开题报告恒压供水变频调速

1、电信学院毕业设计（论文）开题报告姓 名刘体国专业电气工程及其自动化 班级 电气1084学 号 1081205715指导教师 金德飞题目类型 工程设计题 目 恒压供水变频调速系统的设计一、选题背景及依据（简述题目的技术背景和设计依据，说明选题目的、意义，列出主要参考文献）（1）研究意义及目的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

2、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。本供水系统就是针对上述问题设计的供水方式和控制系统，由主控水回路、备用回路、一个清水池及泵房组成。 （2）设计背景和设计依据在调速方面，三相交流异步电动机竟长期处于“低能儿”的状态，一直使广大的电工业界引以为憾。实现三相交流异步电动机的无级调速，成为了人们翘首以待的“世纪之梦”。所以，一旦变频调速技术取得突破、进入实用阶段以后，其发展便极其迅猛。在不到20年的时间里，已被国内外公认为是最理想、最有发展前途的一种调速方式了。由于其转速n=(1-s)=60f(1-s)/p试中，n为每分钟转速；f为交流电的频率；p为磁极对数；s为转差率随

3、着晶闸管（SCR）功率的不断增大，才使变频素具有了现实的可能性。而使变频速器达到普及应用的阶段，则是在20世纪70年代，大功率晶体管（GTR）问世之后。变频器的产生、成长和发展，是和大功率开关器件的进步是密不可分的。可是要系统操作更简单、方便、可靠性能高得要靠软件才有更大的发展的空间。这个时候可以借助PLC。可编程序控制器（Programmable Controller），通常简称为可编程序控制器。由国际电工委员会（IEC）对可编程序控制器作了如下的定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定

4、时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器极其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充功能的原则设计。”可编程序控制器已经成为现代控制的三大支柱（可编程序控制器、CAD/CAM和机器人）之一，被广泛地用于机械、冶金、化工、交通、电力等所有的工业部门，其应用已扩展到楼宇自动化、家庭自动化、商业、公用事业、测试设备和农业等领域。与一般的工业控制计算机相比，可编程序控制器还有较强的优势，起原因是可编程序控制器专为在工业环境下的应用而设计的。二、主要设计（研究）内容、设计（研究）思想、解决的关键问题、拟采用的技术方案及

5、工作流程 设计思想及主攻方向恒压供水是指在供水网系中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。供水网系出口压力值是根据用户需求确定的。传统的恒压供水方式是采用水塔、高位水箱、气压罐等设施实现的。这些方式实用可行，因此应用广泛。随着变频调速技术的日益成熟，为实现恒压供水提供了可靠的技术条件。利用变频器、PID调节器、单片机、PLC等器件的有机结合，构成控制系统，调节水泵的输出流量，取代了水塔、水箱、气压罐等，实现恒压供水。其配置日趋合理，成为供水网系的换代产品。变频调速恒压供水控制系统的应用，为人民生活带来极大方便，也为企业带来了巨大的经济效率。并同时得到了科技工作者、企业家与广大民众的认可

6、。将来的趋势必定是全面取代传统供水方式，成为供水系统的主流。 当前变频调速恒压供水系统的产品很多，而且用途不同。采用控制单元也不统一，所以控制电路也很繁杂。但是基本思路是一致的。下面列举三种典型的情况来加以说明。（1）双位控制的调速的变频调速供水电路和其他自动控制系统一样，变频器调速恒压供水系统也可以进行双位控制。其简单、可靠、易于掌握，精度也基本满足要求，水压力的精度不高、不能很好的改善控制系统的动态响应，不能实现自动恒压供水，所以只能用于要求不高的场合。1. PID调速器和变频器构成闭环系统控制，可以提高水压力的精度、改善控制系统的动态响应，故应用十分的广泛。系统的电气控制总框图如图1所示

7、。 变频器为台达B系列变频器的电压给定信号输入端。为防止水池缺水时水泵因空转而受到损害，当水位低于标定水位时，此点断开，变频器将停止输出，水泵停止工作。只是水位高于标定水位时，水泵才能继续工作。MP是远传压力表，实际上相当于阻值随压力表指针变化的电位器。从远程压力表取出的反馈信号（电压信号或电流信号）接到调节器。PID调节器应设定一个目标值，目标值是与用户要求的压力对应的值，通常按所需压力与远程压力表间比值的百分数取值。工作时，反馈值将随时与目标值进行比较，并按预置的P、I、D值调整变频器给定的信号，从而调整水泵转速，改变水泵流量，使压力保持恒定。虽然该系统有最低的水位限制，但系统操作不方便，

8、不能实现软启动，这样会对电机有很大的电网冲击。从而对器件也有了高的要求，电路也没有很好的保护系统。更重要的是一旦水泵发生故障，将面临停止供水的严重情况，这是绝对不能允许的。2. 由PLC控制的变频器调速供水电路PLC控制变频器调速供水电路是一种十分灵活的控制系统，在较大的多台水泵供水系统中，应用得相当普遍。(1)变频器恒压供水控制系统的主要特点是： a.高效节能。b.占地面积小，投入少，效率高。c.配置灵活，自动化程度高，功能齐全灵活可靠。 d.运行合理，由于一天内的平均转速下降，轴上的平均扭矩和磨损减少，水泵的寿命将大为提高。e.由于能对水泵实现软停和软起，并可消除水锤效应(水锤效应：直接起

9、动和停机时，液位动能的急剧变化，导致对管网的极大冲击，有很大的破坏力.）.f.操作简便，省时省力。（2）.变频调速恒压供水控制系统的主要应用场合a.高层建筑，城乡居民小区，企事业单位等生活用水；b.各类工业需要恒压控制的用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等；c.中央空调系统；d.自来水厂增压系统；e.农田灌溉，污水处理，人造喷泉；f.各种流体恒压控制系统；就以上特点，本文将在毕业论文设计书中进行详细的介绍！主要参考文献：1.胡寿松.自动控制原理 科学出版社20022.黄俊 王兆安 电力电子变流技术 第三版 机械工业出版社 19933.李浚源 秦亿 周永鹏 电力拖动基础 华中科技大学出版社

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