【正文】 可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動態(tài)響應(yīng)速度快。因此，有待于進(jìn)一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐中。從選題到論文結(jié)束，**教授多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥，熱忱鼓勵。 感謝電信系的全體老師對我的培養(yǎng)，向他們表示誠摯的謝意和崇高的敬意。設(shè)計(jì)任務(wù)： 1）根據(jù)控制要求，制定合理的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)主電路原理圖； 2）繪制系統(tǒng)流程圖； 3）分配PLC I/O點(diǎn)，并設(shè)計(jì)I/O接線圖；4）設(shè)計(jì)梯形圖程序并模擬調(diào)試、運(yùn)行；5）計(jì)算、選擇電器元件，列出電器元件清單；6) 設(shè)計(jì)電控柜安裝接線圖、控制面板布置圖；7）整理技術(shù)資料，編寫使用說明書。~（第2周）調(diào)研，設(shè)計(jì)方案論證。~（第7~8周）完成梯形圖程序設(shè)計(jì)和調(diào)試，計(jì)算、選擇電器元件，列出電器元件一覽表。在通常的城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水中，基本上都是靠供水站的電動機(jī)帶動離心水泵，產(chǎn)生壓力使管網(wǎng)中的自來水流動，把供水管網(wǎng)中的自來水送給用戶。衡量供水質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一是供水壓力是否恒定，因?yàn)樗畨汉愣ㄓ谀承┕I(yè)或特殊用戶是非常重要的，如當(dāng)發(fā)生火警時(shí)，若供水壓力不足或無水供應(yīng)，不能迅速滅火，因此用水和供水之間的不平衡的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，并且集中反映在供水的壓力上:用水多而供水少，則供水壓力低。目前各供水廠的供水機(jī)泵設(shè)計(jì)按最大揚(yáng)程與最大流量這一最不利條件設(shè)計(jì)，水泵大多數(shù)時(shí)間在設(shè)計(jì)效率以下運(yùn)行。主要表現(xiàn)在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低供不應(yīng)求的現(xiàn)象。且由于是二次供水，不能保證供水質(zhì)的安全與可靠性。變頻恒水壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣傳動技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。由PLC、變頻器組成控制系統(tǒng)，電動機(jī)泵組由多臺水泵并聯(lián)組成(,轉(zhuǎn)速1440r/min)，由變頻器或工頻電網(wǎng)供電，根據(jù)供水系統(tǒng)出口水壓和流量控制變頻器電動機(jī)泵組之間的切換及速度，使系統(tǒng)運(yùn)行在最合理的狀態(tài)，保證按需供水：其中包括水泵的工作原理及供水壓力和變頻器的輸出頻率的關(guān)系。~（第4周）設(shè)計(jì)方案論證，設(shè)計(jì)主電路原理圖和主電路流程圖，PLC I/O接線圖等。~（第11周）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告，準(zhǔn)備答辯。對課題需要研究解決的問題清楚，研究目標(biāo)明確，所設(shè)計(jì)的研究方法可行性較強(qiáng)，深度及其廣度適宜，設(shè)計(jì)工作量飽滿，時(shí)間安排合理，同意按此方案實(shí)施。 簡述開題以來所做的具體工作和取得的進(jìn)展或成果畢業(yè)設(shè)計(jì)自開題以來，通過查閱相關(guān)資料，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的設(shè)計(jì)內(nèi)容與任務(wù)要求我的設(shè)計(jì)的構(gòu)想是系統(tǒng)由三臺水泵，一臺變頻調(diào)速器，一臺PLC和一個(gè)壓力傳感器及若干輔助部件構(gòu)成。下一步的主要研究任務(wù)，具體設(shè)想與安排接下來的時(shí)間完成梯形圖程序的設(shè)計(jì)并模擬調(diào)試運(yùn)行，計(jì)算選擇電器元件，列出電器元件一覽表，設(shè)計(jì)電控柜安裝接線圖、控制面板布置圖；整理技術(shù)資料，編寫使用說明書等存在的具體問題 在設(shè)計(jì)中畫主電路圖有些困難，不能夠熟練的畫出主電路圖；在設(shè)計(jì)的過程中對信號的如何進(jìn)行檢測有些疑問；設(shè)計(jì)主電路原理圖沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可能會存在一些問題。