基于plc的城市小区供水综合节能系统设计开题报告.doc

毕业论文（设计）开题报告题目名称基于plc的城市小区供水综合节能系统设计学生姓名专业应用电子技术教育班级一、选题的目的意义随着人们生活质量的提高，在生活用水方面的质量要求也越来越高。同时，城市小区供水是给水排水工程的重要组成部分，与人民生活、生产活动、消防安全保障密切相关。当水源离用水场所较远，而将水送到较远或较高的地方，管路中是需要有一定水压的，水压高才能将水输送到远处或较高的楼层。生产水压的设备是水泵，水泵转动的越快，产生的水压越高。传统的维持水压的方法是建造水塔，但是，建造水塔需要花费财力，水塔还会造成水的二次污染。要解决水压随用水量的大小变化的问题，通常的办法是：用水量大时，增加水泵数量或提高水泵的转动速度以保持管网中的水压不变，用水量小时又需做出相反的调节。这就是恒压供水的基本思路。交流变频器的诞生和PLC的运用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。因此研制一套基于PLC技术与变频调速控制技术的城市小区供水综合节能系统，解决供水系统负荷压力不稳定和供水拖动电机一直高速运行而造成的浪费电能等问题，且具有手动自动转换、在线监控及在现场调试等功能，具有很高的实用价值。变频恒压供水以其环保、节能和供水质量高等优点在供水行业中越来越得到认同。在城市小区化的发展中，采用以小区或社区为统一整体的供水方案，会使设备的利用率及节能比例大大提高.二、国内外研究现状近几年来，由于计算机、通讯、网络高新技术的迅速发展，水工业调度系统也发展到了新一代的水平。上世纪90年代初，出现了PC计算机，WINDOWS操作系统，PLC可编程控制器，显示图形功能低下的数据库技术。随着水工艺流程由简单过程向大型化，连续化，复杂性方向发展，控制系统由简单控制系统（如PID，串级，比值，前馈，后馈等）发展到先进控制系统（如多变量来水预测，神经元，模糊，鲁棒等控制）和综合自动化系统（生产流程控制，管理，决策一体化）。上世纪80年代初，一位美国专家就提出“软件就是仪器”的最新思想。虚拟仪器的核心思路，就是利用计算机强大的资源优势，使本来需要专用硬件实现的技术软件化，以便最大限度地降低系统成本，增强系统功能和灵活性。随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强。充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。恒压、恒水位供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水位的变化自动调节系统的运行参数，在用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定和水位恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。二、主要研究内容本文主要介绍了以PLC与变频器为核心的控制系统，系统采用电动机调速装置与可编程控制器（PLC）构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入CPU运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。恒压供水的主要目标是保持管网水压的恒定，水泵电机的转速要跟随用水量的变化而变化的，那么这就是要用变频器为水泵电机供电。三、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线（一）研究方法1.通过图书馆和网络查找资料；2.针对重点问题和老师探讨或者和小组成员进行研究；3.进行实验室动手实验；4.模拟调试；（二）技术路线1.根据控制要求确定输入与输出点数，进行I/O分配，编制“I/O分配表”；2.选取硬件配置和型号；3.根据PLC的控制情况画出对应的梯形图，进行修改完善；4.模拟编程实现总体的控制要求。五、主要参考文献与资料1崔玉川，傅涛我国城市给水发展现状与特点J中国给水排水1999.(2)2张勇编著.电机拖动与控制M.北京：机械工业出版社，20023许建平，焦建雷.PLC在变频高速恒压供水系统中的应用J.九江职业技术学院学报，2004第12卷（1）24-264廖常初编著可编程序控制器应用技术M重庆：重庆大学出版社，20015西门子（中国）有限公司SIMATICS7-200可编程序控制器系统手册20026钟肇新，王灏编可编程控制器入门教程（SIMATICS7-200）M广州：华南理工出版社，19997姜成国，冉树成，郑雪梅，孙斌模糊控制在水处理系统中的应用探讨J工业水处理，2000，20(10)：28308廖长初.PLC模拟量输入模块的使用方法J电工技术，2003年10期9李忠文编著.变频器应用技术及电机调速M北京：化学工业出版社，200510杜金城.电气变频调速设计技术M.北京:中国电力出版社,200111何平.大型泵站自动控制系统设计J2004年12期12GrahamC.Goldwin,StefanFGrebe,MarioE.Salgado.ControlSystemDesign.北京：清华大学出版社，200213陈国呈编著PWM变频调速技术M北京：机械工业出版社，199814李久胜，马洪飞.电气自动化专业英语M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.2000六、指导教师审批意见年月日河南科技学院本科毕业论文（设计）中期进展情况检查表学生姓名班级指导教师论文（设计）题目基于plc的城市小区供水综合节能系统设计目前已完成任务1.搜集相关资料，确定研究课题的思路和方向；2.系统PLC硬件设计和配置选型的确定；3.主电路和控制电路及软件设计开始构思；4.准备书写论文.是否符合任务书要求进度：符合尚需完成的任务1.论文的进一步完善；2.电路制作；3.程序设计；4.电路调试、进一步调研、资料的收集；5.进行英文翻译。能否按期完成论文（设计）：能存在问题和解决办法存在问题1.由于没有经常动手设计过电路，看似很简单的电路，要动手把它给设计出来，是很难的一件事；2.资料的查找也是一大难题，重要的是我们要学会把从书本中学到的知识和实际的电路联系起来；3.英文资料的专业术语翻