plc控制的恒壓供水系統(tǒng)(開題報告)(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上長春科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目：PLC控制的恒壓供水系統(tǒng)學 院： 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 填表日期： 一、選題依據(jù)及意義在我國，節(jié)電節(jié)水的潛力非常大。據(jù)有關(guān)國際組織發(fā)表的資料顯示：中國的單位國民經(jīng)濟總產(chǎn)值所消耗的電是美國、德國等的4倍左右，消耗的水是他們的2倍左右。我國的大量用電設(shè)備中，風機和泵類電機的耗電量占全國發(fā)電量的50%左右,若推廣新型電機調(diào)速技術(shù),可節(jié)電40%左右,即可以節(jié)約全國發(fā)電量的1/5。由于我國人均占有水、電資源相對于別國又少很多,因此,在我國一方面水電供應(yīng)緊張,而另一方面,水電的浪費又十分驚人，節(jié)電節(jié)水,不僅

2、潛力巨大,而且意義深遠。近十年來，變頻技術(shù)的應(yīng)用在我國有很大的發(fā)展，并取得了良好的效果?？梢哉f，變頻技術(shù)已為大多數(shù)用戶所接受。但是，不能不指出，我國在變頻技術(shù)的應(yīng)用方面，與發(fā)達國家的水平尚有很大差距。目前，我國在用的交流電動機使用變頻調(diào)速運行的僅6%左右，而工業(yè)發(fā)達國家已達60% 70%；日本在風機、水泵上變頻調(diào)速的采用率已達10%，而我國還不足0.01%；在日本，空調(diào)器的70%采用了變頻調(diào)速，而我國才剛剛起步。從這個現(xiàn)實出發(fā)，變頻技術(shù)尚有很大的發(fā)展空間。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點，使我國供水行業(yè)的技術(shù)裝備水平從90年代初開始經(jīng)歷了一次飛躍。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)

3、水泵電機無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當今最先進、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中得到了很大的發(fā)展。二、國內(nèi)外發(fā)展情況(文獻綜述) 隨著變頻器的問世，變頻調(diào)速技術(shù)在以工頻交流電為主的用電場合得到了廣泛的應(yīng)用，其中變頻恒壓供水便是在變頻調(diào)速領(lǐng)域中典型的應(yīng)用。以前，國外生產(chǎn)的變頻器主要用來控制頻率、控制電機的啟停、控制電機正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)以及各種保護功能。在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，變頻器是通過可編程序控制器控制，作為控制機構(gòu)和系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)之間的中間環(huán)節(jié)，為保證水管內(nèi)水壓恒定，滿足不同時間段供水量大小的需求，需在變頻器外部提供壓力傳感

4、器和壓力控制器，對水壓進行閉環(huán)控制。目前我們國內(nèi)有很多公司也在做變頻恒壓供水的工程，可是大部分采用國外的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，有的采用單片機及相應(yīng)的軟件予以實現(xiàn)；有的采用可編程控制器（PLC）及相應(yīng)的軟件予以實現(xiàn)。但在系統(tǒng)的穩(wěn)定性能、動態(tài)性能、抗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。像現(xiàn)在艾默生電氣公司生產(chǎn)的變頻器和大陸希望集團生產(chǎn)的森蘭變頻器也推出了恒壓供水專用變頻器，無需外接PLC和PID調(diào)節(jié)器，可完成最多四臺水泵的定時啟停和循環(huán)切換工作。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拖動電機的容量、使用時操作不方便，并

5、且不具有數(shù)據(jù)通信功能，因此只適用于負荷容量比較小和控制要求不高的供水場所。從查閱的資料情況來看，以前國外的恒壓供水系統(tǒng)在設(shè)計時大都采用單臺變頻器控制單臺水泵機組的方式，很少采用單臺變頻器拖動多臺水泵機組運行的情況，因而投資成本高。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，變頻器的功能也在不斷完善，特別是應(yīng)用于供水系統(tǒng)中的變頻器，工作時的穩(wěn)定性、安全性和可靠性得到提高，而且其高效節(jié)能的效果越來越受用戶歡迎。國外很多生產(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，比如日本SAMCO公司，就推出了恒壓供水基板，備有變頻泵循環(huán)方式和固定方式兩種工作模式；還有基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計將PID調(diào)節(jié)器和PL

