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【大学本科毕业设计】PLC变频调速恒压供水系统

【大学本科毕业设计】PLC变频调速恒压供水系统
【大学本科毕业设计】PLC变频调速恒压供水系统

摘要

本论文根据中国城市小区的供水要求,设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统,并利用组态软件开发良好的运行管理界面。变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等构成。

系统由变频器、PLC和两台水泵构成。利用了变频器控制电路的PID 等相关功能,和PLC配合实施变频一拖二自动恒压力供水。具有自动/手动切换功能。变频故障时,可切换到手动控制水泵运行。 控制过程:水路管网压力低时,变频器启动1#泵,至全速运行一段时间后,由远传压力表来的压力信号仍未到达设定值时,PLC控制1#泵由变频切换到工运行,然后变频启动2#泵运行,据管网压力情况随机调整2#泵的转速,来达到恒压供水的目的。当用水量变小,管网压力变高时,2#泵降为零速时,管网压力仍高,则PLC控制停掉1#工频泵,由2#泵实施恒压供水。至管网压力又低时,将2#泵由变频切为工频运行,变频器启动1#泵,调整1#泵的转速,维修恒压供水。如此循环不已。

关键词:变频调速,恒压供水,PLC,组态软,电机

1 绪论

1.1 课题的提出

水和电是人类生活、生产中不可缺少的重要物质,在节水节能已成为时代特征的现实条件下,我们这个水资源和电能源短缺的国家,长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后,自动化程度较低,而随着我国社会经济的发展,人们生活水平的不断提高,以及住房制度改革的不断深入,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,供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到小区住户的正常工作和生活,也直接体现了小区物业管理水平的高低。

传统的小区供水方式有:恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式,其优、缺点如下[1]:

(1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应,水泵的增减都依赖人工进行手工操作,自动化程度低,而且为保证供水,机组常处于满负荷运行,不但效率低、耗电量大,而且在用水量较少时,管网长期处于超压运行状态,爆损现象严重,电机硬起动易产生水锤效应,破坏性大,目前较少采用。

(2) 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点,但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁,对电器设备要求较高、系统维护工作量大,而且为减少水泵起动次数,停泵压力往往比较高,致使水泵在低效段工作,而出水压力无谓的增高,也使浪费加大,从而限制了其发展。

(3) 水塔高位水箱供水具有控制方式简单、运行经济合理、短时间维修

或停电可不停水等优点,但存在基建投资大,占地面积大,维护不方便,水泵电机为硬起动,启动电流大等缺点,频繁起动易损坏联轴器,目前主要应用于高层建筑。

(4) 液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式易漏油,发热需冷却,效率低,改造麻烦,只能是一对一驱动,需经常检修;优点是价格低廉,结构简单明了,维修方便。

(5) 单片机变频调速供水系统也能做到变频调速,自动化程度要优于上面4种供水方式,但是系统开发周期比较长,对操作员的素质要求比较高,可靠性比较低,维修不方便,且不适用于恶劣的工业环境。

综上所述,传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源;效率低;可靠性差;自动化程度不高等缺点,严重影响了居民的用水和工业系统中的用水。目前的供水方式朝向高效节能、自动可靠的方向发展,变频调速技术以其显着的节能效果和稳定可靠的控制方式,在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用,特别是在城乡工业用水的各级加压系统,居民生活用水的恒压供水系统中,变频调速水泵节能效果尤为突出,其优越性表现在:一是节能显著;二是在开、停机时能减小电流对电网的冲击以及供水水压对管网系统的冲击;三是能减小水泵、电机自身的机械冲击损耗[2]。

基于PLC和变频技术的恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性,同时系统具有良好的节能性,这在能源日益紧缺的今天尤为重要,所以研究设计该系统,对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。

1.3 PLC概述

1.3.1 可编程控制器的定义

可编程控制器,简称PLC(Programmable logic Controller),是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”

1.3.2 PLC的发展和应用

世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司(DEC)研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平,早期的PLC主要由分立组件和中小规模集成电路组成,可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器,使PLC 增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用,可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言[5],并将参加运算及处理的计算机存储组件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20世纪70年代中末期,可编程控制器进入实用化发展阶段,计算机技术已全面引入可编程控制器中,使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、

