可编程控制器PLC在供水工程控制自动化系统中的应用-开题报告-文献综述-参考文献

自从改革开放以来我国经济快速发展，城市的建设和人民生活水平的不断提高使得城市的需水量增大，因此对城市供水系统提出了更高的要求，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响城市的建设和经济的发展，也影响到了居民的正常生活和工作。

而实现城市21世纪经济可持续发展战略，水资源是重要保障条件。只有加强水资源的统一管理，合理开发利用，才能促进经济的可持续发展。目前我国供水系统中的泵站效率低，供水运行仍处于较落后的管理状态，水资源浪费现象十分严重，不能适应现代社会发展的需要。因此，如何科学地规划新的或改建旧的供水系统，如何科学地进行供水调度，是摆在人们面前的一个需要解决的问题。

1.1国内外供水系统现状

1.1.1国外供水系统现状

国外由于工业技术水平比较发达,由于集成电路的出现和大量使用,使其自动化控制技术飞速发展,水工业专用设备不断发展与完善,相应的推动了供水自动化技术有了质的飞跃,他们不仅有先进的设计,而且还有先进的设计理念,因此供水系统自动化程度很高;

随着变频技术的发展,国外在水工业中提出来了变频恒压供水理念,且国外许多生产控制设备的生产厂家,设计出了专用于供水系统的专用变频器并应用于供水系统,使变频恒压供水系统具有高可靠性、自动化程度高、技能效果明显等优点。

1.1.2国内供水系统现状

国内供水系统基本现状:水工业整体技术水平低,在制水供水方面很多地方还处于人工操作,只有经济条件好的地方采用了部分先进的设备使其达到局部单闭环控制或远程人工遥控。

而现在主要使用的供水方式是恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水。恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。水塔高位水箱供水具有控制方式简单、运行经济合理、短时间维修或停电可不停水等优点，但存在基建投资大，占地面积大，影响城市整体规划，维护不方便，水泵电机为硬起动、起动电流大等缺点，频繁起动易损坏联轴器，且能耗大。

1.2国内传统供水系统中存在的问题和目前供水系统的发展方向

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基建投资多，而最主要的缺点是水压不能保持恒定，导致部分设备不能正常工作。因此随着人们对供水的质量和供水系统可靠性的要求不断提高,把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统的新要求。

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。因而变频恒压供水技术是近年来我国大部分水厂供水系统发展的方向。

1.3  PLC和变频技术在供水系统的应用和国内外研究现状

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。

变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。在早期，由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起动控制以及制动控制、压频比控制以及各种保护功能。应用在变频恒压供水系统中，变频器仅作为执行机构，为了满足供水量大小需求不同时，保证管网压力恒定，需在变频器外部提供压力控制器和压力传感器，对压力进行闭环控制。电磁接触器工作，可构成最多7台电机(泵)的供水系统。这类设备虽微化了电路结构，降低了设备成本，但其输出接口的扩展功能缺乏灵活性，系统的动态性能和稳定性不高，与别的监控系统(如BA系统)和组态软件难以实现数据通信，并且限制了带负载的容量，因此在实际使用时其范围将会受到限制[3]。目前国内有不少公司在做变频恒压供水的工程，大多采用国外的变频器控制水泵的转速，水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，有的采用可编程控制器(PLC)及相应的软件予以实现；有的采用单片机及相应的软件予以实现。但在系统的动态性能、稳定性能、抗扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说，还远远没能达到所有用户的要求。目前在国内外变频调速恒压供水控制系统的研究设计中，对于能适应不同的用水场合，结合现代控制技术、网络和通讯技术同时兼顾系统的电磁兼容性(EMC)的变频恒压供水系统的水压闭环控制研究得不够。因此，有待于进一步研究改善变频恒压供水系统的性能，使其能被更好的应用于生活、生产实践[4]。

^范文提纲

1绪论

1.1国内外供水系统现状

1.2供水系统的发展方向和PLC技术在供水系统中应用存在问题

1.3 PLC和变频技术在供水系统的应用和国内现状

1.4本课题的来源及其主要研究内容

2系统控制方案的确定及硬件设计

2.1控制方案的确定

2.2控制系统的硬件设计

2.2.1系统主要配置的选型

2.2.2主电路方案设计

2.2.3控制电路设计

2.2.4 PLC的I/O端子分配及接线图

2.2.5变频器功能设定及接线图

3系统软件开发

3.1 PLC控制程序的设计

3.2全自动变频恒压运行方式分析

3.3 PLC程序的设计方法

3,4控水系统控制程序设计

3.5系统可靠性措施

三、参考文献

[1] 刘祖润，胡俊达. 《^文档设计指导》[M].北京：机械工业出版社，1996

[2] 陈立定. 《电气控制与可编程序控制器》[M].广州：华南理工大学，2001

[3] 王永华. 《现代电气控制及PLC应用技术》[M].北京：北京航空航天大学出版社，1992

[4] 石红梅. 《变频技术原理与应用》[M].北京：机械工业出版社，2004

[5] 范永胜，王岷. 《电气控制与PLC应用》.中国电力出版社,2004

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[7] 王廷才, 王伟. 《变频器原理及应用》[M].北京：机械工业出版社，2005

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[13] David G Jonson 《Programmable controllers for Factory Automation 》New York and Basel: Marcel Dekker Inc, 1987