高層建筑物恒壓供水控制系統及組態監控學士學位論文-wenkub.com

　 　

【正文】 在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點，使得論文能夠及時完成，這里一并表示真誠的感謝。最后，我要特別感謝我的導師趙達睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關心和愛護。最后，我要感謝我的父母對我的關系和理解，如果沒有他們在我的學習生涯中的無私奉獻和默默支持，我將無法順利完成今天的學業。從他身上，我學到了許多能受益終生的東西。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。首先非常感謝學校開設這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了經驗，奠定了基礎。畢業設計（論文）使用授權聲明本人完全了解濱州學院關于收集、保存、使用畢業設計（論文）的規定。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。還要感謝07級的各位兄弟姐妹的支持和幫助。石老師在我們論文的前期準備、編寫過程及收尾階段都給予了很多幫助和指導意見，不斷給我方向性的建議和指導，又不斷鼓勵我獨立思考，提出自己的見解，鍛煉了我獨立科研的能力，這一切都將使我受益終身。現將工作總結如下：首先制定系統的總體方案和實施的步驟，了解系統的工作原理、控制任務、總體結構、工作流程以及完成系統所需要的硬件，設計好相關的電路接線圖，控制原理圖，外部端子圖等；熟悉了PLC硬件的工作原理，完成了PLC軟件的開發，成功實現了用一臺PLC和一臺變頻器對三臺水泵的順序控制，達到了恒壓供水的目標，并將高效節能的變頻調速技術成功的應用到了系統中，達到了節能供水的目標。對總數為三臺泵的生活/消防雙恒壓供水系統的基本要求是：（1）生活供水時系統低恒壓值運行，消防供水時系統高恒壓值運行，生活用水時用生活管道，消防用水時用消防管道，兩種供水方式走不一樣的管道；（2）生活/消防各使用三臺泵，并根據各自的需要設定壓力，采取“先開先停”的原則接入和退出；（3）在用水量小的情況下，如果一臺泵連續運行時間超過設定的切換時間，則要切換到下一臺泵，即系統具有“倒泵功能”，避免某一臺泵工作時間過長；（4）三臺泵在啟動時要有軟啟動功能；（5）要有完善的報警功能；（6）水位上升到上限，則關閉開水閥。則運行當中可自動記錄已報警變量的情況（設定變量時需先設置需要報警的變量），可作為評定控制系統運行質量的依據。（5）建報表、報警記錄、實時和歷史趨勢曲線。在畫面內繪好需要的界面之后，選擇菜單“文件”｜“全部存”，保存成果。當畫面打開時，工具箱自動顯示。（2）新建畫面。(2) 校正系數:主要是對壓力顯示進行校正，使壓力顯示與壓力表顯示一致。如為寫成功，則開啟定時器1，定時采樣；如讀成功，接收到的是采樣數據則進行顯示和調用神經網絡進行數字處理，處理完畢發送頻率和設定壓力值，并開啟定時器2，等待響應。生活供水時系統設定為滿量程的70%，消防供水時系統設定為滿量程的90%。然后再從頭開始掃描執行，周而復始重復運行[2]。 PLC程序設計PLC運行時，是通過執行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務的，需要執行眾多的操作，但CPU不可能同時去執行多個操作，它只能按分時操作（串行工作）方式每一次執行一個操作，按順序逐個執行。當最后一臺水泵投入運行， 變頻器輸出頻率達到上限頻率45Hz 時， 壓力仍未達到設定值時，控制系統就會發出水壓超限報警。