众文网1.求毕业论文:变频调速对恒压供水系统的控制
变频调速恒压供水控制系统设计
摘 要
本文针对电站锅炉水位系统的特性，首先设计了几种PID控制器，将它们应用于一个实际锅炉水位系统来观察控制效果。理论及实验仿真说明，这类控制器难以达到理想的控制效果，从而提出了模糊控制的方案，设计了三种模糊控制器并进行仿真及讨论。通过对所述控制器的理论分析和仿真讨论，表明模糊控制系统能够满足较高的控制要求，是一种很有前途的控制方法。
文章的最后，简要介绍了用MATLAB软件中的图形用户界面（GUI）编辑器设计的可视化仿真软件。它能直观的对比观察文章所述两类控制器的性能。
关键词：锅炉汽包水位，PID控制，模糊控制，MATLAB
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 III
1课题背景 1
2电站锅炉水位控制对象 2
2.1工艺过程概述 2
2.2汽锅炉汽包水位特性 2
2.2.1汽包水位在给水流量作用下的动态特性 3
2.2.2汽包水位在蒸汽流量作用下的动态特性 4
2.3锅炉汽包水位控制 5
2.3.1单冲量控制系统 6
2.3.2双冲量控制系统 6
2.3.3三冲量控制系统 6
3 锅炉汽包水位的PID控制 8
3.1 PID控制器概述 8
3.2 PID各类控制器对比 9
3.3锅炉汽包水位的PID控制系统设计及仿真 11
3.3.1常规PID控制器的设计及仿真 11
3.3.2带前馈补偿的PID控制系统设计及仿真 12
3.3.3 PID控制系统的抗干扰能力 14
3.3.4 PID控制系统对被控对象的适应能力 15
4模糊控制算法 17
4.1模糊控制概述 17
4.2模糊控制基本原理 18
4.2.1模糊控制系统的基本组成 18
4.2.2模糊控制的基本原理 18
4.3模糊控制器设计的基本方法 19
4.3.1模糊控制器的结构设计 19
4.3.2精确量的模糊化 20
4.3.3模糊控制规则的设计 21
4.3.4模糊量的判决方法 23
4.3.5论域、量化因子、比例因子的选择 24
4.4锅炉汽包水位的模糊控制设计及仿真 25
4.4.1模糊控制器的设计 25
4.4.2常规模糊控制系统设计及仿真 28
4.4.3改进的模糊控制系统的设计及仿真 29
4.4.4模糊控制系统的抗干扰能力 31
4.4.5模糊控制系统对被控对象的适应能力 31
5仿真软件设计 34
5.1程序及界面设计 34
5.2功能简介 35
6结论 36
6.1控制器调节性能讨论 36
6.2控制器抗干扰能力讨论 37
6.3控制器对被控对象的适应能力讨论 37
6.4 总结 39
参考文献 40
致 谢 41
附录1 英文资料原文 42
附录2 英文资料翻译 47
2.变频恒压供水电气控制系统论文
题目：变频恒压供水控制系统的研究
摘要：供水工程往往成为高层建筑或工矿企业和小型企业中最重要的基础设施之一。任何时候都能提供足够的水量、平稳的水压、合格的水质是对给水系统提出的基本要求。就目前而言，多数工业、生活供水系统都采用水塔、层顶水箱等作为基本储水设备，由一级或二级水泵从地下市政水管供给。因此，如何建立一个可靠安全、又易于维护的供水系统是值得我们研究的课题。本文将研究和介绍利用PLC/PID/单片机等来检测它的水位状况，结合可编程控制技术、变频控制技术、电机泵组控制技术的新型机电一体化供水装置，通过PLC/PID解决控制系统的稳定性和准确性。从而取得较好的控制效果。
关键词：PLC 变频控制/恒压供水 恒压测试
目 录
摘 要 i
目 录 ii
第1章 前言 1
第2章 变频恒压供水工作原理 2
第3章 变频恒压供水系统技术方案 4
3.1 系统介绍 4
3.2 PLC功能 4
3.2.1 控制信号采集 4
3.2.2 被自动控制的工作对象 4
第4章 建筑给水系统超压出流的实测分析 6
4.1 测试对象 6
4.2 测试装置 6
4.3 测试内容和方法 7
4.3.1 测试点和测试时间 7
4.3.2 测试方法 7
4.4 普通水龙头半开状态 7
4.5 节水龙头半开状态 8
4.6 结语 8
第5章 变频恒压供水系统的设计 10
5.1 变频恒压供水技术概述 10
5.1.1 系统构成与控制方式选择 10
5.1.2 各条件下供水具体控制方式 11
5.2 实际系统的设计 12
5.2.1 实际系统中应考虑的其他因素 12
5.2.2 管网水压控制点的选择 13
5.3 抗干扰问题 13