模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初,可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多,产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪末期,可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说,这个时期发展了大型机和超小型机;从控制能力上来说,诞生了各种各样的特殊功能单元,用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合;从产品的配套能力来说,生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、轻纺、交通运输、及文化娱乐等各个行业,被称为现代技术的三大支柱之一。

1.3.3 西门子S7-200PLC简介

西门子公司具有品种非常丰富的PLC产品。S7系列是传统意义的PLC,S7-200属于小型PLC,在1998年升级为第二代产品,2004年升级为第三代产品,其特点如下[6]:

(1) 功能强大。S7-200有5种CPU模块,最多可扩展7个扩展模块,扩展到248点数字量I/O或38路模拟量I/O,最多有30多KB的程序存储空间和数据存储空间;

(2) 先进的程序结构,功能强大、使用方便的编程软件;

(3) 灵活方便的寻址方法;

(4) 强大的通信功能和品种丰富的配套人机界面;

(5) 有竞争力的价格;

(6) 完善的网上技术支持等。

1.4 本课题的主要研究内容

本设计是以小区供水系统为控制对象,采用PLC和变频技术相结合技术,设计一套城市小区恒压供水系统,并引用计算机对供水系统进行远程监控和管理保证整个系统运行可靠,安全节能,获得最佳的运行工况。

PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统,本设计中有3个贮水池,3台水泵,采用部分流量调节方法,即3台水泵中只有1台水泵在变频器控制下作变速运行,其余水泵做恒速运行。PLC根据管网压力自动控制各个水泵之间切换,并根据压力检测值和给定值之间偏差进行PID运算,输出给变频器控制其输出频率,调节流量,使供水管网压力恒定。各水泵切换遵循先起先停、先停先起原则。

根据以上控制要求,进行系统总体控制方案设计。硬件设备选型、PLC 选型,估算所需I/O点数,进行I/O模块选型,绘制系统硬件连接图:包括系统硬件配置图、I/O连接图,分配I/O点数,列出I/O分配表,熟练使用相关软件,设计梯形图控制程序,对程序进行调试和修改并设计监控系统。

2 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

2.1.1 电动机的调速原理

水泵电机多采用三相异步电动机,而其转速公式为:

60(1)f n s p

=- (2.1) 式中:f 表示电源频率,p 表示电动机极对数,s 表示转差率。

从上式可知,三相异步电动机的调速方法有:

(l) 改变电源频率

(2) 改变电机极对数

(3) 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器。改变转差率调速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,且调速性能也好,但由于线路过于复杂,增加了中间环节的电能损耗[7],且成本高而影响它的推广价值。下面重点分析改变电源频率调速的方法及特点。

根据公式可知,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。连续调节电源频率,就可以平滑地改变电动机的转速。但是,单一地调节电源频率,将导致电机运行性能恶化。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电源装置,它们促进了变频调速的广泛应用。

2.1.2 变频恒压供水系统的节能原理

供水系统的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,如图2.1所示。由于在阀门开度和水泵转速都不变的情况下,流量的大小主要取决于用户的用水情况,因此,扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Qu间的关系H=f(Qu)。而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,如图2.1所示。管阻特性反映了水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由于阀门开度的改变,实际上是改变了在某一扬程下,供水系统向用户的供水能力。因此,管阻特性所反映的是扬程与供水流量Qc之间的关系H=f(Qc)。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点,称为供水系统的工作点,如图2.1中A点。在这一点,用户的用水流量Qu和供水系统的供水流量Qc处于平衡状态,供水系统既满足了扬程特性,也符合了管阻特性,系统稳定运行。

H

图2.1 恒压供水系统的基本特征

变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。通常由异步电动机驱动水泵旋转来供水,并且把电机和水泵做成一体,通过变频器调节异步电机的转速,从而改变水泵的出水流量而实现恒压供

水的。因此,供水系统变频的实质是异步电动机的变频调速。异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。

