智能恒压供水系统毕业设计(论文)word格式.doc
《智能恒压供水系统毕业设计(论文)word格式.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《智能恒压供水系统毕业设计(论文)word格式.doc(47页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、分类号 密级 无锡职业技术学院毕业设计说明书题 目:智能恒压供水系统 英 文 题 目:The smart control system of water supply 学生姓名: 许 桐 专 业: 机电一体化 指导教师: 石 炳 存 职 称: 副 教 授 毕业设计说明书提交日期:2007年4月24日 地址:机电学院目录目录第一章 引言1第二章 设计思路22.1变频横压供水技术的现状22.2变频控制恒压供水控制方式22.3系统供水方式选择42.4 系统介绍5第三章 系统设计73.1 运行方式73.2 故障处理73.3 故障报警73.4水泵检修7第四章 设备选型与参数设定94.1为了得到更好的控制
2、效果,在此选用了为健HD2000变频器。94.1.1外形尺寸94.1.2通信线缆104.1.3 现场总线适配器(选配件)104.1.4制动电阻104.1.5闭环运行控制功能参数组各设定项目进行说明:104.2变频专用水泵:184.2.1相似定理导出的变频泵的流量、压力、功率和转速的关系式184.2.2在定压供水系统中对泵性能的要求204.2.3 完全满足“一变多定”配置要求的方案204.2.4 高性能离心泵的变频控制方案214.3压力开关214.3.1LF20压力开关性能214.4压力变送器 北京昆仑中大工业控制产品234.4.1压力变送器说明23442压力变送器量程与接线方式2345压力显示
3、仪表24451压力仪表选型24第五章 电气接线图2651本章详细接线图请参考AutoCAD图纸26第六章 结论28参考文献29致谢30毕业设计任务书毕 业 设 计 任 务 书业设计题目横压供水系统指导教师石炳存职称副教授专业名称机电一体化技术班级机电50431学生姓名许桐学号5020043130设计要求1所有设计参数,选型。2毕业设计说明书。3外文翻译。4全套毕业设计资料。5提前一周审查毕业设计资料。完成毕业课题的计划安排序号内容时间安排1学生分组、发放任务书3月5日至3月7日2英文资料的翻译3月8日至3月12日3完成选型工作3月15日至3月19日4完成AutoCAD绘图3月22日至4月2日5
4、设计说明书、毕业设计感想和参考资料4月5日至4月16日答辩提交资料计划答辩时间无锡职业技术学院机电技术分院2007年 3 月2日毕业设计调研报告毕业设计调研报告当今信息技术已经成为推动科学技术和国民经济高速发展的关键技术。如何用先进的信息技术来提升、改造我国的传统制造业、实现生产力跨越式发展的战略结构调整,是装备制造业面临的一项紧迫任务。测量技术是信息化制造技术的关键和基础。数字化测量技术已经成为数字化制造技术的一个不可或缺的关键组成部分,采用适度先进的信息化数字测量技术和产品来迅速提升我国装备制造业水平,是当前一个重要的发展方向。近年来,数显量具和数字测量仪器仪表有了较快的发展:技术水平提高
5、,产品性能增强,品种规格丰富,满足不断发展的先进制造业的需求,成为当今测量仪器仪表的主流;先进的数字测控技术和数字数显量具量仪,集成并融合于数字制造系统,构建成先进的闭环制造系统,为“零废品”制造奠定了基础;数字化数显化的在线、在机测量技术及其量具量仪,已经成为批量生产质量保证的重要手段,它们所具有的产品质量统计功能(SPC)、生产过程分析监控及故障诊断功能及智能化,正在得到推广应用。由于传感技术和电子测量技术的发展,数字显示型量表的生产和使用量在逐年增长。并有逐步替代指针式量表的趋势。目前数显量表的检定主要还是靠人工简易测量装置完成,测量时间长且有人为误差。因此,设计一种精度高,效率高的精度
6、检定仪对提高生产量表厂家生产效率很有意义的现场总线(Fieldbus)是80年代末、90年代初国际上发展形成的,用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础,沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络,而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术,已经受到世界范围的关注,成为自动化技术发展的热点,并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处
7、于过程设备的底层,作为工厂设备级基础通讯网络,要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成本低的特点:具有一定的时间确定性和较高的实时性要求,还具有网络负载稳定,多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。由于上述特点,现场总线系统从网络结构到通讯技术,都具有不同上层高速数据通信网的特色。因现场总线潜在着巨大的商机,世界范围内的各大公司投入相当大的人力、物力、财力来进行开发研究。当今现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域,由于现场总线技术的不断创新,过程控制系统由第四代的DCS(Distributed Control System)发展至今的FCS(Fieldbus Control System
