毕业论文--恒压供水系统资料文档格式.doc

1、3、软件设计4、总体调试三、课题设计（论文）思路、方法及进度安排设计思路：详细分析设计要点及参数确定，系统的工艺要求，对主要元器件选型。根据工艺要求进行硬件设计和软件设计进度安排1-2周，根据任务书搜集资料，方案论证，写开题报告，制定元器件购买计划及预算；3-4周，电路设计，电路组装、调试、成型5-6周，整理论文材料，毕业答辩。四、课题设计（论文）参考文献；1 袁任光.可编程控制器选用手册,北京:机械工业出版社,2002.2 陈宇.可编程控制器基础及编程技巧,广州:华南理工大学出版社,1999.3 马云峰、徐群岭.PLC的PID功能在恒压供水系统中的应用,潍坊:潍坊高等专科学校.4 FX-20

2、MX可编程控制器操作手册及编程手册5 YASKAWA CIMRG7变频器用户手册、产品目录、编程手册6 滑海穗、郎宏仁.可编程控制全自动恒压供水系统,哈尔滨:哈尔滨市自来水公司.7 陈少波.带PID功能的变频器在恒压供水系统中的应用,广东:广东汕头大学机电系.8 韩焱青.PLC控制变频调速恒压供水系统，武汉化工学院学报 2000年04期 恒压供水系统的设计内容摘要：本文主要针对当前供水系统中存在的自动化程度不高、能耗严重、可靠性低的缺点加以研究，开发出一种新型的并在这三个方面都有所提高的PLC控制的恒压供水系统。全文共分为五章。第一章阐明了恒压供水系统的应用背景、选题意义及主要研究内容。第二章

3、对本系统的总体方案进行了介绍，其中包括系统的工艺要求，系统的组成和基本工作原理以及主要元器件的选型。第三章着重写控制系统的硬件部分的基本原理。第四章介绍了系统的软件开发工作，对PLC程序做了详细描述并介绍了过程控制中占据重要地位的PID调节原理及参数设置依据，方法。第五章是项目调试和小结部分，给出了调试结果。本论文综合运用了可编程控制器（PLC）、变频器、PID调节仪、传感器等现代工业控制常用的控制部件及其相关程序设计方法。所做的研究对同类系统的研究和开发具有一定的参考价值。关键词：可编程序控制器 变频器 PID目录第一章 绪论- 6 -1.1 课题的意义及应用背景- 6 -1.2 本文研究的

4、内容- 7 -第二章 恒压供水原理及系统的技术指标- 8 -2.1 任务- 8 -2.2 系统技术指标- 8 -2.3 系统的组成和基本工作原理- 8 -2.4 主要元器件选型- 8 -第三章 硬件的基本原理及其应用- 9 -3.1 PLC可编程控制器（FXos20MR）- 9 -3.1.1 可编程控制器的特点- 9 -3.1.2 可编程控制器的工作原理- 10 -3.2 变频器的原理与特性（CIMRG7）- 13 -3.2.1变频器简介- 13 -3.2.2变频与变压（VVVF）原理- 13 -3.2.3变频调速的基本原理- 14 -3.2.4变频调速的升速和启动- 14 -3.2.5变频调

5、速的降速和制动- 15 -3.2.6变频后的电动机的机械特性:- 15 -3.2.7 V/F控制的概念:- 16 -3.2.8矢量控制的概述- 17 -3.2.9 CIMRG7的特性- 18 -3.3 PID调节仪- 20 -3.3.1 PID调节原理- 20 -3.3.2 PID参数设置- 22 -3.3.3 PID设定值的调整- 23 -第四章 软件设计- 24 -4.1 PLC程序- 24 -4.1.1基本步骤- 25 -4.1.2 程序中使用的继电器- 25 -4.1.3程序流程- 26 -4.2PLC程序的运行和模拟调试- 27 -4.3系统总体调试- 28 -致 谢- 29 -参考