當用水量增加水壓減小時， 通過壓力閉環和恒壓控制器，增加水泵的轉速到另一個新的穩定值， 反之， 當用水量減少水壓增加時， 通過壓力閉環和恒壓控制器， 減小水泵的轉速到另一個新的穩定值。當Y007輸出1時，水池水位上下限報警指示燈HL7點亮；當Y014輸出1時，變頻器故障報警指示燈HL8點亮；當Y011輸出1時，白天供水模式指示燈HL9點亮；當Y012輸出1時，報警電鈴HA響起；當Y013輸出1時，中間繼電器KA的線圈得電，常開觸點KA閉合使得變頻器的頻率復位；處于自動控制狀態下，自動運行狀態電源指示燈HL10一直點亮。單刀雙擲開關SA打至2端時開啟自動控制模式，自動控制的工作狀況由PLC程序控制。SB1按下時由于KM2常閉觸點接通電路使得KM1的線圈得電，KM1的常開觸點閉合從而實現自鎖功能，電機M1可以穩定的運行在工頻下。對變頻器頻率進行復位是只提供一個干觸發點信號，本系統通過一個中間繼電器KA的觸點對變頻器進行復頻控制。[16]選擇的警鈴和報警燈如下： BHWK—6型報警警鈴其部分參數如下：電源電壓：AC220V或DC124V 振鈴響度：≥90dB 外型尺寸：21021090mm 安裝尺寸：185mm 旋轉警示燈(XZ108)主要參數尺寸：（D*H）Ф100mm180mm顏色：紅、黃、藍、綠、白（供選擇）工作電壓：AC 220V、380V DC 12V、24V安裝方式：螺絲防護等級：IP564 系統電路設計4．1系統控制電路。E)介質溫度≤155℃公稱壓力工作壓差 電源電壓220 公稱通徑(mm)50功 耗（VA）≤17安裝尺寸 型號通徑mm連接方式外形尺寸長 mm高 mmZCT33G 1/84060ZCT66G 1/25082ZCT1010G 1/270110ZCT1515G 3/480115ZCT2525G 3/480115選逆止閥：逆止閥、單向閥、止回閥都是一種閥門的不同叫法，它的作用是防止流體在管道中倒流。.電磁閥 ：JO11SA不銹鋼電磁閥是自動控制系統中常見的管路開關元件，被廣泛應用于石油、化工、冶金、紡織、食品、造船、醫療、環保及其他各工業部門的管路裝置中，完成系統中氣體、蒸汽、液體、油類(≤4176。 觸摸屏示意圖當系統采用手動或變頻固定方式運行時，如果電機的功率較大，不允許直接啟動時，需采用軟啟動器或自耦變壓器進行降壓啟動。由于電位器設置在齒輪傳動機構上，因此當齒輪傳動機構中的扇形齒輪產生偏轉時，固定在扇形齒輪軸上的電刷也相應地在滑線電阻上滑行，從而使被測壓力的變化轉換為電阻值的變化，傳至二次儀表上，指示出相應的壓力值，同時現場儀表也指示相應的壓力值。因為在儀表內部設置一個滑線電阻式發送器，故可把被測值以電量值傳至遠離測量點的二次儀表上，以實現集中檢測和遠距離控制。四、技術參數：流量：；揚程：20150m；功率：；轉速：2900r/min；溫度范圍：0+80℃；工作壓力：≤。三、產品特點：水力模型先進：效率高，性能范圍廣。V主要參數（詳細信息）如下：一、產品概述：LG型高層建筑多級給水泵，系立式單吸多級分段式離心泵，供輸送常溫清水及物理化學性質類似于清水的液體。mm產品流量：24則水泵的最大流量應為24m3/。180戶，平均一戶4人。液體性質，包括液體介質名稱，物理性質，化學性質和其它性質，物理性質有溫度c密度d，粘度u，介質中固體顆粒直徑和氣體的含量等，這涉及到系統的揚程，有效氣蝕余量計算和合適泵的類型：化學性質，主要指液體介質的化學腐蝕性和毒性，是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據。流量是選泵的重要性能數據之一，它直接關系到整個裝置的的生產能力和輸送能力。 經濟上要綜合考慮到設備費、運轉費、維修費和管理費的總成本最低。 必須滿足介質特性的要求。根據以上理論，選用三菱FRA540系列變頻器。