長沙學(xué)院20 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱教師評閱表系（部）： 電子與通信工程系 學(xué)生姓名**學(xué) 號**班 級**專 業(yè)電氣工程及其自動化評閱教師姓名**課 題基于PLC的住宅小區(qū)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)評語：（對論文學(xué)術(shù)評語。10答 辯回答問題有理論依據(jù)，基本概念清楚。 長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯評審表(理工文經(jīng)管法外語類)學(xué)生姓名**學(xué)號**班級**答辯日期課題名稱基于PLC的住宅小區(qū)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師**地點(diǎn)答辯小組成員姓 名職務(wù)（職稱）姓 名職務(wù)（職稱）姓 名職務(wù)（職稱）答辯中提出的主要問題及回答的簡要情況記錄：會議主持人：記 錄 人：年 月 日答辯成績評定評定內(nèi)容分值評　　　定教師1教師2教師3教師4教師5教師6教師7報(bào)告內(nèi)容思路清新：語言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點(diǎn)正確；實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)，分析歸納合理；結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)，論文（設(shè)計(jì)）有應(yīng)用價(jià)值。但前期因?yàn)樯习?，設(shè)計(jì)精力不夠集中，設(shè)計(jì)進(jìn)度相對任務(wù)書要求存在滯后現(xiàn)象，后段在程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試方面仍有大量工作要做。本設(shè)計(jì)采用手動運(yùn)行和自動運(yùn)行相結(jié)合的設(shè)計(jì)思想。長 沙 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告系(部)班級學(xué)生姓名指導(dǎo)教師課題名稱：基于PLC的住宅小區(qū)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課題主要任務(wù)：1）根據(jù)控制要求，制定合理的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)主電路原理圖； 2）繪制系統(tǒng)流程圖； 3）分配PLC I/O點(diǎn)，并設(shè)計(jì)I/O接線圖；4）設(shè)計(jì)梯形圖程序并模擬調(diào)試、運(yùn)行；5）計(jì)算、選擇電器元件，列出電器元件清單；6) 設(shè)計(jì)電控柜安裝接線圖、控制面板布置圖；7）整理技術(shù)資料，編寫使用說明書。（對課題方案的可行性、深度、廣度及工作量的意見）。~（第8周）完成梯形圖程序設(shè)計(jì)和調(diào)試，計(jì)算選擇電器元件，列出電氣元件一覽表。~(第2周)調(diào)研，設(shè)計(jì)方案論證。同時(shí)可達(dá)到良好的節(jié)能性，提高供水效率。由此可見，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)具有供水安全、節(jié)約能源、節(jié)省鋼、節(jié)省占地、節(jié)省投資、調(diào)節(jié)能力大、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢，具有廣闊的應(yīng)用前景和明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。傳統(tǒng)調(diào)節(jié)供水壓力的方式，多采用頻繁啟/停電機(jī)控制和水塔二次供水調(diào)節(jié)的方式，前者產(chǎn)生大量能耗的，而且對電網(wǎng)中其他負(fù)荷造成影響，設(shè)備不斷啟停會影響設(shè)備壽命。基于PLC變頻恒壓技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可靠的控制方式，在風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)等高能耗設(shè)備上廣泛應(yīng)用。保持管網(wǎng)的水壓恒定供水，可使供水和用水之間保持平衡，不但提高了供水的產(chǎn)量和質(zhì)量，也確保了供水生產(chǎn)以及電機(jī)運(yùn)行的安全可靠性。我國供水機(jī)泵的特點(diǎn)是數(shù)量大、范圍廣、類型多，在工程規(guī)模上也有一定水平，但在技術(shù)水平、工程標(biāo)準(zhǔn)以及經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)等方面與國外先進(jìn)水平相比，還有一定的差距。