摘要
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。
本论文针对某住宅小区的供水要求,设计了一套由PLC、变频器、压力变送器、多台水泵机组等主要设备构成的全自动变频恒压供水及其监控系统,具有全自动变频恒压运行、自动工频运行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。
基于水泵供水流量和水泵转速的三次方成正比,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,利用压力变送器的水压反馈量,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。
关键词:恒压供水；PLC；变频调速
Abstract
Long with the development of the socio-economy of our country, the housing system is going deep into reforms, and peop le’s living standard is being improved. At the same time, in the city, each kind of sub-district construction is developing very quickly, which puts forward higher requirement for the infrastructure construction of sub-district. And the construction of sub-district water supply system is an important aspect in which. The reliability, stability and economy of water supply directly affects sub-district household’s normal life and work and also embodies the difference in the level of sub-district property management. The traditional means of water supply such as the pump pressurization water supply at constant speed, water tower of upper cistern, the jar etc. are hard to satisfy the needs of current economic life, because low efficiency, reliability and automation level are all commonly existing in these means.
According to the requirement of water supply in a set of automatic system of constant pressure water supply by using variable frequency and remote monitoring and controlling, which is composed of PLC, transducer, Pressure sensor, pumps and electro-motors. This set of system has the functions like automatic constant pressure operation by using variable frequency, automatic work frequency operation and the on-the-spot control by hand etc. The system has solved efficiently the problem existing in the traditional way of water supply, which has various supplementary functions to strengthen the reliability.
Based on that the three side of the pump water delivery rate and the
pump rotational speed become direct ratio, the paper analyses the mechanism of energy saving that the way of water supply by using the method of variable velocity variable frequency is superior to the traditional way of constant pressure water supply controlled by valve. Setting up in advance the parameter of the PID modular built-in the transducer, a system of closed circuit using the feedback of hydraulic pressure of far biography pressure table has formed. According to the change of water consumption, with PID, in the sphere of whole rate of flow, combining the constant regulation of the pump of frequency conversion with the work frequency pump grade regulation, the system of closed circuit can realize the constant pressure water supply and save energy efficiently.
Keywords: Constant pressure water-supply; PLC; Variable velocity Variable frequency
目录
摘要 ............................................. 错误！未定义书签。ABSTRACT....................................................... II 第1章绪论 . (1)
1.1课题的来源及背景 (1)
1.2变频恒压供水系统的发展状况 (2)
1.3PLC特点及应用 (3)
1.4本课题主要研究内容 (11)
第2章系统的理论分析及控制方案确定 (12)
2.1变频恒压供水系统的理论分析 (12)
2.2变频恒压供水控制方案的确定 (13)
2.2.1控制方案的比较和确定 (13)
2.2.2恒压供水系统的组成及原理图 (14)
2.2.3供水系统中水泵切换条件分析 (19)
2.3本章小结 (22)
第3章系统硬件设计 (23)
3.1系统主要装备选型 (23)
3.1.1PLC及其拓展模块选型 (24)
3.1.2水泵机组的选型 (25)
3.1.3变频器的选型 (25)
3.1.4压力变送器的选型 (27)
3.1.5稳压罐的选型 (27)
3.1.6触摸屏的选型 (27)
3.2系统主电路分析及设计 (28)
3.3系统控制电路分析及设计 (29)
3.4PLC的I/O端口分配及变频器接线图 (32)
3.5本章小结 (36)
第4章系统软件设计 (37)
4.1系统功能分析 (37)
4.2PLC程序设计方法 (38)
4.3系统控制程序设计 (41)
4.4梯形图程序编制 (43)
4.5控制界面组态 (45)
4.6本章小结 (46)
结论 (47)
参考文献 (48)
谢辞 (50)
附录主程序设计 (51)
第1章绪论
1.1 课题的来源及背景
众所周知，河北省地区水资源相对匮乏，城市生活用水紧张，长期以来在供水技术方面也一直比较落后，自动化程度不高，而随
着社会经济发展，城市化进程加快的需求，对于供水系统提出了更
高的要求。因此在供水网络中需要采用供水优化调整方案，引入计
算机、变频器、可编程控制器等先进技术，使供水网络在最佳状态
下运行，具有重要的现实意义。
传统的供水方式主要有：恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水、单片机变频调速供水系统等，其优、缺点如下：
⑴恒速泵加压供水方式采用人工手动方式控制水泵的启停，无
法对供水管网的压力变化做出快速响应，效率低，可靠性差，在用
水量较小时，管网长期处于高压状态，爆损现象严重，目前已较少
采用。
⑵水塔高位水箱供水方式控制简单，运行经济，但基建投资大，
占地面积大，维护不方便，水泵电机启动电流大，频繁启动易损坏，易对水质造成二次污染。
