthecurve.Itcanbeseeninthereal-timecurvesimulationimagethatbychangingthesystemwatersupplypressuresettingvalue,thesystemwillautomaticallyadjusttheactualwatersupplypressuretomatchthestandardvalue.Thereal-timecurveimageisshowninFig.3.Fig.3.Real-timecurveInthehistoricalcurveinterface,theoperatorcanintuitivelymonitorthechangesofthepipenetworkpressureandthewaterlevelofthepoolinthehistoricaltimethroughthehistoricalchangesofthecurve.Aftermanysimulations,thehistoricalcurveinterfaceisshowninFig.4.Fig.4.HistoricalcurveConclusion.ThisdesignusestheKingViewsoftwarecombinedwithPLCandfrequencyconvertertoformanautomaticwatersupplycontrolsystem,replacingthepreviousvalvecontrolandmanualwatersupplysystem.Itisensuredthatthepressureofthewatersupplypipenetworkwillnotdropduringthetimewhentheresidentshavemorewater.Italsoensuresthatwhentheresidentialwaterislow,therewillbenoimpactonthecomponentsoftheentiresystemduetoexcessivepressureonthepipenetwork.Itgreatlyslowsdowntheagingofthewatersupplysystemcomponentsandextendstheservicelifeofthesystem.Theuppercomputersysteminthisdesignrealizesthemonitoringoftherunningstatusofthelowercomputerandthewaterpump.Canreadthereal-timedataandhistoricaldataoftheautomaticwatersupplysystem.Monitorthechangesintheoperationofthewaterpumpandtheoccurrenceofsystemfailureswhenthepressureofthewatersupplysystemfluctuates.ThecombinationofKingViewandPLCinthisdesignmakesthesystemprogramsimple,integratedandhighlytransplantable.

附錄2：譯文自動供水上位機系統(tǒng)的設(shè)計摘要自動供水上位機系統(tǒng)的設(shè)計針對供水系統(tǒng)中供水不穩(wěn)定和水壓波動的問題，提出了一種基于西門子PLC和組態(tài)王軟件的自動供水系統(tǒng)上位機系統(tǒng)。供水管道中的壓力傳感器用于檢測管道中的壓強，液位傳感器監(jiān)測水箱中的液位。傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC，PLC在計算處理后發(fā)出控制指令。組態(tài)王軟件可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的實時監(jiān)控和故障報警。該系統(tǒng)可以有效提高供水的穩(wěn)定性，避免人類進入危險環(huán)境尋找未知故障。關(guān)鍵詞：組態(tài)王，恒壓供水，PLC，上位機系統(tǒng)，遠程控制介紹隨著中國城市化進程的不斷發(fā)展，城市供水系統(tǒng)面臨的壓力越來越大。在城市老舊小區(qū)，區(qū)域供水基本由市政管網(wǎng)通過二次人工加壓、水塔和高位水池實現(xiàn)。然而，這些供水方式在水壓和用水量之間存在嚴重的不平衡。此外，在老式供水系統(tǒng)中，對管網(wǎng)壓力和電機運行狀態(tài)等參數(shù)的監(jiān)測是通過手動檢查測量儀器進行的。這大大降低了操作員的操作安全性。當供水壓力在不同時間發(fā)生較大變化時，只能手動調(diào)節(jié)。這種調(diào)整方法很難滿足時間的系統(tǒng)調(diào)整要求。在上述討論的基礎(chǔ)上，本設(shè)計重點介紹了恒壓供水的上位機系統(tǒng)。采用組態(tài)王軟件和西門子PLC設(shè)計供水系統(tǒng)的上位機，并將其與供水系統(tǒng)的下位機連接。最后，實現(xiàn)供水系統(tǒng)的恒壓供水、遠程監(jiān)控和遠程操作。