基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)【開(kāi)題報(bào)告】

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1、畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告電氣工程及其自動(dòng)化基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)一、課題研究意義及現(xiàn)狀本課題主要研究變頻技術(shù)在恒壓供水系統(tǒng)中應(yīng)用，并利用PLC設(shè)計(jì)完成恒壓供水系統(tǒng)。在我國(guó)，節(jié)電節(jié)水的潛力非常大。據(jù)有關(guān)國(guó)際組織發(fā)表的資料顯示：中國(guó)的單位國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值所消耗的電是美國(guó)、德國(guó)等的4倍左右，消耗的水是他們的2倍左右。我國(guó)的大量用電設(shè)備中，風(fēng)機(jī)和泵類電機(jī)的耗電量占全國(guó)發(fā)電量的50%左右,若推廣新型電機(jī)調(diào)速技術(shù),可節(jié)電40%左右,即可以節(jié)約全國(guó)發(fā)電量的1/5.由于我國(guó)人均占有水、電資源相對(duì)于別國(guó)又少很多,因此,在我國(guó)一方面水電供給緊張,而另一方面,水電的浪費(fèi)又十分驚人。節(jié)電節(jié)水,不

2、僅潛力巨大,而且意義深遠(yuǎn)。傳統(tǒng)供水方式占地面積大，水質(zhì)易污染，基建投資多，而最主要的缺點(diǎn)是水壓不能保持恒定，導(dǎo)致部分設(shè)備不能正常工作。供水方式的優(yōu)劣直接影響了人們的生產(chǎn)生活,目前我國(guó)許多城市和生活小區(qū)的供水系統(tǒng)仍然采用傳統(tǒng)的高位水塔或直接水泵加壓供水方式。由于用水量具有很大的隨機(jī)性,在用水高峰期水壓不夠,這種供水方式不能提供良好的供水質(zhì)量,而且因揚(yáng)程高電動(dòng)機(jī)一直高速運(yùn)轉(zhuǎn)需要消耗大量的能量,電費(fèi)占水費(fèi)成本的近60%。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,變頻技術(shù)也逐漸應(yīng)用到供水系統(tǒng)中。近十年來(lái)，變頻技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)有很大的發(fā)展，并取得了良好的效果?？梢哉f(shuō)，變頻技術(shù)已為大多數(shù)用戶所

3、接受。變頻調(diào)速恒壓供水以其節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，使我國(guó)供水技術(shù)裝備水平從90年代初開(kāi)始經(jīng)歷了一次飛躍。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。特別是在實(shí)際應(yīng)用中，變頻供水技術(shù)得到了很大的發(fā)展。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻器的功能也越來(lái)越強(qiáng)。充分利用變頻器內(nèi)置的各種功能，對(duì)合理設(shè)計(jì)變頻調(diào)速恒壓供水設(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。在PLC發(fā)明后以其可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，PLC可以用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)

4、間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。將PLC和變頻器有效的結(jié)合起來(lái)能更有效的實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。因此，本課題研究PLC與變頻器控制結(jié)合的恒壓供水系統(tǒng)，是通過(guò)改變水泵電機(jī)的供電頻率，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，控制實(shí)際供水壓力與設(shè)定壓力一致，保證在用水量變化時(shí)供水量也隨之變化，實(shí)現(xiàn)供水量與用水量的匹配，降低能源消耗和資源浪費(fèi)，延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命、節(jié)約能源。變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)的工況控制、調(diào)節(jié)和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控功能，將來(lái)還可以通過(guò)對(duì)更多現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與傳輸，如電壓、電流、功率、水壓、水位、水流量等

5、，通過(guò)開(kāi)發(fā)上位機(jī)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)具有綜合功能的供水自動(dòng)化控制與管理系統(tǒng)，提高管理能力。二、課題研究的主要內(nèi)容和預(yù)期目標(biāo)1）主要內(nèi)容以PLC為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)完整的微機(jī)控制恒壓供水系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)供水量，保證管網(wǎng)壓力恒定，實(shí)現(xiàn)恒壓變量供水方式，從而達(dá)到節(jié)能節(jié)水的目的，滿足用水需要。2）預(yù)期目標(biāo)了解當(dāng)前國(guó)內(nèi)外充磁設(shè)備的研究與其產(chǎn)品市場(chǎng)；熟悉電力電子和PLC技術(shù)等，為將來(lái)從事機(jī)電設(shè)備控制研發(fā)、制造及經(jīng)營(yíng)等方面工作打下基礎(chǔ)。具體目標(biāo)：1．水泵能自動(dòng)變頻啟動(dòng)；2．多臺(tái)水泵自動(dòng)變頻啟動(dòng)，并根據(jù)用水量大小自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)泵臺(tái)數(shù)；3．控制系統(tǒng)可手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)、停機(jī)；4．設(shè)備具有缺相、

6、欠壓、過(guò)壓、短路、過(guò)載等多種電氣保護(hù)功能；5．具有缺水保護(hù)及水位恢復(fù)開(kāi)機(jī)功能；6．設(shè)備具有工作、停機(jī)、報(bào)警等指示三、課題研究的方法及措施系統(tǒng)控制由PID、D/A、變頻器、接觸器、水泵組、管道、壓力傳感器組成。主要利用PID對(duì)采樣值和給定值進(jìn)行比較。控制系統(tǒng)可以調(diào)配電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，控制進(jìn)水口的進(jìn)水量并保持管道的水壓穩(wěn)定，維持供水系統(tǒng)的正常運(yùn)作變頻調(diào)速供水系統(tǒng)采用專門(mén)供水控制變頻調(diào)速器，通過(guò)安裝在官網(wǎng)上的遠(yuǎn)傳壓力表，把水壓轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)接口輸入控制器內(nèi)置的PID控制器上，用以改變水泵轉(zhuǎn)速。當(dāng)用戶用水量增大，管網(wǎng)壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，變頻調(diào)速器的輸出頻率將增大，水泵轉(zhuǎn)

7、速提高，供水量加大。到達(dá)設(shè)定壓力時(shí)，水泵恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。反之當(dāng)用戶用水量少，官網(wǎng)壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，這樣反復(fù)循環(huán)就達(dá)到恒壓變量供水目的。四、課題研究進(jìn)度計(jì)劃2010年10月17日至2011年12月15日：明確任務(wù)，收集資料，確定系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。12月16日到1月28日：完成外文翻譯、文獻(xiàn)綜述及開(kāi)題報(bào)告。2月1日至3月15日：做好系統(tǒng)實(shí)物，完成程序調(diào)試和仿真3月16日至3月31日：綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和技術(shù)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿4月1日-4月10日：完善與修改畢業(yè)論文五、參考文獻(xiàn)[1]吳曉君,楊向明.電氣控制與可編程控制器應(yīng)用[M].北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,2004.[2]鄧則名

8、,鄺穗芳,