PLC和变频器在城市节能供水系统中的应用开题报告

本科生毕业论文（设计）开题报告题目名称 PLC 和变频器在城市节能供水系 统中的应用学生姓名 专业 应用电子技术教育 学号指导教师姓名 所学专业 机电一体化 职称完成期限 一、选题的目的意义在我国，节电节水的潜力非常大。据有关国际组织发表的资 料显示:中国的单位国民经济总产值所消耗的电是美国、德国等的 4 倍左右，消耗的水是他们的 2 倍左右。我国的大量用电设备中，风机和泵类电机的耗 电量占全国发电量的 50%左右,若推广新型电机调速技术,可节电 40%左右,即可以节约全国 发电量的 1/5.由于我国人均占有水、电资源相对于别国又少很多,因此,在我国一方面水电供给紧张,而另一方面,水电的浪费又十分惊人.节电节水,不仅潜力巨大。近十年来，变频技术的应用在我国有很大的 发展，并取得了良好的效果。可以 说，变频技术已为大多数用户所接受。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用水要求，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。二、国内外研究现状城市节能供水的发展可分为以下三个阶段：第一阶段为简单的水塔形式， 该形式结构简单，功能 单一，对水泵电机的保护措施不完善，电机启动频繁，减少电机的使用寿命。第二阶段是压力罐的形式，该 形式安装方便，控制系 统简单 ，但是不能根据用户端的需求精确控制供水量。第三阶段主要是采用变频技术，该系统设计功能完善，能 够 根据用户端的需求精确控制电机的转速，使用户端的供水 压力精确的控制在设定值上，对水泵电机的保护非常完善，延长水泵电机的使用寿命，该系统 的性价比高。三、主要研究内容（1） PLC 容量和性能要与任务相适应， PLC 运行速度要满足实时控制的要求；（2） 变频器的容量要与驱动水泵的电机功率相匹配， 变频调 速方式选择适当；（3） 压力变送器和传感器接线形式要与 PLC 的 I/O 接口相匹配；（4）系统具有手动/自动转换、在线监控及在现场调试、驱动通风机的电机过热保护，故障报警等功能。（5） PLC程序的编制。（6）系统可靠性设计。（7）安装调试分析。四、毕业论文（设计）的研究方法或技 术路线1. 基于 PLC 的装配线空压控制系统的改造设计方案传统设计通常是采用压风系统采用开环方式， 还要加上相 应的软件。随着 现代工业自动化水平的不断进步，以及各种工 艺要求的大幅提高， 传统控制方式明 显无法满足相应的要求。采用 plc 与变频器的 协调控制，采用压力闭环控制方式 ,使用压力变送器检测空压机的实际供风压力 ,并将其与供 风压力的设 定值相比较 ,用比较得到的差 值调节空压机的转速 ,保持空压机的供风压力恒定为设定值。2.主要的技术指标及要求（1）PLC 容量和性能要与任务相适应 ；（2）PLC 运行速度要满足实时控制的要求；（3）传感器接线形式要与 PLC 的 I/O 接口相匹配；3.需要完成的工作（1）掌握空压机控制系统的传统设计方法及存在的问题和改进的方法；（2）空压机控制系统的总体框架设计，初步使用 plc 进行设计；（3）控制系统的软件框架设计；（4）系统集成调试；（5）总结主要参考文献与资料1 刘瑞国，陈艳，彭延生。煤 矿机电M 。变速调速技术在矿上空气压缩机中的应用。2005，1 2 石景丽，刘荣军，朱平.压缩机技术M 变频调速技术在压缩机节能一 改造上的应用1998，3 3 林 梅，吴业正压缩机自动阀M 西安：西安交通大学出版社，1991 4 黄立培，张学变频器应用技术及电动机调速M 北京：人民邮电出版社，19985 廖常初S7-300400 PLC京：机械工业出版社， 2005 6 崔 坚. 西门子工业网络通京：机械工业出版社20047 李方园变频器行业应用实践北京 ：中国电力出版社 ，2006 8 李方园变频器 自动化工程实践北京：电子工业出版社，2007 9 张燕宾，胡纲衡，唐瑞球使用 变频调速技术培训教程北京：机械工业出版社，2004，8 10 吴忠智，吴加林 变频器应用手册( 第2版)北京：机械工业出版社，2003 11 吴忠智，黄立培，吴加林调速用变频器及配套设备选用指南北京：机械工业出版社，200212 贾世胜，朱学军，等通风 系统调整中常见问题及对策M山西煤炭， 2002，(2)13 丁纪凯，许逸舟基于PLC和现场