⑶气压罐供水方式具有体积小，技术简单等特点，但调节量小，
水泵电机为硬启动、且启动频繁，对电气设备要求较高。这些方式
采用人工控制方式，效率低，可靠性差，自动化程度不高。
⑷单片机变频调速供水系统已能够做到变频调速，自动化程度
也明显高于其他供水方式，但是系统开发周期长，对操作员素质要
求高，可靠性比较低，维修不方便，且不适用于恶劣环境。
供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环。而随着城市发展进程的加快，传统供水方式已不能满足要求。恒压供水将 PLC 和变频技术结合起来，利用由变频器控制的水泵，将市政管网水源
或地下水源经蓄水池后直接加压送入供水管网，直至各个用水点。
根据供水管网流量、压力变化，由 PLC 自动控制变频器输出频率，调节水泵电机的转速，保持供水压力恒定，实现恒压供水。目前，
恒压供水系统已在国内外许多实际的供水控制系统中得到应用，并
取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果，是较受欢迎的中小型
实用、节能供水系统。恒压供水系统主要有以下优点：
⑴节电效益高；
⑵运行可靠稳定；
⑶结构简单，操作简便；
⑷自动化程度高，维护量小。
目前，城市化发展的进程越来越快，对于基础设施建设的需求愈加迫切。供水、供气、供热、污水处理等市政行业都面临快速发
展的机遇，尤其是水务行业对新型供水系统的需求大增，新建筑的
配套设施与旧建筑的升级改造都会用到该系统。未来发展前景一片
光明。
1.2 变频恒压供水系统的发展状况
可编程控制器的产生取代了传统继电器控制，是面向工业控制领域的专用设备，具有以下几个特点：
⑴可靠性高，抗干扰能力强；
⑵功能强大，编程简单，使用方便；
⑶体积小，重量轻，能耗低，性价比高；
⑷控制系统易于实现，开发工作量少，周期短，维护方便，易于改造。
日本三菱系列PLC因廉价、可靠、擅长运动控制从而在国内中小型企业及民用设施中具有广泛应用。
变频器是一种利用电力半导体器件的通断作用将工频电源转换成为可变频率的电能控制装置，用于实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。另外，根据负载的特性，有针对性地产生了专用化的变频器，可对负载的电动机进行经济有效的控制，降低制造成本。如风机、水泵专用变频器、起重机械专用变频器、空调专用变频器、电梯控制专用变频器等。总之，变频器技术的发展趋势是朝着智能、操作简便、功能健全、安全可靠、环保低噪、低成本和小型化的方向发展。
随着计算机技术、自动化技术地不断发展，随着变频技术越来越成熟地应用于各个领域，由计算机、PLC、变频器组成的应用控制系统层出不穷，在风机控制、中央空调等工业应用上已获得很大成功，为民用设备的产生打下了基础。基于PLC的恒压供水系统能自动根据用水量及时做出快速响应，具有效率高、稳定性高、经济节能等优点，目前已逐渐取代传统供水方式，成为城市供水的重要组成部分。
1.3 PLC特点及应用
可编程序控制器(program logical controller),简称PLC,是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统,它是以微处理机为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置,是当今工业发达国家自动控制的标准设备之一。由于PLC采用了“三机一体化”的综合技术即集计算机、仪器仪表、电气控制于一身,具有高可靠性、强抗千扰能力、组合灵活、编程简单、
维修方便和低成本等诸多特点,因而与其它控制器相比它更加适合工业控制环境和市场的要求;再加上PLC发展过程中产品的系列化、产业化和标准化,使之从早期的逻辑控制、顺序控制迅速扩展到了连续控制,开始进入批量控制和过程控制领域,并迅速成为工业自动化系统的支柱。目前,PLC 在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃。
早期的可编程序控制器(PLC),主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着计算机技术、通信技术和自动控制技术的迅速发展,可编程序控制器将传统的继电器控制技术与新兴的计算机技术和通信技术融为一体,具有可靠性高、功能强、应用灵活、编程简单、使用方便等一系列优点,以及良好的工业环境工作性能和自动控制目标实现性能,在工业生产中得到了广泛的应用。1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程控制器。早期的可编程控制器由分离元件和中小规模集成电路组成,主要功能是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。70年代初期,体积小、功能强和价格便宜的微处理器被用于PLC,使得PLC的功能大大增强。在硬件方面,除了保持其原有的开关模块以外,还增加了模拟量模块、远程1/0模块和各种特殊功能模块。在软件方面,PLC采用极易为电气人员掌握的梯形图编程语言,除了保持原有的逻辑运算等功能以外,还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。进入80年代中、后期,由于超大规模集成电路技术的迅速发展,微处理器的市场价格大幅度下跌,使得PLC 所采用的微处理器的档次普遍提高。而且,为了进一步提高PLC的处理速度,各制造厂商还研制开发了专用逻辑处理芯片,大大提高了PLC软、硬件功能。在发达工业国家,PLC己经广泛的应用在所有的工业部门。据“美国市场信息”的世界PLC以及软件市场报告称,1995年全球PLC及其软件的市场经济规模约50亿美元,随着电子技术和计算机技术的发展,PLC的功能得到大大的增强,具有以下特点:
⑴可靠性高。PLC的高可靠性得益于软、硬件上一系列的抗干扰措施和它特殊的周期循环扫描工作方式。
⑵具有丰富的I/O接口模块。PLC针对不同的工业现场信号,有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备直接连接。另外为了提高操作性能,它还有多种人机对话的接口模块;为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块。
⑶采用模块化结构。为了适应各种工业控制需要,除了单元式的小型PLC以外,绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件,包括CPU、电源、I/O等均采用模块化设计,由机架及电缆将各模块连接起来,系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
⑷编程简单易学。PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式,对使用者来说,不需要具备计算机的专门知识,因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
⑸安装简单,维修方便。PLC不需要专门的机房,可以在各种工业环境下直接运行。各种模块上均有运行和故障指示装置,便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构,因此一旦某模块发生故障,用户可以通过更换模块的方法,使系统迅速恢复运行。由于PLC强大功能和优点,使得其在我国的水工业自动化中得到广泛的应用。PLC在水工业自动化中的应用主要有水厂监控系统、自动控制系统、自动加氯、自动加矾、水泵变频调速、SCADA系统和供水管网信息管理系统等。其主要功能是进行工艺参数的采集、生产过程控制、信息处理、设备运行状态监测以及水质监测等。
可编程控制器PC或PLC是一种以微处理器为核心的用于工程自动控制的工业控制机,其本质是一台工业控制专用计算机。它的软、硬件配置与计算机极为类似,只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接
的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言。PLC机硬件主要由中央处理单元(CPU)、存贮器、输入/输出单元以及编程器、电源和智能输入/输出单元等构成。PLC可分为以下几个部分:
⑴中央处理单元(CPU):同一般微处理机一样,中央处理单元是可编程控制的核心部件,它通过输入装置将外设的状态读入并按照用户程序去处理,根据处理结果通过输出装置去控制外设。常用的CPU有通用微处理器,如MOTOROLA6800,系统,而中型及大型PLC则为双CPU甚至多CPU系统。对于双CPU来说,一般具有一个位处理器和一个字处理器。字处理器是CPU 这个核心的核心,常由通用的8位、16位或32位微处理器担任,位处理器也称布尔处理机,如美国TI公司的TI-530等,它不仅使PLC增加了功能,提高了速度,也加强了PLC的保密性能。
