方桂笋[1]2008年在《基于PLC的变频恒压供水系统的设计》文中认为随着我国社会经济的发展,住房制度改革的不断深入,人们生活水平的不断提高,城市中各类小区建设发展十分迅速,同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中的一个重要方面,供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到小区住户的正常生活和工作,也直接体现了小区物业管理水平的高低。传统的恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水等供水方式普遍不同程度的存在效率低、可靠性差、自动化程度不高等缺点,难以满足当前经济生活的需要。本论文针对兰州某住宅小区的供水要求,设计了一套由PLC、变频器、远传压力表、多台水泵机组、计算机、通信模块等主要设备构成的全自动变频恒压供水及其远程监控系统,具有全自动变频恒压运行、自动工频运行、远程手动控制和现场手动控制等功能。系统有效地解决了传统供水方式中存在的问题,并具有多种辅助功能,增强了系统的可靠性。并和计算机实现了有机的结合,提升了系统的总体性能。基于水泵供水流量和水泵转速的叁次方成正比,论文分析了采取变频调速方式实现恒压供水相对于传统的阀门控制恒压供水方式的节能机理。通过对变频器内置PID模块参数的预置,利用远传压力表的水压反馈量,构成闭环系统,根据用水量的变化,采取PID调节方式,在全流量范围内利用变频泵的连续调节和工频泵的分级调节相结合,实现恒压供水且有效节能。论文论述了采用多泵并联供水方案的合理性,分析了多泵供水方式的各种供水状态及转换条件,分析了电机由变频转工频运行方式的切换过程及存在的问题。给出了实现有效状态循环转换控制的电气设计方案和PLC控制程序设计方案。通过对计算机和PLC之间通信协议的研究,完成了上、下位机的通信设置,给出了计算机监控程序编写方法,通过通信模块实现了对供水系统的远程监控和故障报警。
文顺女[2]2017年在《基于PLC的高层小区变频恒压供水系统》文中认为社会的飞速发展,使城市高层建筑越来越多,因此对基础设施的建设要求也进一步提高。其中高层供水作为一个重要环节,供水性能的好坏直接影响着居民的生活保障和安全保障。使用先进的自动化、通讯控制技术,设计出供水性能高、节能效果好并且能适应较为复杂环境的高层恒压供水系统成为一个必然趋势。在高层供水系统中普遍存在着水资源浪费,电能的浪费,供水资源被污染等现象,因此为了有效改善这些问题。本文研究并设计了基于PLC的高层小区变频恒压供水系统。该控制系统以叁菱FX2N系列PLC为控制核心,并通过变频器和压力传感器等设备与之相结合。该控制系统是以管网水压为控制参数,根据用户用水量的多少决定了PLC需要控制几台水泵工作并通过变频器的转速调节,最终实现对管网水压的恒压控制。为了阐明变频恒压供水系统的工作原理,本文首先从供水系统的工作特性分析出发,并依次对变频调速的能耗性以及PID控制原理进行分析,明确并提出了变频恒压供水系统的结构方案。基于叁菱变频器、PLC和MCGS监控软件,对供水系统的控制方案进行了分析。本供水系统为闭环自动控制,采用变频器内部的PID控制,自动调节水泵电动机的转速,从而实现对管网水压和流量的调节。采用MCGS组态软件对供水系统的运行状态进行实时监控并进行模拟调试。本供水系统控制方式简便(可实现本地/远程控制),供水效率提高,节能效果显着。