在供水系统中,通常以流量为控制目的,常用的控制方法为阀门控制法和转速控制法。阀门控制法是通过调节阀门开度来调节流量,水泵电机转速保持不变。其实质是通过改变水路中的阻力大小来改变流量,因此,管阻将随阀门开度的改变而改变,但扬程特性不变。由于实际用水中,需水量是变化的,若阀门开度在一段时间内保持不变,必然要造成超压或欠压现象的出现。转速控制法是通过改变水泵电机的转速来调节流量,而阀门开度保持不变,是通过改变水的动能改变流量。因此,扬程特性将随水泵转速的改变而改变,但管阻特性不变。变频调速供水方式属于转速控制。其工作原理是根据用户用水量的变化自动地调整水泵电机的转速,使管网压力始终保持恒定,当用水量增大时电机加速,用水量减小时电机减速。

由流体力学可知,水泵给管网供水时,水泵的输出功率P 与管网的水压H 及出水流量Q 的乘积成正比;水泵的转速n 与出水流量Q 成正比;管网的水压H 与出水流量Q 的平方成正比。由上述关系有,水泵的输出功率P 与转速n 三次方成正比,即:

1P k HQ = (2.2)

2n k Q = (2.3)

23H k Q = (2.4)

3P kn = (2.5)

式中k 、k1、k2、k3为比例常数。

图2.2 管网及水泵的运行特性曲线

当用阀门控制时,若供水量高峰水泵工作在E点,流量为Q1,扬程为H0,当供水量从Q1减小到Q2时,必须关小阀门,这时阀门的摩擦阻力变大,阻力曲线从b3移到b1,扬程特性曲线不变。而扬程则从H0上升到H1,运行工况点从E点移到F点,此时水泵的输出功率正比于H1×Q2。当用调速控制时,若采用恒压(H0),变速泵(n2)供水,管阻特性曲线为b2,扬程特性变为曲线n2,工作点从E点移到D点。此时水泵输出功率正比于H0×Q2,由于H1>H0,所以当用阀门控制流量时,有正比于(H1-H0)×Q2的功率被浪费掉,并且随着阀门的不断关小,阀门的摩擦阻力不断变大,管阻特性曲线上移,运行工况点也随之上移,于是H1增大,而被浪费的功率要随之增加。所以调速控制方式要比阀门控制方式供水功率要小得多,节能效果显著。

2.2.2 变频恒压供水系统的组成及原理图

PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统,该系统的控制流程

图如图2.3所示:

图2.3变频恒压供水系统控制流程图

从图中可看出,系统可分为:执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分,具体为:

(l) 执行机构:执行机构是由一组水泵组成,它们用于将水供入用户管网,其中由一台变频泵和两台工频泵构成,变频泵是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵,用以根据用水量的变化改变电机的转速,以维持管网的水压恒定;工频泵只运行于启、停两种工作状态,用以在用水量很大(变频泵达到工频运行状态都无法满足用水要求时)的情况下投入工作。

(2) 信号检测机构:在系统控制过程中,需要检测的信号包括管网水压信号、水池水位信号和报警信号。管网水压信号反映的是用户管网的水压值,它是恒压供水控制的主要反馈信号。此信号是模拟信号,读入PLC时,需进行A/D转换。另外为加强系统的可靠性,还需对供水的上限压力和下限压力用电接点压力表进行检测,检测结果可以送给PLC,作为数字量输入;水池水位信号反映水泵的进水水源是否充足。信号有效时,控制系统

要对系统实施保护控制,以防止水泵空抽而损坏电机和水泵。此信号来自安装于水池中的液位传感器;报警信号反映系统是否正常运行,水泵电机是否过载、变频器是否有异常,该信号为开关量信号。

(3) 控制机构:供水控制系统一般安装在供水控制柜中,包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。供水控制器是整个变频恒压供水控制系统的核心。供水控制器直接对系统中的压力、液位、报警信号进行采集,对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法,得出对执行机构的控制方案,通过变频调速器和接触器对执行机构(即水泵机组)进行控制;变频器是对水泵进行转速控制的单元,其跟踪供水控制器送来的控制信号改变调速泵的运行频率,完成对调速泵的转速控制。

根据水泵机组中水泵被变频器拖动的情况不同,变频器有两种工作方式即变频循环式和变频固定式,变频循环式即变频器拖动某一台水泵作为调速泵,当这台水泵运行在50Hz时,其供水量仍不能达到用水要求,需要增加水泵机组时,系统先将变频器从该水泵电机中脱出,将该泵切换为工频的同时用变频去拖动另一台水泵电机;变频固定式是变频器拖动某一台水泵作为调速泵,当这台水泵运行在50Hz时,其供水量仍不能达到用水要求,需要增加水泵机组时,系统直接启动另一台恒速水泵,变频器不做切换,变频器固定拖动的水泵在系统运行前可以选择[9],本设计中采用前者。