中央处理器的功能是:CPU按系统程序所赋予的功能,接收并存贮从编程器输入的用户程序和数据;CPU按扫描方式工作,从存贮器中逐条读取指令,并存入CPU内的指令寄存器中;指令寄存器的指令操作码进行译码,执行指令规定的任务,产生相应的控制信号,启闭有关控制门电路,并根据运算结果更新有关标志和输出映像寄存器的内容,以实现输出控制、制表、打印或数据通讯;行系统诊断程序,诊断电源、PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误。
⑵存贮器:可编程控制器中存贮器主要用于存放系统程序、用户程序和数据。常用的存贮器形式有CMOSROM、EPROM和EEPROM。系统存贮器用以存贮制造厂家编写的系统程序。所谓系统程序是指控制和完成PC机各种功能的程序,如控制器的监控程序、基本指令和功能指令翻译程序、系统诊断程序、通信管理程序等。机器出厂时,厂家把这些程序存入EPROM 存贮器或EEPROM存贮器。用户不能访问和修改存贮器这部分的内容用户存贮器主要用来存放用户的应用程序。所谓用户程序是指使用户根据工程
现场的生产过程和工艺要求编写的控制程序。此程序由使用者通过编程器输入到PLC机的CMOSRAM存贮器中,以便于用户随时修改。也可将用户程序存放在EEPROM中。为确保PLC机控制系统的可靠性,CMOSRAM存贮器有预防电源掉电故障的铿电池保护措施,以防电源掉电后破坏它的存贮内容。数据存贮器用来存放PLC的数据。包括输入、输出、辅助继电器状态的映像区,定时器、计数器、移位寄存器、状态寄存器、数据寄存器和特殊功能寄存器等状态的映像寄存器。由于数据在控制器应用中是经常变化、经常存取的,因此数据存贮器一般选用CMOS RAM,以满足随机存取的要求。
⑶输入/输出模块:输入/输出模块是可编程控制器与工业生产设备或工业生产过程连接的接口。现场的输入信号,如按钮开关,行程开关、限位开关以及传感输出的开关量或模拟量(压力、流量、温度、电压、电流)等,都要通过输入模块送到PLC。由于这些信号电平各式各样,而可编程控制器CPU所处理的信息只能是标准电平,所以输入模块还需将这些信号转换成PLC能够接受和处理的数字信号。输出模块的作用是接收中央处理器处理过的数字信号,并把它转换成现场执行部件所能接受的控制信号,以驱动如电磁阀、灯光显示、电机等执行机构。可编程控制器有多种输入/输出模块,其类型有数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块。这些模块又分直流和交流、电压和电流类型,每种类型又有不同的参数等级,主要有数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块,部件上都设有输入接线端子排,为了滤除信号的噪声和便于PLC内部对信号的处理,这些模块上都带有滤波、电平转换、信号锁存电路。数字量输入模块带有光电耦合电路,其目的是把PLC与外部电路隔离开来,以提高PLC的抗千扰能力。数字量输出有继电器输出、晶体管输出和可控硅输出三种方式。模拟量输入/输出模块主要用来实现模拟量-数字量之间的转换,即A/D或D/A转换。由于工业控制系统中有传感器或执行机构有一些信号是连续变化的模拟量,因
此这些模拟量必须通过模拟量输入/输出模块与PLC的中央处理器连接。模拟量输入模块A/D转换后的二进制数字量,经光电祸合器和输入锁存缓冲器与PLC的1/0总线挂接。模拟量输出模块D/A转换前的二进制数字量,经光电祸合器和输出锁存器与PLC的I/O总线挂接。现在标准量程的模拟电压主要是0-5V和O-10V两种,模拟电流主要是0-20mA和4-20mA两种。另外还有。0-50mV,0-1V、-5-+5V、-10-+10V,0-10mA等。模拟量输入模块接收到标准量程的模拟电压或电流后,把它转换成8位、10位或12位的二制数字信号,送给中央处理器进行处理。模拟量输出模块将中央处理器的二进制数字信号转换成标准量程的电压或电流输出信号,提供给执行机构。
⑷扩展模块:当一个PLC中心单元的1/0点数不够用时,就要对系统进行扩展,扩展接口就是用于连接中心基本单元与扩展单元的。模块随着可编程控制器在工业控制中的广泛应用和发展,各可编程控制器制造厂家已经开发出一系列的智能接口模块,使可编程控制器的功能更加强大和完善。智能I/O接口模块种类很多,例如高速技术模块、PLCA控制模块、数字位置译码模块、阀门控制模块、中断控制模块、智能存贮模块以及智能I/O模块等。
⑸编程器:它的作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。有的编程器还可与打印机或磁带机相连,以将用户程序和有关信息打印出来或存放在磁带上,磁带上的信息可以重新装入PLC。目前编程器主要有以下三种类型:便携式编程器(也叫简易编程器);图形编程器;用于IBM一PC 及其兼容机的编程器。
便于携带的特点,一般只能用指令形式编程,通过按键输入指令,通过数码管或液晶显示器加以显示、这种编程器适合小型可编程控制器的编程要求。
图形编程器以液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT)作屏幕,用来显示编程内容和提供如输入、输出、辅助继电器的占有情况、程序容量等各种信息,还可在调试程序、检查程序执行时显示各种信号状态、出错提示等。使用图形编程器可以月多种编程语言编程,梯形图显示在屏幕上十分直观。图形编程器还可与打印机、录音机、绘画仪等设备连接,有较强的监控功能。但它的价格高,适用于中、大型可编程控制器的编程要求。
用于IBM-PC及其兼容机的编程器是个人计算机加上适当的硬件接口和软件包作为编程器,也可直接编制成梯形图,其监控功能也很强。编程器工作方式主要有编程和监控两种,编程工作方式是在PLC机处于停机状态时可以进行编程,它的功能主要是输入新的程序,或者对已有的程序予以编辑和修改。
监控工作方式可以对运行中的控制器工作状态进行监视和跟踪,一般可以对某一线圈或触点的工作状态进行监视,也可以对成组器件的工作状态进行监视,还可以跟踪某一器件在不同时间的工作状态,除搜索、监视、跟踪外,还可以对一些器件进行操作。因此编程器的监控方式对控制器中新输入程序的调试与试运行是非常有用和方便的。
编程器的结构一般包括显示部分与键盘部分。显示一般用液晶显示器,主要的显示内容包括地址、数据、工作方式、指令执行情况及系统工作状态等。键盘有单功能键和双功能键,在使用双功能键的时候键盘中都备有一个选择键,以选择其中一种方式工作。
现在产品越来越模块化,可编程控制器也不例外,它的结构紧密、坚固,外形小巧,CPU本身只提供了一定数量的数字输入和输出点数。不同厂家、不同型号的PLC的输入/输出点数也不同,有的大型机输入/输出点数可达16K,而很多小型机仅有十来点,而且CPU本身不带模拟输入与输出,但CPU 一般都带有扩展接口。因此,用户选型后,所需的输入或输出点数不够时,
就需对系统做出必要的扩展,各个厂家也生产了专用于扩展用的各模板供用户选用。扩展模板的外形一般也小巧、坚固,有易于接线的端子排,带有扩展总线或通过总线连接器与CPU相连。主要有数字输入/输出模板,模拟输入/输出模板,热电阻、热电偶扩展模板,还有智能模板等许多具有专用功能的特殊模板。用扩展模板来扩展系统具有以下的优点:
用户可根据自己时间控制系统的要求,选用各种合适的扩展模块对PLC作硬
件组态,以求达到各种功能或控制精度,同时节省开支,减少不必要的投资。
当已运行的系统需要改造或扩充时,PLC可以随时进行升级或改版,所作的工作仅仅是替换或增加扩展模板和修改相应的控制软件。特殊模板及智能模板的开发将进一步扩展可编程控制的功能,专用模板的开发不仅扩大了可编程控制系统的控制功能,而且将进一步提高控制质量与可靠性。
PLC的软件可分为系统软件和用户程序两大部分:
⑴系统软件:也称之为常驻的操作系统软件。它又包括基本控制单元软件和编程软件两部分。另外,一些特殊功能模块也带有自己的操作系统软件。通常,一个PLC机架只能容纳一定数量的模块插件,这种包含主机模块和部分I/O模块的机架称为基本控制单元。基本控制单元软件固化在主机模块的EPROM中,其主要功能为:进行PLC自身的管理和监督(如开机自检,运行中监督CPU、电池电压是否正常);循环解释运行用户程序;集中进行输入信号的扫描和输出控制的更新编程器软件用来支持用户程序的输入,也可以用来监控用户程序的执行过程。当用户程序己装入PLC的存储器,编程器就可以被分离,基本控制单元将自动进入执行用户程序状态。考虑到PLC内部结构的复杂性,系统软件应有专业技术人员进行设计,一般用户不允许直接设计系统的内部操作。
⑵用户程序:这是用户应用PLC进行控制所需要编制的程序。目前,在PLC中普遍使用梯形图编程方法。这种编程方法是在传统继电器梯形图基础上进行一定演变而形成的,突出了各编程原件之间的逻辑关系。与硬接线的梯形图不同,PLC梯形图逻辑是由软件实现的,因此既形象直观便于编写,又易于扩展和修改功能。
1.4本课题主要研究内容
本课题是以小区供水系统为控制对象，采用PLC与变频技术相结合，设计一套城市小区恒压供水系统。具体包括以下内容：
⒈论文在对课题进行分析和研究的基础上，提出了系统的设计方案和思路，确定设计的主要研究内容和研究方法。
⒉分析了变频恒压供水系统节能的原理，确定变频恒压供水系统的控制方案，给出了变频恒压供水的控制流程和工作原理；分析了在变频恒压供水中水泵切换的工作状况。
⒊进行系统总体控制方案的设计。硬件设备的选型，PLC选型，估算所需I/O点数，进行I/O模块选型，绘制硬件配置图、I/O连接图，分配I/O点数，列出I/O分配表，使用相关软件设计控制程序，并对程序进行调试和修改。