5.4故障时的问题 13
第6章 专用变频器在恒压供水装置中的应用 15
6.1 回顾 15
6.2 变频控制恒压供水控制方式 16
6.2.1 逻辑电子电路控制方式 16
6.2.2 单片微机电路控制方式 17
6.2.3 新型变频调速供水设备 18
第7章 PLC控制变频器恒压供水系统 21
7.1 概述 21
7.2 控制系统构成 21
7.3 PLC控制系统简介 22
7.4 恒压供水的控制原理 23
7.5 相关控制功能实现 25
7.6.1 运行效果分析 26
7.6.2 高效节能 27
7.7 提高自动化水平 27
第8章 小区变频恒压供水系统 28
8.1 概述 28
8.2 变频节能理论 28
8.2.1 交流电机变频调速原理 28
8.3 变频恒压供水系统及控制参数选择 29
8.3.1 变频恒压供水系统组成 29
8.3.2 变频恒压供水系统的参数选取 30
8.4 变频恒压供水系统的优点 30
第9章 结论 33
致谢 34
参考文献 35
3.变频器在恒压供水系统中的应用
三晶变频器在恒压供水中的应用 随着人们生活质量的提高，在生活用水方面的质量要求也越来越高。
同时，由于工厂工艺的要求，对供水质量也得出了更高的要求。变频恒压供水以其环保、节能和供水质量高等优点在供水行业中越来越得到认同。
在城市小区化的发展中，采用以小区或社区为统一整体的供水方案，会使设备的利用率及节能比例大大提高，并减少初始投资和占地面积。 一、变频恒压供水代替传统恒压供水的优点 1. 变频恒压供水能自动24小时维持恒定压力，并根据压力信号自动启动备用泵，无级调整压力，供水质量好，与传统供水比较，不会造成管网破裂及开水笼头时的共振现象。
2. 避免了泵的频繁启动及停止，而且启动平滑，减少了电机水泵的启动冲击，增加了电机水泵的使用寿命，也避免了传统供水中的水锤现象3. 传统供水中设计有水箱，不但浪费了资金，占用了较大的空间，而且水压不稳定，水质有污染，不符合卫生标准，而采用变频恒压供水，此类问题也就迎刃而解了。4. 采用变频恒压供水，系统可以根据用户实际用量，自动进行检测，控制马达转速，达到节能效果。
避免了水塔供水无人值班时，总要开启一个泵运行的现象，节省了人力及物力5. 变频恒压供水可以自动实现多泵循环运动功能，延长了电机水泵的使用寿命。6. 变频恒压供水系统保护功能齐全，运行可靠，具有欠压、过流、过载、过热、缺相、短路保护等功能。
二、工作原理 变频恒压供水系统采用一电位器设定压力（也可采用面板内部设定压力），采用一个压力传感器（反馈为4~20mA或0-10V）检测管网中压力，压力传感器将信号送入变频器PID回路，PID回路处理之后，送出一个水量增加或减少信号，控制马达转速。如在一定延时时间内，压力还是不足或过大，则通过PLC作工频/变频切换，使实际管网压力与设定压力相一致。
另外，随着用水量的减少，变频器自动减少输出频率，达到了节能的目的。三、适用范围 采用变频恒压供水，具有高效节能，压力稳定，运行可靠，操作简单，安装方便，占地少，噪音低，无污染，投资低，效益高等优点。
特别适用于：1. 宾馆、写字楼、公寓、居民小区等场所的生活给水和热水采暖系统。2. 高层建筑、大型民用建筑的消防给水系统。
3. 工矿生产企业4. 各类自来水厂 三晶变频器在恒压供水上的应用 一、变频恒压供水的特点1. 节能，可以实现节电20%-40%，能实现绿色用电。2. 占地面积小，投入少，效率高。
3. 配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠。4. 运行合理，由于是软起和软停，不但可以消除水锤效应，而且电机轴上的平均扭矩和磨损减小，减少了维修量和维修费用，并且水泵的寿命大大提高。
5. 由于变频恒压调速直接从水源供水，减少了原有供水方式的二次污染，防止了很多传染疾病的传染源头。6. 通过通信控制，可以实现无人值守，节约了人力物力。
二、节能原理由水泵的工作原理可知：水泵的流量与水泵（电机）的转速成正比，水泵的扬程与水泵（电机）的转速的平方成正比，水泵的轴功率等于流量与扬程的乘积，故水泵的轴功率与水泵的转速的三次方成正比（既水泵的轴功率与供电频率的三次方成正比）。根据上述原理可知改变水泵的转速就可改变水泵的功率。
流量基本公式：Q∝N H∝N2 KW=Q*H∝N3以上Q代表流量，N代表转速，H代表扬程，KW代表轴功率。例如：将供电频率由50HZ降为45HZ，则P45/P50=(45/50)3= 0.729，即P45=0.729 P50；将供电频率由50HZ降为40HZ，则P40/P50=(40/50)3= 0.512，即P40=0.512 P50。