作为一个控制系统,报警是必不可少的重要组成部分。由于本系统能适用于不同的供水领域,所以为了保证系统安全、可靠、平稳的运行,防止因电机过载、变频器报警、电网过大波动、供水水源中断造成故障,因此系统必须要对各种报警量进行监测,由PLC判断报警类别,进行显示和保护动作控制,以免造成不必要的损失。

变频恒压供水系统以供水出口管网水压为控制目标,在控制上实现出口总管网的实际供水压力跟随设定的供水压力。设定的供水压力可以是一

个常数,也可以是一个时间分段函数,在每一个时段内是一个常数。所以,在某个特定时段内,恒压控制的目标就是使出口总管网的实际供水压力维持在设定的供水压力上[10]。变频恒压供水系统的结构框图如图2.4所示:

图2.4变频恒压供水系统框图

恒压供水系统通过安装在用户供水管道上的压力变送器实时地测量参考点的水压,检测管网出水压力,并将其转换为4—20mA的电信号,此检测信号是实现恒压供水的关键参数。由于电信号为模拟量,故必须通过PLC 的A/D转换模块才能读入并与设定值进行比较,将比较后的偏差值进行PID 运算,再将运算后的数字信号通过D/A转换模块转换成模拟信号作为变频器的输入信号,控制变频器的输出频率,从而控制电动机的转速,进而控制水泵的供水流量,最终使用户供水管道上的压力恒定,实现变频恒压供水。

2.2.3 变频恒压供水系统控制流程

变频恒压供水系统控制流程如下:

(l) 系统通电,按照接收到有效的自控系统启动信号后,首先启动变频器拖动变频泵M1工作,根据压力变送器测得的用户管网实际压力和设定压力的偏差调节变频器的输出频率,控制Ml的转速,当输出压力达到设定值,其供水量与用水量相平衡时,转速才稳定到某一定值,这期间Ml工作

在调速运行状态。

(2) 当用水量增加水压减小时,压力变送器反馈的水压信号减小,偏差变大,PLC的输出信号变大,变频器的输出频率变大,所以水泵的转速增大,供水量增大,最终水泵的转速达到另一个新的稳定值。反之,当用水量减少水压增加时,通过压力闭环,减小水泵的转速到另一个新的稳定值。

(3) 当用水量继续增加,变频器的输出频率达到上限频率50Hz时,若此时用户管网的实际压力还未达到设定压力,并且满足增加水泵的条件(在下节有详细阐述)时,在变频循环式的控制方式下,系统将在PLC的控制下自动投入水泵M2(变速运行),同时变频泵M1做工频运行,系统恢复对水压的闭环调节,直到水压达到设定值为止。如果用水量继续增加,满足增加水泵的条件,将继续发生如上转换,将另一台工频泵M3投入运行,变频器输出频率达到上限频率50Hz时,压力仍未达到设定值时,控制系统就会发出水压超限报警。

(4) 当用水量下降水压升高,变频器的输出频率降至下限频率,用户管网的实际水压仍高于设定压力值,并且满足减少水泵的条件时,系统将工频泵M2关掉,恢复对水压的闭环调节,使压力重新达到设定值。当用水量继续下降,并且满足减少水泵的条件时,将继续发生如上转换,将另一台工频泵M3关掉。

2.2.4 水泵切换条件分析

在上述的系统工作流程中,我们提到当变频泵己运行在上限频率,此时管网的实际压力仍低于设定压力,此时需要增加水泵来满足供水要求,达到恒压的目的;当变频泵和工频泵都在运行且变频泵己运行在下限频率,此时管网的实际压力仍高于设定压力,此时需要减少工频泵来减少供水流量,达到恒压的目的。那么何时进行切换,才能使系统提供稳定可靠的供

水压力,同时使机组不过于频繁的切换呢?