6、文献- 29 -第一章 绪论1.1 课题的意义及应用背景在我国，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应紧张,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,而且意义深。变频控制技术的进步不仅仅是异步电动机结构简单、坚固、易于维护等优点，更主要的是采用变频调速技术的异步电动机的

7、机械特性达到了直流电动机调压调速的特性。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，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，在实际应用中得到了很大的发展。变频恒压供水控制系统主要有：（1）带PID回路调节器和/或可编程序控制器（PLC）的控制系统在该系统中，变频器的作用是为电动机提供可变频率的电源，实现电动机的无级调速，从而使管网水压可控。传感器的任务是检测管网水压；压力设定单元为系统提供满足用户需要的水压期望值；压力设定信号和压力反馈信号输入可编程控制器后，经可编程控制器内部PID控制程序的计算，输给变频器一个转速控制信号。还有一种办法是将压力设定信号和压

8、力反馈信号送入PID回路调节器，由后者进行运算后，输给变频器一个转速控制信号。 （2）新型变频调速供水设备针对传统的变频调供水设备的不足之处，国内外不少生产厂家近年来纷纷推出了一系列新产品，如华为的TD2100，施耐德公司的Altivar58泵切换卡，SANKEN的SAMCO-I系列，ABB公司的ACS600、ACS400系列，富士公司的G11S/P11S系列等。这些产品将PID调节器以及简易可编程控制器的功能都综合进变频器内，形成了带有各种应用宏的新型变频器。由于PID运算在变频器内部，这就省去了对可编程控制器存储容量的要求和对PID算法的编程，而且PID参数的在线调试非常容易，这不仅降低了

9、生产成本，而且大大提高了生产效率。（3）供水专用变频器供水专用变频器是将普通变频器和PLC控制器集成在一起，是集供水管控一体化的系统，内置供水专用PID调节器，只需加一只压力传感器，即可方便地组成供水闭环控制系统。传感器反馈的水压信号直接送入变频器自带的PID调节器输入口，而压力设定既可使用变频器的键盘设定，也可采用一只电位器以模拟量的形式送入。每日可设定多段压力运行，以适应供水压力的需要。也可设定指定日供水压力。1.2 本文研究的内容 本文设计了一个以可编程控制器（PLC）为控制核心，CIMRG7系列变频器为执行元件，采用PID 调节仪控制水泵电机转速，即可调节出口管网压力，使之达到用户期望

10、的恒定压力的系统。其中主要内容包括恒压供水原理，PLC原理，变频调速原理，通过设置几个主要器件I/O参数，实现PLC，变频器，压力传感器之间的通讯、控制功能。第二章 恒压供水原理及系统的技术指标2.1 任务 用PLC，变频器，PID调节仪，压力传感器及低压部件组成PLC控制变频调速恒压供水自动控制系统，并使系统达到工艺要求的性能指标。2.2 系统技术指标 出口管网压力：恒定在400KPa（4公斤）左右，可调水泵运行时间：全天候长期运行2.3 系统的组成和基本工作原理系统由水泵机组、变频器，控制柜（内含PID控制器、PLC低压电器和变频器）、压力传感器、管路系统等构成。系统控制75KW水泵2台，基本工作原理：水路管网压力低时，变频器启动1#泵，至全速运行一段时间后，由远传压力表来的压力信号仍未到达设定值时，PLC控制1#泵由变频切换到工运行，然后变频启动2#泵运行，据管网压力情况随机调整2#泵的转速，来达到恒压供水的目的。当用水量变小，管网压力变高时，2#泵降为零速时，管网压力仍高，则PLC控制停掉1#工频泵，由2#泵实施恒压供水。至管网压力又低时，将2#泵由变频切为工频运行，变频器启动1#泵，调整1#泵的转速，维修恒压供水。如此循环不已。2.4 主要元器件选型PLC：FXos