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免费毕业论文--变频恒压供水系统(一)-自动化毕业(3)

2013-07-16 01:03 编程控制器最多只能替代200～300个继电器组成的控制系统，在体积方面，与现在的可编程控制器相比，可以说是庞然大物。
 进入70年代，随着中小规模集成电路的工业化生产，可编程控制器技术得到了较大的发展。可编程控制器功能除逻辑运算外，增加了数值运算、计算机接口、模拟量控制等；软件开发有自诊断程序，程序存储开始使用EPROM；可靠性进一步提高，初步形成系列，结构上开始有模块式和整体式的区分，整机功能从专用向通用过渡。
 70年代后期和80年代初期，微处理器技术日趋成熟，单片微处理器、半导体存储器进入工业化生产，大规模集成电路开始普遍应用。可编程控制器开始向多处理器发展，使可编程控制器的功能和处理速度大为增强，并具有通信和远程I/O能力，增加了多种特殊功能，如浮点运算、三角函数、查表、列表等，自诊断和容错技术也迅速发展。
 80年代后期到90年代中期，随着计算机和网络技术的普及应用，超大规模集成电路、门阵列以及专用集成电路的迅速发展，可编程控制器的CPU已发展为由16位或32位微处理器构成，处理速度得到很大提高，高速计数、中断、PID、运动控制等功能引入了可编程控制器。使得可编程控制器控制器能够满足工业生产过程的各个领域，可编程控制器已完全取代了传统的逻辑控制装置，模拟量仪表控制器装置和以小型机为核心的DDC（直接数字控制）控制装置。由于联网能力增强，可和上位计算机联网，也可以下挂，从而组成分布式控制系统已无困难。梯形图语言和语句表语言完全成熟，基本上标准化，顺序功能图语言逐步普及，专用的编程器已被个人计算机和相应编程软件所替代，人机界面装置日趋完善，已能进行对整个工厂的监控、管理，并发展了冗余技术，大大加强了可靠性。 （科教范文网 lw.nseaC.Com编辑发布）
 进入21世纪，可编程控制器仍保持旺盛的发展势头，并不断扩大其应用领域，如为用户配置柔性制造系统和计算机集成制造系统。目前可编程控制器主要向两个方向扩展：一是综合化控制系统，它已经突破了原有的可编程控制器的概念，将工厂生产过程控制与信息管理系统密切结合起来，这种发展趋势带来工业控制的一场变革，实现真正意义上的电子信息化工厂；二是微型化的可编程控制器使得控制系统可将触角延伸到工厂的各个角落。随着世界经济一体化进程的加快，在技术发展的同时，发达更加注重了对可编程控制器的知识产权的保护，国际大型可编程控制器制造商纷纷加入了可编程控制器的国际标准化组织，他们利用许多技术标准建立了符合他们经济的技术保护壁垒。
 1.4本文的主要研究内容
 经过系统分析，并结合供水生产实际，本次研究的主要内容和目标是基于PLC的单台变频器拖动多台电机变频运行的恒压供水系统的研制，该系统利用变频器实现水泵电机的软起动和调速，同时把水泵电机控制纳入自动控制系统。整个系统的操作控制实现自动化管理，设备管理达到最优效果，运行调节达到最佳节能。具体而言，包括以下内容：
 1.对水泵电机的调控技术进行分析。
2.介绍了基于PLC的变频调速恒压自动控制供水系统，该系统由一台变频器拖动多台水泵电机变频运行。压力传感器采样管网压力信号经PID处理传送给变频器，变频器根据压力大小调速电机转速，保证管网的压力恒定。重点对变频调速恒压供水系统的构成和工作过程，控制系统的硬件设计和PLC程序设计进行研究。
 3.　对PID控制器的基本原理的介绍。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 第2章　水泵调控技术
 2.1水泵调控技术
 水泵广泛应用于国民经济的各个行业中，但在供水行业中，普遍采用的是离心式叶片泵，也称离心泵。离心泵是利用叶轮旋转时产生离心力的原理工作的。在启动前必须使泵和进水管充满液体，当叶轮在泵壳内高速旋转时，液体质点在离心力的作用下被甩向叶轮边缘，并汇集到泵壳内，使液体或的动能和压能，并沿着出水管道输送出去。
 在供水企业中，水泵的电能消耗及设备维护管理费用，在生产成本中占有很大的比例。水泵电机作为一种高耗能通用机械，其耗电量占全国总耗电量的21%以上，具有很大的节能潜力。由于常规恒速供水系统是采用常规的阀门来控制供水量的，而轴功率与转速的三次方成正比，造成相当部分的电能消耗在阀门和额定转速运行下的电机。因此，这种调控方式虽然简单，但从节能的角度来看，很不经济。近年来，电机调速技术的应用，为水泵电机的节能开辟了一个新途径。
 它可以通过调节电动机的转速来适应水量和水压的变化，使水泵始终在高效区工作，将大大降低水泵的能耗，合理地进行设备的管理与维护，对节约能源和提高供水企业的经济效益具有极其重要的意义。
 
 2.1.1水泵的工作参数
 水泵的工作参数共有六个，即：流量、扬程、功率、效率、转速及允许吸上真空高度或气穴余量。
 1.流量Q
 水泵流量是指水泵在单位时间从水泵出水口排出的水量，可分为体积流量和质量流量两种。
 2.扬程H
 水泵扬程也称水头，是水泵由叶轮传给单位质量液体的总能量，可以由水泵进水口、出水口断面上的单位总能量E1、E2的差值表示，其单位以m计。
3.功率P
 水泵的功率有有效功率和轴功率两种。有效功率为泵内液体实际所获得的净功率，可以根据流量和扬程来计算。轴功率是水泵在一定流量扬程下运行时所需的外来功率，即由动力机传给水泵轴上的功率。轴功率不可能全部传给液体，而要消耗一部分功率后，才成为有效功率。
 4.效率
 水泵效率标志着水泵传递能量的有效程度，亦即反映了泵内功率损失的大小，是一项重要的技术经济指标。它由泵内水力效率、机械效率和容积效率等三个局部效率组成。
 5.转速n
 转速是指叶轮每分钟的转数。水泵铭牌上所标明的额定转速是设计工况时的转速，当转速改变后，水泵的工作性能也随之改变。
 6.允许吸上真空高度或临界气穴余量
 二者是表征水泵吸水性能或气穴性能的参数，它们是确定水泵安装高度和评述水泵发生气穴与气蚀问题的主要参数。
 
 2.1.2　调速节能分析
 （1）供水系统的基本特性和工作点
 扬程特性是以供水系统管路中的阀门开度不变为前提，表明水泵在某一转速下，扬程H与流量Q之间的关系曲线H=ƒ(Q)，如图1-2所示。由图知，流量Q越大，扬程H越小。由于在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量的大小取决于用户的用水情况，因此，扬程特性所反映的是扬程H和用水流量间的关系H=ƒ()。
 管阻特性是以水泵的转速不变为前提，表明阀门在某一开度下，扬程H与流量Q之间的关系曲线H=ƒ(Q)，如图1-2所示。管阻特性描绘了水泵的能量用来克服泵系