基于PLC控制的城市恒压供水毕业设计开题报告(共5页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上毕业设计(论文)开题报告题目：基于PLC控制的城市恒压供水系统设计院（系） 电子信息工程学院 专 业 电气工程及其自动化 2012年 3月 3日 一毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）随着改革开放的不断深入，我国中小城市的城市建设及其经济迅猛发展，人民的生活水平不断提高；同时，城市需水量日益加大，对城市供水系统提出了更高的要求。供水的可靠性、稳定性、经济节能性直接影响到城区的建设和经济的发展，也影响到城区居民的正常工作和生活。但由于近些年来，人们生活水平的提高，楼房的层数也在不断的剧增。再加上受到输送管道和供水设施的影响，使居民的生活用水存在

2、着自来水管网压力不足的现象，尤其是供水高峰期的高层供水尤为突出,给人们的生活带来了许多困扰。本课题的研究意义就是进一步改善以及解决以上有关自来水管压力不均衡和不足的现象，设计出变频恒压供水系统，使其能在生活、生产实践中发挥功用。变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。应用在变频恒压供水系统中，变频器仅作为执行机构，为了满足供水量大小需求不同时，保证管网压力恒定，需在变频器外部提供压力控制器和压力传感器，对压力进行闭环控制。从查阅的资料的情况来看，国外的恒压供水工程在设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式，几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况，因而投资成本高。随着变

3、频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后，国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频器，将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上，通过设置指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能，只要搭载配套的恒压供水单元，便可直接控制多个内置的电磁接触器工作，可构成最多7台电机(泵)的供水系统。这类设备虽微化了电路结构，降低了设备成本，但其输出接口的扩展功能缺乏灵活性，系统的动态性能和稳定性不高，因此在实际使用时其范围将会受到限制。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器控制

4、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、稳定性能、抗扰性能以及开放性等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。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的水压闭环控制研究得不够。因此，变频恒压供水系统的性能有待于进一步的研究和改善。二. 本课题研究的主要内容和采用的研究方案、研究方法或措施本课题研究的主要内容就是恒压供水系统的设计

5、。该系统通过检测水管中的水压得到的数据，通过对变频器输出频率的控制来调节水泵电机的转速，使之形成一个闭环控制系统，可以令管网中的水压自动的保持在事先设定好的压力值范围内。当用户的用水量增加时，管网中的水压下降，恒压供水控制器通过加大变频器的输出频率，从而使水泵转速加快，供水量相应增多，如果一台水泵不能满足用户的供水量，那么则通过控制器加泵；当用户用水量减少时，管网中水压上升，控制器减小变频器输出频率，使水泵转速降低，供水量减少，如水泵转速降到最低还高出所需供水量，则关闭一台水泵。简单来说就是根据用户用水量的大小，通过恒压供水控制器对水泵的数量和转速的控制，从而使用户无论用水量的多少，管网中的水

6、压始终能保持在设定范围内。既满足了用户供水量的要求，又不会是水泵空转，造成电能的浪费，同时避免了水箱造成的二次污染。是一种现代化的供水方案。三.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作本课题研究的重点难点：1、本课题的重点是总体方案的设计。研究并完成利用PLC、变频器、远传压力表和多台水泵机组等主要设备构建变频调速恒压供水系统，其中为提高变频器的使用效率，减少设备投资，采用一台变频器分别拖动多台水泵电机变频运行的方案。2、本课题的难点是控制系统的设计。设定PID调节参数，实现在全流量范围内靠频泵的连续调节和分级调节相结合，维持供水压力恒定。前期已开展工作: 通过资料查找对实现城市恒压供水设计有了

7、必有的了解。对其原理结构，组成部分进行一定的分析理解，初步形成了总体方案和初步的系统框架，总体如下图：四.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）（1）13周，基本资料的查找，了解城市恒压供水系统设计的原理及相关知识，初步确定方案。（2）46周，完善整体方案。研究原理设计及分析，对系统各部分进行原理图设计，理解分析。（3）710周，完成系统硬件部分的选型。根据原理图进行实物设计，控制部分进行软件设计。（4）1114周，完成控制部分的软件设计。对整体方案调试，调试以求达到指定目标。对系统的不足进一步改进，调整措施。（5）1516周，进行对恒压供水系统的完善。（6）1718周，撰写论文，完成毕

8、业设计答辩。参考文献：l陈立定等，电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社，2001：1131142张燕宾，SPWM变频调速应用技术(第2版)，北京：机械工业出版社，2002：2442513金传伟、毛宗源，变频调速技术在水泵控制系统中的应用，电子技术应用，2000，(9)：38-394马桂梅、谭光仪、陈次昌，泵变频调速时的节能方案讨论，四川工业学院学报，2003，(3)：5-75刘启新等，电机与拖动基础(第2版)，北京：中国电力出版社，2007：1866满永奎、韩安荣、吴成东，通用变频器及其应用(第l版)，北京：机械工业出版社，1999：2127周万珍、高鸿斌，PLC分析与设计应用(第

9、1版)，北京：电子工业出版社，2004-186-1888张燕宾、胡纲衡、唐瑞球，实用变频调速技术培训教程(第l版)，北京：机械工业出版社，2003：1831849林俊赞、李雄松、尹元日PLC在恒压供水控制系统中的应用10彭巨光、谢勇，异步电机变频起动、切换的分析与研究电机电器技术，2003，(1)：22-2311胡纲衡、唐瑞球、江志敏，交流变频调速的切换控制技术，电工技术杂志，2001，(6)：434512曾毅等变频调速控制系统的设计与维护(第2版)济南：山东科学技术出版社，2002：21221413郁汉琪，电气控制与可编程控制器应用技术(第l版)，南京：东南大学出版社，2003：15215414邹伯敏，自动控制理论(第2版)，北京：机械工业出版社，2002：26026515刘金馄，先进PID控制及其MATLAB仿真(第1版)，北京：电子工业出版社，2003：1-716俞光的等计算机控制技术(第1版)，北京：电子工业出版社，2002：167-170专心-专注-专业