由于电网的限制以及变频器和电机工作频率的限制,50HZ 成为频率调节的上限频率。另外,变频器的输出频率不能够为负值,最低只能是0HZ 。其实,在实际应用中,变频器的输出频率是不可能降到0HZ 。因为当水泵机组运行,电机带动水泵向管网供水时,由于管网中的水压会反推水泵,给带动水泵运行的电机一个反向的力矩,同时这个水压也在一定程度上阻止源水池中的水进入管网,因此,当电机运行频率下降到一个值时,水泵就己经抽不出水了,实际的供水压力也不会随着电机频率的下降而下降。这个频率在实际应用中就是电机运行的下限频率。这个频率远大于0HZ ,具体数值与水泵特性及系统所使用的场所有关,一般在20HZ 左右。所以选择50HZ 和20HZ 作为水泵机组切换的上下限频率。

当输出频率达到上限频率时,实际供水压力在设定压力上下波动。若出现s f P P 时就进行机组切换,很可能由于新增加了一台机组运行,供水

压力一下就超过了设定压力。在极端的情况下,运行机组增加后,实际供水压力超过设定供水压力,而新增加的机组在变频器的下限频率运行,此时又满足了机组切换的停机条件,需要将一个在工频状态下运行的机组停掉。如果用水状况不变,供水泵站中的所有能够自动投切的机组将一直这样投入—切出—再投入—再切出地循环下去,这增加了机组切换的次数,使系统一直处于不稳定的状态之中,实际供水压力也会在很大的压力范围内震荡。这样的工作状态既无法提供稳定可靠的供水压力,也使得机组由于相互切换频繁而增大磨损,减少运行寿命。另外,实际供水压力超调的影响以及现场的干扰使实际压力的测量值有尖峰,这两种情况都可能使机组切换的判别条件在一个比较短的时间内满足。所以,在实际应用中,相应的判别条件是通过对上面两个判别条件的修改得到的,其实质就是增加了回滞环的应用和判别条件的延时成立。

实际的机组切换判别条件如下[11]:

加泵条件: UP f f = 2

d f s P P P ?<-

且延时判别成立 (2.6) 减泵条件: LOW f f = 2d f s P P P ?>+ 且延时判别成立 (2.7) 式中: UP f :上限频率 LOW f :下限频率

s P :设定压力 f P :反馈压力

3 系统的硬件设计

3.1 系统主要设备的选型

根据基于PLC的变频恒压供水系统的原理,系统的电气控制总框图如图3.1所示:

图3.1 系统的电气控制总框图

由以上系统电气总框图可以看出,该系统的主要硬件设备应包括以下几部分:(1) PLC及其扩展模块、(2) 变频器、(3) 水泵机组、(4) 压力变送器、(5) 液位变送器。主要设备选型如表3.1所示:

表3.1 本系统主要硬件设备清单

3.1.1 PLC及其扩展模块的选型

PLC是整个变频恒压供水控制系统的核心,它要完成对系统中所有输入号的采集、所有输出单元的控制、恒压的实现以及对外的数据交换。因此我们在选择PLC时,要考虑PLC的指令执行速度、指令丰富程度、内存空间、通讯接口及协议、带扩展模块的能力和编程软件的方便与否等多方面因素。由于恒压供水自动控制系统控制设备相对较少,因此PLC 选用德国SIEMENS公司的S7-200型。S7-200型PLC的结构紧凑,价格低廉,具有较高的性价比,广泛适用于一些小型控制系统。SIEMENS公司的PLC具有可靠性高,可扩展性好,又有较丰富的通信指令,且通信协议简单等优点;PLC可以上接工控计算机,对自动控制系统进行监测控制。PLC和上位机的通信采用PC/PPI电缆,支持点对点接口(PPI)协议,PC/PPI电缆可以方便实现PLC的通信接口RS485到PC机的通信接口RS232的转换,用户程序有三级口令保护,可以对程序实施安全保护[12]。

根据控制系统实际所需端子数目,考虑PLC端子数目要有一定的预留量,因此选用的S7-200型PLC的主模块为CPU226,其开关量输出为16点,输出形式为AC220V继电器输出;开关量输入CPU226为24点,输入形式为+24V直流输入。由于实际中需要模拟量输入点1个,模拟量输出点1个,所以需要扩展,扩展模块选择的是EM235,该模块有4个模拟输入(AIW),1个模拟输出(AQW)信号通道。输入输出信号接入端口时能够自动完成A/D的转换,标准输入信号能够转换成一个字长(16bit)的数字信号;输出信号接出端口时能够自动完成D/A的转换,一个字长(16bit)的数字信号能够转换成标准输出信号。EM235模块可以针对不同的标准输入信号,通过DIP开关进行设置。

