恒压供水系统开题报告(共5页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上一、选题的目的、意义和研究现状选题的目的：水和电是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能源短缺的国家，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，而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中的一个重要方面，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。选题的意义： 传统的小区供水方式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式，其优、缺点如下： (1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。 (2) 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵在低效段工作，而出水压力无谓的增高，也使浪费加大，从而限制了其发展。 (3) 水塔高位水箱供水具有控制方式简单、运行经济合理、短时间维修或停电可不停水等优点，但存在基建投资大，占地面积大，维护不方便，水泵电机为硬起动，启动电流大等缺点，频繁起动易损坏联轴器，目前主要应用于高层建筑。 (4) 液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式易漏油，发热需冷却，效率低，改造麻烦，只能是一对一驱动，需经常检修；优点是价格低廉，结构简单明了，维修方便。 (5) 单片机变频调速供水系统也能做到变频调速，自动化程度要优于上面4种供水方式，但是系统开发周期比较长，对操作员的素质要求比较高，可靠性比较低，维修不方便，且不适用于恶劣的工业环境。 综上所述，传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源；效率低；可靠性差；自动化程度不高等缺点，严重影响了居民的用水和工业系统中的用水。目前的供水方式朝向高效节能、自动可靠的方向发展，变频调速技术以其显着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，特别是在城乡工业用水的各级加压系统，居民生活用水的恒压供水系统中，变频调速水泵节能效果尤为突出，其优越性表现在：一是节能显著；二是在开、停机时能减小电流对电网的冲击以及供水水压对管网系统的冲击；三是能减小水泵、电机自身的机械冲击损耗。 基于PLC和变频技术的恒压供水系统集变频技术、电气技术、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，同时系统具有良好的节能性，这在能源日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。 研究现状：目前国内有不少公司在做变频恒压供水的工程，大多采用国外的变频控制水泵的转速，水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，有的采用可编程控制器（PLC）及相应的软件予以实现；有的采用单片机及相应的软件予以实现。但在系统的动态性能、稳定性、抗干扰性以及开放性等诸多方面的综合技术指标来说，还远远没能达到所有用户的要求。原深圳华为（现已更名为艾默生）电气公司和成都希望集团（森兰变频器）也推出了恒压供水专用变频器（5.5kw-22kw），无需外接PLC和PID调节器，可完成最多4台水泵的循环切换，定时起、停和定时循环。该变频器将压力闭环调节与循环逻辑控制功能集成子在变频器内部实现，但其输出接口限制了带负载容量，同时操作不方便且不具有数据通信功能，因此只适用于小容量，控制要求不高的供水场所。可以看出，目前在国内外变频调速恒压供水控制系统的研究设计中，对于能够适应不同的用水场合，结合现代控制技术、网络和通讯技术同时兼顾系统的电磁兼容性（EMC）的变频恒压供水系统中水压闭环控制研究得不够。因此，有待于进一步研究改善变频恒压供水系统的性能，使其能被更好的应用于生活、生产实践。二、研究方案及预期结果（一）研究方案本设计是以小区供水系统为控制对象，采用PLC和变频技术相结合技术，设计一套城市小区恒压供水系统，并引用计算机对供水系统进行远程监控和管理保证整个系统运行可靠，安全节能，获得最佳的运行工况。PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统，本设计中有3个储水池、3台水泵，采用部分流量调节方法，即3台水泵中只有1台水泵在变频器控制下作变速运动，其余水泵作恒速运动。PLC根据管网压力自动控制各个水泵之间的切换，并根据压力检测值和定值之间偏差进行PID运算，输出给变频器控制其输出频率，调节流量，使供水管网压力恒定。各水泵切换遵循先起先停、先停先起原则。 变频恒压供水系统控制流程图（二）系统的控制要求1、小区供水时应工作在恒压值；2、三台泵根据恒压的余姚，采取先开先停的原则接入和退出；3、在用水量小的情况下如果一台泵连续运行时间超过3小时，则要切换到下一台泵，及系统具有倒泵功能，避免某一台泵工作时间过长；4、三台泵在启动时要有软启动功能；5、要有完善的报警功能6、对泵的操作要有手动控制功能，手动只在应急或检修时临时是使用。三、研究进度1. 第1-4周：毕业实习。2. 第5周：拟订系统的设计方案，进行开题答辩。3. 第6至8周：详细设计硬件及接口电路并绘制硬件电路图。4. 第9周：中期检查答辩时间。5. 第10周：进行软件的设计。6. 第11周：详细写论文，整理并完成初稿。7. 第12周：修改初稿，二次整理。8. 第13周：修改二稿，整理并完成论文。9. 第14周：预备答辩。10. 第15周：毕业答辩。四、主要参考文献1 金传伟，毛宗源，变频调速技术在水泵控制系统中的应用，J.电子技术应用，2000，（9）:38-392 马佳梅，谭光仪。陈次昌泵变频调速时的节能方案讨论，J.四川工业学院学报2003，（9）:5-73 崔金贵，变频调速恒压供水在建筑给水应用的理论探讨，J.兰州铁道学院学报2000，（1）:84-884陈海滨，田瑞利，周玲。基于PIC-6024E的虚拟仪器测试系统J.电子技术，2003,(3):36-395 杨雷，林景栋，雷平，海关自动化分拣系统优化设计J.自动化技术与应用，2009,(4):95-996杨龙山，基于LPC2131嵌入式系统的CAN模块设计与实现J.电子产品世界，2006,(3):21-318 黄明，梁旭，月杨，基于CAN总线设计实现的数据采集监控系统J.化工自动化及仪表，2010,(8):34-389周立功，ARM嵌入式系统开发与应用教程M.北京：北京航空航天大学出版社，2003. 10 王永华. 现代电气控制及PLC应用技术M.北京航空航天大学出版社，2008.2 11 张燕宾. 变频调速应用实践J.机械工业出版社，2002,(3):44-47 12 胡纲衡，唐瑞球，江志敏.交流变频调速的切换控制技术M.电工技术杂志， 2001. 13 林俊赞，李雄松，尹元日.PLC杂在恒压供水控制系统中的应用J.电机电器技 术，1999,(3):36-38 14 吴小雨.恒压变量供水装置中PLC的应用J.电压电器，2002,(8):68-70 15 上海熊猫机械（集团）有限公司.SFL系列低噪音多级泵选型手册 16 Widell, Bruce. Saving energy through pump speed control. Design News. Boston: Feb 20,1995.17Ge P J,Wn Q L,Sun Y X.The Design of Fruit Automated Sorting SystemJ.Computer Science,2008.五、指导教师意见 指导教师签字专心-专注-专业