李历[3]2016年在《变频恒压供水远程监控系统设计》文中指出人们在日常生活中离不开水,人们的日常用水与供水系统的安全运行息息相关。目前在我国许多生活小区中对小区内的供水系统在安全管理方面还是实行安全人员定时巡查的制度,这种安全监管的方式不仅费时费力,而且不能对供水系统的运行状况做出准确的判断。对供水系统实施远程的、无人值守的安全管理制度,是未来国家对供水系统实施安全监控模式的基本要求,因此对供水系统实施远程监控的研究具有重大的社会意义。本文实现了变频恒压供水远程监控系统的远程传输等技术,完成了基于WEB的变频恒压供水远程监控系统和基于巨控组态的变频恒压供水远程监控系统,本文主要研究内容如下:根据变频恒压供水工作原理设计变频恒压供水系统,变频恒压供水系统的设计分为硬件设计和软件设计,硬件设计部分主要是根据变频恒压供水工作原理定义PLC的I/O变量以及设计供水控制系统;软件部分主要是设计变频恒压供水PLC程序。本文设计的硬件模块以STM32作为CPU,实现对变频恒压供水系统的控制、系统运行数据的采集和数据远程传输功能。针对目前主流的B/S结构和C/S结构的远程监控模式,本文分别设计了基于WEB的变频恒压供水远程监控系统和基于巨控组态的变频恒压供水远程监控系统。根据B/S结构远程监控的软件结构特点,使用WEB制作技术实现对变频恒压供水系统远程监控。C/S结构远程监控模式中,使用OPC接口系统实现变频恒压供水系统中的硬件设备与组态软件通讯,实现对变频恒压供水系统的远程监控。
刘雪岩[4]2015年在《PLC与模糊PID技术在恒压供水中的应用》文中提出随着城市化的大力推进和人们对住房要求的提高,高层楼房的需求量将会呈现出攀升的趋势,高层楼房带来的问题也越来越多,高层供水就是一个突出问题。传统的供水方式都存在效率偏低、稳定性差、能耗和浪费较大的问题,而高层供水则必须要求系统具有较好的稳定性和节能性。所以为了更好的解决高层供水问题,本文设计了一套基于PLC和模糊PID技术的恒压供水系统。本系统利用了先进的模糊控制技术、变频控制技术和电气控制技术,加强了恒压供水系统的智能性和高效性,使恒压供水系统能够完全胜任高层供水的任务。由于恒压供水系统具有滞后性、大惯性和干扰因素多的特点,传统的变频调速不能满足水泵运行的所有工况,所以必须采用具有自适应能力的算法。本系统采用模糊PID算法,该算法同时具有PID算法与模糊算法的优点,可以适应水泵运行的各种工况,能够满足高层楼房对恒压供水系统的要求。本系统运用MATLAB软件和Simulink软件包对模糊PID控制器进行辅助设计,第一步确定系统的输入输出变量,并将其模糊化;第二步确定恒压供水系统的模糊规则,模糊规则是利用设计者的知识和经验设计的;第叁步进行模糊输出变量的去模糊化。利用MATLAB软件完成模糊PID控制器之后,选择合适的供水模型就可以实现对恒压供水系统的仿真。通过仿真曲线来比较模糊PID算法和传统PID算法,参数对比之后会得出模糊PID算法的动态特性、静态特性和鲁棒性更好。本系统硬件结构主要包括S7-200PLC、MM430变频器、水泵电机和传感器,系统的主要工作过程为:压力传感器采集管网水压信号送入PLC,在PLC的CPU进行处理之后把模拟量信号送入变频器,变频器根据PLC送入的模拟量电压来调节自身频率的大小,进一步来调节电动机的速度。程序设计主要分为自动运行控制和手动运行控制两个部分,系统根据是否存在故障这一实际运行状况来判断是采用自动运行控制还是手动运行控制。模糊PID控制器的应用,使恒压供水系统的自适应能力增强,使变频器和水泵电机高效的工作。本系统的管网水压波动小,大大减少了电能的浪费,并且降低了设备故障的概率,达到了高层供水的要求,能满足居民对日常生活用水的需要。