3.2 系统主电路分析及其设计

基于PLC的变频恒压供水系统主电路图如图3.2所示:三台电机分别为M1、M2、M3,它们分别带动水泵1#、2#、3#。接触器KM1、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3的工频运行;接触器KM2、KM4、KM6分别控制M1、M2、M3的变频运行;FR1、FR2、FR3分别为三台水泵电机过载保护用的热继电器;QS1、QS2、QS3、QS4分别为变频器和三台水泵电机主电路的隔离开关;FU为主电路的熔断器。

本系统采用三泵循环变频运行方式,即3台水泵中只有1台水泵在变频器控制下作变速运行,其余水泵在工频下做恒速运行,在用水量小的情况下,如果变频泵连续运行时间超过3h,则要切换下一台水泵,即系统具有“倒泵功能”,避免某一台水泵工作时间过长。因此在同一时间内只能有一台水泵工作在变频下,但不同时间段内三台水泵都可轮流做变频泵。

图3.2 变频恒压供水系统主电路图

三相电源经低压熔断器、隔离开关接至变频器的R、S、T端,变频器的输出端U、V、W通过接触器的触点接至电机。当电机工频运行时,连接至变频器的隔离开关及变频器输出端的接触器断开,接通工频运行的接触器和隔离开关。主电路中的低压熔断器除接通电源外,同时实现短路保护,每台电动机的过载保护由相应的热继电器FR实现。变频和工频两个回路不允许同时接通。而且变频器的输出端绝对不允许直接接电源,故必须经过接触器的触点,当电动机接通工频回路时,变频回路接触器的触点必须先行断开。同样从工频转为变频时,也必须先将工频接触器断开,才允许接通变频器输出端接触器,所以KM1和KM2、KM3和KM4、KM5和KM6绝对不能同时动作,相互之间必须设计可靠的互锁。为监控电机负载运行情况,主回路的电流大小可以通过电流互感器和变送器将

城市小区恒压供水系统毕业设计(论文)

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

帆板控制系统设计电子信息工程论文

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

基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计

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。

帆板控制系统论文

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

PLC恒压供水系统的设计 文献综述

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

基于S7-200PLC控制的变频恒压供水控制系统设计毕业设计(论文)

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

网上购书系统毕业设计

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

变频恒压供水毕业设计(论文)

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

恒压供水系统毕业设计

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——最终版

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:

毕业设计(论文)中文摘要

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。

基于plc的恒压供水系统的设计

PLC 基于 plc 的恒压供水系统的设计 (恒压供水系统的原理及电气控制要求。Plc 在机电系统中的应用和工作原理。西门子变频 器的工作原理 MM440。Plc 编程原理及程序设计方法。电器原理图,接线图。) 一.恒压供水系统的原理 1.系统介绍 生产生活中的用水量常随时间而变化,季节、昼夜相差很大。用水和供水的不平衡集 中体砚在水压上,用水多而供水少则水压低,用水少而供水多则水压高。以前大多采用传 统的水塔、高位水箱 或气压罐式增压设备 容易造成二次污染,同时也增大了水泵的轴功 率和能量损耗。随着电力电子技术的发展 变频调速技术广泛应用于送水泵站、加压站、工 业给水、小区和高楼供水等供水等领域。相对于传统的技术而言,它具有节能效益明显、 保护功能完善 、控制灵活方便等优点 。 恒压供水控制系统的基本控制策略是:采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)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,在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是总 管的出水压力及系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较,其差值输入 CPU 运算处理后,发出控制指令,控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速, 从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。 恒压供水系统由 PLC 控制器,变频器,触摸屏显示器,压力变送器,水位变送器,软 启动器,水泵电机组,电机保护装置以及其他电控设备等构成,如图 1 所示。 水 压 水 位 压力变送器 水位变送器 变频器 触摸屏显示器 软启动器 控制回路 水泵电机 图 1 恒压供水系统示意图 电机保护装置 2.系统构成 系统采用了 S7-200 型 PLC (14 个输人点,10 个输出点)、MM440 型变频器、压力传

