变频恒压供水开题报告.doc

毕业设计开题报告题 目：高层建筑恒压变频供水系统电气设计英文题目：Electriccal Design of Constant-Pressure Variable- Frequency Water Supply System for High Building 院 部： 机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 姓 名： 王 强 学 号： 20080540136 指导教师： 2010 年12 月 1日一、选题依据1、课题来源： 本课题来源于教师。对于变频器应用于恒压供水方面的分析与调查后，开始设计该课题。2、 选题依据和背景情况：近年来，随着国民经济建设的蓬勃发展，城市居住小区的建设也犹如雨后春笋，纷纷拔地而起。城市给水系统的水量、水压如能随时满足居住小区用水要求，无疑应采用直接供水方式。然而我国某些城市的供水能力不足，城镇水厂发展速度滞后于居住小区建设发展速度，城市给水管道老化、输水能力下降，城郊供水水压不能满足用水要求的情况时有发生，这就需要我们采用二次供水来为居民生活提供用水保障。传统的恒压二次供水方式是采用水塔、高水位箱、气压罐等设施实现的。传统的供水系统中，泵的驱动电机绝大部分是交流异步电动机，其年耗电能约占生产成本的40%以上。并且所需要的设备多，占地面积大，效率低等问题。近年来，随着变频调速技术的日益成熟，其显著的节能效果和可靠稳定的控制方式，在供水系统中得到广泛的应用。变频恒压供水系统对水泵电机实行无级调速，依据用水量及水压变化通过微机检测、运算，自动改变水泵转速保持水压恒定以满足用水要求，是目前最先进，合理的节能供水系统。与传统的水塔、高位水箱、气压罐等供水方式比较，不论是投资、运行的经济性、还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有优势。3、课题研究目的：本课题主要是采用PLC和变频调速技术设计PLC控制变频调速自动恒压供水系统，与压力传感器一起组成了各自的闭环控制系统。每天24小时不间断按预先设定的水压恒定地向小区供水，保证居民的正常生活。4、学术价值或实际应用价值：随着我国城镇化建设的飞速发展，城市人口和城市居民的不断增加，城市供水不足成为一种普遍现象，传统的供水方式已经不能满足城市发展和人民生活的需要。自八十年代以来，变频调速恒压供水技术开始应用于我国许多城市的自来水公司。变频调速恒压供水技术不仅能够保证城市供水的稳定，而且可以节约能源。据统计若采用变频调速技术来改变流量，可节约20-5O%其节能效果相当可观。采用变频调速恒压供水系统和传统恒速泵供水系统、水塔高位水箱供水系统、 高压罐供水系统相比，具有水压稳定、维护便、占地面积小、节约能源和减少对水泵机组设备的冲击等优点。所以设计基于变频调速的恒定水压供水系统(简称变频恒压供水)，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。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据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以满足人们的用水要求。这是当今最先进、合理的节能型供水系统，在实际应用中得到了很大的发展。随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也将越来越强。对其的技术利用也将越来越成熟。二、文献综述1、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发展起来的，是对变频调速技术的典型应用之一。目前国外的恒压供水系统成熟，恒压控制技术先进。国外变频供水系统在设计时主要采用一台变频器控制一台水泵的方式，这种方式优点是安全可靠，变压方式更灵活，缺点是成本较高。 而国内不少公司在从事进行变频恒压供水的研制推广，国产变频器发展较快，以其低廉的成本优势占领了相当一部分小容量变频恒压供水市场，但在大功率大容量方面，国内变频器有待于进一步改进和完善。2、发展动态：变频供水系统正在向集成化，维护操作简单化方向发展。在国内外，专门针对供水的变频器集成化越来越高，很多专用供水变频器集成了PLC或PID，甚至将压力传感器也融入变频组件。同时维护操作也越来越简单。变频供水系统正向无人值守，全自动化发展，系统更加稳定可靠。3、查阅的主要文献：1. 张燕宾. 变频调速应用实践. 机械工业出版社, 2000.122. 王廷才.变频器原理与应用（第2版）M.北京：机械工业出版社，2010年3. 张燕宾.SPWM变频调速应用技术（第二版）M.北京：机械工业出版社，2002.54. 杨青. 电力电子技术及变频调速的最新发展动态J.机电一体化，2004(4)：10-11。 5. 刘润华，可编程控制器在变频调速供水系统中的应用，基础自动化，1997。6. 赵相宾. 谈我国变频调速技术的发展及应用J，电气传动，2002(2)：18-20。7. 王太成. 变频调速技术的现状和发展J，山西建筑，2003(6)：161。三、研究内容1、学术构想与思路；主要研究内容及拟解决的关键问题（或技术）本设计课题来源于教师，通过老师的讲解对高层恒压变频供水系统有了初步的了解。经过查阅文献，开始自己的设计。高层恒压变频供水系统主要有三个部分，压力传感器和管网，水泵，变频器和PLC。压力传感器收集管网的信号，传到变频器，经过PID运算后，发送信号给PLC，由PLC控制变频器进行变频，进而控制水泵，达到变频调速的目的。2、拟采取的研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析 了解课题后，首先查询了相关数据和设备的数据（高层水泵的参数，供水专业变频器的参数，PLC的梯形图符号表，远程压力传感器的数据）。然后确定主要思想，即高层建筑恒压变频供水系统以3台水泵变频恒压运行，以变频器、可编程序控制器作为系统控制的核心部件，以设定压力为控制目标，以PID为控制算法，和变频器组成恒压闭环控制系统。系统时刻跟踪管网压力与压力设定值的偏差变化情况，经变频器内部进行PID运算，由PLC控制变频与工频切换，自动控制水泵电机投入台数和电机转速，实现闭环自动调整恒压供水。最后开始着手毕业论文的撰写。并交老师修改，完成定稿。四、论文（设计）进度安排起止时间主要内容预期目标2010.122011.1 2011.12011.22011.22011.32011.42011.52011.5论文答辩阅读相关文献，完成开题报