王淼[5]2007年在《可编程控制器与变频调速在水位控制系统中的应用研究》文中提出本文阐述了可编程控制器和变频器都是以计算机技术为基础的现代工业控制产品，将二者有机地结合起来，用可编程控制器来控制变频器，是当代工业控制中经常遇到的问题。本文先对变频器和可编程控制器的发展、工作原理、基本结构和应用领域都做了基本的介绍后，通过对可编程控制器与变频调速在恒压供水中的应用的研究，得出变频调速具有以下几方面节能的作用：1．在额定工作点，逆变器供电下的异步电机功率损失是最小的，故节能效果显着。2．实践证明，使用变频设备可使水泵平均运行转速比工频转速降低20％，从而大大降低能耗，节能效率可达20～40％。3．因实现恒压自动控制，不需要操作人员频繁操作，降低了人员的劳动强度，节省了人力。4．由于变量泵工作在变频工况，在其出口流量小于额定流量时，泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长泵和电动机的机械使用寿命，节省了设备的维护费用。5．功率因数补偿节能。6．由于变量泵工作在变频工作状态，在其运行过程中其转速是由外供水量决定的，故系统在运行过程中可节约可观的电能，其经济效益是十分明显的。7．具有降低管道阻力和减少截流损失的效能。综上所述，变频调速技术可使水泵运行的转速随流量的变化而变化，既可省掉高层蓄水池建筑，又减小了水泵容量，最终达到节能的目的。由于供水过程可近似认为是一个一阶时滞系统，系统采用了自整定模糊PID对管网的压力进行实时控制。论文分析了模糊控制器的原理并设计了压力模糊控制器，针对系统的时滞特点采用Smith预估控制器进行补偿。
白蕾, 孟娇娇, 辛旗[6]2018年在《基于PLC与变频器的恒压供水系统设计》文中指出针对传统供水系统压力不稳定、能源浪费严重、自动化程度低等缺点,设计了一种基于PLC与变频器的恒压供水系统。该系统利用变频器、PLC和PID调节器构建了闭环自动调节恒压供水系统。供水系统的控制目标为总管道的出水压力,将给定压力值和反馈的出水压力值相比较,把偏差值送到CPU中进行处理,从而发出控制指令来调整水泵电动机投入运行的台数和调节水泵电动机的转速,以保持总管道出水压力的稳定。通过PLC与变频器自动地调节水泵台数的增减、水泵电动机的转速,既避免了能量的空耗,又防止了电动机启动时电流对供水设备的影响,实现了恒压供水。
彭建华[7]2014年在《工厂供水系统变频恒压技术的研究与应用》文中研究表明随着社会市场经济的迅速发展,首先人们对供水质量及供水系统可靠性的要求不断在提高；其次目前能源紧缺,利用先进的控制技术、自动化技术以及通讯技术,设计高性能、高节能、能适应不同领域的变频恒压供水系统成为必然的趋势。该论文分析变频恒压供水的原理和系统的构成,提出多种控制方案,通过比较和研究,该论文采用PLC和变频器实现恒压供水及数据传输,然后用PID对系统中的恒压控制进行设计。最后对系统的硬件设计做了详细的介绍。该论文设计与实现基于MCGS组态软件系统进行数据传输的远程网络巡回监控系统。具体阐述了系统的总体设计和软件能够的实现,并对系统采取的可靠性措施进行了补充说明。该论文的变频恒压供水系统已在国内工厂供水系统中得到广泛应用,并取得可靠稳定的运行效果及良好的节能效果。实践证明该系统具有高度的可靠性和实用性,极大地提高了供水的质量,并节省了人力、物力、财力,具有显着的经济效益和社会效益。
