基于PLC控制的恒压供水系统设计开题报告.doc

1、毕业论文（设计）开题报告题 目 基于PLC控制的恒压供水系统设计姓 名 学 号 学 院 机械电气化工程学院专业班级 机电一体化13班指导教师 基于PLC控制的恒压供水系统设计一、 本课题的来源及研究目的和意义水是生命之源，人类生存和发展都离不开水。在通常的城市及乡镇供水中，基本上都是靠供水站的电动机带动离心水泵，产生压力使管网中的自来水流动，把供水管网中的自来水送给用户。但供水机泵供水的同时，也消耗大量的能量，如果能在提高供水机泵的效率、确保供水机泵的可靠稳定运行的同时，降低能耗，将具有重要经济意义。我国供水机泵的特点是数量大、范围广、类型多，在工程规模上也有一定水平，但在技术水平、工程标准以

2、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。 变频恒水压供水系统集变频技术、电气传动技术、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，方便地实现供水系统的集中管理与监控；同时可达到良好的节能性，提高供水效率。所以研究设计基于变频调速的恒定水压供水系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平，同时降低能耗等方面具有重要的现实意义。变频恒压供水系统在工业和生活中有很广阔的应用前景，除了具有明显的节能效果外，还具有操作方便、容易、维护量小的特点，变频器的软启动功能也减少了对电网的冲击，使设备运行方式更趋于合理，设备的自动化水平得到提高。总之，采用变频恒压供水系统是

3、一种技术先进、经济实用的选择。随着社会经济的迅速发展，水对人们的生活和工业生产越来越重要，人们对供水的安全可靠性的要求不断提高。给水压力与流量对用户的用水质量具有直接影响，因而对给水水压、流量的控制，直接影响到给水系统的供水质量。给水泵组是一种长期运行的用电设备，节约泵组的电耗，对国家节能减排意义重大。是把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术、节能技术等应用于给水领域。针对城市高层建筑和消防供水系统的实际情况，以单片机和变频器为主要单元组成变频调速恒压供水系统。采用自动控制原理实现对供水压力的连续监督和控制，自动调节水泵电机加、减速，自动完成各泵的轮休、泵组软启动及无冲击切换，使水压平稳

4、过渡，延长设备寿命，提高供水水量，降低能耗。在传统的变频调速方式上大大的提高了调速系统的性能。通过本项目的设计、研究及应用，不仅能够节约水资源，减少设备维护，而且该系统结合高层建筑生活供水与消防供水于一体，在节约能源与水资源的前提下，既保证居民的生活用水，又提高了消防安全系数。具有较大的经济和社会意义二、本课题在国内外研究现状及分析水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，城市的生活生产用水主要来自由自来水公司的市政管网提供。然而自来水的给水压力通常只能达到0.35-0.4MPa，一般只能满足8层楼的用水需求，随着国家经济的发展，城市内的次高层和高层建筑的比例不断增加，自来水的给水压力已无法满足次

5、高层和高层建筑的生活和消防给水的要求，只能由生活小区依靠二次加压给水设备进行增压给水。 近年来，随着变频调速技术的成熟、普及和应用，其产品已用来更新改造传统给水系统，是我国给水行业的技术水平经历了一次飞跃。变频调速系统实现了电机无级调速，根据水泵出口的压力情况自动调节水泵机组的转速，从而保持水压恒定，以满足人们对给水系统的要求。变频调速恒压给水系统无论是投资规模、运行的经济性、可靠性、稳定性和自动化程度等方面都优于传统的给水系统，而且还能有效的降低能耗。变频恒压供水是在变频调速技术发展之后发展起来的，目前国外的变频恒压供水系统成熟可靠，恒压自动控制技术先进。国外的变频恒压供水系统在设计师采用了

6、一台变频器只带一台水泵的方式。这种方式安全可靠，变频方式更加灵活，但成本很高。近年来，国内有许多公司在从事变频恒压供水设备的研制和生产，国内变频器主要采用进口元件组装，结合PLC、PID调节器、单片机实现恒压供水，在小容量、控制要求较低的领域。但国产变频器发展较快，由于其成本低廉，已占领了相当部分小容量变频恒压供水市场。但在大功率大容量的变频器上，国产变频器有待于进一步的改进和完善。 随着我国国民经济的迅速发展，能源紧缺问题愈加严重，因此应用变频调速技术来提高供水质量、降低能耗，在供水领域已得到越来越广泛的重视。变频恒压调速系统可依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，保持水压恒定以满足用水要

