恒壓供水開題報告

1、遼寧石油化工大學(xué)信息與控制工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告  論文題目： 基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 電氣工程及其自動化 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師：      年 月 日填寫說明：1題目的背景和意義 對題目的出處，背景和意義進行說明論述，不少于300字。2題目研究現(xiàn)狀概述 通過調(diào)研和查閱文獻，對題目所涉及的技術(shù)、理論和研究成果進行說明論述，不少于1000字。3題目要完成的主要內(nèi)容和預(yù)期目標 對題目要完成的主要內(nèi)容進行說明，并說明達到的預(yù)期目標，不少于300字4進度計劃 從設(shè)計開始的教學(xué)周起，依據(jù)任務(wù)書的進

2、度安排進行細化并以周為單位給出主要工作和完成的任務(wù)。5 參考文獻 對“2.題目研究現(xiàn)狀概述”項引用的資料、論文或著作按照引用順序列出參考文獻（格式同論文參考文獻）。不少于10篇（其中近3年的文獻占1/3以上），注：相應(yīng)欄不夠時自動加頁。 排版要求：正文，宋體，小四，行距固定值20磅要求學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始后的第2周末完成開題報告，并交到指導(dǎo)教師評閱（交電子稿和雙面打印稿）。1題目的背景和意義目前，居民生活用水和工業(yè)用水日益增加。由于居民日常用水和工業(yè)用水會隨季節(jié)、晝夜等變化而隨之發(fā)生變化，如采取傳統(tǒng)的供水方式不僅影響生活也不利于資源的優(yōu)化配置。傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們的需求，為了能

3、更合理的分配資源，使能最大限的為人們所用，可采用變頻恒壓供水方式來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的供水系統(tǒng)，以達到供水穩(wěn)定，滿足人們需求，合理優(yōu)化分配等目的。本文介紹的是關(guān)于變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計，因為變頻恒壓供水系統(tǒng)有高效節(jié)能，恒壓供水，安全衛(wèi)生，自動運行，管理簡便等優(yōu)點，非常適合現(xiàn)在的國民需求。變頻恒壓供水系統(tǒng)根據(jù)用水量的變化，自動調(diào)節(jié)運行參數(shù)，在水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求是當今先進、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。變頻調(diào)速是現(xiàn)在優(yōu)于以往任何一種調(diào)速方式（如調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、串級調(diào)速等）的技術(shù)，是當今國際上一項效益最高、性能最佳、應(yīng)用廣泛、最有發(fā)展前途的電機調(diào)速技術(shù)。它采用了微機控制技術(shù)，電力電子技術(shù)和電

4、機傳動調(diào)速技術(shù)實現(xiàn)了工業(yè)交流電動機的無極調(diào)速，具有高效率、寬范圍和高精度等特點。以變頻器為核心結(jié)合PLC組成的控制系統(tǒng)具有可靠性高，抗干擾能力強，組合靈活，變成簡單，維修方便和低成本低能耗等諸多特點。采用該系統(tǒng)進行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，方便實現(xiàn)供水系統(tǒng)的集中管理和監(jiān)控；同時系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能量日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計系統(tǒng)，對于調(diào)高企業(yè)效率以及人民生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實意義。2題目研究現(xiàn)狀概述變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的，在早期，由于國外生產(chǎn)的變頻器的功能主要限定在頻率控制、 升降速控制、正反轉(zhuǎn)控制、起制動控制、變壓變頻

5、比控制及各種保護功能。應(yīng)用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，變頻器僅作為執(zhí)行機構(gòu)，為了滿足供水量大小需求的不同時，保證管網(wǎng)壓力恒定，需在變頻器外部壓力控制器和壓力傳感器，對壓力進行閉環(huán)控制。從查閱的資料的情況來看，國外的恒壓供水工程在設(shè)計時都采用一臺變頻器只帶一臺水泵機組的方式，幾乎沒有用一臺變頻器拖動多臺水泵機組運行的情況，因而投資成本高。即1968年，丹麥的丹弗斯公司發(fā)明并首家生產(chǎn)變頻器后，隨著變頻器技術(shù)的發(fā)展和變頻恒壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動化程度高等方面的優(yōu)先以及顯著地節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)認可后，國外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器，像瑞士的ABB集團推出了HVAC變頻

6、技術(shù)，法國的施耐德公司推出了恒壓供水基板，備有PID調(diào)節(jié)器和PLC可編程控制器等硬件繼承在變頻器控制基板上，通過設(shè)置指令代碼實現(xiàn)PLC和PID等電控系統(tǒng)的功能，只要搭載配套的恒壓供水單元，便可直接控制多個內(nèi)置的電磁接觸器工作，可構(gòu)成最多七臺電機的供水系統(tǒng)。但是也有其缺點，就是輸出接口的擴展功能缺乏靈活性，系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性不高，與別的監(jiān)控系統(tǒng)和組態(tài)軟件難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信，并且限制了帶負載的容量，因此適用范圍受到限制。目前國內(nèi)有不少公司都在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國外的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管的管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺水泵的循環(huán)控制，有的采用單片機及相應(yīng)的軟件予以實現(xiàn)；有的采用PLC

