毕业论文：《基于PLC的恒压供水系统》.docVIP

精品 精品 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1 基于PLC的恒压供水系统 h 2 1.1 设计任务与要求 h 2 1.2 系统方案设计 h 2 1.3 硬件设计 h 5 1.3.1 PLC概述及选型 h 5 1.3.3 变频器的选型 h 7 1.3.3 水泵的选型 h 7 1.3.4 压力传感器的选型 h 7 1.4 系统主电路分析及其设计 h 7 1.5 系统软件设计分析 h 9 2 过程控制部分综合设计 h 10 2.1 设计任务与要求 h 10 2.1.1 设计一个加热炉控制系统 h 10 2.1.2 设计一氧化氮合成方案 h 11 2.2 带有滞后性的锅炉加热系统自控设计原理 h 11 2.3 合成一氧化氮的设计方案 h 13 2.4 串级控制系统 h 13 2.5 过程控制的总结 h 16 3 变频调速系统的设计 h 17 3.1 变频调速系统的效率分析 h 17 3.1.1 变频器的效率与损耗 h 17 3.1.2 变频器调速后电动机效率的变化 h 17 3.2 变频器 h 18 3.2.1 变频器的工作原理 h 18 3.2.2 变频器的作用及组成 h 19 3.2.3 变频器的分类 h 20 3.3 转矩控制性变频器的选型及相关问题 h 21 3.3.1 选型原则 h 21 3.3.2 变频器容量的选择 h 22 3.4 变频调速设计中应注意的问题 h 23 3.4.1 负荷匹配问题 h 23 3.4.2 高次谐波 h 23 3.4.3 电动机选择 h 23 3.4.4 变频器的外部配置及应注意问题 h 24 精品 1 基于PLC的恒压供水系统 基于PLC和变频技术的恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，同时系统具有良好的节能性，这在能源日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。 传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源；效率低；可靠性差；自动化程度不高等缺点，严重影响了居民的用水和工业系统中的用水。目前的供水方式朝向高效节能、自动可靠的方向发展，变频调速技术以其显着的节能效果和稳定可靠的控制方式，在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用，特别是在城乡工业用水的各级加压系统，居民生活用水的恒压供水系统中，变频调速水泵节能效果尤为突出，其优越性表现在：一是节能显著；二是在开、停机时能减小电流对电网的冲击以及供水水压对管网系统的冲击；三是能减小水泵、电机自身的机械冲击损耗。 设计任务与要求 随着社会的发展和进步，城市高层建筑的供水问题日益突出。一方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水障碍；另一方面要求保证供水的可靠性和安全性。针对这两方面的要求，这就要求一种新的供水方式，这里采用可编程控制器PLC、变频器控制的恒压供水系统来实现恒压供水。现有某水厂160 kW水泵电机三台，要求采用PLC、变频器来实现恒压供水。 1.2 系统方案设计 PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统，该系统的控制流程图如图1.1所示： 图1.1变频恒压供水系统控制流程图 从图中可看出，系统可分为：执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分，具体为： (l) 执行机构：执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，其中由一台变频泵和两台工频泵构成，变频泵是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定；工频泵只运行于启、停两种工作状态，用以在用水量很大（变频泵达到工频运行状态都无法满足用水要求时）的情况下投入工作。 (2) 信号检测机构：在系统控制过程中，需要检测的信号包括管网水压信号、水池水位信号和报警信号。管网水压信号反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。此信号是模拟信号，读入PLC时，需进行A/D转换。另外为加强系统的可靠性，还需对供水的上限压力和下限压力用电接点压力表进行检测，检测结果可以送给PLC，作为数字量输入；水池水位信号反映水泵的进水水源是否充足。信号有效时，控制系统要对系统实施保护控制，以防止水泵空抽而损坏电机和水泵。此信号来自安装于水池中的液位传感器；报警信号反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有