長　沙　學(xué)　院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 （__2011_屆）系 部： 電子與通信工程系 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 學(xué) 生 姓 名： 班 級： 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 教授 2010年 12月 27日題目： 基于PLC的住宅小區(qū)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1． 結(jié)合課題任務(wù)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫1000字以上的文獻(xiàn)綜述。~（第4周）設(shè)計(jì)方案論證，設(shè)計(jì)主電路原理圖和系統(tǒng)流程圖，PLC I/O接線圖等。擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo)系統(tǒng)具有必要的通信，數(shù)據(jù)采集、參數(shù)修改、故障顯示等功能，并在實(shí)驗(yàn)室提供的設(shè)備上模擬運(yùn)行。學(xué)生簽名：日 期： 47 20 11 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料第二部分 過程管理資料2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書系(部)： 電信 專業(yè)： 電氣工程及其自動化 指導(dǎo)教師職稱教授學(xué)生姓名學(xué)號班級一班課題名稱基于PLC的住宅小區(qū)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)本系統(tǒng)針對居民生活用水、消防用水需要而設(shè)計(jì)。對熊老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。硅平膜片上的擴(kuò)散電阻通常構(gòu)成橋式測量電路，相對的橋臂電阻是對稱布置的，電阻變化時(shí)，電橋輸出電壓與膜片所受壓力成對應(yīng)關(guān)系。對整個(gè)供水過程來說，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好，管理人員可根據(jù)每個(gè)季節(jié)的用水情況，選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了用水，而且節(jié)約了電能，達(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制。恒壓供水系統(tǒng)以PLC和變頻器為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助于PLC強(qiáng)大而靈活的控制功能和內(nèi)置PID的變頻器優(yōu)良的變頻調(diào)速性能，實(shí)現(xiàn)了恒壓供水的控制。當(dāng)接收到OL輸出的下限信號使PLC斷開KMKM3，開啟KM2，2水泵變頻起動。如果按鈕SB9沒按，則使用自動運(yùn)行模式。電機(jī)只能在一種頻率下運(yùn)行，當(dāng)電機(jī)工頻/變頻同時(shí)打開時(shí)將發(fā)出警報(bào)且電機(jī)停止運(yùn)行。按下SB5,斷開KM2，在10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動M2在變頻電源下運(yùn)行。起動1，2泵：輸出的下限信號使PLC關(guān)閉KMKM2，開啟KM3，2水泵變頻起動。如果按鈕SB9沒按，則使用自動運(yùn)行模式。反之用水量減少水壓增加時(shí)，變頻器輸出頻率增加至工頻時(shí)，水壓仍低于設(shè)定值，由PLC控制切換至工頻電網(wǎng)后恒速運(yùn)行。為了變頻向工頻切換時(shí)保護(hù)變頻器免于受到工頻電壓的反向沖擊，在切換時(shí)，用時(shí)間繼電器作了時(shí)間延遲，當(dāng)壓力過大時(shí)，可以手動按下SBn（n=2,4,6）按鈕，切斷工頻運(yùn)行的電機(jī)，同時(shí)啟動電機(jī)變頻運(yùn)行。沒接到信號就保持現(xiàn)有的運(yùn)行狀態(tài)。如果是手動運(yùn)行模式則進(jìn)行手動操作，人們根據(jù)自己的需要操作相應(yīng)的按鈕，系統(tǒng)根據(jù)按鈕執(zhí)行相應(yīng)操作。 接觸器的選擇：對于電機(jī)M1，M2,M3，額定電流為15A，選擇接觸器KM的型號為CJ2016額定工作電壓為380V,額定工作電流為16A,按鈕SB的選擇：PLC各輸入點(diǎn)的回路的額定電壓直流24V，各輸入點(diǎn)的回路的額定電流均小于40mA，按鈕均只需具有1對常開觸點(diǎn)，按鈕均選用LAY3—11型，其主要技術(shù)參數(shù)為：UN=24VDC，IN=，含1對常開和1對常閉觸點(diǎn)。