水泵一般是按供水系统在设计时的最大工况需求来考虑的，而用水系统在实际使用中有很多时间不一定能达到用水的最大量，一般用阀门调节增大系统的阻力来节流，造成电机用电损失，而采用变频器可使系统工作状态平缓稳定，通过改变转速来调节用水供应，并可通过降低转速节能收回投资。从下图我们可以形象的看到三种流量控制方式的比较。
100KW三种流量控制方法的耗电实测比较表：流量% 变频器轴功率KW% 输入阀门控制 轴功率KW% 输出阀门控制 轴功率KW% 理想轴功率KW% 50 15 60 84 12.5 60 25 64 89.5 21.6 70 38 68 95 34.3 80 55 72.5 99.5 51.2 90 79 84 103.5 73 100 108 106 107 100 很多电机拖动设备都存在全余量较大、工作效率低、电能耗量大、启动电流大、工作噪声大等难题。且不断的影响企业的经济效益，而投资变频器可以从根本上解决这些问题，一般情况下，完全可以改善工艺条件，并且投资回收期不超过10个月。
三、变频恒压供水设备的主要应用场合1、高层建筑，城乡居民小区，企事业等生活用水；2、各类工业需要恒压控制的用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等；3、中央空调系统；4、自来水厂增压系统；5、农田灌溉，污水处理，人造喷泉；6、各种流体恒压控制系统。四、变频恒压供水设备的系统组成变频器是整个变频恒压供水系统的核心部分。
其系统组成：水泵电机是输出环节，转速由变频器控制，实现变流量恒压控制。变频器接受PID控制器的信号对水泵进行速度控制，压力传感器检测管网出水压力，把信号传给PID控制器，。
4.变频器在恒压供水系统中的应用
1.压变测试大楼供水系统内部水压，当大楼用水量上升，压变给信号给变频器，变频器输出50Hz的频率，驱动水泵，增大水泵的供水速度。
2.当大楼用水量下降，大楼水压下降，压变给信号给变频器，变频器输出10Hz的频率，驱动水泵，减小水泵供水速度。
通常需要配置的硬件是
1,PLC 一台
2，变频器一只
3，压变一个
4，交流电机水泵三台或者一台
可应用变频器调整水泵电机转速，使系统维持在恒定的压力中。
5.基于PLC与变频器控制电机转速~~~~~~~~~毕业论文~~~~~~~急求
论文题目：PLC和变频技术在恒压供水系统中的应用 PLC和变频技术在恒压供水系统中的应用WwWWW 摘要： 本文是针对节能和提高供水质量问题而提出的恒压供水系统设计和应用的研究.文中分析了旧系统存在的问题，介绍了水位自动检测技术及保护措施，阐述了采用变频技术、PLC技术及自动控制技术相结合来实现的恒压供水控制的系统总体设计方案和软件设计。
通过实践证明.该系统具有较强的功能.对供水质量、节约能源和运行可靠性具有较好的改善。关键词：变频技术；PLC技术；恒压供水；自启动1 引言 随着各住宅小区的宿舍楼等一座座高楼拔地而起，相应的生活用水量也大幅度增加。
人们对提高供水质量的要求越来越高，另外人们的节能意识及对运行的可靠性的要求越来越强。采用变频器及PLC技术实现的无塔恒压供水系统，不仅能提高供水质量，而且在节约能源和运行可靠性具有较好的改善。
其中，采用变频调速的主要目的是通过调速来恒定用水管道的压力以达到节能的目的，恒压供水则是为了满足用户对流量的要求。 应用PLC技术是为了实现系统的软启动，减少手动操作或抚慰操作，同时替代部分继电器减少机械触点的故障，增强可靠性。
下面笔者根据这方面的工作经验谈谈在恒压供水系统设计和实践过程中的一些思路和做法。2 变频器的工作原理 在恒压供水控制系统中，关键技术主要是变频技术。
目前效率最高、性能最好的系统是变压变频调速控制系统。2.1变频器的基本构成 变频器的基本构成如图1所示，由主回路（包括整流器、滤波器、逆变器）和控制电路组成。
整流器的作用是把三相交流整流成直流。滤波器是用来缓冲直流环节和负载之间的无功能量。
逆变器最常见的结构形式是利用六个半导体器件开关组成的三相桥式逆变电路，有规律地控制逆变器中主开关的通与断，可以得到任意频率的三相交流输出。 控制电路主要是完成对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能等。
