1、理工科類本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告論文(設(shè)計)題目基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計作者所在系別機械工程系作者所在專業(yè)測控技術(shù)與儀器作者所在班級B08121作 者 姓 名莊海全作 者 學(xué) 號08指導(dǎo)教師姓名趙保亞指導(dǎo)教師職稱講師完 成 時 間2012年2月北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制說 明1根據(jù)學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(論文)工作暫行規(guī)定，學(xué)生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告。開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。2開題報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)教研室論證審查后生效。開題報告不合格者需重做。3畢業(yè)設(shè)計開題報告各

2、項內(nèi)容要實事求是，逐條認(rèn)真填寫。其中的文字表達要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。4開題報告中除最后一頁外均由學(xué)生填寫，填寫各欄目時可根據(jù)內(nèi)容另加附頁。5閱讀的主要參考文獻應(yīng)在10篇以上（土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減），其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。6參考文獻的書寫應(yīng)遵循畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范要求。7開題報告應(yīng)與文獻綜述、一篇外文譯文和外文原文復(fù)印件同時提交，文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在2000字左右。畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué)生姓名莊海全專 業(yè)測控班 級B08121指導(dǎo)教師姓

3、名趙保亞職 稱講師工作單位北華航天工業(yè)學(xué)院課題來源教師自擬課題課題性質(zhì)應(yīng)用設(shè)計課題名稱基于PLC恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計本設(shè)計的科學(xué)依據(jù)（科學(xué)意義和應(yīng)用前景，國內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢等）一、選題的依據(jù)及意義： 我國長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，工業(yè)自動化程度低。 主要表現(xiàn)在用水高峰期。水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低供不應(yīng)求的現(xiàn)象;而在用水低峰期，水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高供過于求的情況，此時會造成能量的浪費，同時還有可能造成水管爆裂和用水設(shè)備的損壞。傳統(tǒng)調(diào)節(jié)供水壓力的方式，多采用頻繁啟/停電機控制和水塔二次供水調(diào)節(jié)的

4、方式，前者產(chǎn)生大量能耗的，而且對電網(wǎng)中其他負荷造成影響，設(shè)備不斷啟停會影響設(shè)備壽命;后者則需要大量的占地與投資。而恒壓供水系統(tǒng)的運行十分穩(wěn)定可靠，沒有頻繁的啟動現(xiàn)象，啟動方式為軟啟動，設(shè)備運行十分平穩(wěn)，避免了電氣、機械沖擊，也沒有水塔供水所帶來的二次污染的危險。 恒壓供水系統(tǒng)對于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的。例如在某些生產(chǎn)過程中，若自來水供水因故壓力不足或短時斷水，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時使產(chǎn)品報廢和設(shè)備損壞。而且恒壓供水系統(tǒng)具有供水安全、節(jié)約能源、節(jié)省鋼材節(jié)省占地、節(jié)省投資、調(diào)節(jié)能力大、運行穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢，具有廣闊的應(yīng)用前景和明顯的經(jīng)濟效益與社會效益。所以，某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng)，具有

5、較大的經(jīng)濟和社會意義。 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ： 隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動化程度高等方面的優(yōu)點以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可后，國外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器。目前國內(nèi)變頻恒壓供水的工程，大多采用國外的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺水泵的循環(huán)控制，有的采用可編程控制器(PLC)及相應(yīng)的軟件予以實現(xiàn);有的采用單片機及相應(yīng)的軟件予以實現(xiàn)。但在系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗擾性能以及開放性等多方面的綜合技術(shù)指標(biāo)來說，還遠遠沒能達到所有用戶的要求。 變頻供水系統(tǒng)目前正在向集成化、維護操作簡單化方向發(fā)展,在

6、國內(nèi)外，專門針對供水的變頻器集成化越來越高，很多專用供水變頻器集成了PLC 或PID，甚至將壓力傳感器也融入變頻組件。目前在國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計中，對于能適應(yīng)不同的用水場合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)的變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制研究得不夠。因此，有待于進一步研究，改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實踐。設(shè)計內(nèi)容和預(yù)期成果（具體設(shè)計內(nèi)容和重點解決的技術(shù)問題、預(yù)期成果和提供的形式）一、設(shè)計內(nèi)容： 1.根據(jù)功能要求設(shè)計系統(tǒng)總體方案。 2.設(shè)計PLC和變頻器的控制系統(tǒng)；3.控制系統(tǒng)的I/O點及地址分配；4.繪制電氣

