某小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)答辯ppt

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1、論 文 內(nèi) 容 課 題 研 究 背 景 及 意 義 系 統(tǒng) 總 體 設(shè) 計(jì) 方 案 硬 件 設(shè) 計(jì) 軟 件 流 程 總 結(jié) 課 題 研究背景及意義 隨 著 社 會(huì) 主 義 市 場(chǎng) 經(jīng) 濟(jì) 的 發(fā) 展 ， 人們 對(duì) 供 水 質(zhì) 量 和 供 水 系 統(tǒng) 可 靠 性 的要 求 不 斷 提 高 ； 再 加 上 目 前 能 源 緊缺 ， 利 用 先 進(jìn) 的 自 動(dòng) 化 技 術(shù) 、 控 制技 術(shù) 以 及 通 訊 技 術(shù) ， 設(shè) 計(jì) 高 性 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(shì) 。 基 于 PLC和 變 頻 技 術(shù) 的 恒 壓 供 水 系 統(tǒng)

2、 集 變 頻技 術(shù) 、 電 氣 技 術(shù) 、 現(xiàn) 代 控 制 技 術(shù) 于一 體 。 采 用 該 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 供 水 可 以 提高 供 水 系 統(tǒng) 的 穩(wěn) 定 性 和 可 靠 性 ， 同時(shí) 系 統(tǒng) 具 有 良 好 的 節(jié) 能 性 ， 這 在 能源 日 益 緊 缺 的 今 天 尤 為 重 要 ， 所 以研 究 設(shè) 計(jì) 該 系 統(tǒng) ， 對(duì) 于 提 高 企 業(yè) 效率 以 及 人 民 的 生 活 水 平 、 降 低 能 耗等 方 面 具 有 重 要 的 現(xiàn) 實(shí) 意 義 。 系 統(tǒng) 的 總 方 案本 論 文 采 用 西 門 子 公 司 的 MM4 3 0變 頻 器 、 K-TP7 1 8 Micro型

3、觸 摸 屏和 S7 -2 0 0 PLC實(shí) 現(xiàn) 恒 壓 供 水 和 數(shù) 據(jù)傳 輸 ， 然 后 用 數(shù) 字 PID對(duì) 系 統(tǒng) 中的 恒 壓 控 制 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) 。 本 系 統(tǒng) 包含 4 臺(tái) 水 泵 電 機(jī) ， 它 們 組 成 變 頻循 環(huán) 運(yùn) 行 方 式 。 采 用 變 頻 器 實(shí) 現(xiàn)對(duì) 四 臺(tái) 水 泵 電 機(jī) 的 軟 啟 動(dòng) 和 變 頻調(diào) 速 ， 運(yùn) 行 切 換 采 用 “ 先 啟 先 停 ”的 原 則 。 系 統(tǒng) 組 成 框 圖 PLC控 制 系 統(tǒng) 的 配 置選 用 主 機(jī) 為 CPU2 2 4 一 臺(tái) ， 加上 一 臺(tái) 擴(kuò) 展 模 塊 EM2 2 2 (8 繼電 器 輸 出 ),在

4、擴(kuò) 展 一 個(gè) 模 擬 量模 塊 EM2 3 1 觸摸屏的選擇K-TP7 1 8 Micro型 觸 摸 屏 采 用 3 2 位 ARM7 的CPU處 理 芯 片 ， 擁 有 超 大 的 內(nèi) 存 空 間 ， 使系 統(tǒng) 在 很 短 的 時(shí) 間 內(nèi) 就 可 以 快 速 啟 動(dòng) 。按 鍵 操 作 響 應(yīng) 時(shí) 間 較 短 。 它 有 6 個(gè) 功 能 鍵 ，有 電 源 指 示 燈 和 通 信 指 示 燈 。 觸 摸 屏 和功 能 鍵 的 組 合 操 作 簡(jiǎn) 化 了 操 作 和 監(jiān) 視 過(guò)程 。 在 操 作 時(shí) ， LED會(huì) 顯 示 操 作 狀 態(tài) ， 在進(jìn) 行 觸 摸 操 作 時(shí) 將 發(fā) 出 聲 音 提