黄辉[8]2012年在《高效变频恒压供水系统研制与应用》文中研究表明在水资源和电能逐渐紧缺的时代，“节水节能”已成为建设可持续发展社会的重要主题，长期以来在市政供水，高层建筑供水，工厂生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。因供水不足，造成城市不能正常生活、生产、甚至火灾的经济损失每年达2300亿元。因此，一个稳定可靠、高效节能、舒适用水的供水系统研制具有重要意义。本课题对高效变频恒压供水系统调速机理和控制机理进行了理论和试验研究，对变频控制技术进行了提升，本文的主要工作和成果如下：本文首先基于变调速理论和交流异步电动机原理，根据管网和水泵的运行特性曲线，阐明了供水系统的变频调速节能原理。对各种交流异步电动机的调速方式的特性进行了比较分析，结合相关文献中的试验数据验证了变频调速的合理性与可靠性，在此基础上对变频器最重要的负载参数进行了计算并进行了校核。其次，基于PID控制理论，建立变频恒压供水的理论模型及数学模型。探讨变频恒压供水系统的控制策略，并归纳实用性的控制方案，结果表明：通用变频器+PLC+人机界面+压力传感器组合是合理的控制方案。然后，阐述了系统的各个组成部分及其作用。根据选用的方案，对变频恒压控制程序图、压力恒定控制程序图、电机增减控制程序图进行了设计，应用S7-200软件对PLC进行了编程，主要有主程序、子程序、中断程序。接着，基于Fuzzy-PID理论，对模糊控制自适应PID进行了设计，建立了模糊规则表、隶属函数，运用MATLAB软件对模糊模糊控制自适应PID模型进行了仿真，得出了阶跃响应曲线，及K P、K I、KD自调整等曲线，仿真结论：系统调节时间短，迅速地达到稳定，超调量比一般的PID控制要小，虽有动态超调存在，但很小。最后，在完成的样机供水系统中运行该系统，记录试验数据，试验结果表：水泵消耗的功率与其转速的叁次方成正比，节能效果明显；恒压供水的压力能稳定在设定范围周围，达到预期目标；通过实践验证了变频调速与PID控制结合组成闭环控制系统在生产实践中的可行性与先进性。本文的研究成果为国内制造更高效稳定的变频恒压供水系统提供了基础，可用于指导变频恒压供水系统的设计，具有重要的理论意义和工程应用价值。
张斌[9]2014年在《基于模糊控制的泵类负载节能调速系统研究》文中认为关系到国家安全人民生活的能源是国计民生的重点,能源是紧急的命脉和持续发展的动力。中国总的能源利用效率仅为10%左右,这仅是发达国家的50%,在存储和生产中损耗过程的能量是转换剩余量的90%,到达终端设备,只占了10%,能源利用效率非常低下。近年来频频出现的“电荒",不仅耽误企业正常生产,也造成我国每年浪费占GDP5%的资源,由此造成的损失占我国GDP的10%。对上述两类进行统计,每年损失的能源在两万亿人民币,这是相当触目惊心的。因此,对于节能的研究是非常有意义的,带来的经济收益是非常巨大的。对于企业,能源的浪费间接造成了能源成本的上升,导致效率低下,因此企业越来越多的关注其设备的节能性,并把节能视作高盈利能力的关键。根据统计,65%的工业能耗来自于电机,因此电机研究电机的节能,毫无疑问成为解决问题的关键。本文首先对普通恒定供水系统中水泵能耗原理及电机损耗进行分析了研究,从理论上分析了水泵类负载的负载特性,通过水泵流量、扬程、功率与水泵电机转速的关系得出泵类负载的节能方法;其次分析了当前主流的恒压供水系统的控制方法;最后,在此基础上提出使用模糊PID控制方案,得到高效实用的控制策略和算法,以提高电机的节能性能、提高供水管网压力控制的稳态精度,该控制器能自动适应用户用水量的变化。同时,本文使用MATLAB软件建立了供水系统的控制模型,并进行仿真研究。并与经典的PID控制器和模糊PID控制器相比较,我们可以看到选用模糊PID控制器仿真得到的控制系统各项动态指标以及系统的抗干扰能够完全符合系统的设计要求,并且优于经典的PID控制器。在论文的第五章,介绍了变频恒压供水节能系统的硬件和软件系统设计原理和方法,第五章最后,将模糊PID控制器在实际的硬件平台上运行,测试。可以看到,模糊PID控制器不仅能够满足理论设计要求,而且具有实际的可行性。