第2章系统的理论分析及控制方案确定
2.1变频恒压供水系统的理论分析
水泵电机多采用三相异步电动机，而其转速公式为：
n= （式2.1）
f:电源频率，p：电动机极对数，s：转差率。
从式2.1可知，三相异步电动机的调速方法有：
⑴改变电源频率；
⑵改变电机极对数；
⑶改变转差率；
改变电机极对数调速的调控方式控制简单，投资省，节能效果显著，效率高；但需要专门的变极电机，是有级调速，而且级差比较大即变速时转速变化较大，转矩也变化大，因此只适用于特定转速的生产机械。
改变转差率调速是为了保证其较大的调速范围，一般采用串级调速的方式，其最大优点是它可以回收转差功率，节能效果好，且调速性能好，但由于线路过于复杂，增加了中间环节的电能损耗，成本高而难以推广。
由公式可知，当转差率变化不大时，异步电动机的转速n基本上与电源频率f成正比。而且随着电力电子技术的发展，已出现了各种性能良好、工作可靠的变频调速装置。目前风机泵类节能型变频器大多采用了改变输出频率和输出电压的比例关系的控制方式。即改变频率的同时控制变频器的输出电压，使电动机的磁通保持一定弱磁和磁饱和现象的发生，以免电动机发热烧毁。从而促进了变频调速的广泛应用。
2.2 变频恒压供水控制方案的确定
2.2.1 控制方案的比较和确定
从变频恒压供水的原理分析可知,该系统主要有压力传感器、变频器、恒压控制单元、水泵机组以及低压电器组成。系统主要的设计任务是利用恒压控制单元使变频器控制一台水泵或循环控制多台水泵,实现管网水压的恒定和水泵电机的软起动以及变频水泵与工频水泵的切换,同时还要能对运行数据进行传输。根据系统的设计任务要求,结合系统的使用场所,有以下几种方案可供选择:
⒈有供水基板的变频器+水泵机组+压力传感器
这种控制系统结构简单,它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器供水基板上,通过设置指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能。它虽然微化了电路结构,降低了设备成本,但在压力设定和压力反馈值的显示方面比较麻烦,无法自动实现不同时段的不同恒压要求,在调试时,PID调节参数寻优困难,调节范围小,系统的稳态、动态性能不易保证。其输出接口的扩展功能缺乏灵活性,数据通信困难,并且限制了带负载的容量,因此仅适用于要求不高的小容量场合。
⒉通用变频器+单片机(包括变频控制、调节器控制)+压力传感器
这种方式控制精度高、控制算法灵活、参数调整方便,具有较高的性能价格比,但开发周期长,程序一旦固化,修改较为麻烦,因此现场调试的灵活性差,同时变频器在运行时,将产生干扰,变频器的功率越大,产生的干扰越大,所以必须采取相应的抗干扰措施来保证系统的可靠性。该系统适用于某一特定领域的小容量的变频恒压供水中。
⒊通用变频器+PLC+人机界面+压力变送器
这种控制方式灵活方便。具有良好的通信接口,可以方便地与其他的
系统进行数据交换;通用性强,由于PLC产品的系列化和模块化,用户可灵活组成各种规模和要求不同控制系统。在硬件设计上,只需确定PLC的硬件配置和I/O的外部接线,当控制要求发生改变时,可以方便地通过PC机来改变存贮器中的控制程序,所以现场调试方便。同时由于PLC的抗干扰能力强、可靠性高,因此系统的可靠性大大提高。因此该系统能适用于各类不同要求的恒压供水场合,并且与供水机组的容量大小无关。
通过对以上这几种方案的比较和分析,可以看出“通用变频器+PLC+人机界面+压力变送器”的控制方式更适合于本系统。这种控制方案既有扩展功能灵活方便、便于数据传输的优点,又能达到系统稳定性及控制精度的要求。
2.2.2 恒压供水系统的组成及原理图
该课题具体是为实现小区恒压供水。由于现在建筑均较高，故采用分层供水，低水位区（通常为1-5层）直接接市政管网，仅以阀门调节水量。而高水位区选择使用一台变频器对多台水泵进行循环控制。具体为由压力传感器检测出的水路管网出口端实际水压与设定水压进行比较，通过PID 控制算法对变频器进行实时控制。管网铺设如图2.1所示：
毕业设计题目城市小区恒压供水系统
摘要 我国人口众多，每年所消耗的能量巨大。近年来，能源紧张影响到工业生产及人民生活。因此，节能降耗是保证工业和生活稳定发展的一项关键措施。然而，长期以来，由于我国自动化程度低，用水行业的技术水平相对比较落后，经常导致用水高峰期用户用水的不稳定，例如水压较低，供水量低于需求量。因此针对小区居民的日常用水问题，设计了一套基于PLC控制的变频调速恒压供水系统。 此变频调速恒压供水系统由PLC、变频器、压力变送器等组成，由一台变频器实现对三台水泵电机的软启动和变频调速，三台泵电机采用变频和工频循环运行方式，运行切换采用“先启先停”的原则。使用STEP7 Micro/WIN编程软件，设计了一个用于供水系统压力控制的控制器内置在PLC中，对压力给定值与测量值的偏差进行处理，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电动机的转速和水泵出水口流量，实现管网压力的自动调节，使管网压力稳定在设定值附近，并且利用组态软件设计了系统的用户管理和监控界面。 关键词：变频调速；恒压供水；可编程控制器
Abstract For the numerous population, much energy is consumed every year in our country．In recent years, shortage of source have affected the industrial production and people's life.Therefore, energy saving and reduce the consumption is a crucial measure to guarantee industry and life's stable development.However,since automation level is low ,for a long time,our country falls behind with the technical horizon comparison with water profession, users often appears with the instability of water in using water peak-hour,such as hydraulic pressure is low and the supply of water is measured below demand. According to the problem in using water designed a variable frequency speed-regulating constant pressure water-supply system with PLC . The water supply system consists of PLC,frequency converter and pressure transmitter etc.A frequency converter to realize three phase pump generator's soft start and frequency control, three pump generators to comprise the circulating run mode of frequency conversion, operation switch adopts to the principle of"start first stop first".using STEP7 Micro/WIN program software designed a control system with PLC .The control system can compare the measured pressure with the advanced pressure , to control the real-time output Voltage and frequency.the output quality of pump is changed along with the changing of pump's speed.It makes the pressure of pipe self-regulating and steady in the scheduled value,and have designed a operation management interface using Supervision Control and Data Acquisition. Key Words：variable frequency speed-regulating；constant pressure water-supply；programmable logical controller
毕业设计（论文） 帆板控制系统 姓名：xxxxxx 系别： 年级： 专业：电子信息工程 指导老师： 帆板控制系统