8、)系统,已被称为第五代过程控制系统。而FCS和DCS的真正区别在于其现场总线技术。现场总线技术以数字信号取代模拟信号,在3C(Computer计算机、Control控制、Communication通信)技术的基础上,大量现场检测与控制信息就地采集、就地处理、就地使用,许多控制功能从控制室移至现场设备。作为一名机械制造专业的学生,在历经两年的大专学习过程中,我认真学完了学校规定的必修课,较充分的掌握了基础课和专业课的知识,并且有机会将自己所学之本领运用于实践中-毕业设计。毕业设计是对我两年来所学知识的一次汇总,是一次对我所掌握知识的总的考验。同时也是对自身价值的一次实现。所以我把做好毕业设计当作
9、大学两年来的最大挑战,尽我所能做好,做完善。1摘要摘要摘要:新型供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比,不论是设备的投资,运行的经济性,还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势,而且具有显著的节能效果。恒压供水调速系统的这些优越性,引起国内几乎所有供水设备厂家的高度重视,并不断投入开发、生产这一高新技术产品带PID回路调节器和/或可编程序控制器(PLC)的控制方式,SANKEN的SAMCO-I内置PI调节器构成控制系统的工作原理。由于变频器的转速控制信号是由可编程控制器或PID回路调节器给出的,所以对可编程控制器来计时,既要有模拟量输入接口,又要有模拟量输出接
10、口。由于带模拟量输入/输出接口的可编程控制器价格很高,这无形中就增加了供水设备的成本。若采用带有模拟量输入/数字量输出的可编程控制器,则要在可编程控制器的数字量输出口另接一块PWM调制板,将可编程控制器输出的数字量信号转变为控制器的成本没有降低,还增加了连线和附加设备,关键词:变频器 PID调节器 可编程控制器 A/D转换AbstractAbstractAbstract:New style of water supply,compared with old water supply and air Press, noever supply and automation has the unbe
11、lievable table,catch all the nationale companys eyes,and pay more in this field in PID and programe logic controller.The sanco-I of Sanken has the national PID control system and the digoa work sational. Because of the singnal of control speed comes from national PID controller,so the controller nei
12、ther have the anolgy nor have the digtal input,because of the high price of programe logic controller which has the anology input,thus take the price of the smart control system of water supply . If this action was taken ,you must add PWN controller in order to convert anolgy single into the control
13、 single,and this add extra wire connecting to other divice.Key word: Convert, pid controller, programe logic controller, A/D conver.5无锡职业技术学院毕业设计任务书第一章 引言随着社会的飞速发展和城市建设规模的扩大,人口的增多以及人们生活水平的提高,对城市供水的质量、数量、稳定性等问题提出了越来越高的要求,我国中小城市供水的自动化配置相对落后,机组的控制主要依靠值班人员的手操作,控制过程烦琐,而且手动控制无法对供水管网的压力和水位变化及时做出恰当的反应。为了保证供
14、水,机组常保持在超压的状态下运行,爆损现象也挺严重。本论文结合现状,设计了一套基于变频其的变频调速恒压供水系统。第二章 设计思路2.1变频横压供水技术的现状自从通用变频器问世以来,变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点,使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求,是当今最先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中得到了很大
15、的发展。随着电力电子技术的飞速发展,变频器的功能也越来越强。充分利用变频器内置的各种功能,对合理设计变频调速恒压供水设备,降低成本,保证产品质量等方面有着非常重要的意义。2.2变频控制恒压供水控制方式众所周知,水泵消耗功率与转速的三次方成正比。即N=KN3N:为水泵消耗功率;n:为水泵运行时的转速;K为比例系数。而水泵设计是按工频运行时设计的,但供水时除高峰外,大部分时间流量较小,由于命名用了变频技术及微机技术有微机控制,因此可以使水泵运行的转速随流量的变化而变化,最终达到节能的目的。实践证明,使用变频设备可使水泵运行平均转速比工频转速降低20%,从而大大降低能耗,节能率可达20%-40%。目