5、示 ， 為 操作 員 的 操 作 提 供 安 全 保 障 。 變頻器的選用變 頻 器 主 要 分 通 用 型 和 供 水 專 用 型 兩 大 類 ，在 供 水 系 統(tǒng) 中 ， 當(dāng) 然 要 選 擇 供 水 專 用 型 變 頻器 ， 這 類 變 頻 器 內(nèi) 部 具 有 PID控 制 器 ， 同 通 用型 變 頻 器 相 比 ， 其 在 低 速 帶 載 能 力 方 面 要 差一 些 ， 不 過(guò) 足 以 滿 足 具 有 低 速 輕 載 特 性 的 水泵 負(fù) 載 。 綜 合 考 慮 品 牌 、 價(jià) 格 、 穩(wěn) 定 性 等 方面 ， 本 系 統(tǒng) 選 用 西 門 子 MM430供 水 專 用 型 變頻 器

6、。 壓 力 傳 感 器 的 選 擇壓 力 變 送 器 用 于 檢 測(cè) 管 網(wǎng) 中 的 水 壓 ， 常 裝 設(shè) 在 泵 站 的 出 水 口 ， 壓 力 傳 感 器 和 壓 力變 送 器 是 將 水 管 中 的 水 壓 變 化 轉(zhuǎn) 變 為 1 5 V或 4 2 0 mA的 模 擬 量 信 號(hào) ， 作 為 模 擬輸 入 模 塊 (A/D模 塊 )的 輸 入 ， 在 選 擇 時(shí) ， 為 了 防 止 傳 輸 過(guò) 程 中 的 干 擾 與 損 耗 ， 我 們采 用 4 2 0 mA輸 出 壓 力 變 送 器 .在 運(yùn) 行 過(guò) 程 中 ， 當(dāng) 壓 力 傳 感 器 和 壓 力 變 送 器 出 現(xiàn) 故障 時(shí) ，

7、系 統(tǒng) 有 可 能 開(kāi) 啟 所 有 的 水 泵 ， 而 此 時(shí) 的 用 水 量 又 達(dá) 不 到 ， 這 就 使 水 管 中 的水 壓 上 升 ， 為 了 防 止 爆 管 和 超 高 水 壓 損 壞 家 中 的 用 水 設(shè) 備 (熱 水 器 、 抽 水 馬 桶 等 )，本 文 中 的 供 水 系 統(tǒng) 使 用 電 極 點(diǎn) 壓 力 表 的 壓 力 上 限 輸 出 ， 作 為 PLC的 一 個(gè) 數(shù) 字 量 輸入 ， 當(dāng) 壓 力 超 出 上 限 時(shí) ， 關(guān) 閉 所 有 水 泵 并 進(jìn) 行 報(bào) 警 輸 出 根 據(jù) 以 上 的 分 析 ， 本 設(shè) 計(jì)中 選 用 普 通 壓 力 表 Y-1 0 0 和 XMT

8、-1 2 7 0 數(shù) 顯 儀 實(shí) 現(xiàn) 壓 力 的 檢 測(cè) 、 顯 示 和 變 送 。 壓 力表 測(cè) 量 范 圍 0 1 Mpa， 精 度 1 .0 ； 數(shù) 顯 儀 輸 出 一 路 4 2 0 mA電 流 信 號(hào) ， 送 給 與CPU2 2 4 連 接 模 擬 量 模 塊 EM2 2 1 ， 作 為 PID調(diào) 節(jié) 的 反 饋 電 信 號(hào) ， 可 設(shè) 定 壓 力 上 、 下 限 ， 通 過(guò) 兩 路 繼 電 器 控 制 輸 出 壓 力 超 限 信 號(hào) 。 控 制 系 統(tǒng) 主 電 路 數(shù) 字 量 I/O分 配輸 入 設(shè) 備 輸 出 端 口 輸 出 設(shè) 備 輸 出 繼 電 器輸 入 設(shè) 備 名 稱 代

9、號(hào) 輸 出 設(shè) 備 名 稱 代 號(hào)變 頻 器 故 障 信 號(hào) KA1 I0.0 變 頻 器 前 接 觸 器 KM0 Q0.0變 頻 器 運(yùn) 行 頻 率 降 至 最 低 頻率 KA2 I0.1 泵 1變 頻 KM1 Q0.1 運(yùn) 行 頻 率 為 50赫 茲 KA3 I0.2 泵 1工 頻 KM5 Q0.2無(wú) 水 保 護(hù) SL I0.3 泵 2變 頻 KM2 Q0.3急 停 SB I0.4 泵 2工 頻 KM6 Q0.4 泵 3變 頻 KM3 Q0.5 泵 3工 頻 KM7 Q0.6 泵 4變 頻 KM4 Q0.7 泵 4工 頻 KM8 Q1.00 故 障 報(bào) 警 HL Q1.1 變 頻 器 啟