初略計(jì)算，Inm=P/KU一般取1/K=，即對于額定電壓為380V的電機(jī)來說，Inm=P*。該傳感器的量程為0～，工作溫度為5℃～60 ℃，供電電源為28177。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本系統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器內(nèi)置于變頻器中。它比較適用于流量控制、壓力控制、溫度控制等過程量的控制。這種控制方式用于從產(chǎn)生偏差到出現(xiàn)響應(yīng)需要一定時(shí)間的負(fù)載系統(tǒng)(即實(shí)時(shí)性要求不高，工業(yè)上的過程控制系統(tǒng)一般都是此類系統(tǒng)，本系統(tǒng)也比較適合PID調(diào)節(jié))效果比較好。在該場合，為使P動作的振蕩衰減和系統(tǒng)穩(wěn)定，可用PD控制。對有積分元件的負(fù)載系統(tǒng)可以單獨(dú)使用P動作控制。 變頻器接線圖 PID調(diào)節(jié)器僅用P動作控制，不能完全消除偏差。(5)通過通信控制，可以實(shí)現(xiàn)無人值守，節(jié)省了人力物力。 變頻器的特點(diǎn)變頻器具有過壓、欠壓、過流、過載、短路、失速等自動保護(hù)功能。(1）防止失速過電流急加速時(shí)，如果異步電動機(jī)跟蹤遲緩，則過電流保護(hù)電路動作，運(yùn)轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行（失速）。(6）冷卻風(fēng)機(jī)異常有冷卻風(fēng)機(jī)的裝置，但風(fēng)機(jī)異常時(shí)裝置內(nèi)溫度將上升，因此采用風(fēng)機(jī)熱繼電器或器件散熱片溫度傳感器，檢出異常后停止逆變器。(4）瞬時(shí)停電保護(hù)對于數(shù)毫秒以內(nèi)的瞬時(shí)停電，控制電路工作正常。恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)需要反時(shí)限特性，采用熱繼電器或者電子熱保護(hù)（使用電子電路）。保護(hù)電路檢測主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。(2）電壓/電流檢測電路與主電路電位隔離，檢測電壓、電流等?？刂齐娐酚梢韵码娐方M成，頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓/電流檢測電路”，電動機(jī)的“速度檢測電路”，將運(yùn)算電路的控制信號進(jìn)行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機(jī)的“保護(hù)電路”。(3）逆變器同整流器相反，逆變器的作用是將直流功率變換為所需要頻率的交流功率，根據(jù)PWM控制信號使6個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷，就可以得到三相頻率可變的交流輸出。可用兩組晶體管交流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)[6]。給異步電動機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，稱為主電路。 PLC的接線圖 PLC的接線圖 變頻器 變頻器的構(gòu)成通常由變頻器主電路（IGBT、BJT、或GTO作逆變元件）給異步電動機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源。(4）無觸點(diǎn)免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。在發(fā)達(dá)的工業(yè)化國家，可編程控制器已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，其應(yīng)用已擴(kuò)展到樓宇自動化、家庭自動化、商業(yè)、公用事業(yè)、測試設(shè)備和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。美國電氣制造商協(xié)會(NEMA)將其 [4]鐘肇新，范建東，馮太合．：華南理工大學(xué)出版社. 正式命名為可編程控制器(Programmable Controller)，簡稱PC，但是為了和個(gè)人計(jì)算機(jī)(Persona1 Computer)的簡稱PC相區(qū)別，人們常常把可編程控制器仍簡稱為PLC。在實(shí)際應(yīng)用中，其硬件可根據(jù)實(shí)際需要選用配置，其軟件則需要根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。可編程控制器的產(chǎn)生和發(fā)展與繼電器控制系統(tǒng)有很大的關(guān)系。KM0,KM2,KM4分別控制電動機(jī)M1，M2，M3工頻運(yùn)行。所謂延時(shí)判別，是指系統(tǒng)僅滿足頻率和壓力的判別條件是不夠的，如果真的要進(jìn)行機(jī)組切換，切換所要求的頻率和壓力的判別條件必須成立并且能夠