基于plc和变频器的恒压供水自动控制系统设计论文

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1、基于PLC和变频器的恒压供水自动控制系统设计毕业论文目录摘要IAbstractII第一章引言41.1变频恒压供水产生的背景及研究意义41.2变频恒压供水系统的国内外研究现状81.3变频恒压供水系统的发展前景91.4课题来源及本文的主要研究内容101.4.1课题来源101.4.2主要研究内容10第二章变频恒压供水自动控制系统简介122.1供水系统的基本特性122.2恒压供水系统的基本构成与原理简介132.3变频调速的节能原理142.3.1变频节能142.3.2功率因素补偿节能192.3.3软启动节能192.3.4多泵并联恒压供水节能192.4水泵运行方式的选择212

2、.4.1变频循环方式切换21742.4.2变频固定方式切换222.5多泵并联变频恒压供水系统相关问题研究232.5.1变频泵与固定泵容量配比问题232.5.2多泵并联供水系统中电机的供电源切换问题研究242.6变频恒压供水系统的特点262.7本章小结27第三章变频恒压供水自动控制系统的总体方案设计283.1变频恒压供水自动控制系统工作原理简述283.2变频恒压供水常用实现方法介绍293.2.1PID控制法293.2.2模糊控制法293.2.3自适应控制法293.3变频恒压供水系统控制方式简介303.3.1全自动变频恒压控制方式303.3.2全自动工频运行方式313

3、.4恒压供水系统总体概况介绍323.5本章小结34第四章变频调速恒压供水系统硬件设计354.1功能设定354.2总体结构关系和工作流程的简单介绍364.2.1总体结构关系介绍364.2.2工作流程简介374.3系统硬件设计38744.3.1主电路设计384.3.2控制电路设计394.3.3信号检测404.3.4系统工作过程详细分析414.4主要设备选取424.4.1PLC的选取424.4.2变频器的选取434.4.3变送器的选取434.5本章小节44第五章变频调速恒压供水系统软件设计455.1变频恒压供水系统中的PID调节455.1.1PID控制算法及特点465.

4、1.2PID参数整定的相关原则495.1.3变频器参数设置及原理分析505.2PLC配置585.2.1S7-200型PLC的特点585.2.2PLC的开关量输入输出点585.2.3PLC在该系统中的功用595.2.4PLC程序设计605.3本章小节61总结62参考文献65附录6774致谢7274第一章引言随着社会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人民对供水的质量和供水系统可靠性的要求不断提高。把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统的新要求。变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体，采用该系统

5、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，同时系统具有良好的节能性，这在能量日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效益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。1.1变频恒压供水产生的背景及研究意义众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能己成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面的技术一直比较落后，自动化程度低。主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低、供不应求的现象，而在用水低峰期，水的

6、供给量常常高于需求量，出现水压升高、供过于求的情况，此时将会造成能量的浪费，同时有可能使水管爆破和用水设备损坏。在恒压供水技术出现以前，出现过许多供水方式，以下将逐一分析[1]。1.单台泵的直接供水系统在这种供水方式中，水泵从蓄水池中抽水加压后直接送往用户，有的甚至连蓄水池也没有，直接从城市公用水网中抽水，严重影响城市公用水网压力的稳定。这种供水方式，水泵整日不停运转，有的可能在夜间用水低谷时段停止运行。这种系统形式简单、造价最低，但耗电、耗水严重，水压不稳，供水质量极差。2.恒速泵加水塔的供水方式74这种方式是水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔的合理高度

7、是使水塔最低水位略高于系统所需压力。水塔注满后水泵停止，水塔水位低于某一位置时再启动水泵。水泵处于断续工作状态中。这种供水方式的水泵工作在额定流量、额定扬程的条件下，水泵效率处于高效区。这种方式显然比前一种节电，其节电率与水塔容量、水泵额定流量、用水不均匀系数、水泵的开停时间比、开停频率等有关，供水压力比较稳定。但这种供水方式基建设备投资最大，占地面积也最大，水压不可调，不能兼顾近期与远期的需要。而且系统水压不能随系统所需流量和系统所需要压力下降而下降，故还存在一些能量损失和二次污染问题。而且在使用过程中，如果该系统水塔的水位监控装置损坏，泵不能进行自动地开、停，

8、这样泵的开