2.2变频器基本原理 变频器的基本原理是利用逆变器中的开关元件，由控制电路按一定的规律控制开关元件的通断，从而在逆变器的输出端获得一系列等幅而不等宽的矩形脉冲波形，来近似等效于正弦电压波。图2所示出正弦波的正半周，并将其分为n等分（n=12）。
每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的等幅矩形所代替。这样，由n个等幅而不等宽的矩形脉冲所组成的波形与正弦波的正半周等效。
正弦波的负半周也可以用相同的方法来等效。可采用正弦波与三角波相交的方案来确定各分段矩形脉冲的宽度。
当逆变器输出端需要升高电压时，只要增大正弦波相对三角波的幅值，这时逆变器的输出的矩形脉冲幅值不变而宽度相应增大，达到了调压的要求。当逆变器的输出端需要变频时，只要改变正弦波的频率就可以了。
3 控制系统总体设计 过去的供水控制系统投资多，采用的模式为多台小功率水泵供水。在运行实践中暴露出主控电路设计不合理和逻辑控制设计不合理的现象。
新系统总体设计方案如图3所示。在该供水系统的控制电路中除采用了变频器（VVVF），还采用一些先进控制装置如数字调节器（PID）、可编程控制器（PLC）等，这些装置都是以电脑芯片为内核完成各自不同的控制功能。
为简化控制电路，根据负荷需要，使用一台18.5KW大容量水泵供水。为提高使用的安全系数，选用一台日本富士22.5KW变频器进行水泵调速，该变频器内置PID调节功能，但不具备参数监视功能。
为能有效监视调节工况，特选数字显示调节器进行监视和控制，以备实现串级PID控制。鉴于外部I/O可控点数不多，可编程控制器PLC选用20点即可满足控制要求。
4 水位检测电路设计4.1水位检测开关 考虑到水位检测装置要求故障率少，运行可靠，为简化检测环节，设计中采用结构简单的浮子式水位检测开关，但为防止信号串扰，另外增加了一个隔离转换装置。该装置内选用了干簧继电器用以提高开关接点的可靠性和使用寿命。
4.2水位检测逻辑控制 水位检测逻辑控制功能如前所述完全由可编程控制器PLc编程实现，减少了硬件配置，提高了运行的可靠性和应用的灵活性。PLC的I/O地址分配见图4(a)所示，简化梯形图如图4(b)所示。
其逻辑电路主要完成如下功能，见图4(b)所示。（1）水位信号保持功能水位开关检测分别由PLC的常开接点实现。
由于水位由于簧管的常开接点来检测，只有在水面越过该点时闭合，低于该点即断开，因此信号需由PLC保持。（2）水位信号显示、报警、保护功能水位正常时01002动作，使输出绿灯亮。
水位低时01003动作，使输出红灯亮，且通过其常闭接点停供水泵。水位高时20000、01000同时启动，使输出黄灯亮（闪光l5秒转平光）且无条件停蓄水泵。
5 操作保护功能设计 除了常规保护功能外还增加了人性化操作功能。考虑到泵短时间内的频繁启动对泵运行不利，故设置1分钟内只允许连续启动两次，第三次需延时3分钟后进行，以利泵的散热，延长设备使用寿命，减少功耗。
编程时可采用定时器和计数器配合来实现。这项功能在启停调试设备过程中得到检验。
6 系统自启动功能设计（1）。
6.毕业设计 基于PLC的变频恒压供水设计（控制一台泵）
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原发布者：涂小荣
设计（论文）题目：基于PLC的变频恒压供水设计毕业设计（论文）任务书专业电气自动化班级电气101姓名实践单位名称：海太半导体（无锡）有限公司实践岗位名称：OP岗位职责：将上道工序流下来的半成品通过操作机器对sub板进行金线焊接，然后自己抽部分sub板检查一遍，没问题后流到下道工序。岗位能力要求：掌握基本的英语单词、细心、耐心、吃苦耐劳一、课题名称：基于PLC的变频恒压供水设计二、主要技术指标（或基本要求）利用可编程控制器（PLC）与变频调速装置构成的控制系统，来实现对泵组控制的调速运行，且能自动调整泵组的运行台数，以实现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，还可节约节能，使系统处于可靠工作状态，实现恒压供水。在恒压供水系统中，采用变频调速技术，改变电动机转速调节流量的方法，不但可以很好地实现恒压供水，而且具有高效节能效果，采用PLC控制技术，系统具有灵活性和可靠性。三、主要工作内容：1、硬件部分：该系统是由4台水泵（其中3台主水泵和1台辅助水泵）、一台变频器、一台PLC、一个远传压力表及一些辅助部件构成。