可编程控制器与变频调速在水位控制系统中的应用研究

发布时间：2021-03-26 14:55

　　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，故节能效果显著。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... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的来源及研究的目的和意义
    1.2 研究内容
2 变频器
    2.1 通用变频器的发展概况
        2.1.1 通用变频器的发展过程
        2.1.2 通用变频器技术的发展展望
    2.2 通用变频器的基本工作原理
        2.2.1 基频以下调速
        2.2.2 基频以上调速
    2.3 通用变频器的基本结构
        2.3.1 变频器的基本外形结构
        2.3.2 变频器的类别
        2.3.3 变频器的额定值和频率指标
        2.3.4 变频器的主电路
3 可编程控制器
    3.1 PLC 的产生、定义、分类
        3.1.1 PLC 的产生、发展史
        3.1.2 PLC 的定义
        3.1.3 PLC 的分类
    3.2 可编程控制器的特点及性能指标
        3.2.1 可编程控制器的一般特点
        3.2.2 可编程控制器的性能指标
    3.3 PLC 的国内外状况
    3.4 PLC 的应用领域
    3.5 PLC 的组成和工作过程
        3.5.1 PLC 的硬件构成
        3.5.2 PLC 的工作过程
    3.6 PLC 未来展望
4 PLC 与变频调速在恒压供水中的应用
    4.1 变频调速恒压供水的基本原理
    4.2 恒压供水系统的基本构成
    4.3 变频调速的节能原理
        4.3.1 变频节能
        4.3.2 功率因数补偿节能
        4.3.3 软启动节能
        4.3.4 采用多泵并联恒压供水可改善节能状况
        4.3.5 恒压供水变频调速系统主要特点
    4.4 变频器的操作方式及使用
    4.5 基于 PLC 的 PID 控制算法在恒压水位控制上的实现
        4.5.1 PID 控制的设计
        4.5.2 数字 PID 控制
        4.5.3 PLC 中的 PID 参数设定
        4.5.4 PID 指令的使用注意事项
    4.6 PLC 模拟量扩展单元的配置及应用
        4.6.1 PLC 在本文应用中的主要任务
        4.6.2 PLC 模拟量扩展单元的配置及应用
        4.6.3 校准及配置
        4.6.4 输入/输出数据字格式
        4.6.5 EM235的安装使用
        4.6.6 EM235的工作程序编制
    4.7 三泵生活/消防双恒压供水的实例
        4.7.1 系统控制要求
        4.7.2 PLC系统选型
        4.7.3 控制系统的I/O点及地址分配
        4.7.4 电气控制系统原理图
        4.7.5 系统程序设计
    4.8 模糊 PID 控制的研究
        4.8.1 模糊理论和模糊控制
        4.8.2 模糊控制器的一般结构
        4.8.3 模糊控制器的设计
        4.8.4 模糊自适应 PID 控制器的设计
    4.9 时滞系统的 Smith 补偿
        4.9.1 供水控制系统的近似模型
        4.9.2 纯滞后的 Smith 补偿方法
    4.10 恒压供水变频调速控制系统设计要点
        4.10.1 变频器的容量
        4.10.2 电动机的热保护
        4.10.3 主要的功能预置
5 PLC 通信程序设计
    5.1 PLC 网络通信协议
    5.2 PLC 通信程序设计
    5.3 PLC 网络组建
        5.3.1 OSI 网络模型
        5.3.2 PLC 网络模型
        5.3.3 物理层协议
        5.3.4 数据链路层协议
        5.3.5 PLC 网络接口程序设计
    5.4 利用组态王建立监控系统的方法
    5.5 组态王与 PLC 的通讯方式
    5.6 通信网络的选择
        5.6.1 各种远程数据通信技术的优缺点
        5.6.2 恒压供水监控系统的通信特点
6 结论
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]过程控制中PID控制算法的实用性[J]. 李曼珍.  仪器仪表用户. 2004(05)
[2]变频调速供水泵站几个重要问题的探讨[J]. 李红艳,崔建国,马力辉.  太原理工大学学报. 2003(03)
[3]用PLC的软件实现PID闭环控制[J]. 张文庆.  自动化技术与应用. 2003(02)
[4]变频调速水泵几个问题的探讨[J]. 柯水洲,张云,尚耀宗.  给水排水. 2001(09)
[5]离心泵并联运行时应注意的几个问题[J]. 傅松,王松岭.  水泵技术. 1997(06)
[6]变频调速水泵的合理选择[J]. 水浩然.  给水排水. 1994(10)

硕士论文
[1]基于变频及现场总线技术的供水系统研究[D]. 杨静云.南京理工大学 2005
[2]PLC恒压供水系统的研究[D]. 吴戈.长春理工大学 2004
[3]供水系统模糊控制及信息管理软件设计研究[D]. 黄昕.中南大学 2004



本文编号：3101772