PLC和变频器在矿区节能供水系统中的应用开题报告

本科毕业设计（论文）通过答辩

毕业论文（设计）开题报告

题目名称PLC和变频器在矿区节能供水系统中的应用

学生姓名专业班级

一、选题的目的意义

水泵作为供水工程中的通用机械，消耗着大量的能源，电耗往往占制水成本的60%以上，在我国，每年水泵的电能消耗占电能总消耗的21%。为了节约降耗，必须采取调节措施使泵站适应负荷变化的运行。在传统的矿区供水系统中采用水箱和水塔或气罐加压方法，往往容易造成水的二次污染、造成水质不好等问题。随着PLC和变频调速器科技的发展，为实现高可靠性恒压供水提供了技术基础，PLC与传统继电控制线路相比更适应矿区生产的环境和工业控制的要求，本设计采用一种变频调速恒压供水系统，该系统可根据管网瞬间压力变化，自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入及退出，使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值，并满足用户的流量需求，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。使用变频设备可使水泵运行平均转速比工频转速降低40%，从而降低能耗，还能消除容易由水箱、水塔引起的二次污染，并具有以下优点：

(1) 可实现恒压变量、双恒压变量等控制方式, 多种启停控制方式, 定压精度≤±1%；

(2) 变频器对电机进行软启软停, 减少设备损耗，延长电机寿命；

(3) 具有自动、手动及异地操作功能；

(4)智能化控制，可任意修改参数指令(如压力设定值、控制顺序、控制电机数量、压力上下限、PID值、加减速时间等)；

(5)具有完善的电气安全保护措施，对过流、过压、欠压、过载、断水等故障均能自行诊断并报警。

由于该系统节能效果显著，结构简单，运行可靠，调整方便，恒压供水质量高，对改进矿区节能供水系统具有较大的推广应用价值.

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二、国内外研究现状

1．我国恒压供水的现状

我国企业从七十年代开始应用集中巡检，到八十年代随着工业水平的提高和计算机技术的发展，自动控制技术发展得很快。随着自动控制技术的广泛应用，新兴矿区的供水自动化程度较高，但某些矿区尤其是老矿区自动控制系统配置相对落后。随着我国经济与技术水平的不断增长，这些问题已成为我国矿区发展的一个不小的障碍。目前，变频，恒压，可控性强，稳定性高的给水系统在我国已有了一定的发展并呈现出向这一方面发展的趋势。

2．国外恒压供水的现状

国外工业供水系统应用先进的现代控制理论，结合可编程控制技术、变频控制技术、电机泵组控制技术的新型机电一体化技术，实现了高度的集成化、节能化、智能化和网络化。追求的目标是最大限度的提高供水的质量及其效率。其变频恒压供水控制器采用最新微电脑设计处理器设计制造，配备液晶参数显示、设定一目了然，故障时弹出供货商公司名称及服务电话（可按要求设置）,多达七八十个功能参数项、十几种应用宏选择，其高度的数字化控制，大大提高了水资源的利用

三、主要研究内容

1．熟悉的手工编程技巧。

2．熟悉西门子S7-200 PLC及其软件的应用方法（本课题选用Step 7 MicroWin V3.11中文版作为应用软件），并将手工绘制的梯形图输入计算机，并生成程序。

3．熟悉西门子S7-200 PLC的管脚和接线方法。

4．学习使用压力传感器的使用及其安装方法。

5．压力传感器与PLC的接法。

6．PLC控制水泵的电路。

7．水位计与PLC的接线电路。

8．用PLC使水泵实现变频调节流量是可编程控制器使用广泛的一种类型，通过对恒压供水系统的设计，加深对可编程控制器实际应用以及工业自动化的了解。

四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线

1．查找相关资料参考相关文献。

2．借鉴国内外学者的设计经验。

3. 讨论并研究，确定设计方案。

4. 参加具休实践和实验。

5．教师指导，亲自操作实验。