基于PLC的变频恒压供水系统毕业设计(论文)开题报告

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1、 2014 届毕业设计（论文）开题报告届毕业设计（论文）开题报告 课题名称 基于 PLC 控制的变频调速恒压供水系统 课题类型 毕业设计 毕业论文 起止时间 2014 年 2 月 22 日2014 年 2 月 28 日 一、选题背景及其依据 众所周知，中国是一个农业大国。农业的发展离不开供水，然而每年每年中国的 供水能力大致在 5600 亿左右，按现状的用水结构，就是农业用水占到 64%左右，工 业用水占到 22%左右，城市用水大约在 11%左右。由此可见，农业用水占到一个相当 大的比例。根据调查，建国之初农业用水占的比例是 97%，经过这么多年的努力已经 减少到 64%，就是农业用水的比例是

2、下降的。现如今有些国家已经出现水资源短缺， 为解决这一问题，我们不得不发展节水农业。本次设计我们将围绕这一理念，研究基 于 PLC 控制的变频恒压供水系统的设计， 以此来代替传统农业供水系统， 从而达到供 水的稳定，满足灌溉的需求和水资源合理分配的目的。 这篇文章介绍的是在 PLC 领域的变频恒压供水系统的设计， 因为变频恒压供水系 统具有安全卫生、高效节能、管理方便等优点，非常适合当今农业灌溉的需求。变频 恒压供水系统可以根据水量的变化， 自动调节运行参数， 能够在水量变化的时候保证 水压恒定以满足用水要求。可以说，变频恒压供水系统是当今先进、合理的节能型供 水系统。变频调速是优于以往任何一

3、种调速方式的技术。同时，变频调速也是当今国 际上一项性能最佳、效益最高、应用比较广泛、很有发展前途的电机调速技术。变频 调速技术采用了微机控制技术、 电力电子技术和电机传动调速技术， 实现了交流电机 的无极调速，具有高精度、高效率和宽范围等特性。采用 PLC 和变频器结合的控制系 统抗干扰能力强，可靠性比以一般的控制系统要高很多。同时，采用 PLC 和变频器结 合的控制系统还具有组合灵活、变成简单、维护方便和成本低能耗低等优点。采用这 种 PLC 和变频器结合的控制系统来控制农业灌溉供水可以提高农业灌溉供水系统的 稳定性和可靠性，方便实现供水系统的集中管理和监控；同时，还具有良好的节能性 能，

4、这在水资源日益短缺的今天是十分重要的，因此研究这个设计系统，对于提高农 业生产率，改善人民生活品质，节约能源方面都有很重要的意义。 二、国内外的发展状况 变频调速是一种新型的成熟的交流电机的无极调速系统， 变频调速设备也以其独 特优良的控制性能被广泛的应用于速度控制领域， 尤其是农业供水行业中。 如今由于 农业供水有着安全生产和供水质量的特殊需要， 对恒压供水压力有着严格的要求， 因 此变频调速技术得到了更加深入的应用。 变频调速供水设备可由编程控制器、 变频调 速器、 控制电路及电机泵组成闭环供水控制系统， 完全可以满足供水系统管网的压力 保持恒定，使得整个供水系统始终保持高效节能的最佳运行

5、状态 1968 年，丹麦的丹弗斯公司发明并首家生产变频器后，随着变频器技术的发展 和变频恒压系统的稳定性、 可靠性以及自动化程度高等方面的优先以及显著地节能效 果被大家发现认可后， 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，像瑞士的 ABB 集团推出了 HVAC 变频技术，法国的施耐德公司推出了恒压 供水基板， 备有 PID 调节器和 PLC 可编程控制器等硬件继承在变频器控制基板上， 通 过设置指令代码实现 PLC 和 PID 等电控系统的功能，只要搭载配套的恒压供水单元， 便可直接控制多个内置的电磁接触器工作， 可构成最多七台电机的供水系统。 但是也 有其缺点，就是

6、输出接口的扩展功能缺乏灵活性，系统的动态性能和稳定性不高，与 别的监控系统和组态软件难以实现数据的通信， 并且限制了带负载的容量， 因此适用 范围受到限制。 目前国内有不少公司都在做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， 水管的管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制， 有的采用单片机及相 应的软件予以实现；有的采用 PLC 及相应软件予以实现。但在系统的动态性能、稳定 性能、 抗干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。 原深圳华为电气公司 （现已改名艾默生） 和成都希望集团 （森兰牌变频器） 也推出了恒压供水专用变频器（5.5Kw-22kW） ，无需外接 PLC 盒 PID 调节器，坑完成 最多四台水泵的循环切换、定时起动、停止和定时循环（丹麦丹弗斯公司的 VLT 系列 变频器可实现七台水泵机组的切换） 。该变频器将压力闭环调节与循环逻辑控制功能 集成在变频器内部实现， 但其输出接口限制了带负载容量， 同时操作不方便且不具有 数据通信功能，因此只适用于小容量，控制要求不