7、控制系統(tǒng)原理圖及需要查閱的相關(guān)手冊的圖表；5.設(shè)計PLC外圍接線圖；6.實現(xiàn)PLC控制。二、重點解決的技術(shù)問題： 有關(guān)PID算法問題，采取抗干擾措施和選用穩(wěn)定且集成度較高的傳感器件，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度。三、預(yù)期成果： 設(shè)計出恒壓供水系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，并能夠用相關(guān)的虛擬軟件實現(xiàn)恒壓供水。并設(shè)計出供水泵的調(diào)節(jié)系統(tǒng)和恒壓控制系統(tǒng)各組成部分，以及能夠穩(wěn)定提供高層樓房居民用水，當(dāng)供水泵超出一定壓力范圍時報警。擬采取設(shè)計方法和技術(shù)支持（設(shè)計方案、技術(shù)要求、實驗方法和步驟、可能遇到的問題和解決辦法等）設(shè)計方案 ：1、功能及任務(wù)選取 這個設(shè)計的功能就是通過設(shè)計出的供水泵到各樓層之間的檢測和調(diào)節(jié)系統(tǒng)

8、以及恒壓控制系統(tǒng)的各組成部分實現(xiàn)供水泵壓力超出一定壓力范圍時報警的功能。最終任務(wù)就是能夠穩(wěn)定提供高層樓房居民正常用水。 2、硬件 包括報警器（可以采用聲音報警等） 、壓力傳感器（檢測元件的精度直接影響系統(tǒng)的控制質(zhì)量。通常可以選用各種壓力傳感器檢測管網(wǎng)壓力。傳統(tǒng)的壓力傳感器有利用彈性元件的，如電感壓力傳感器、電容壓力傳感器等）、 供水泵、電動機以及控制器。 3、軟件 可使用可編程控制器（PLC）對本控制系統(tǒng)進行編輯程序，實現(xiàn)對各硬件系統(tǒng)的控制與協(xié)調(diào)，實現(xiàn)所要求目標(biāo)。4、目標(biāo)通過所選的硬件和軟件構(gòu)造一個實用供水系統(tǒng)，當(dāng)供水泵壓力超過一定范圍時能夠及時報警和能夠穩(wěn)定提供高層樓房居民正常用水的目的。

9、實現(xiàn)本項目預(yù)期目標(biāo)和已具備的條件（包括過去學(xué)習(xí)、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計環(huán)境及協(xié)作條件等）一、預(yù)期目標(biāo)： 設(shè)計出恒壓控制系統(tǒng)各組成部分和供水泵到各樓層之間的檢測和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實現(xiàn)當(dāng)供水泵超出一定壓力范圍時報警，同時能夠穩(wěn)定提供高層樓房居民用水目的。二、已具備的條件： 在大學(xué)期間，學(xué)習(xí)過一些與之相關(guān)的基礎(chǔ)課程，如可編程控制器（PLC）、電工技術(shù)基礎(chǔ)、變頻器的使用、計算機控制技術(shù)與應(yīng)用和平面以及三維繪圖軟件。可以進行一些基礎(chǔ)的PLC軟件編程等。用s700虛擬軟件能夠模擬出恒壓供水系統(tǒng)，并進行調(diào)試。在圖書館參閱了有關(guān)的文獻資料。各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進度(以周為單位)時間進度安排：20112012年度第一學(xué)期第11周第16周：查閱資料，研究PLC和變頻器的工作原理和工作流程，進行文獻檢索、外文翻譯、開題報告撰寫工作；20112012年度第二學(xué)期第1周第4周：設(shè)計PLC和變頻器的控制系統(tǒng)；.控制系統(tǒng)的I/O點及地址分配；20112012年度第5周第13周：繪制電氣控制系統(tǒng)原理圖及需要查閱的相關(guān)手冊的圖表；20112012年度第14周第15周：設(shè)