某小区变频恒压供水系统设计答辩ppt

论 文 内 容 课 题 研 究 背 景 及 意 义 系 统 总 体 设 计 方 案 硬 件 设 计 软 件 流 程 总 结 课 题 研究背景及意义 随 着 社 会 主 义 市 场 经 济 的 发 展 ， 人们 对 供 水 质 量 和 供 水 系 统 可 靠 性 的要 求 不 断 提 高 ； 再 加 上 目 前 能 源 紧缺 ， 利 用 先 进 的 自 动 化 技 术 、 控 制技 术 以 及 通 讯 技 术 ， 设 计 高 性 能 、高 节 能 、 能 适 应 不 同 领 域 的 恒 压 供水 系 统 成 为 必 然 的 趋 势 。 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 。 系 统 的 总 方 案本 论 文 采 用 西 门 子 公 司 的 MM4 3 0变 频 器 、 K-TP7 1 8 Micro型 触 摸 屏和 S7 -2 0 0 PLC实 现 恒 压 供 水 和 数 据传 输 ， 然 后 用 数 字 PID对 系 统 中的 恒 压 控 制 进 行 设 计 。 本 系 统 包含 4 台 水 泵 电 机 ， 它 们 组 成 变 频循 环 运 行 方 式 。 采 用 变 频 器 实 现对 四 台 水 泵 电 机 的 软 启 动 和 变 频调 速 ， 运 行 切 换 采 用 “ 先 启 先 停 ”的 原 则 。 系 统 组 成 框 图 PLC控 制 系 统 的 配 置选 用 主 机 为 CPU2 2 4 一 台 ， 加上 一 台 扩 展 模 块 EM2 2 2 (8 继电 器 输 出 ),在 扩 展 一 个 模 拟 量模 块 EM2 3 1 触摸屏的选择K-TP7 1 8 Micro型 触 摸 屏 采 用 3 2 位 ARM7 的CPU处 理 芯 片 ， 拥 有 超 大 的 内 存 空 间 ， 使系 统 在 很 短 的 时 间 内 就 可 以 快 速 启 动 。按 键 操 作 响 应 时 间 较 短 。 它 有 6 个 功 能 键 ，有 电 源 指 示 灯 和 通 信 指 示 灯 。 触 摸 屏 和功 能 键 的 组 合 操 作 简 化 了 操 作 和 监 视 过程 。 在 操 作 时 ， LED会 显 示 操 作 状 态 ， 在进 行 触 摸 操 作 时 将 发 出 声 音 提 示 ， 为 操作 员 的 操 作 提 供 安 全 保 障 。 变频器的选用变 频 器 主 要 分 通 用 型 和 供 水 专 用 型 两 大 类 ，在 供 水 系 统 中 ， 当 然 要 选 择 供 水 专 用 型 变 频器 ， 这 类 变 频 器 内 部 具 有 PID控 制 器 ， 同 通 用型 变 频 器 相 比 ， 其 在 低 速 带 载 能 力 方 面 要 差一 些 ， 不 过 足 以 满 足 具 有 低 速 轻 载 特 性 的 水泵 负 载 。 综 合 考 虑 品 牌 、 价 格 、 稳 定 性 等 方面 ， 本 系 统 选 用 西 门 子 MM430供 水 专 用 型 变频 器 。 压 力 传 感 器 的 选 择压 力 变 送 器 用 于 检 测 管 网 中 的 水 压 ， 常 装 设 在 泵 站 的 出 水 口 ， 压 力 传 感 器 和 压 力变 送 器 是 将 水 管 中 的 水 压 变 化 转 变 为 1 5 V或 4 2 0 mA的 模 拟 量 信 号 ， 作 为 模 拟输 入 模 块 (A/D模 块 )的 输 入 ， 在 选 择 时 ， 为 了 防 止 传 输 过 程 中 的 干 扰 与 损 耗 ， 我 们采 用 4 2 0 mA输 出 压 力 变 送 器 .在 运 行 过 程 中 ， 当 压 力 传 感 器 和 压 力 变 送 器 出 现 故障 时 ， 系 统 有 可 能 开 启 所 有 的 水 泵 ， 而 此 时 的 用 水 量 又 达 不 到 ， 这 就 使 水 管 中 的水 压 上 升 ， 为 了 防 止 爆 管 和 超 高 水 压 损 坏 家 中 的 用 水 设 备 (热 水 器 、 抽 水 马 桶 等 )，本 文 中 的 供 水 系 统 使 用 电 极 点 压 力 表 的 压 力 上 限 输 出 ， 作 为 PLC的 一 个 数 字 量 输入 ， 当 压 力 超 出 上 限 时 ， 关 闭 所 有 水 泵 并 进 行 报 警 输 出 根 据 以 上 的 分 析 ， 本 设 计中 选 用 普 通 压 力 表 Y-1 0 0 和 XMT-1 2 7 0 数 显 仪 实 现 压 力 的 检 测 、 显 示 和 变 送 。 