16、前国内各厂家生产的供水设备电控柜,除采用落后继电接触器控制方式外,大致有以下四类: 逻辑电子电路控制方式: 这控制电路难以实现水泵机组全部软启动、全流量变频调节。往往采用一台泵固定于变频状态,其余泵均为工频状态的方式。因此控制精度较低、水泵切换时水压波动大、调试较麻烦、工频泵起动有冲击、抗干扰能力较弱。但成本较低。单片微机电路控制方式: 这类控制电路优于逻辑电路,但在应付不同管网、不同供水情况时调试较麻烦,追加功能时往往要对电路进行修改,不灵活也不方便。电路的可靠性和抗干扰能力都不是很高。带PID回路调节器和/或可编程序控制器(PLC)的控制方式:SANKEN的SAMCO-I内置PI调节器构成
17、控制系统的工作原理框图如下:积分增益给定量调整比例增益闭环给定量偏差极限闭环调节特性闭环输出+反馈量调整闭环反馈量_图2-1 PI控制框图该方式变频器的作有是为电机提供可变频率的电源,实现电机的无级调速,从而使管网水压连续变化。传感器的任务是检测管网水压。压力设定单元为系统提供满足用户需要的水压期望值。压力设定信号和压力反馈信号在输入可编程控制器后,经可编程控制器内部PID控制程序的计算,输出给变频器一个转速控制信号。还有一种办法是将压力设定信号和压力反馈信号送入PID回路调节器,由PID回路调节器在调节器内部进行运算后,输入给变频器一个转速调节信号。由于变频器的转速控制信号是由可编程控制器或
18、PID回路调节器给出的,所以对可编程控制器来计时,既要有模拟量输入接口,又要有模拟量输出接口。由于带模拟量输入/输出接口的可编程控制器价格很高,这无形中就增加了供水设备的成本。若采用带有模拟量输入/数字量输出的可编程控制器,则要在可编程控制器的数字量输出口另接一块PWM调制板,将可编程控制器输出的数字量信号转变为控制器的成本没有降低,还增加了连线和附加设备,降低了整套设备的可靠性。如果采用一个开关量输入/输出的可编程控制器和一个PID回路调节器,其成本也和带模拟量输入/输出的可编程控制器差不多。所以,在变频调速恒压给水控制设备中,PID控制信号的产生和输出就成为降低给水设备成本的一个关键环节。
19、2.3系统供水方式选择系统供水有两种基本运行方式:变频泵固定方式和变泵循环方式。变频泵固定方式最多可以控制7台泵,可选择“先开先关”和“先开后关”(适用泵容量不用场合)2种水泵关闭顺序。变频泵循环方式最多可以控制4台泵,系统以“先开先关”的顺序关泵。灵活配置常规泵、消防泵、排污泵、休眼泵,便于实现供水泵房全面自动化。工作泵与备用泵不固死,可自动定时轮换。可以有效地防止因为备用泵长期不用时发生的锈死现象,提高了设备的综合利用率,降低了维护费用。工作小时自动累计功能,方便节能分析和设备状况维护。夜间供水量急剧减少时,可方便指定每日休眼工作的起始/停止时刻,并可设定休眼时的压力给定值。休眼期间,只有
20、休眼水泵工作,变频器只监测管网压力,当压力低于设定压力时,系统自动唤醒。变频泵投入工作,当压力高于设定值时,系统再次进入休眠状态,只有休眠水泵运行。这样,能最大限度地节水节电功效。具有零星停机功能,在用户不用水的情况下会自动停机。故障泵退出功能,水泵出现损坏时,让故障泵自动退出工作。有消防信号外部输入接口,当有火警或消防信号到来时,系统能自动世换到消防模式,有多种消防工作模式可选,主要根据消防和生活管网是否共用,以及进水池是否共用等条件来进行选择。另有消防泵自动巡检功能,定时巡检周期可设定。利用通讯功能,可实现联网控制。便于楼宇自动化和管理。另外还有一些功能,如排污泵控制功能、进水池液位检测及
21、控制、管网超压/欠压保护功能、温差及压差控制、故障自动电话拨号(当供水系统或变频器发生故障时,通过内置的RS232C串行通讯接口,与外接的MODEM设备进行信号连接,自动启动预先设定的电话号码和信息,及时通知设备维护人员进行相应处理,可以方便地实现泵房无人职守运行)。2.4 系统介绍变频恒压供水系统原理如图1所示,它主要是由PLC、变频器、PID调节器、TC时间控制器、压力传感器、液位传感器、动力控制线路以及4台水泵等组成。用户通过控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关来了解和控制系统的运行。通过安装在出水管网上的压力传感器,把出口压力信号变成4-20mA的标准信号送入PID调节器,经运算与给定
22、压力参数进行比较,得出一调节参数,送给变频器,由变频器控制水泵的转速,调节系统供水量,使供水系统管网中的压力第三章 系统设计3.1 运行方式该系统有手动和自动两种运行方式:. 手动运行按下按钮启动或停止水泵,可根据需要分别控制1#-4#泵的启停。该方式主要供检修及变频器故障时用。. 自动运行合上自动开关后,1#泵电机通电,变频器输出频率从0Hz上升,同时PID调节器接收到自压力传感器的标准信号,经运算与给定压力参数进行比较,将调节参数送给变频器,如压力不够,则频率上升到50Hz,1#泵由变频切换为工频,启2#变频,变频器逐渐上升频率至给定值,加泵依次类推;如用水量减小,从先启的泵开始减,同时根
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 智能 供水系统 毕业设计 论文 word 格式
链接地址:https://www.31doc.com/p-3936353.html