基于S7-200PLC的节能供水系统设计_开题报告

一、国外的现状与进展

（一）、PLC的现状与进展

可编程控制器已经发展到第四代，采用多CPU技术，成各种类型、模式，应用于各种领域、各种系统。随着机电一体化、机电光仪一体化等交叉学科的发展，使得数控技术进入了一个崭新的阶段。随着微电子技术的发展，由小型计算机再加上通用或专用大规模集成电路组成的计算机数控装置性能更为完善，在机械制造、电气控制及其自动化领域相继出现了直接数字控制系统（DDC），柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），综合运用计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、智能机器人、集散控制系统（DCS）、现场总线控制系统等多项高新技术，形成了从产品设计与制造和生产管理的智能化生产的完整体系，将自动制造技术推进到更高水平，可编程控制器技术功不可没。

（二）、供水系统的现状与进展

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。目前国外的恒压供水系统设备成熟可靠、技术先进。国外变频供水系统在设计时主要采用一台变频器只带一台水泵机组的方式。这种运行方式安全可靠，变压方式灵活，但缺点是电机数量与变频器数量一样，投资成本高。

二、国内的现状与进展

（一）、PLC的现状与进展

我国的PLC生产目前也有一定的发展，产品主要为中小微型。与国外一样，在我国PLC已经广泛应用于冶金、矿业、机械、航天医疗、轻工业等各个领域，我国PLC的市场超过100亿元，但形成产品化的生产企业约30多家，国内产品市场占有率不超过10%。

（二）、供水系统的现状与进展

国内的供水方式传统与现代的并存。

按照其设备设计的原理，传统供水方式有以下几类：恒速泵直接汲水方式；恒速泵和高位水塔相结合的供水方式；恒速泵与高位水箱相结合的供水方式；恒速泵与隔膜气压罐相结合的供水方式。

随着时代不断的发展，节能低碳越来越受到人们的关注，随着热潮，供水行业也研究出新的技术：变频供水以及无负压技术。

变频控制手段在各种各样的设备上都会被使用，这也是当今较为认可与着重研究开发的一项技术，使用变频控制柜控制供水设备的运行频率，以达到节能控制的效果。无负压技术同样也是为了设备的节能效果，它改变了从水箱取水的供水设备工作模式，最大化利用从市政管网输送过来的水压，通过直接增压的方式完成自来水的输送。

新一代的PLC具有PID调节功能，它的应用已经从开关量控制扩大到模拟量控制领域，广泛地应用于航天、冶金、轻工、建材等行业。PLC技术与变频恒压供水技术的结合，更能提高供水系统的性能、可操作性等。

三、存在问题

（一）、从未来发展方向考虑

根据现代技术的发展情况、节能环境的迫切需求、以及人类对舒适生活的追求，可以预见，未来的供水技术将会向以下方向发展：

高性能化

任何一种产品，其功能性是其存在的基础，可靠性是其发展的依据。通用性与抗干扰性决定了它的应用领域。随着产品需求、科技与技术的提高，供水系统性能只会越来越高。

易操作与智能化

PLC供水系统终究是来应用的，它的易操作性决定了它的认可程度，随着科技与技术的发展，易操作与智能化低的产品终将被操作与智能化高的产品代替

专业化与系统一体化

考虑到产品的应用场景，不同的场景要会有不同的、特定的要求，这就要求产品更具专业化，以及与产品所在系统的配合性也要达到高度一体化，比如与智能楼宇的结合。

结合现状，从未来发展的需求考虑，眼下的技术还有一定差距。

（二）、从现行供水技术手段上考虑

现在国内各场所的供水方式五花八门，有些地方甚至还在使用政府明确要求淘汰的供水用水装置。以下针对现在相对主流的供水形式，讨论其供水技术手段上的优劣：

传统的供水方式，都采用恒速泵，其中直接汲水供水方式结构简单、造价较低，但是能源利用率低、并且有可能对供水管道造成损坏、水压波动较大，因此供水质量比较差。高位水塔与高位水箱的供水方式，也在水质二次污染隐患，供水方式不够灵活，过程由人工操作。隔膜气压罐方式，建设快、灵活性大、防震、可减少水质污染隐患、能减少管道中的噪声和水锤效应；缺点是需要使用张力膜、运行效率低、压力变化大、维护费用高、耗费能量大。

由于传统的供水方式都采用恒速泵，泵在启动时启动电流可以达到额定电流的4~7倍，并且这个电流大部分为感性电流，会造成电网电压的下降及干扰，再加上水量消耗会引起泵的频繁启停，这样将会对电网造成频繁的冲击。

变频器调速技术可以很好的解决电机启停对电网冲击的问题，但变频器大量使用了晶闸管等非线性电力电子元件，不管采用哪种整流方式，变频器均是以脉动的断续方式向电网吸取电流，这个脉动电流会与电网的沿路阻抗对电网的影响叠加在一起使电压产生畸变，即对电网造成谐波影响；另外，变频器的高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，且会令电机的震动和噪声变的更加复杂。

无负压（叠压）供水，虽然由于气压罐的使用，解决了设备直接连接市政管路导致的负压的问题，且本身还是保持着较为稳定的工作性能，但同样还需要改进减少回流等问题的产生。

本^范文是设计一种以PLC为控制核心的节能供水系统。

B. ^范文提纲格式

引言

一、技术与模型探讨

（一）主要技术或设备

（二）主要模型与探讨

二、系统方案的确定

三、硬件系统的设计

（一）硬件的选型

（二）电路的设计

四、编程软件的使用与系统程序设计

（一）编程软件的使用

（二）系统程序的设计

五、系统的调试

结束语

参考文献

致谢

C. 参考文献

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