压 力表 测 量 范 围 0 1 Mpa， 精 度 1 .0 ； 数 显 仪 输 出 一 路 4 2 0 mA电 流 信 号 ， 送 给 与CPU2 2 4 连 接 模 拟 量 模 块 EM2 2 1 ， 作 为 PID调 节 的 反 馈 电 信 号 ， 可 设 定 压 力 上 、 下 限 ， 通 过 两 路 继 电 器 控 制 输 出 压 力 超 限 信 号 。 控 制 系 统 主 电 路 数 字 量 I/O分 配输 入 设 备 输 出 端 口 输 出 设 备 输 出 继 电 器输 入 设 备 名 称 代 号 输 出 设 备 名 称 代 号变 频 器 故 障 信 号 KA1 I0.0 变 频 器 前 接 触 器 KM0 Q0.0变 频 器 运 行 频 率 降 至 最 低 频率 KA2 I0.1 泵 1变 频 KM1 Q0.1 运 行 频 率 为 50赫 兹 KA3 I0.2 泵 1工 频 KM5 Q0.2无 水 保 护 SL I0.3 泵 2变 频 KM2 Q0.3急 停 SB I0.4 泵 2工 频 KM6 Q0.4 泵 3变 频 KM3 Q0.5 泵 3工 频 KM7 Q0.6 泵 4变 频 KM4 Q0.7 泵 4工 频 KM8 Q1.00 故 障 报 警 HL Q1.1 变 频 器 启 /停 SA0 Q2.0 恒 压供 水系 统主 程序 流程 图 PID控 制 算 法PID调 节 仪 根 据 压 力 传 感 器 采 集 来 的 信号 进 行 PID运 算 ， 并 将 其 运 算 的 结 果 送给 变 频 器 作 为 给 定 ， 该 PID调 节 仪 带 有上 下 限 报 警 的 功 能 。 良 好 的 人 机 界 面 。可 以 对 其 参 数 进 行 设 定 。 通 过 其 参 数 设定 P I D的 值 。 在 本 系 统 中 因 为 要 求 是 滞后 的 系 统 。 所 以 只 采 用 PI调 节 就 可 以 ，因 为 有 了 D系 统 很 难 调 节 。 整 个 系 统 中PID调 节 仪 直 接 决 定 整 个 系 统 的 好 坏 ，它 也 影 响 整 个 系 统 的 使 用 寿 命 。 本 系 统 以 管 网 压 力 为 控 制 对 象 ， 为 保 证 控 制 系 统 的 输 出 很好 地 跟 随 给 定 值 的 变 化 ， 满 足 压 力 跟 踪 良 好 的 动 /静 态 特性 ， 采 用 了 图 所 示 的 闭 环 控 制 系 统 。 来 自 压 力 传 感 器 的 压力 反 馈 信 号 经 A/D转 换 成 为 PLC内 部 的 PV(n)， 即 当 前 值 ；并 与 设 定 压 力 SP(n)相 比 较 ， 得 到 调 节 器 输 入 的 误 差 量 e(n)，e(n)通 过 PLC的 PID运 算 ， 得 到 调 节 器 数 字 化 输 出 M(n)， M(n)再 经 过 D/A转 化 为 模 拟 量 信 号 ， 作 为 变 频 器 频 率 调 节 的 输入 变 频 器 的 频 率 和 电 压 变 化 影 响 着 水 泵 电 机 的 旋 转 速 度 ，从 而 达 到 维 持 压 力 恒 定 的 目 的 。 总 结变 频 恒 压 供 水 是 人 们 生 活 中 的 一 个 现 实 问 题 ,控 制 系 统的 性 能 对 供 用 水 质 量 和 节 能 指 标 的 实 现 起 着 决 定 性 的 作用 。 本 课 题 的 研 究 ,涉 及 检 测 、 控 制 、 PLC网 络 通 讯 等 领域 。 在 对 恒 压 供 水 的 系 统 特 点 及 控 制 目 标 进 行 深 入 研 究的 基 础 上 ， 构 建 了 一 个 由 工 业 控 制 计 算 机 、 可 编 程 序 控制 器 、 变 频 器 组 成 的 控 制 系 统 ， 通 过 PLC进 行 PID运 算 ，本 课 题 的 研 究 成 果 对 提 高 供 水 质 量 、 节 约 能 源 都 具 有 一定 的 工 程 实 用 价 值 。 四 度 春 风 化 绸 缪 ， 几 番 秋 雨 洗 鸿 沟 。 黑 发 积 霜 织 日 月 ， 粉 笔 无 言 写 春 秋 。 蚕 丝 吐 尽 春 未 老 ， 烛 泪 成 灰 秋 更 稠 。 春 播 桃 李 三 千 圃 ， 秋 来 硕 果 满 神 州 。 老 师 您 辛 苦了