【摘要】本设计采用STC89C52RC为中心控制器，利用角度传感器来的采集、处理实现对风扇转速的控制，调节风力大小，进而改变帆板转角大小；帆板的角度检测，通过ADXL345模块，实现控制帆板角度的大小；通过充分比较、论证，最终选用小型直流电机作为风扇的制动源，小型直流电机力矩大、操作简单、价格低且能满足设计需求；系统显示采用LCD12864液晶，用于实时显示帆板的角度大小；控制电机是以NPN三极管BU406为驱动，再利用PWM算法算出合理的脉冲占空比；最后经过多次测试表明，系统完全达到了设计要求，不但完成了所有基本和发挥部分的要求，并增加实现了实时显示占空比全程变化的功能。 【关键词】自动控制、帆板、角度测量、小型直流电机、液晶显示、脉宽调制 Panel Control System 【Abstrct】According to the panel control system design requirements, to design the whole system was studied, established the optimal design scheme, using STC89C52RC as the center controller, using the angle sensor to the acquisition, processing of the fan speed control. The power adjustment, and then change the windsurfer windsurfing angle; angle detection. Through the ADXL345 module realization of control panel, in terms of size; by comparison, the final selection of full proof, small DC motor as the braking source fan, small DC motor torque, simple operation, low price and can satisfy the design requirement; display system using LCD12864, used for real-time display panel angle; control motor is NPN three. BU406 drive, then the use of PWM algorithm calculates the reasonable pulse duty ratio; finally after many tests show that.The system meets the design requirements, not only finished all the basic and the requirements to play a part, and to increase the real-time display of the whole function of the variation of duty ratio. 【Keywords】A utomatic Control, Windsurfing, Angle Measurement, Small DC Motor, Liquid Crystal Display, Pulse Width Modulation
优秀论文审核通过 未经允许切勿外传 西安高新科技职业学院 毕业设计（论文） 课题名称三菱plc四层电梯控制 年级 2008 系别计算机科学与技术系 专业应用电子技术 班级 08级应用电子 姓名梁婷学号 指导教师赵鹏
摘要: 随着科学技术的发展、近年来，我国的电梯生产技术得到了迅速 发展．一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。更新换代生产更新型的 电梯，电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份，随着自动控制理论与 微电子技术的发展，电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交 流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控 制方式：继电路控制系统(“早期安装的电梯多位继电器控制系统)、PLC 控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控 制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统 虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一 般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠性 高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，倍受人们 重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，目前也 广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。 目录 引言.............................................................................. 一、电梯控制系统的组成............................................................. （一）电力拖动 ................................................................ （二）电气控制 ................................................................ 二、电梯PLC 控制系统的基本结构.................................................... （一）楼层状态指示设计......................................................... （二）电梯下行程序设计.........................................................
基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计 赵华军钟波 （广州铁路职业技术学院） 摘要：文章介绍一种基于三菱PLC 和变频器控制恒压供水系统，详细地介绍了硬件的构成和控制流程。系 统较好地解决高层建筑、工业等恒压供水需求。系统具有节能、工作可靠、自动控制程度高、经济易配置等优点。 关键词：变频器；PID；PLC；恒压供水 1 引言 目前，在城市供水系统中，还有很多高楼、生活 小区、边郊企业等采用高位水塔供水方式。这样，由 于用水量具有很大随机性，常常出现在用水高峰时供 水量很小甚至没有水用的问题；且采用高位水塔，很 容易造成自来水的二次污染问题。针对这一情况，本 文设计了一套基于变频器内置PID 功能的恒压供水 系统，采用了PLC 控制及交流变频调速技术对传统 水塔供水系统的技术改造。该系统根据用水量的变 化，经过压力传感器将水压变化情况反馈给系统，使 得系统能自动调节变频器输出频率，从而控制水泵转 速，调节输出数量，使得水量变化时可保持水压恒定； 可取代高位水塔或直接水泵加压供水方式，为城市供 水系统的建设提出了一条极具推广、应用的新途径[1]。 2 工作原理 本文采用的变频器是三菱FR-A540，该变频器内 置PID 控制功能；供水系统方案如图1 所示。 将通往用户供水管中的压力变化经传感器采集 到变频器，与变频器中的设定值进行比 较，根据变频器内置的PID 功能，进行数 据处理，将数据处理的结果以运行频率的 形式进行输出[2]。 当供水的压力低于设定压力，变频器 就会将运行频率升高，反之则降低，且可 根据压力变化的快慢进行差分调节。由于 本系统采取了负反馈，当压力在上升到接 近设定值时，反馈值接近设定值，偏差减小，PID 运算会自动减小执行量，从而降低变频器输 出频率的波动，进而稳定压力。 在水网中的用水量增大时，会出现“变频泵” 效率不够的情况，这时就需要增加水泵参与供水，通 过PLC 控制的交流接触器组负责水泵的切换工作； PLC 是通过检测变频器频率输出的上下限信号，来判 断变频器的工作频率，从而控制接触器组是否应该增 加或减小水泵的工作数量。
