PLC恒压供水系统的设计 开题报告.docx

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PLC恒压供水系统的设计开题报告

理工科类

本科生毕业设计（论文）开题报告

论文（设计）题目

基于PLC的恒压供水系统

的设计

作者所在系别

机械工程系

作者所在专业

测控技术与仪器

作者所在班级

B08121

作者姓名

庄海全

作者学号

08

指导教师姓名

赵保亚

指导教师职称

讲师

完成时间

2012

年

2

月

北华航天工业学院教务处制

说明

1．根据学校《毕业设计（论文）工作暂行规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》。

开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

2．开题报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业教研室论证审查后生效。

开题报告不合格者需重做。

3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。

其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。

第一次出现缩写词，须注出全称。

4．开题报告中除最后一页外均由学生填写，填写各栏目时可根据内容另加附页。

5．阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。

本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。

6．参考文献的书写应遵循毕业设计（论文）撰写规范要求。

7．开题报告应与文献综述、一篇外文译文和外文原文复印件同时提交，文献综述的撰写格式按毕业设计（论文）撰写规范的要求，字数在2000字左右。

毕业设计（论文）开题报告

学生姓名

庄海全

专业

测控

班级

B08121

指导教师姓名

赵保亚

职称

讲师

工作单位

北华航天工业学院

课题来源

教师自拟课题

课题性质

应用设计

课题名称

基于PLC恒压供水系统的设计

本设计的科学依据

（科学意义和应用前景，国内外研究概况，目前技术现状、水平和发展趋势等）

一、选题的依据及意义：

我国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技术一直比较落后，工业自动化程度低。

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，此时会造成能量的浪费，同时还有可能造成水管爆裂和用水设备的损坏。

传统调节供水压力的方式，多采用频繁启/停电机控制和水塔二次供水调节的方式，前者产生大量能耗的，而且对电网中其他负荷造成影响，设备不断启停会影响设备寿命;后者则需要大量的占地与投资。

而恒压供水系统的运行十分稳定可靠，没有频繁的启动现象，启动方式为软启动，设备运行十分平稳，避免了电气、机械冲击，也没有水塔供水所带来的二次污染的危险。

恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的。

例如在某些生产过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。

而且恒压供水系统具有供水安全、节约能源、节省钢材节省占地、节省投资、调节能力大、运行稳定可靠的优势，具有广阔的应用前景和明显的经济效益与社会效益。

所以，某些用水区采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。

二、国内外研究现状及发展趋势：

随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后，国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频器。

目前国内变频恒压供水的工程，大多采用国外的变频器控制水泵的转速，水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，有的采用可编程控制器（PLC）及相应的软件予以实现;有的采用单片机及相应的软件予以实现。

但在系统的动态性能、稳定性能、抗扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说，还远远没能达到所有用户的要求。

变频供水系统目前正在向集成化、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。

目前在国内外变频调速恒压供水控制系统的研究设计中，对于能适应不同的用水场合，结合现代控制技术、网络和通讯技术同时兼顾系统的电磁兼容性（EMC）的变频恒压供水系统的水压闭环控制研究得不够。

因此，有待于进一步研究，改善变频恒压供水系统的性能，使其能被更好的应用于生活、生产实践。

设计内容和预期成果

（具体设计内容和重点解决的技术问题、预期成果和提供的形式）

一、设计内容：

1.根据功能要求设计系统总体方案。

2.设计PLC和变频器的控制系统；

3.控制系统的I/O点及地址分配；

4.绘制电气控制系统原理图及需要查阅的相关手册的图表；

5.设计PLC外围接线图；

6.实现PLC控制。

二、重点解决的技术问题：

有关PID算法问题，采取抗干扰措施和选用稳定且集成度较高的传感器件，提高系统的稳定性和精度。

三、预期成果：

设计出恒压供水系统的硬件系统和软件系统，并能够用相关的虚拟软件实现恒压供水。

并设计出供水泵的调节系统和恒压控制系统各组成部分，以及能够稳定提供高层楼房居民用水，当供水泵超出一定压力范围时报警。

拟采取设计方法和技术支持

（设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等）

设计方案：

1、功能及任务选取

这个设计的功能就是通过设计出的供水泵到各楼层之间的检测和调节系统以及恒压控制系统的各组成部分实现供水泵压力超出一定压力范围时报警的功能。

最终任务就是能够稳定提供高层楼房居民正常用水。

2、硬件

包括报警器（可以采用声音报警等）、压力传感器（检测元件的精度直接影响系统的控制质量。

通常可以选用各种压力传感器检测管网压力。

传统的压力传感器有利用弹性元件的，如电感压力传感器、电容压力传感器等）、供水泵、电动机以及控制器。

3、软件

可使用可编程控制器（PLC）对本控制系统进行编辑程序，实现对各硬件系统的控制与协调，实现所要求目标。

4、目标

通过所选的硬件和软件构造一个实用供水系统，当供水泵压力超过一定范围时能够及时报警和能够稳定提供高层楼房居民正常用水的目的。

实现本项目预期目标和已具备的条件

（包括过去学习、研究工作基础，现有主要仪器设备、设计环境及协作条件等）

一、预期目标：

设计出恒压控制系统各组成部分和供水泵到各楼层之间的检测和调节系统，实现当供水泵超出一定压力范围时报警，同时能够稳定提供高层楼房居民用水目的。

二、已具备的条件：

在大学期间，学习过一些与之相关的基础课程，如可编程控制器（PLC）、电工技术基础、变频器的使用、计算机控制技术与应用和平面以及三维绘图软件。

可以进行一些基础的PLC软件编程等。

用s700虚拟软件能够模拟出恒压供水系统，并进行调试。

在图书馆参阅了有关的文献资料。

各环节拟定阶段性工作进度

（以周为单位）

时间进度安排：

2011—2012年度第一学期第11周~第16周：

查阅资料，研究PLC和变频器的工作原理和工作流程，进行文献检索、外文翻译、开题报告撰写工作；

2011—2012年度第二学期第1周~第4周：

设计PLC和变频器的控制系统；.控制系统的I/O点及地址分配；

2011—2012年度第5周~第13周：

绘制电气控制系统原理图及需要查阅的相关手册的图表；

2011—2012年度第14周~第15周：

设计PLC外围接线图；实现PLC控制；进行设计修改及说明书撰写工作；

2011—2012年度第16周：

毕业答辩。

开题报告审定纪要

时间

地点

主持人

参

会

教

师

姓名

职务（职称）

姓名

职务（职称）

论

证

情

况

摘

要

记录人：

指

导

教

师

意

见

指导教师签名：

年月日

教

研

室

意

见

教研室主任签名：

年月日