硬件結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)設(shè)計的核心任務(wù)是通過上位機對供水系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控和操作。利用PLC使變頻器實現(xiàn)對多臺泵的循環(huán)控制。因此，整個硬件系統(tǒng)由一個液位傳感器、三臺水泵、一個壓力傳感器、一個變頻器和PLC組成。系統(tǒng)編程在系統(tǒng)編程中，本設(shè)計包括PLC編程和組態(tài)仿真設(shè)計。這兩個程序的結(jié)合可以很好地反映系統(tǒng)的控制過程。首先是PLC編程。本設(shè)計使用STEP7編程軟件進行PLC編程。所使用的編程方法是邏輯代數(shù)設(shè)計。它是根據(jù)簡化的邏輯表達式5編輯PLC梯形圖程序。在本設(shè)計中，PLC程序需要實現(xiàn)以下控制動作。第一臺水泵啟動和停止。當?shù)诙冾l器的頻率達到上限時，水泵在變頻和工業(yè)頻率之間切換。第三，當管道壓力波動較小時，應(yīng)定期更換水泵。第四是檢測液位，當供水液位過低時，可以停止系統(tǒng)。PLC編程采用模塊化編程。主程序OB1由七個功能或功能塊組成。使主程序簡單直觀，便于故障排除。功能FC1中的程序用于處理輸入的模擬量。功能FC2中的程序用于啟動初始化。功能FC3中的程序是水泵電機的啟動程序。功能FC4中的程序是水泵電機的變頻和工業(yè)頻率之間的開關(guān)。功能FC5中的程序是一個報警程序。功能FC6中的程序是一個模擬輸出程序。功能FC7中的程序是水泵備用工作程序。程序設(shè)計的主要程序OB1部分如圖1所示。圖1主程序OB1二是配置仿真設(shè)計。在本設(shè)計中，上位機系統(tǒng)配置屏幕的設(shè)計使用了北京亞空公司生產(chǎn)的組圖軟件。該軟件在當前工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，具有過程控制設(shè)計、現(xiàn)場控制、資源管理等多種功能6。該系統(tǒng)設(shè)計的配置屏幕包括主屏幕、實時曲線、報警屏幕、歷史數(shù)據(jù)報告、歷史曲線和實時數(shù)據(jù)報告。在主配置屏幕中，操作員可以啟動、停止和緊急停止系統(tǒng)。并且可以調(diào)節(jié)管網(wǎng)的壓力。同時，它可以監(jiān)測水泵的運行狀態(tài)、水池的液位和出水管網(wǎng)的壓力。在主頁面上，您還可以執(zhí)行泵故障測試。主配置屏幕如圖2所示。圖2主屏幕系統(tǒng)仿真系統(tǒng)設(shè)計完成后，可以在組圖軟件上對系統(tǒng)進行仿真。在本設(shè)計的仿真中，系統(tǒng)的主屏幕可以實現(xiàn)對自動供水系統(tǒng)運行的實時監(jiān)控。在實時曲線界面中，操作員可以通過曲線的實時變化，直觀地監(jiān)控系統(tǒng)中的管網(wǎng)壓力和池水水位。從實時曲線仿真圖中可以看出，通過改變系統(tǒng)供水壓力設(shè)定值，系統(tǒng)會自動調(diào)整實際供水壓力，使其與標準值相匹配。實時曲線圖像如圖3所示。圖3實時曲線在歷史曲線界面中，操作員可以通過曲線的歷史變化，直觀地監(jiān)測管網(wǎng)壓力和水池水位在歷史時間內(nèi)的變化。經(jīng)過多次模擬，歷史曲線界面如圖4所示。圖4歷史曲線結(jié)論該設(shè)計使用組圖軟件與PLC和變頻器相結(jié)合，形成了一個自動供水控制系統(tǒng)，取代了以前的閥門控制和手動供水系統(tǒng)。確保在居民用水較多的時間內(nèi)，供水管網(wǎng)的壓力不會下降。它還確保了當居民用水較低時，不會因管網(wǎng)壓力過大而對整個系統(tǒng)的組件造成影響。它大大減緩了供水系統(tǒng)部件的老化，延長了系統(tǒng)的使用壽命。本設(shè)計中的上位機系統(tǒng)實現(xiàn)了對下位機和水泵運行狀態(tài)的監(jiān)測?？梢宰x取自動供水系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。當供水系統(tǒng)壓力波動時，監(jiān)測水泵運行的變化和系統(tǒng)故障的發(fā)生。本設(shè)計將組態(tài)王與PLC相結(jié)合，使系統(tǒng)程序簡單、集成、可移植性強

附錄3：源程序一．主函數(shù)intmain(void){ uint16_ti=0; delay_init(); //延時函數(shù)初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//設(shè)置NVIC中斷分組2:2位搶占優(yōu)先級，2位響應(yīng)優(yōu)先級 uart_init(115200); //串口初始化為9600 USART2_Init(115200); //初始化串口2波特率為115200 LED_Init(); //LED初始化 Adc_Init(); TIM3_PWM_Init(99,7199);//PWM初始化頻率=72M/(71