本科毕业设计(论文)开题报告
| 论文题目 | 居民小区供水电气控制系统的设计 | ||||
| 学生姓名 | 连芳 | 专业班级 | 电气本066 | 性 别 | 女 |
| 一、课题研究意义及现状 随着我国社会经济的发展，城市人口和城镇建设规模不断扩大，人们的生活水平不断提高，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，城市建筑业突飞猛进的发展。高层建筑与日俱增。但是，高层建筑由于层数多、高度大、对水、电、消防、智能化等基础供应配套要求比较高。其中日常用水以及消防用水的配备，要求高，其所面临的形势依然严峻。如何有效提高高层建筑给水系统能量利用率，减少无效能耗，成为了高层建筑给水设计的首要问题。在建筑给水系统的设计中做到系统优化、节水节能，减少不必要的水资源浪费，是建筑给水工作中必须解决的问题。 传统的供水方式有恒速泵加压供水、恒速泵加水塔的供水、恒速泵加高位水箱的供水和恒速泵-气压罐供水方式。虽然这些供水方式比较简单，但是由于其占地面积大、自动化程度低、耗能不合理、适应性差、维护不方便等原因不仅造成水资源和电资源的浪费，而且还会带来水质的二次污染。在发达国家，供水系统普遍采用的调节方式是按管网各节点的需求按时分配水量，整个系统有较强的控制力和灵活性。但是这种系统庞大复杂。因此，我国目前更多的采用变频恒压供水系统。变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体的变频恒压供水系统，不仅可以显著提高供水系统的稳定性和可靠性，而且也有利于实现供水系统的集中管理与监控。此外，变频恒压供水系统还具有良好的节能性，这在大力提倡节能的今天尤为重要。 本课题是基于PLC和变频器、触摸屏等技术控制，由于PLC可靠性好、抗干扰性强编程简单和维护方便等优点，广泛用于工业控制。利用实验室的PLC控制器及相关设备对居民小区供水电气控制进行模拟。设计中的理论方案、分析方法及创新点等可以为居民小区供水电气控制系统的设计提供有一定的参考意义。 | |||||
二、课题研究的主要内容和预期目标
本课题为基于PLC和变频器、触摸屏等技术控制设计，在设计过程中学习供水给水的原理、变频技术应用和恒压供水控制原理等方面的知识，完成变频恒压供水系统的（硬件和软件）设计与调试及触摸屏控制画面的设计。
毕业设计的具体内容：
1）菱可编程序控制器FX2N-32MR为控制系统的主控器，数模混合模块FX0N-3A为采样和输出的数模转换模块；
2）菱变频器FR-A540驱动水泵的电机，确定控制参数；
3）用台达DOPA57触摸屏为人机界面对供水系统的管道压力、电机转速、水压设定、运行时间等工作参数的设置进行设计，并设计触摸屏控制界面；
4）上述完成硬件系统的组态设计，列出PLC输入和输出的地址分配表；
5）利用PLC的PID控制原理，实现水压手动控制和自动控制变频与工频自动切换，完成控制程序的流程框图和详细控制源程序。
6）整个系统实验调试。
毕业设计的预期目标：
| 完成上述恒压供水系统的（硬件和软件）设计与调试及触摸屏控制画面的设计，通过实验测试合格，并提供控制详细的技术文件（硬件原理图、接线图、连接图和电器元件详细清单，控制程序的流程框图和详细控制源程序），完成毕业论文撰写，准备毕业设计答辩。 |
| 三、课题研究的方法及措施 利用PLC和变频器、触摸屏等技术控制进行设计，采用PLC控制技术现实手动控制调试和自动工作循环，选用变频器对水泵进行转速控制，合理设置控制参数。本设计主要难点在于对系统控制程序和控制画面组态的设计与调试。 根据PLC具有运行可靠、抗干扰强、维护方便等优点，本课题选用实验室已有FX2N-32MR为主控器的控制系统设计，实现水压自动控制及变频与工频自动切换控制，本供水采用三个泵，一个备用泵作为工作轮换或消防增压急用。对控制程序先在GX-Developer软件通过仿真与测试，再利用实验室相关模拟设备调试及修改。另外，利用台达台达DOPA57触摸屏为人机界面实现水压设置、系统状况显示等工作参数的设置，并设计触摸屏控制界面。设计完成操作简便显示清晰的友好界面。用三菱变频器FR-A540驱动水泵的电机，合理设置控制参数。
最后配合电气控制系统硬件通过实验柜上模拟运行，以检测系统是否达到控制系统可靠、抗干扰性强、操作方便、显示直观等设计基本要求。 |
四、课题研究进度计划
2011年9月10日至10月20日：
明确任务，收集资料，确定系统总体设计方案，完成外文翻译、文献综述及开题报告。
2011年10月21日至2012年4月20日
1）10月21日12月20：完成PLC控制系统硬件设计和接线；
2）12月21-12年1月20日：完成控制系统的软件设计，同时通过实验模拟测试，完
成触摸屏控制菜单制作；
3）1月20日-2月1：在实验室完成整个系统，获得指导教师收验通过；
4）2月2日-4月1日：撰写毕业论文，完善与修改毕业论文；
| 做好论文答辩的PPT资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。 |
| 五、参考文献 [1] 蔡宇仕．建筑给排水设计节水措施的探讨[J].山西建筑,2005,31(11):136-137. [2] 孙斌，张宏建.模糊变频恒压供水系统设计[M].电气自动化,2002,(3):23-25. [3] Edgar L.Villarreal and Andrew Dixon. Analysis of a rainwater collection system for domestic water supply in Ringdansen, NorrkOPing, Sweden[J].Building and Environment,Volume 40，Issue 9,SePtember 2005,Pages1174-1184. [4] 崔金贵.变频调速恒压供水在建筑给水应用的理论探讨[J].兰州铁道学院学报,2000(l):84-88. [5] Chengzhao Zhi,Yisun Zhi.Stable-Pressure Water-Supplying System Based on MCGS[J].Machine Learning and Cybernetics,2003,4,2148-2151. [6] 张燕宾.SPWM变频调速应用技术(第2版)[M].北京:机械工业出版社,2002:244-251. [7] 陈伯时.电力拖动自动控制系统--运动控制系统[M].北京:机械工业出版社,2008.7. [8] 巫莉.电气控制与PLC应用[M].中国电力出版社,2008,5(1):344. [9] 周芝峰，张星.变频器在供水系统中的节能分析[J].变频器世界，2000(10):35-38. [10] 陈丽平.变频调速在水泵机组中的应用[M].河南冶金，2007.8. [11] 阮友德. PLC、变频器、触摸屏综合应用实训[M].北京:中国电力出版社,2009.1. |
| 指导教师意见 该生经大量文献查阅和任务书阅读，对毕业设计的内容有较深的认识，并提出确实可行的设计方案。同意开题。
指导教师签名： 年 月 日 |