常見有下列幾種結構類型可供設計中選用:（1）敞開型IP00。變頻器與電動機的匹配主要是電動機的額定電壓及電流，如果電動機額定電流小于同功率的變頻器額定電流，一般來說用同等功率的就足夠了，但如果大了，只好用大一級的變頻器。變頻器的容量選擇不能以電動機額定電流為依據。負載電流不超過變頻器額定電流是選擇變頻器容量的基本原則。一般當電動機與變頻器距離超過50m時，應在它們中間串入電抗器、濾波器或采用屏蔽防護電纜。在變頻器選型前應掌握傳動系統的以下參數:（1）電動機的極數。其總的原則是首先保證可靠地滿足工藝要求，再盡可能節省資金。SC09通信編程器，采用RS485網絡通信。 PLC容量的選擇PLC容量主要是指是PLC的I/O點數，I/O點數也應留有適當裕量。選擇PLC應包括PLC機型、容量等的選擇。當采用手動控制時，必須采用自耦變壓器降壓啟動或軟啟動的方式以降低電流，本系統采用軟啟動器。初始運行時，必須觀察電動機的轉向，使之符合要求。同樣從工頻轉為變頻時，也必須先將工頻接觸器斷開，才允許接通變頻器輸出端接觸器，所以KM1和KMKM3和KMKM5和KM6絕對不能同時動作，相互之間必須設計可靠的互鎖。當電機工頻運行時，連接至變頻器的隔離開關及變頻器輸出端的接觸器斷開，接通工頻運行的接觸器和隔離開關。PLC中的模擬量模塊輸出模擬量(OuT0)使變頻器變頻啟動第一臺泵，即開關量KM2閉合。[2] ：（1）分析被控對象并提出控制要求；（2）確定輸入輸出設備；（3）選擇PLC機型；（4）分配I/O點并設計PLC外圍硬件電路；（5）程序設計和程序模擬調試；（6）硬件實施主要進行控制臺等硬件的設計與現場施工；（7）聯機調試；（8）根據調試的最終結果編制技術文件。(4) 當用水量下降水壓升高，變頻器的輸出頻率降至下限頻率，用戶管網的實際水壓仍高于設定壓力值，并且滿足減少水泵的條件時，系統將工頻泵M2關掉，恢復對水壓的閉環調節，使壓力重新達到設定值。(2) 當用水量增加水壓減小時，壓力變送器反饋的水壓信號減小，偏差變大，PLC的輸出信號變大，變頻器的輸出頻率變大，所以水泵的轉速增大，供水量增大，最終水泵的轉速達到另一個新的穩定值。2％之內；在監控計算機上可以設定系統供水壓力（液位），可以顯示系統運行狀態。采用該系統進行供水可以提高供水系統的穩定性和可靠性，同時系統具有良好的節能性，這在能源日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設計該系統，對于提高企業效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現實意義。(5) 單片機變頻調速供水系統也能做到變頻調速，自動化程度要優于上面4種供水方式，但是系統開發周期比較長，對操作員的素質要求比較高，可靠性比較低，維修不方便，且不適用于惡劣的工業環境。傳統的小區供水方式有：恒速泵加壓供水、氣壓罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和電池滑差離合器調速的供水方式、單片機變頻調速供水系統等方式，其優、缺點如下[1]：(1) 恒速泵加壓供水方式無法對供水管網的壓力做出及時的反應，水泵的增減都依賴人工進行手工操作，自動化程度低，而且為保證供水，機組常處于滿負荷運行，不但效率低、耗電量大，而且在用水量較少時，管網長期處于超壓運行狀態，爆損現象嚴重，電機硬起動易產生水錘效應，破壞性大，目前較少采用。分析水泵的能耗比較圖，可以看出利用變頻器實現變頻調速恒壓供水，當水泵電機轉速降低時，流量與轉速成正比，功率以轉速的三次方下降，與傳統供水方式閥門節流控制相比，可以大幅度降低能耗，本系統節能效果明顯。水泵機組采用循環使用的方式運行。作者簽名： 日期： 年 月