帆板控制系统 摘要：本设计给出了以MSP430F149为核心的帆板控制系统的基本原理与实现方案。由倾角测量模块、电机驱动模块、显示模块、调节模块等模块组成。采用SCA103T倾角传感器，可实现倾角精确测量。采用直流电机驱动风扇。系统功能由按键控制，可对测量结果进行实时显示，人机交互界面友好，经测试，达到了较好的性能指标。 关键词：MSP430F149，倾角传感器，电机驱动 The Panels Control System Abstract: The basic principle and implements solutions of the control system of the panels are given using MSP430F149 as the core. It is composed by inclination measurement modules, motor driver module, display module and adjust module. It can realize precision measurement using the SCA103T tilt sensor. Fan is driver by the dc motor, The system function is controlled by keys and the measurement result can be real-time displayed, the system has good man-machine interface and achieved better performance indicators by test,. Keywords: MSP430F149，Inclination sensor，motor driver
学号：100310209 题目类型：设计 (设计、论文、报告) 毕业设计(论文) 课题名称：基于PLC控制的搅拌站控制系统的设计 专业班级：电气自动化 10-2 学生姓名：符杰克 学号： 100310209
指导教师：林晓东 教研室：电气自动化教研室 2012 年12 月
基于PLC的混凝土搅拌站控制及监控程序设计 摘要：混凝土搅拌站是随着水泥的诞生而产生和发展的。它是建筑、桥梁、道路、大坝等工程施工中的必备设备，它由贮料、配料、搅拌、放料等结构部件组成，是一个受多环节制约的复杂系统。而随着我国经济建设的高速发展，综合国力不断增强，国家对基础设施建设的投资力度加大，拉动了城市商品混凝土的高速发展，同时，使混凝土搅拌站有了较大的发展空间，最初搅拌站仅以单机的形式出现，混凝土自拌自用，随着基础设施建设大规模的开展，产生了很大的商品混凝土市场，搅拌站的需求越来越大，计量要求越来越高，于是出现了各种不同形式带有计量装置的搅拌站，从而产生了现代的混凝土搅拌站。 常见的混凝土搅拌站控制方式有继电器直接控制、PLC和计算机结合以及PLC 和配料控制器结合3种控制方式。采用PLC和配料控制器结合控制的搅拌站性能可靠、性价比高，可以保证混凝土的质量，提高混凝土生产效率。作为混凝土搅拌站的核心，控制及监控程序在计量精确、控制可靠、管理方便等方面的要求也日益提高。 本文针对PLC和配料控制器结合控制的搅拌站来设计其控制及监控程序设计中主要要完成的任务有系统构造、PLC的I/O分配、工作流程图及PLC程序的编写。 关键词:混凝土搅拌站；I/O分配；可编程控制器（PLC）；自动控制
本科生毕业设计(论文)文献综述 设计(论文)题目PLC恒压供水系统的设计 作者所在系别机械工程系 作者所在专业测控技术与仪器 作者所在班级B08121 作者姓名庄海全 作者学号20084012108 指导教师姓名赵保亚 指导教师职称讲师 完成时间2012 年 2 月 北华航天工业学院教务处制
说明 1．根据学校《毕业设计(论文)工作暂行规定》，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2．文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。 3．文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4．学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。 5．文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。
毕业设计（论文）文献综述 摘要 随着社会主义市场经济的发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高；再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然的趋势。 为实现恒压供水，采用 PLC 为主控器，变频器为执行机构，然后用数字PID对系统中的恒压控制进行设计，并完成交频恒压供水系统的硬件和软件的设计。 变频恒压供水系统已在国内许多实际的供水控制系统中得到应用，并取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。经实践证明该系统具有高度的可靠性和实时性，极大地提高了供水的质量，并且节省了人力，具有明显的经济效益和社会效益。 关键词:恒压供水，PLC 控制,变频器，PID
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 基于S7-200PLC控制的变频恒压供水控制系统设计 摘要 近年来，随着我国国民经济的迅速发展，能源紧缺问题日益明显，因此应用变频调速技术来提高供水质量，降低能耗，在供水领域已得到越来越广泛的重视。变频恒压供水控制系统采用先进的变频调速、PLC等技术组成一闭环控制系统，用于民用建筑、生产用水，可使水泵出口压力保持恒定。恒压供水的基本控制策略是:采用可编程控制器（PLC）与变频调速装置构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，即根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速和水泵的数量,自动补偿用水量的变化，以保证供水管网的压力保持在设定值,既可以满足生产供水要求，还可节约电能，使系统处于可靠工作状态，实现恒压供水。 关键字：水泵、变频器、恒压控制、PLC
摘要 随着网络技术的发展，Internet已成为最具市场潜力的技术领域，使用Web技术设计的数据库应用软件，是目前Internet市场的技术中坚，各种Web应用如电子商务，网上购物等都采用这种方式实现。 网上购书在国外已经是一个比较常见的购书方式了，而在我国，网上购书才是刚刚起步，但发展的速度却十分的惊人。本系统主要实现了用户的管理、书籍的查找与购买、购物车的实现、订单的管理以及用户留言等功能，为用户提供了迅速、便利的网上购书环境。 本系统采用JSP、Servlet、JavaBean和JDBC等一些JA V A Web相关技术实现了一个简单的网上购书系统，MVC开发模式可以分离数据访问和数据表现，让开发人员可以开发一个可伸缩性强的、便于扩展的控制器，来维护整个流程。本系统通用性强，经过简单的修改就可以应用于更广泛的网上购物系统，具有一定的推广价值。 关键词：书店；数据库；JSP；Servlet；JavaBean
Abstract With the development of network technology, Internet has become the most market potential of technology, the use of Web technology, designed for database application software, is the Internet market, the technical backbone of a variety of Web applications such as e-commerce, online shopping and so using this ways. Online textbook abroad is a relatively common textbook approach, while in China, online textbook is just started, but the pace of development was very amazing. This system mainly achieves the user's management, the search and the sale of books, shopping cart implementation, order management, and user comments and other functions, provides users with fast and convenient online friendly environment. In this system, JSP, Servlet, JavaBean, and JDBC and some other JA V A Web-related technology to achieve a simple online textbook system that versatility, MVC development model can be separated from data access and data performance, so developers can develop a strong scalability, scalable controller, to maintain the entire process. Through a simple modification can be applied to a wider range of online shopping system, with a certain extension purchase. Keywords: bookstore; database;JSP;Servlet;JavaBean