7、及相應(yīng)軟件予以實現(xiàn)。但在系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗干擾性能以及開放性等多方面的綜合技術(shù)指標來說，還遠遠沒能達到所有用戶的要求。原深圳華為電氣公司（現(xiàn)已改名艾默生）和成都希望集團（森蘭牌變頻器）也推出了恒壓供水專用變頻器（5.5Kw-22kW），無需外接PLC盒PID調(diào)節(jié)器，坑完成最多四臺水泵的循環(huán)切換、定時起動、停止和定時循環(huán)（丹麥丹弗斯公司的VLT系列變頻器可實現(xiàn)七臺水泵機組的切換）。該變頻器將壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)與循環(huán)邏輯控制功能集成在變頻器內(nèi)部實現(xiàn)，但其輸出接口限制了帶負載容量，同時操作不方便且不具有數(shù)據(jù)通信功能，因此只適用于小容量，控制要求不高的供水場所。3題目要完成的主要內(nèi)容和預(yù)期目標本設(shè)

8、計是以供水系統(tǒng)為設(shè)計對象，采用PLC和變頻技術(shù)相結(jié)合技術(shù)，并引用計算機對供水系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控和管理，保證供水系統(tǒng)安全可靠的運行。PLC控制變頻恒壓供水系統(tǒng)主要有變頻器、可編程控制器、壓力變送器、和水泵機組一起組成一個完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用PID算法實現(xiàn)水壓的閉環(huán)控制；西門子S7-200型系列PLC控制變頻及現(xiàn)場設(shè)備的運行；系統(tǒng)具有自動/手動操作功能；具有故障自診和自處理能力，對過流，欠壓，過壓等變頻器故障均能自行診斷，并發(fā)出報警信號。根據(jù)以上控制要求，進行系統(tǒng)的總控制方案設(shè)計。功能設(shè)計、硬件設(shè)備選型、估算所需I/O點數(shù)，進行I/O模塊選型，繪制系統(tǒng)硬件連接圖：包括系統(tǒng)硬件配置圖、I/O連接圖

9、、分配I/O點數(shù)、列出I/O分配表，設(shè)計梯形圖控制程序，對程序進行調(diào)試和修改。為達到控制系統(tǒng)的目的，需要對電機進行調(diào)速。其中改變電機極對數(shù)調(diào)速的調(diào)控方式控制簡單，投資省，節(jié)能效果顯著，效率高，但需要專門的變極電機，是有級調(diào)速，而且極差比較大，只適用于特定轉(zhuǎn)速的生產(chǎn)機器；改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速為了保證其較大的調(diào)速范圍一般采用串級調(diào)速方式，其最大優(yōu)點是可以回收轉(zhuǎn)差功率，節(jié)能效果好，且調(diào)速性能好，但由于線路復(fù)雜，增加了中間環(huán)節(jié)的電能消耗，且成本高；供水系統(tǒng)變頻的實質(zhì)是異步電動機的變頻調(diào)速，變頻調(diào)速實現(xiàn)了無級調(diào)速，調(diào)速精度更高，整體可靠性更強。且基于PLC的變頻調(diào)速具有實時性，高可靠性，簡單靈活，安裝、維護方

10、便等特點。最終達成控制好供水系統(tǒng)的流量，滿足用戶對流量的需求的目的，并保持供水系統(tǒng)中某處壓力的恒定，也就保證了使該處的供水能力和用水流量處于平衡狀態(tài)，恰到好處的滿足了用戶所需的用水流量。達到最終恒壓供水的目的。4進度計劃第一階段：查閱文獻，收集資料，外文翻譯，撰寫開題報告。 （第一周至第二周）第二階段：明確設(shè)計任務(wù)及要求，完成外文翻譯，給出總體設(shè)計方案。（第三周至第四周）第三階段：針對PLC控制的恒壓供水系統(tǒng)進行PLC設(shè)計。 （第五周至第七周）第四階段：確定控制方案、撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 （第八周至第十一周）第五階段：修改整理文檔、撰寫論文、打印裝訂 準備答辯。 （第十二周至第十六周）5參考文獻1. 王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003年2. 李敬梅.電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練M.北京：中國勞動社會保障出版社，2007年3. 鄧星鐘主編.機電傳動控制 M.華中科技大學(xué)出版社，2002.54. 廖常初.PLC編程及應(yīng)用M.北京：機械工業(yè)出版社，2008年5. 林俊贊，李雄松，尹元日.在恒壓供水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用·電機電器技術(shù)，1999年6. 廖常初.S7-200PLC基礎(chǔ)教程(第二版)M.北京：機械工業(yè)出版社，20097. 連建華.可編程