6、C可編程控制器等硬件集成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)成最多控制七臺水泵工作的供水系統(tǒng)。這類設(shè)備雖然使用成本不是很高，同時也集成化了電路結(jié)構(gòu)，但變頻器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，與很多組態(tài)監(jiān)控軟件很難實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并且限制了拖動電機的容量，因此在實際使用過程中，其使用范圍還是具有一定局限性。通過國內(nèi)外情況的分析，可以發(fā)現(xiàn)在變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計中，對于能適應(yīng)不同的用水場合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)同時兼顧系統(tǒng)電磁兼容性的變頻

7、恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制研究還需深入。因此，有待于進一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實踐。三、本課題研究內(nèi)容本文設(shè)計了一個以可編程控制器(PLC)為控制核心，CIMRG7系列變頻器為執(zhí)行元件，采用PID 調(diào)節(jié)儀控制水泵電機轉(zhuǎn)速，即可調(diào)節(jié)出口管網(wǎng)壓力，使之達到用戶期望的恒定壓力的系統(tǒng)。其中主要內(nèi)容包括恒壓供水原理，PLC原理，變頻調(diào)速原理，通過設(shè)置幾個主要器件I/O參數(shù)，實現(xiàn)PLC，變頻器，壓力傳感器之間的通訊、控制功能。四、本課題研究方案1、課題的意義及應(yīng)用背景：使供水設(shè)備降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量等方面有著非常重要的意義。2、硬件：壓力傳感器（檢測元件的精度直

8、接影響系統(tǒng)的控制質(zhì)量，通?？梢赃x用各種壓力傳感器檢測管網(wǎng)壓力。傳統(tǒng)的壓力傳感器有利用彈性元件的，如電感壓力傳感器、電容壓力傳感器等。）、供水泵、電動機以及控制器。3、軟件：可使用可編程控制器（PLC）對本控制系統(tǒng)進行編輯程序，實現(xiàn)對各硬件系統(tǒng)的控制與協(xié)調(diào)，實現(xiàn)所要求目標。4、現(xiàn)場調(diào)試和小結(jié)：現(xiàn)場調(diào)試主要是根據(jù)特定工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中可能出現(xiàn)的情況對PLC程序進行調(diào)試，檢查它是否與預(yù)期設(shè)計目標相吻合。五、研究目標及工作進度研究目標：用PLC、變頻器、PID調(diào)節(jié)儀、壓力傳感器及低壓部件組成PLC控制的恒壓供水自動控制系統(tǒng)，并使系統(tǒng)達到工藝要求的性能指標。工作進度：第1周至第2周 查閱相關(guān)資料 撰寫開題報

9、告 內(nèi)容包括通過查閱圖書和參考文獻找出選題的依據(jù)和意義，查詢國內(nèi)外供水系統(tǒng)技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展以及趨勢，明確本課題的研究內(nèi)容，設(shè)計出本課題的研究方案，再次明確研究目標和安排課題研究的進度 第3周至第5周撰寫設(shè)計大綱 包括緒論 、摘要 、系統(tǒng)概述、系統(tǒng)設(shè)計可行性分析實現(xiàn)、控制系統(tǒng)、恒壓供水系統(tǒng)等在內(nèi)的各個組成部分 第7周至第9周設(shè)計電路和控制原理 通過參考資料設(shè)計出所需電路圖，選擇控制器，敘述控制器原理，繪出控制原理圖等。六、參考文獻1王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)；北京航空航天大學出版社，2003年 2張萬忠.可編程控制器入門與應(yīng)用實例；中國電力出版社，2005年 3周萬珍、高鴻斌.PL

10、C分析與設(shè)計應(yīng)用；電子工業(yè)出版社，2004年 4程周.可編程控制器原理與應(yīng)用；高等教育出版社2003年 5王仁祥、王小曼.通用變頻器選型、應(yīng)用與維護；人民郵電出版社，2005年 6岳慶來.變頻器、可編程序控制器及觸摸屏綜合應(yīng)用技術(shù)；機械工業(yè)出版社，2006年 7 滕俊沛.基于PLC 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計 2007年 8 李關(guān)飛.變頻器在恒壓供水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；變頻器世界 2007年 9 李麗敏.自動化與儀器儀表 2008年 10 孔亮.基于PLC的變頻器-拖四供水控制系統(tǒng)應(yīng)用 可編程控制器與工廠自動化 2007年 11孟磊.變頻調(diào)速系統(tǒng)在恒壓供水中的應(yīng)用醫(yī)藥工程設(shè)計 2007年12 黃耀群.變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中的PID控制研究；煤炭技術(shù) 2007年 13