基于plc的变频恒压供水控制系统_毕业设计论文

[8]刘润华.可编程序控制器在变频调速供水系统中的应用.基础自动化1997
[9]李建勋,欧容华.高压变频器在热电厂锅炉恒压供水上的应用[J].变频世界,2008
[10]李圣良.九江学院供水系统变频恒压控制技术实现的研究 [J].CNKI,2005
[11]吕国芳，刘希涛, 基于PLC的PID控制算法在恒压供水系统中的应用[J].自动化仪表,2005
2、国内外研究现状
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。在早期，由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、变压变频比控制及各种保护功能。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。即1968年，丹麦的丹佛斯公司发明并首家生产变频器(丹佛斯是传动产品全球五大核心供应商之一)后，随着变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，像瑞典、瑞士的ABB集团推出了HVAC变频技术，法国的施耐德公司就推出了恒压供水基板，备有“变频泵固定方式”，“变频泵循坏方式”两种模式。它将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，可构成最多七台电机(泵)的供水系统。这类设备虽然说是微化了电路结构，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，与别的监控系统(如BA系统)和组态软件难以实现数据通信，并且限制了带负载的容量，因此在实际使用时其范围将会受到限制。在工程规模上也有一定水平，但由于设计中忽视动能经济观点以及机电产品类型和质量上存在的一些问题等等原因，致使在技术水平、工程标准以及经济效益指标等方面与国外先进水平相比，还有一定的差距。目前，大量的电能消耗在水泵、风机负载上，城乡居民用水设备所消耗的电量在这类负载中占了相当的比例。这一方面是由于我国居民多，用水量大，造成用电量大:另一方面是因为我国供水设备工作效率低，控制方式不够科学合理。造成不必要的能量浪费。因此，研究提水系统的能量模型，找出能够节能的控制策略方法，这里大有潜力可挖，是减少能耗，保障供水的一个很有意义的工作。以变频器为核心结合PLC组成的控制系统具有高可靠性、强抗干扰能力、组合灵活、编程简单、维修方便和低成本等诸多特点，变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、防雷避雷技术、现代控制、远程监控技术于一体。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，方便地实现供水系统的集中管理与监控;同时系统具有良好节能性，这在能量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。
傅东敏
承担指导单位
兰州铁路技师学院
导师姓名
刘东岚
导师职称
一、毕业设计（论文）的技术背景和设计依据：
变频恒压供水是通过改变水泵电机的供电频率，调节水泵转速，通过仪表检测出供水压力并加以控制，保证在用水量变化时供水量也随之变化，实现供水量与用水量的匹配，保护供水的压力恒定即恒压供水。变频恒压供水系统以其节能、节省设备、安全、高品质的供水质量等优点，在我国供水行业得到了广泛推广应用。
（6）具有故障自诊断和自处理功能，对过流、欠压、过压、等变频器故障均能自行诊断，并发出报警信号。
其它相关电路的设计（直流电源等）。
四、毕业设计（论文）提交的成果：
1．开题报告（不少于3000字）；
2．设计说明书（不少于30页，约1.2万字左右）；
3．图纸（硬件电路和软件框图各一张，大小合适为宜）；
4．设计说明书简介；
专业
电气自动化应用
班级
电气技师10班
姓名
傅东敏
一、选题背景及依据（简述题目的研究背景，国内外研究现状，列出主要参考文献）
1、研究背景：
随着国家的经济建设和人们的生活水平的逐步提高，高层建筑的楼层不断增高，城区的面积不断扩大，城市供水管线不断延伸，城市供水是系统面临着越来越大的压力，由于水压不足，严重影响了上述用户的正常工作和生活。为了保障高层建筑和供水管线终端用户能正常用水，需要针对实际情况对上述用户的供水系统增加压力，恒压供水系统可有效地解决高层建筑和供水管线终端的用户水压不足，而影响正常供水问题。
石家庄铁道学院毕业设计（论文）
基于PLC的变频恒压供水控制系统
VF constant pressure water supply PLC
2014届石家庄铁道学院成人教育分院(系)
专 业电气自动化应用
毕业设计（论文）任务书
题目
基于PLC的变频恒压供水控制系统
专业
电气自动化应用
班级
电气技师10班
学生姓名
[4]张燕宾.SPWM变频调速应用技术[M].北京:机械工业出版社,2002,244-251
[5]陈伯时.电力拖动自动控制系统.北京:机械工业出版社，1996
[6]屈有安.变频器PID恒压供水系统.江苏电器，2002(3)：33-35
[7]贺玲芳.基于PLC控制的全自动变频恒压供水系统.西安科技学院学报,2000 20(3)
由于PLC应用向智能化和网络化方向发展。智能化是指PLC应用除具有传统的顺序控制功能外，还增加了用于过程控制和位置控制的各种专用接口及智能控制算法；而网络化是指以触摸屏为代表的人机接口实现了PLC与用户之间的、灵活的信息交换，且逐渐成为主流趋势。
变频恒压供水是通过改变水泵电机的供电频率，调节水泵转速，通过仪表检测出供水压力并加以控制，保证在用水量变化时供水量也随之变化，实现供水量与用水量的匹配，保护供水的压力恒定即恒压供水。变频恒压供水系统以其节能、节省设备、安全、高品质的供水质量等优点，在我国供水行业得到了广泛推广应用。
2．绘制软件框图并编程；
3．系统控制要求：
（1）变频调速恒压供水系统有四台泵，大泵电动机的功率均为220KW，小泵的功率均为160KW；
（2）所有泵可设计成变频循环软启动的工作方式；
（3）采用PID算法实现水压的闭环控制；
（4）西门子S7-200型系列PLC控制变频及现场设备的运行。
（5）系统具有自动/手动操作功能；
五、参考文献:
[1]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,2000,1:84-88
[2]张燕宾.变频调速应用实践[M].北京:机械工业出版社,2002,135-137
[3]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,2000,2:38-39
[12]李建勋,欧容华.高压变频器在热电厂锅炉恒压供水上的应用[J].变频世界,2008
[13]李圣良.九江学院供水系统变频恒压控制技术实现的研究 [J].CNKI,2005
[14]吕国芳，刘希涛, 基于PLC的PID控制算法在恒压供水系统中的应用[J].自动化仪表,2研究 [J].煤矿机械,2008
二、设计（论文）任务：
1．熟悉题目要求，查阅相关科技文献，写出开题报告；
2．方案设计（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容）；
3．硬件系统设计；
4．软件系统设计；
5．撰写设计说明书，绘制图纸；
6．翻译一篇与自己所学专业或设计有关的英文资料；
三、毕业设计（论文）的主要内容、功能及技术指标：
1．根据控制要求完成系统的硬件选型与配置；
[16]吴宏鑫PID控制的应用与理论依据控制工程期刊 2003年第1期
[17]王延才.变频调速设计与应用-北京机械工业出版社.2012
六、任务进度:
09月20日—9月29日：熟悉设计内容、要求、任务；收集与设计相关的论文、资料，方案论证与选择；
09月30日—10月03日：初步完成系统框图设计，完成系统配置与选型；
10月04日—10月07日：完善系统硬件电路设计；
10月08日—10月11日：绘制软件框图、编写梯形图及梯形图调试；
10月12日—10月15日：撰写毕业设计说明书；
10月16日—10月19日：绘制图纸；
10月20日：完成毕业论文、答辩。
毕业设计（论文）开题报告
题目
基于PLC的变频恒压供水控制系统设计