帆板控制系统报告

帆板控制系统 题目:帆板与控制系统组员: 指导老师: 时间:2014. 8. 11

摘要 随着社会的发展,智能化已经成为现代化产品发展的新趋势,帆板角度控制系统成为测量风力大小的产品,即可以节约电能,又可以把测量风力大小的设备向智能化产品方向过渡。 本系统采用SCT89C51单片机作为控制核心,利用角度传感器ADXL335、电机驱动L298N、液晶显示、键盘控制、声光报警等多个模块实现帆板控制系统。安置在帆板上的角度传感器将检测信号通过AD转换后传送给单片机控制系统,计算出帆板旋转角度,并由单片机控制液晶进行信息显示。帆板旋转角度可通过键盘设置风力等级,由单片机通过PWM方式驱动直流电机运转进行调速。配合角度传感器可以实时调节电机转速,进而带动风扇调整帆板转角。 测试结果证明,帆板控制系统运行稳定可靠,可以准确快速地调整帆板角度,液晶显示内容直观。

目录 第一章前言 (1) 第二章系统整体分析 (2) 2.1方案的论证 (2) 2.1.1输入模块的选择 (2) 2.2 系统的整体 (4) 第三章硬件电路 (6) 3.1 按键电路 (6) 3.2 主控电路 (6) 3.2.1振荡电路 (6) 3.2.2复位电路 (7) 3.3 风扇控制电路 (7) 3.4 显示电路 (8) 3.7 硬件系统 (9) 第四章软件系统 (10) 4.1 控制算法 (10) 4.2 角度测量原理 (10) 4.3.1 KEIL简介 (10) 4.3.2 Proteus简介 (10) 4.4 软件设计 (11) 第五章仿真与调试 (12) 5.1仿真 (12) 5.2测量 (13) 第六章总结 (18) 附录 (19)

plc控制的恒压供水系统(开题报告)

长春科技学院 毕业设计(论文)开题报告 题目:PLC控制的恒压供水系统学院: 专业: 班级: 学号: 姓名: 指导教师: 填表日期:

一、选题依据及意义 在我国,节电节水的潜力非常大。据有关国际组织发表的资料显示:中国的单位国民经济总产值所消耗的电是美国、德国等的4倍左右,消耗的水是他们的2倍左右。我国的大量用电设备中,风机和泵类电机的耗电量占全国发电量的50%左右,若推广新型电机调速技术,可节电40%左右,即可以节约全国发电量的1/5。由于我国人均占有水、电资源相对于别国又少很多,因此,在我国一方面水电供应紧张,而另一方面,水电的浪费又十分惊人,节电节水,不仅潜力巨大,而且意义深远。 近十年来,变频技术的应用在我国有很大的发展,并取得了良好的效果。可以说,变频技术已为大多数用户所接受。但是,不能不指出,我国在变频技术的应用方面,与发达国家的水平尚有很大差距。目前,我国在用的交流电动机使用变频调速运行的仅6%左右,而工业发达国家已达60% - 70%;日本在风机、水泵上变频调速的采用率已达10%,而我国还不足0.01%;在日本,空调器的70%采用了变频调速,而我国才刚刚起步。从这个现实出发,变频技术尚有很大的发展空间。 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的发展。 二、国内外发展情况(文献综述) 随着变频器的问世,变频调速技术在以工频交流电为主的用电场合得到了广泛的应用,其中变频恒压供水便是在变频调速领域中典型的应用。以前,国外生产的变频器主要用来控制频率、控制电机的启停、控制电机正反转和转速调节以及各种保护功能。在变频恒压供水系统中,变频器是通过可编程序控制器控制,作为控制机构和系统执行机构之间的中间环节,为保证水管内水压恒定,满足不同时间段供水量大小的需求,需在变频器外部提供压力传感器和压力控制器,对水压进行闭环控制。目前我们国内有很多公司也在做变频恒压供水的工程,可是大部分采用国外的变频器控制水泵的转速,有的采用单片机及相应的软件予以实现;有的采用可编程控制器(PLC)及相应的软件予以实现。但在系统的稳定性能、动态性能、抗扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说,还远远没能

(完整版)基于三菱PLC的恒压供水系统毕业设计

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

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