王煜[10]2014年在《采用PLC控制的变频恒压供水系统设计》文中提出伴随着中国经济的飞速发展,工矿企业生产规模不断扩大,企业用水量不断增加,供水管网规模逐年扩大,生产流程控制精度要求逐年提升,工业企业供、用水系统管理取得了长足的发展。与此同时,现代大工业生产对于供水系统的软、硬件设施标准及供水系统性能指标、质量都提出了新的、更高的要求。工业企业供水系统的安全性、经济性、可靠性直接影响企业生产的安全、连续,也直接体现企业精细化管理水平。而传统的恒速泵加压供水、高位水箱供水等供水方式普遍存在供水可靠性不高、能量转化效率低下、系统控制自动化程度不高、一线工人劳动强度大、设备控制参数调整不及时等缺点,难以满足当前大工业生产对供水安全及供水质量的要求。论文依据大连某石油化工企业实际用水需求参数,采用低压电控设备、变频器、PLC控制器、压力表及变送器、电动机水泵机组、后台监控计算机等设备组成、具备最低安全供水量保证的自动变频恒压供水系统。该系统既能通过电动机异常停机自动互投备用,保证系统最低安全用水量；又能通过变频电动机自动投切,实现大流量供水时的变频恒水压运行。有效地解决传统供水方式中存在的缺点,具有较高的供水可靠性和明显的节能效益。系统采用通过后台计算机的远程监控功能,提高了系统的自动化程度和故障异常处置效率,加强了生产运行受控管理水平,大幅降低一线工人劳动量。首先,该论文依据电动机输出功率与水泵转速叁次方成正比的理论基础,分析了变频恒压供水系统的节能原理,建立了系统控制模型和近似数学模型。通过配置变频器内置PID模块实现调速系统的闭环控制。供水全流量采用工频机泵互投保安供水和变频机泵分级调节供水相结合的模式,达到既能保证最低安全供水流量又能高流量恒压供水且节能的目的。其次,该论文论述了采用两电动机互投备用提供最低保安供水量设计理念的原因及实现手段,论述了四台水泵机组并联供水模式下的各种有效供水状态以及切换条件,研究了电动机由变频切工频运行的转换过程、存在的问题以及应对措施,提出了PLC控制软件程序流程和电气控制方案。对PLC软件编程以及PID参数设置和电动机继电保护定值设定等问题进行了深入的探讨。最后,通过研究计算机和PLC之间的通信及其硬件连接,探讨了计算机通信、监控网络的软硬件设置,并利用设备内置通信模块实现供水系统远程监控和故障报警功能。
参考文献：
[1]. 基于PLC的变频恒压供水系统的设计[D]. 方桂笋. 兰州理工大学. 2008
[2]. 基于PLC的高层小区变频恒压供水系统[D]. 文顺女. 河南科技大学. 2017
[3]. 变频恒压供水远程监控系统设计[D]. 李历. 华东交通大学. 2016
[4]. PLC与模糊PID技术在恒压供水中的应用[D]. 刘雪岩. 曲阜师范大学. 2015
[5]. 可编程控制器与变频调速在水位控制系统中的应用研究[D]. 王淼. 沈阳工业大学. 2007
[6]. 基于PLC与变频器的恒压供水系统设计[J]. 白蕾, 孟娇娇, 辛旗. 电子测量技术. 2018
[7]. 工厂供水系统变频恒压技术的研究与应用[D]. 彭建华. 郑州大学. 2014
[8]. 高效变频恒压供水系统研制与应用[D]. 黄辉. 浙江工业大学. 2012
[9]. 基于模糊控制的泵类负载节能调速系统研究[D]. 张斌. 上海交通大学. 2014
[10]. 采用PLC控制的变频恒压供水系统设计[D]. 王煜. 大连理工大学. 2014
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