楼宇供水PLC控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着社会的进步和经济的快速发展，人们的生活水平迅速提高，高层楼宇遍布城市的各个角落，城市高层建筑供水问题的日益突出，保持供水压力的稳定，提高供水质量是相当重要，同时要求供水的可靠性和安全性，楼宇的稳定供水成为楼宇管理的一个重要部分。

水泵作为供水工程中的通用机械，消耗着大量的能源，电耗往往占制水成本的60%以上，必须采取调节措施使泵站适应负荷变化运行，才能达到节能降耗、降本增效的目的。

我国楼宇一般3层以下叫低层、6层楼以下叫多层、12层以下叫中高层、12层以上叫高层，其供水系统大致经历了以下几个阶段，分别为：水塔供水、楼顶水池供水、变频恒压供水。

2. 研究内容和预期目标

本课题结合楼宇供水的实际使用情况，采用plc控制器、触摸屏、变频器、压力传感器等元器件相结合，对楼宇供水进行控制，实现运行稳定可靠、操作简单方便、节能降耗、降本增效等目标。

主要研究内容和目标包括：1. 设计楼宇恒压供水控制系统，采用plc控制器，编制系统控制程序实现系统的手/自动控制、多台水泵联动控制、压力检测、连锁联动、数据运算、数据通讯、故障报警等功能。

2. 设计水泵强电控制系统，采用变频器、接触器、热继电器、继电器、断路器、按钮、开关等实现水泵的手/自动控制，手动控制时由接触器和热继电器直接控制水泵启停，自动控制时由plc根据检测的供水压力进行pid运算后输出4~20ma电流信号来控制变频器的运转频率，保证供水压力的稳定。

3. 研究的方法与步骤

本课题研究采用理论和实际（试验验证）相结合的方法进行一个简单系统的设计开发研究，设计开发外部条件：1. 设计一个10层楼的恒压供水控制系统（其中1~5层用城市管网自来水供水，6~10层采用所设计的恒压供水系统供水），第6层处的压力稳定在0.5mpa；2. 采用3台7.5kw的水泵（二用一备）对6~10层进行恒压供水；3. 为节省投资采用一台变频器，以及plc控制器、触摸屏、压力传感器、接触器、热继电器、继电器、断路器、按钮、开关等。

具体研究步骤为：1. 查阅文献资料, 分析任务目标，确定总体方案；2. 熟悉相关plc控制器、变频器、触摸屏资料，结合控制系统需求进行系统控制设备选型。

3. 控制系统装置设计，包括系统图、技术图等4. plc和触摸屏控制软件设计。

4. 参考文献

1. 李方园. PLC控制技术.北京：电子工业出版社，2010 2. 可编程序控制器及常用控制电器(第2版).北京：冶金工业出版社，2008 3. 李方园. 变频器控制技术.北京：电子工业出版社，2010 4. 欧姆龙CJ2M PLC操作手册.欧姆龙自动化（中国）有限公司5. 欧姆龙NS10触摸屏操作手册.欧姆龙自动化（中国）有限公司6. 施耐德ATV312变频器使用说明书.施耐德电气（中国）有限公司7. Zhouzhifeng.基于以太网技术的恒压供水系统.上海电机大学8. Chunyang Wan,Guoxu Ding.基于西门子配置的恒压供水系统.长春科技大学9. 王广雄.控制系统设计.北京：清华大学出版社，200810. 罗晶、许万平.控制系统课程设计指导书.北京：清华大学出版社，200811. 机械工程手册编辑委员会.机械设计手册.北京：机械工业出版社，200412. 王建华.电气工程师手册，第3版.北京：机械工业出版社，200613. 李明.新编楼宇自控与运行维护管理实用手册.北京：中国科技出版社，200614. Budynas Nisbett. Shigley’s Mechanical Engineering Design. USA McGrawHill, 2006

5. 计划与进度安排

本课题具体工作进度安排如下：（1）2022-02-22~2022-03-25 查阅文献资料, 确定毕业设计工作任务，撰写开题报告；（2）2022-03-28~2022-04-08 翻译外文文献，分析任务目标，确定总体方案；（3）2022-04-11~2022-05-06 PLC控制系统计算、绘制设计草图；（4）2022-05-09~2022-05-20 PLC控制系统部件方案确定、完成中期检查；（5）2022-05-23~2022-06-03 绘制全部图纸并修改，论文资料收集，撰写论文提纲；（6）2022-06-06~2022-06-10 整理设计文档；撰写毕业论文；（7）2022-06-13~2022-06-17 提交论文，准备毕业答辩。