韶关市职工大学韶关市第二技师学院 毕业论文 题目:三菱plc控制机械手设计系统 系别：电气自动化工程系专业系别：14电气自动化双高 学生姓名：饶金荣 学号：42 指导教师：王建军老师 温惠萍老师 李集祥老师
摘要 可编程序控制器(PLC)是近年来发展极为迅速，应用面极广，以微处理器为核心，集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置。PLC的广泛应用，已经给生产带来许多的好处，它具有功能齐全、使用方便、维护容易、通用性强、可靠性好、性能价格比高等特点，已在工业控制的各个领域得到了极为广泛的应用，成为实现工业自动化的一种强有力工具。比如plc控制的机械手在搬运工件方面的应用，以前一直采用人工搬运物料，不仅工人的劳动强度大，安全性差，而且效率低。本文分析了机械手和PLC之后，我们采用PLC控制的机械手进行物件的搬运来代替人力。 本文基于汇川公司的PLC，提出了PLC控制工件传送机械手PLC控制系统的设计方法。重点研究了实验开发系统的工作原理、硬件部分的主要构成，以及硬件部分的设计、安装调试和实验应用开发。讨论了汇川PLC指令系统、编程语言和程序设计方法，分析了汇川PLC专用编程软件在本系统中具体应用， 关键词：机械手，PLC，
第一章概述 1.1 PLC产生、定义及发展趋势 1.1.1 PLC(可编程逻辑控制器)的产生 PLC(可编程逻辑控制器)是20世纪60年代末期逐步发展起来的一种 以计算机技术为基础的新型工业控制装置。近几年来，PLC技术在各种工业过程控制、生产自动线控制及各类机电一体化设备控制中得到极其广泛的应用，成为工业自动化领域中的一项十分重要的应用技术。 在PLC出现以前，继电器控制曾得到广泛应用，在机电设备和工业过程控制领域中占有主导地位。但是继电器控制系统有明显的缺点；体积大，可靠性低，故障查找困难，特别是因为它是由硬接线逻辑构成的系统，造成了接线复杂，容易出故障，对生产工艺变化的适应性较差。 20世纪60年代未，美国最大的汽车制造商通用汽车公司(GM)为了适应汽车型号不断更新的需要，试图寻找一种新的生产线控制方法，使之尽可能地减少重新设计继电器控制系统的工作量以及尽量地减少控制系统 硬连接线的数量，以降低生产成本，缩短制造周期，减少生产线的故障率，从而有效地提高生产效率。当时，电子计算机的硬件己经基本完备，其主要功能是通过软件来实现的，因此具有灵活性、通用性等优点，但价格相对来说比较昂贵，于是他们想到了把继电器控制系统简单易懂、操作方便、价格便宜的长处与计算机灵活、通用的优点结合起来，用来制造一种新型的工业控制装置，并进而采用招标的方式，首先是美国数字设备公司(DEC)研制出符合上述想法的工业控制装置，命名为可编程逻辑控制器，即PLC( Programmable Logic Controller)。1969年，第一台PLC在GM公司汽车生产线上首次运行，成功地取代了沿用多年的继电器控制系统，尽管当时的PLC功能仅具有逻辑控制、定时、计数等功能，但却标志着一种新型装置问世。随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，20世纪70年代中期又出现了微处理器和微型计算机，这些新技术很快也被用到PLC之中，使
山东淄博职业学院毕业设计论文纸 装订线 变频恒压供水毕业设计(论文) 摘要 随着社会市场经济的不断发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高；再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然的趋势。 首先，介绍了当前国内外恒压供水系统的发展情况，并提出不同的控制方案，通过研究和比较，详细说明了恒压供水系统的工作原理。本文采用变频器和PLC实现恒压供水和数据传输，然后用数字PID对系统中的恒压控制进行设计。 其次，详细陈述了基于PLC变频恒压供水系统工程的方案设计，包括系统的硬件和软件设计，并对系统采取了可靠性措施进行了说明。 最后，结合MCGS组态软件对所设计的电路和程序进行了仿真、调试。 结果表明，所设计的硬件电路及程序运行可靠，极大地提高了供水的质量，并且节省了人力，具有明显的经济效益和社会效益，能够满足用户恒压供水的要求。 关键词：变频器，恒压供水，PLC，MCGS，压力传感器
Abstract With the rapid development of socialistic marketing economy,there is a growing demand for better quality of water supply and higher reliability of supply system. In addition ,considering the current common energy crisis, achieving the scheme of automatingthe water supply system. So it is an inevitable tendency to design and create an energy-savingconstant-pressure water supply system of excellent performance with the help of advancedtechniques of automation,monitor-control system; and communication. Meanwhile, the System can also adapt to various water Supply regions. Firstly, this paper introduces the current situation of constant pressure water supply system, and puts forward the development situation of different control scheme, through research and comparison, detailed descriptions of constant pressure water supply system principle of work. This paper adopts inverter and PLC constant pressure water supply and data transmission, then use digital PID on system of constant pressure control design. Secondly, a detailed statement based on PLC frequency constant pressure water supply system engineering design, including the system hardware and software design of the system adopted reliability measures are presented. Finally, combined the MCGS software to design the circuit and procedures are simulated, debugging. Results show that the design of hardware circuit and program reliable operation, has greatly improved the quality of water supply, and save the human, has the obvious economic benefits and social benefits, and can satisfy the requirements of users constant pressure water supply. Key Words:VF speed; constant pressure water supply;PLC;MCGS;Pressure sensor
