毕业论文开题报告
课题名称 住宅小区恒压供水系统的研制
一、选题来源、目的和意义：
课题来源：中达电通公司
课题目的和意义：我国人口众多，每年所消耗的能量巨大。近年来能源紧张影响到工业生产及人民生活。因此，节能降耗是保证工业和生活稳定发展的一项关键措施。然而长期以来，由于我国自动化程度低，用水行业的技术水平相对比较落后经常导致用水高峰期用户用水的不稳定，例如水压较低，供水量低于需求量。因此针对小区居民的日常用水问题设计了一套基于PLC控制的变频调速恒压供水系统。 此变频调速恒压供水系统由PLC、变频器、压力变送器等组成由一台变频器实现对三台水泵电机的软启动和变频调速,三台泵电机采用变频和工频循环运行方式运行切换采用“先启先停”的原则。使用STEP7 Micro/WIN编程软件设计了一个用于供水系统压力控制的控制器内置PLC中对压力给定值与测量值的偏差进行处理从而控制变频器的输出电压和频率进而改变水泵电动机的转速和水泵出水口流量实现管网压力的自动调节使管网压力稳定在设定值附近并且利用组态软件设计了系统的用户管理和监控界面。
二、课题的主要内容（项目概要）：
1．课题内容：
任务：住宅小区恒压供水控制系统设计
要求：为保证小区的供水正常，利用三菱PLC、变频器，配以缓冲罐、负压消除器和不同功能的传感器等，根据网管的压力，通过变频器控制水泵的转速，使水管中的压力始终保持在合适的范围。这种变频恒压供水系统可以取代水塔、高位水箱及传统的气压罐供水装置。
1.水泵电机启动和停止由变频器来控制，实现带载软启动，避免了启动电流给水泵电机带来冲击，相对延长了电机的使用寿命
2.系统供水采用变频泵循环方式，以“先开先关”的顺序关泵
3.工作泵与备用泵不固定，有效地防止备用泵长期不用发生锈死，提高了设备的综合利用率，降低了维护费用
4.控制水管网水压不低于1.2Mpa
2、课题方案
（1）控制原理
此设计研究的对象是小区楼房的供水系统。由于较高楼层对供水水压的要求高，在水压低时，高层用户将无法正常用水甚至出现无水的情况；水压高时，将造成能源的浪费。如图所示，是小区高楼供水系统的简单流程。自来水厂送来的水先储存的水池中再通过水泵加压送给用户。通过水泵加压后，必须恒压供给每一个用户。
（2） 控制过程分析
合上空气开关，供水系统投入运行。将手动/自动开关打到自动上，系统进入全自动运行状态，PLC中程序首先接通并起动变频器。根据压力设定值(由管网压力要求设定)与压力实际值(来自于压力传感器)的偏差进行PID调节，并输出频率给定信号给变频器。变频器根据频率给定信号及预先设定好的加速时间控制水泵的转速以保证水压保持在压力设定值的上、下限范围之内，实现恒压控制。同时变频器在运行频率到达上限，会将频率到达信号送给PLC，PLC则根据管网压力的上、下限信号和变频器的运行频率是否到达上限的信号，由程序判断是否要起动第2台泵(或第3台泵)。当变频器运行频率达到频率上限值，并保持一段时间，则PLC会将当前变频运行泵切换为工频运行，并迅速起动下1台泵变频运行。此时PID会继续通过由远传压力表送来的检测信号进行分析、计算、判断，进一步控制变频器的运行频率，使管压保持在压力设定值的上、下限偏差范围之内。
三、实施计划（设计工作的主要阶段、进度和完成时间等）：
第一阶段：2014年12月底，在完成调研和资料收集的基础上，根据任务书的要求完成开题报告；
第二阶段：2015年2月底前，完成编程、系统设计并接受教师指导检查；
第三阶段：2015年4月底前，完成系统安装和调试；
第四阶段：2015年6月中旬，毕业论文修改定稿并准备毕业论文答辩
四. 参考文献：
[1] 高鸿斌主编，《PLC 分析与设计应用》， 电子工业出版社，2004年
[2] 程子华主编，《PLC原理与编程实例分析》， 国防工业出版社，2007年
[3] 孙毅主编，《三菱FX/Q系列PLC应用技术》，人民邮电社出版社，2006年
[4] 张金远主编，《变频器应用经验》，中国电力出版社，2006年
[5] 黄立培主编，《电动机控制》，清华大学出版社， 2003年
[6] 姚寿文主编，《自动控制理论基础》，北京理工大学出版社，2006年
五、审核意见：
已基本了解控制要求，方案的分析也到位。希望能按照进度做好该设计。
指导教师（签名）：姚晴洲
2015 年 1 月 15 日
六、毕业设计（论文）工作指导小组审核意见：
（签名）：
年 月 日
