基于PLC控制的變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計【開題報告】

開題報告電氣工程及其自動化基于PLC控制的變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義隨著社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的深入人心，再加上目前能源緊缺，人們對供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高；利用先進(jìn)的自動化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，設(shè)計高興能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然的趨勢。在我國，很多地區(qū)浪費水電資源的情況比較嚴(yán)重，所以相對而言，節(jié)電節(jié)水的潛力非常大。據(jù)有關(guān)國際組織發(fā)表的資料顯示：中國的單位國民經(jīng)濟總產(chǎn)值所消耗的電是美國、德國等的4倍左右，消耗的水是他們的2倍左右。我國的大量用電設(shè)備中，風(fēng)機和泵類電機的耗電量占全國發(fā)電量的 50%左右 ,若推廣新型電機調(diào)速技術(shù)可節(jié)電 40%左右 ,即可以節(jié)約全國發(fā)電量的1/5.由于我國人均占有水、電資源相對于別國又少很多,因此,在我國一方面水電供給緊張 ,而另一方面 ,水電的浪費又十分驚人。節(jié)電節(jié)水 ,不僅潛力巨大 ,而且意義深遠(yuǎn)。水是生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成部分，節(jié)水節(jié)能已經(jīng)成為時代特征。長期以來在城市供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動化程度低。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，而在用水低峰期，水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高的情況，此時將會造成能量的浪費，同時有可能導(dǎo)致水管爆破和用水設(shè)備的損壞。變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。變頻技術(shù)，就是通過技術(shù)手段，來改變用電設(shè)備的供電頻率，進(jìn)而達(dá)到控制設(shè)備輸出功率的目的。變頻技術(shù)隨著微電子學(xué)、電力電子、計算機和自動控制理論等的發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入了一個嶄新的時代 ,完全成熟的技術(shù)，也使其應(yīng)用進(jìn)入了一個新的高潮。它是通過變頻調(diào)速改變軸輸出功率，達(dá)到減少輸入功率節(jié)省電能的目的。自1956年世界上第一個晶閘管誕生到現(xiàn)在歷時近半個世紀(jì)，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻控制器從控制模塊、功率輸出和控制軟件都已完全成熟，在提高性能的同時，功能上也有較大的擴展，很多專用變頻設(shè)備附帶簡易 PLC功能，再加上產(chǎn)品價格的降低，為變頻器的應(yīng)用打開了廣闊的市場。20世紀(jì)末，交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)以電力電子功率變換技術(shù)、微電子控制技術(shù)為核心得到了驚人的發(fā)展，展望21世紀(jì)，變頻調(diào)速技術(shù)將會有更大發(fā)展。近十年來，變頻技術(shù)的應(yīng)用在我國有很大的發(fā)展，并取得了良好的效果?？梢哉f，變頻技術(shù)已為大多數(shù)用戶所接受。但是，不能不指出，我國在變頻技術(shù)的應(yīng)用方面，與發(fā)達(dá)國家的水平尚有很大差距。目前，我國在用的交流電動機使用變頻調(diào)速運行的僅 6%左右，而工業(yè)發(fā)達(dá)國家已達(dá) 60%-70%。變頻技術(shù)的顯性效益就是指節(jié)電效益。變頻控制傳動調(diào)速對于負(fù)載性質(zhì)和負(fù)載率的不同，節(jié)電率也是不同，低壓變頻控制設(shè)備，一般負(fù)載率在 0.5左右時，節(jié)電率在 20— 47％左右。 比如定量泵注塑機、排污填水池電機、給氧風(fēng)機等等，空調(diào)水泵基本上平均節(jié)電率都在 25—60％左右。低壓設(shè)備變頻調(diào)速改造投資少、見效快，投資回報期基本上在一年左右。變頻控制技術(shù)的進(jìn)步不僅僅是異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、堅固、易于維護(hù)等優(yōu)點，更主要的是采用變頻調(diào)速技術(shù)的異步電動機的機械特性達(dá)到了直流電動機調(diào)壓調(diào)速的特性。由于計算機技術(shù)的介入，使得變頻器具有豐富的功能和方便好用的特點，因此人們才有可能按照實際要求，自行構(gòu)成一個適用和可靠的調(diào)速系統(tǒng)。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點，使我國供水技術(shù)裝備水平從 90年代初開始經(jīng)歷了一次飛躍。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電機無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。經(jīng)市場調(diào)查，2000年前變頻器使用率不足 10％，到二零零七年上半年增加超過35%，很多生產(chǎn)商生產(chǎn)的風(fēng)機、水泵類的電機控制系統(tǒng)都配裝了變頻啟動系統(tǒng)，說明這項節(jié)能技術(shù)越來越被人們所認(rèn)識。隨著市場占有率的不斷提高，成本價格較前些年大幅下降。低壓變頻器分國產(chǎn)、合資、原裝三大種類，完全是一個通用的工控產(chǎn)品。合資產(chǎn)品相對價格低質(zhì)量好，性價比合理。從使用情況看，只要不超負(fù)荷運行，很少發(fā)生故障。從設(shè)計使用上看，節(jié)能改造設(shè)計水平參差不齊，要想將節(jié)能改造工程做好，需要專業(yè)技術(shù)人員把關(guān)。用電設(shè)備能否節(jié)電，不能不分情況一概而論，不是所有用電設(shè)備都有節(jié)電空間，具體情況必須具體分析，注意那些將某一特殊用電設(shè)備的節(jié)電率說成普遍的所有用電設(shè)備都能達(dá)到的情況出現(xiàn)。節(jié)電率在節(jié)電工程中是一項非常重要的指標(biāo)，但絕對不是唯一的指標(biāo)。工程改造前后電機的功率因數(shù)、溫升及效率等都是不可忽略的運行數(shù)據(jù)。不同的節(jié)電設(shè)備節(jié)電率、使用壽命、性能都有不同，要科學(xué)分析，科學(xué)運用。我國工業(yè)技術(shù)雖然有了較大的發(fā)展，但目前仍是處于一個工業(yè)化中期社會，技術(shù)發(fā)展還不平衡，在很多企業(yè)生產(chǎn)中，表現(xiàn)出來最明顯的特征依舊是能源消耗多，生產(chǎn)效率較低，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊；能效比不高，陳、舊、老設(shè)備在國民生產(chǎn)中仍舊占較大的比重。變頻調(diào)速的應(yīng)用，就是要改造這些設(shè)備，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。有國家、省、市政府的大力支持，有成熟的技術(shù)基礎(chǔ)理論，縱觀節(jié)能改造市場，潛力巨大。節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，造福子孫，利國利民。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題：1、PLC程序的編寫2、變頻器參數(shù)設(shè)定3、軟硬件系統(tǒng)的結(jié)合PLC及變頻器外部連接設(shè)備選擇三、研究步驟、方法及措施：、制定具體實施計劃、硬件部分1、畫出總體硬件框圖2、完成 PLC與外部設(shè)備的連接線路圖3、完成變頻器與外部設(shè)備的連接線路圖4、檢查各部電路是否可行、軟件部分1、PLC程序的編寫2、變頻器參數(shù)的設(shè)定、軟硬件綜合調(diào)試、試驗、攥寫畢業(yè)論文、論文答辯四、參考文獻(xiàn)薛曉明 .變