水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，此时会造成能量的浪费，同时还有可能造成水管爆裂和用水设备的损坏。传统调节供水压力的方式，多采用频繁启／停电机的控制和水塔二次供水调节的方式，前者产生大量能耗的，而且对电网中其他负荷造成影响，设备不断启停会影响设备寿命；后者则需要大量的占地与投资。且由于是二次供水，不能保证供水质的安全与可靠性。而变频调速式的运行十分稳定可靠，没有频繁的启动现象，启动方式为软启动，设备运行十分平稳，避免了电气、机械冲击，也没有水塔供水所带来的二次污染的危险。由此可见，变频调速恒压供水系统具有供水安全、节约能源、节省钢材、节省占地、节省投资、调节能力大、运行稳定可靠的优势，具有广阔的应用前景和明显的经济效益与社会。§1.2 设计目的《机电一体化系统设计》课程设计是大学生在完成《机电一体化系统设计》等专业课学习后进行综合性实践性教学环节，总的目的是在老师的指导下使学1生通过课程设计对所学课程理论知识进行一次系统的回顾检查复习和提高并运用所学理论通过调研设计一个机电控制方面的课题受到从理论到实践应用的综合训练，培养学生独立运用所学理论解决具体问题的能力具体有以下几点：1、通过检索查阅运用有关手册、标准及参考资料，培养起学生检索查阅资料、使用资料的方法和能力。2、通过回顾查阅课程理论知识、运用所学的基础课专业技术课和专业课知识，培养学生根据实际问题正确设计总体方案分析具体问题、进行工程设计的能力。3、本例综合了PLC 在多方面的应用，既有开关量I/O 也有模拟量I/O；既有PID 调节的典型应用，又有复杂的逻辑控制。另外本例中使用的三菱的变频器使电机实现软启动控制。通过一系列的学习，查找资料使得我们学到的知识加以巩固。§1.3 PLC 的历史及发展趋势§1.3.1 PLC 的历史20 世纪60 年代中期，美国通用汽车公司（GM）为适应生产工艺不断更新的需要，提出了一种设想：把计算机的功能完善、通用灵活等优点和继电控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向问题的语言编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969 年研制成功了第一台可编程序控制器PDP-14，并在汽车自动装配线上试用获得成功。这项新技术的成功使用，在工业界产生了巨大影响。从此，可编程序控制器在世界各地迅速发展起来。1971 年，日本从美国引进这项新技术，并很快研制成功了日本第一台可编程序控制器DCS-8。1973～1974 年原西德和法国也研制出了他们的可编程序控制器。我国从1974 年开始研制，1977 年研制成功了以一位微处理器MC14500 为核心的可编程序控制器，从并开始工业应用。1969 年出现第一2台PLC，经20 多年的发展，PLC 已经发展到了第四代。其发展过程大致如下：第一代在1969-1972 年。这个时期的产品，由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。其功能也比较单一，仅能实现逻辑运算、定时、计数等功能。典型产品有：美国DEC 公司的PDP-14，日本富士公司的USC-4000，日本立石（OMRON）公司的SCY-022 等。第二代在1973-1975 年。这个时期的产品已开始使用微处理器作为CPU，存储器采用半导体存储器。其功能上有所增加，能够实现数字运算、传送、比较等功能，并初步具备自诊断功能，可靠性有了一定提高。典型产品有：美国歌德公司的MODICON184、284、384 系列，原西德西门子的SYMATIC S3、S4 系列，日本富士的SC 系列等。第三代在1976-1983 年。这个时期，PLC 进入了大发展阶段，美国、日本、原西德各有几十个厂家生产PLC。这个时期的产品已采用8 位和16 位微处理器作为CPU，部分产品还采用了多微处理器结构。其功能显著增强，速度大大提高，并能进行多种复杂的数学运算，具备完善的通讯功能和较强的远程I/O 能力，具有较强的自诊断功能并采用了容错技术。 §1.3.2 PLC 的发展趋势由于工业生产对自动控制系统需求的多样性，PLC 的发展方向有两
毕业设计论文 作者学号 系部 专业 题目 指导教师 评阅教师 完成时间：
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毕业设计(论文)外文摘要
目录 1 绪论 (1) 1.1J AVA语言的特点 (1) 1.2开发工具E CLIPSE介绍 (2) 1.3开发工具JDK介绍 (2) 1.4应用环境 (3) 2 系统需求分析 (3) 2.1需求分析 (3) 2.2可行性分析 (3) 3 系统概要设计 (4) 3.1游戏流程图 (4) 3.2设计目标 (5) 3.3系统功能模块 (5) 3.4系统数据结构设计 (7) 4 系统详细设计 (10) 4.1程序设计 (10) 4.2贪吃蛇游戏各功能界面截图 (13) 5 系统测试 (16) 5.1测试的意义 (16) 5.2测试过程 (16) 5.3测试结果 (17) 结论 (18) 致谢 (19) 参考文献 (19)
1 绪论 贪吃蛇是世界知名的益智类小游戏，选择这个题目一方面是为了将我们自己的所学知识加以运用；另一方面，我希望通过自己的所学知识把它剖析开来，通过自己的动手实践，真正的了解它的本质和精髓。希望通过这次实践，能从中提高自己的编程能力。并从中学会从零开始分析设计程序，达到学以致用，活学活用的目的。另外，通过本游戏的开发，达到学习Java技术和熟悉软件开发流程的目的。 本游戏的开发语言为Java，开发工具选用Eclipse。 Java是一种简单的，面向对象的，分布式的，解释型的，健壮安全的，结构中立的，可移植的，性能优异、多线程的动态语言。这里采用Java作为开发语言主要是基于Java的面向对象和可移植性。 Eclipse 是一个开放源代码的、基于 Java 的可扩展开发平台。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。 1.1 Java语言的特点 1.1.1 简单性 Java与C++语言非常相近，但Java比C++简单，它抛弃了C++中的一些不是绝对必要的功能，如头文件、预处理文件、指针、结构、运算符重载、多重继承以及自动强迫同型。Java 实现了自动的垃圾收集，简化了内存管理的工作。 1.1.2 平台无关性 Java引进虚拟机原理，并运行于虚拟机，实现不同平台之间的Java接口。Java的数据类型与机器无关。 1.1.3 安全性 Java的编程类似C++,但舍弃了C++的指针对存储器地址的直接操作，程序运行时，内存由操作系统分配，这样可以避免病毒通过指针入侵系统。它提供了安全管理器，防止程序的非法访问。 1.1.4 面向对象 Java吸收了C++面向对象的概念，将数据封装于类中，实现了程序的简洁性和便于维护性，使程序代码可以只需一次编译就可反复利用。
摘要 立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的存储设施。近年来随着我国经济的飞速发展，城市人口日益增多，特别是随着改革开放以来，我国进入了汽车拥有率进入急速上升时期。机械式立体车库可充分利用地上资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。本课题以较为典型的升降横移式立体车库为研究对象，综合介绍了升降横移式立体车库的运行模式和操作模式。本课题以典型常见的地上3×3升降横移式为例,说明了停车库的运行原理。并用组态王对立体车做了实时监控和动态演示。 本文在对国外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上，选择三层三列式车库结构为研究模型。升降横移式立体车库就其组成部分而言，可分为三大部分：车库结构部分、传动机构部分和控制系统部分。本文简单介绍了车库的主体结构和特点，对车库的控制系统也作了详细的说明。依据升降横移式立体车库的运行原理，运用理论对升降横移式立体车库的结构进行了全面的分析，包括升降横移式立体车库的框架结构的机械强度、横移传动系统中轴的强度和升降传动系统中轴的强度等。在对升降横移式立体车库控制系统的设计中，采用了常用的的PLC控制，运用三菱公司的编程软件编制了升降横移式立体车库控制系统的程序，并经调试、运行，证明采用可编程序控制器(PLC)作为控制系统简单易行。其稳定、可靠、快速、性价比高的特点使得控制系统更加稳定可行。为了使停车设备满足使用要求，根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的标准、升降横移式立体车库的实际运行，在升降横移式立体车库中采取了一些必要的安全技术，这样保证了车辆的绝对安全，使得整个车库可以安全平稳的运行。 关键词：立体车库；控制系统；PLC ABSTRACT Stereo garage is specifically implement check of vehicles automatic parking and scientific storage acilities. With the increasing of urban car ownership, parking problem has become a common phenomenon of large and medium-sized cities. Mechanical stereo garage can make full use of land resources, making full use of the advantages of space and maximize the parked vehicles, become the important