10、/停 SA0 Q2.0 恒 壓供 水系 統(tǒng)主 程序 流程 圖 PID控 制 算 法PID調(diào) 節(jié) 儀 根 據(jù) 壓 力 傳 感 器 采 集 來(lái) 的 信號(hào) 進(jìn) 行 PID運(yùn) 算 ， 并 將 其 運(yùn) 算 的 結(jié) 果 送給 變 頻 器 作 為 給 定 ， 該 PID調(diào) 節(jié) 儀 帶 有上 下 限 報(bào) 警 的 功 能 。 良 好 的 人 機(jī) 界 面 ?？?以 對(duì) 其 參 數(shù) 進(jìn) 行 設(shè) 定 。 通 過(guò) 其 參 數(shù) 設(shè)定 P I D的 值 。 在 本 系 統(tǒng) 中 因 為 要 求 是 滯后 的 系 統(tǒng) 。 所 以 只 采 用 PI調(diào) 節(jié) 就 可 以 ，因 為 有 了 D系 統(tǒng) 很 難 調(diào) 節(jié) 。 整 個(gè) 系 統(tǒng)

11、 中PID調(diào) 節(jié) 儀 直 接 決 定 整 個(gè) 系 統(tǒng) 的 好 壞 ，它 也 影 響 整 個(gè) 系 統(tǒng) 的 使 用 壽 命 。 本 系 統(tǒng) 以 管 網(wǎng) 壓 力 為 控 制 對(duì) 象 ， 為 保 證 控 制 系 統(tǒng) 的 輸 出 很好 地 跟 隨 給 定 值 的 變 化 ， 滿 足 壓 力 跟 蹤 良 好 的 動(dòng) /靜 態(tài) 特性 ， 采 用 了 圖 所 示 的 閉 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 。 來(lái) 自 壓 力 傳 感 器 的 壓力 反 饋 信 號(hào) 經(jīng) A/D轉(zhuǎn) 換 成 為 PLC內(nèi) 部 的 PV(n)， 即 當(dāng) 前 值 ；并 與 設(shè) 定 壓 力 SP(n)相 比 較 ， 得 到 調(diào) 節(jié) 器 輸 入 的 誤 差

12、 量 e(n)，e(n)通 過(guò) PLC的 PID運(yùn) 算 ， 得 到 調(diào) 節(jié) 器 數(shù) 字 化 輸 出 M(n)， M(n)再 經(jīng) 過(guò) D/A轉(zhuǎn) 化 為 模 擬 量 信 號(hào) ， 作 為 變 頻 器 頻 率 調(diào) 節(jié) 的 輸入 變 頻 器 的 頻 率 和 電 壓 變 化 影 響 著 水 泵 電 機(jī) 的 旋 轉(zhuǎn) 速 度 ，從 而 達(dá) 到 維 持 壓 力 恒 定 的 目 的 。 總 結(jié)變 頻 恒 壓 供 水 是 人 們 生 活 中 的 一 個(gè) 現(xiàn) 實(shí) 問(wèn) 題 ,控 制 系 統(tǒng)的 性 能 對(duì) 供 用 水 質(zhì) 量 和 節(jié) 能 指 標(biāo) 的 實(shí) 現(xiàn) 起 著 決 定 性 的 作用 。 本 課 題 的 研 究 ,涉

13、及 檢 測(cè) 、 控 制 、 PLC網(wǎng) 絡(luò) 通 訊 等 領(lǐng)域 。 在 對(duì) 恒 壓 供 水 的 系 統(tǒng) 特 點(diǎn) 及 控 制 目 標(biāo) 進(jìn) 行 深 入 研 究的 基 礎(chǔ) 上 ， 構(gòu) 建 了 一 個(gè) 由 工 業(yè) 控 制 計(jì) 算 機(jī) 、 可 編 程 序 控制 器 、 變 頻 器 組 成 的 控 制 系 統(tǒng) ， 通 過(guò) PLC進(jìn) 行 PID運(yùn) 算 ，本 課 題 的 研 究 成 果 對(duì) 提 高 供 水 質(zhì) 量 、 節(jié) 約 能 源 都 具 有 一定 的 工 程 實(shí) 用 價(jià) 值 。 四 度 春 風(fēng) 化 綢 繆 ， 幾 番 秋 雨 洗 鴻 溝 。 黑 發(fā) 積 霜 織 日 月 ， 粉 筆 無(wú) 言 寫 春 秋 。 蠶 絲 吐 盡 春 未 老 ， 燭 淚 成 灰 秋 更 稠 。 春 播 桃 李 三 千 圃 ， 秋 來(lái) 碩 果 滿 神 州 。 老 師 您 辛 苦了