7、求,是当今先进、合理的节能型供水系统。在短短的几年内，变频调速恒压供水系统经历了一个逐步完善的发展过程，早期的单泵调速恒压供水系统逐渐被多泵系统取代，运行效率更高。变频调速恒压供水系统以其节能、安全、供水质量高等优点，使我国供水系统实现水泵电机的无级调速。将变频调速恒压供水系统用于消防，可以防止供水压力不足，不能及时扑救火灾，可能引起重大经济损失和人员伤亡。 还有，用户用水的多少是经常变动的，因此，供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中地反映在供水压力上；用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多则压力大。变频调速全自动恒压给水系统可以根据用户的用水量和给水压力来调节电机

8、泵组的运行状态，避免了这种不平衡现象，在提高供水质量的同时还保证电机泵组运行在最低消耗的状态，减少了电能的消耗。 但现在国内的变频调速恒压供水系统与消防供水多数都是两个单闭环恒压调速系统，为了既满足居民的生活用水，又要保证消防用水的安全可靠，出现了一个新的研究方向：变频调速全自动生活消防恒压供水系统。该系统不仅满足以上两点要求，还将原来的两个系统结合在一起，组成一个双闭环调速恒压供水系统。把先进的自动化技术、通讯技术等应用到供水领域而设计出的变频调速全自动生活消防恒压供水系统，高性能、低能耗、消防安全可靠，具有较大的经济和社会意义。三、本课题的要求及实现预期目标的可行性分析 1、经济可行性：虽

9、然前期的软件开发需要一些经济投入，但是从长远利益综合考虑却能大大降低管理成本。 2、技术可行性：WindowsXP系统，proteus和Keil软件，C51语言 。 结论：经上述可行性分析，系统研制和开发可以立即开始进行。 3、恒压供水控制系统的组成及特点。 4、系统工作原理及恒压供水系统的特性。5、变频器的选型原则、参数设定及抗干扰措施的选取。6、变频器的主回路及基本控制回路设计。在了解恒压供水控制系统的发展与现状的基础上，为城市高层住宅实时供水设计一种全自动生活消防公用给水控制系统，考虑节省空间及节能等因素，采用变频调速控制方案，拟采用1522kw水泵34台，要求有手动自动功能，全功能显示

10、（显示压力、转速、各水泵运行状态等）并具备完善的保护。四、本课题研究的关键问题及解决思路系统软硬件总体方案的设计、优选、确定；最大限度的提高交通的顺畅交替运行；系统硬件设计与现实；如何简单准确的进行车流量检；节省能源消耗；系统软件设计；系统软硬件综合调试；编写设计说明；五、完成本课题所必需的工作条件及解决办法1、计算机。 2、必备设计所需要的相关工具和软件，可以从网上下载或实验室拷贝。 3、上网查询相关资料和期刊图书。 4、去实验室或图书馆查询资料，重点关于虚拟仪器的仿真模拟。六、完成本课题的工作方案及进度第一周：查阅相关的文献资料确定方案编写开题报告。第二三周：对课题情况进行深入了解、分析、

11、并提出初步设计方案。第四五周：确定PLC的设计方案。第六七周：对单片机的选用进行分析、研究、选取。第八周到第十一周：对单片机进行研究应用，使用的设计。第十二周与十三周：撰写毕业论文。第十四周：毕业论文答辩前准备及答辩。七、主要参考文献1王幸之.AT89系列单片机原理与接口技术M .北京：北京航空航天大学出版社，2004.2. 杜金城，电气变频调速设计技术M。中国电力出版社。2001.3先锋工作室.单片机程序设计实例M .北京：清华大学出版社，2003.4 李朝青.单片机原理及接口技术（修订版）M .北京：北京航空航天大学出版社，1998.5 余永权.世界流行单片机技术手册美国系列M .北京：北京航空航天大学出版社，2004.6 李广弟.单片机基础M .北京：北京航空航天大学出版社，1992.7 张毅刚.单片机原理及接口技术M .哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1990.8 潘永雄.电子线路CAD实用教程M .西安：西安电子科技大学出版社，2004.9 何立民.单片机应用技术大全M .北京：北京航空航天大学出版社， 1994.10.李治国，供水系统中水泵的节能控制。流体机械。2005.11 谭浩强.单片机课程设计M .北京：清华大学出版社，1988.学生签名 刘东华 2012 年 11 月 13 日指导教师审阅意见指导教师签名 年 月 日