開題報告

電氣工程及自動化

恒壓供水控制系統中的檢測及監測設計

一、綜述本課題國內外研究動態，說明選題的依據和意義

國內外研究動態

1.設有水箱的供水系統

在室內供水的最高點設置貯水水箱，由室外給水管網接出管道直接送水至水箱內貯存，再由水箱內水的重力作用把水供給比水箱高度低的各用水點，上行下給式供水方式可以充分利用管網在不同時期的壓力差。在室外供水管網處于用水低峰期時（如深夜），水壓較高，水流入水箱內貯存；當室外給水管網的壓力不足時（如白天用水高峰期），水箱內貯存的水就可向下供水。水箱的進水可以通過合理設置閥門，實現自動控制，不需要專人值守。這種供水方式的主要特點是：在不需要專門設置加壓設備，利用管網自身水壓，不斷儲備一定量的水在水箱中，實現不間斷供水。但由于增設了水箱，水易被二次污染，而且也增加了造假。設有水箱的供水適用于供水不足的場合。某些需要均勻，連續供水的場合也可以采取這種供水方式。

2.設有水泵的供水方式

在供水管網的水量足夠，但壓力不足的情況下，在引入管上加接抽水泵，通過水泵的作用給各用水點供水，這種供水方式的主要特點是：能保證各用水點的水壓，但由于增加了水泵，造假相應提高。特別是水泵工作時，其振動、噪音和吸水性能對已之相連的室外供水干管有較大影響，對其它用水戶不理。它適用于室外供水管網的水壓常低于室內所需壓力，用水量大而且均勻的場合。但不能用于城市供水管網直接相連的供水系統中，一面嚴重影響其它用戶的供水。

3.下部設有貯水池、上部設有水箱的水泵給水系統

針對上述水泵供水系統的缺點將水泵供水系統做相應改變，在建筑物的底部設有貯水池，將室外供水管網的水引至水池內貯存，在建筑物的頂部設有水箱，用水泵從貯水池中抽水送至水箱，再有水箱分別給各用水點供水。這種供水方式綜合了水泵供水及上行下給式供水的優點，但由于增設了貯水池、水箱及水泵等設備，因而造價大大提高，并且水質易被二次污染。它適用于對供水水壓、水量要求很高的建筑。

4.分區、分壓供水系統

從前面介紹的幾種供水方式可以看出，由于自重的作用，低層的靜水壓要比高數樓層的靜水壓大。如果建筑物的層數不多，總高度不太，這種壓力差還不會過大。而對于高層建筑，若依然還采用上述幾種供水方式，那么，底層的靜水壓就會很大，很顯然是不科學的，同時也是一種壓力浪費，對供水管道自身的安全也不利。對于高層建筑，可以根據建筑的高度，將其供水分成若干供水區段，低層部分可由室外供水管網的壓力，直接采用下行上給的方式供水；上層依據不同高度，選用不同揚程的水泵區將水送至水箱，再從水箱把水供至合適的樓層。

5.無塔供水

在不能設置水箱的建筑中，可以采用在建筑的低層設置有氣壓給水裝置的給水系統，即無塔供水系統。氣壓供水裝置有恒壓和變壓兩種。無塔供水具有占地小，供水可靠的特點。用水總量不大的建筑可以采用這種供水方式。

6.變頻恒壓供水

變頻調速技術一種新型并且成熟的交流電機無級調速技術，以它為核心的智能控制系統正在逐步取代傳統的供水方式。變頻恒壓供水起動平穩，能使起動電流限制在額定電流以內，減少了對電網的沖擊；電機水泵平均轉速下降，使用壽命增加……它的使用范圍廣，還具有節能、安全、可靠等優點。

選題的依據

一、本課題貼近生活，符合專業培養目標。具有很強的綜合性，有利于培養我運用所學的知識獲得較為全面的基本技能訓練和專業技術訓練。

二、本課題綜合性很強，能使我避免知識面的過分狹隘，增強自己的綜合解決問題的能力。

三、本課題是理論結合實踐的綜合表現，考驗我的綜合能力，既注意課題內容的先進性和經濟上的可行性，又要符合我們學生實際能力；既有一定的理論分析、設計計算，又有一定的繪圖、實驗、上機、調試內容。選用技術手段時，能鼓勵我們盡量選用新技術、新工藝、新方法、新器件。

四、本課題體現畢業設計實施的可行性，課題內容應難度適中，工作適量，能保證在規定時間內經過努力能按時完成任務，并取得成果。

選題的意義

一、根據所選定的設計課題，通過在實習基地實習、專業綜合實習，結合工程實際獨立地完成一項電氣控制設計工作；受到一次電氣工程師如何解決工程實際問題的能力的初步訓練，能較快地適應生產第一線的工藝、技術和管理工作。

二、通過本課題畢業設計，能使我們受到綜合運用所學知識解決實際問題的訓練，能提高我們科研和工程實踐技能水平。也能提高我們的運算能力，識圖與制圖能力，實驗與調試能力，查閱手冊、使用國家技術標準和信息資料檢索、尤其是計算機信息資料檢索能力，文字表達能力和一般組織管理能力。

三、能培養我們的獨立工作能力，進一步鞏固和擴展專業知識面，使我們具有較強的自學能力和工作適應能力，提高我們運用科研成果和新技術的能力，對引進設備的消化、吸收能力以及對現有電氣設備和生產過程進行技術改造的能力。

二、研究的基本內容，擬解決的主要問題：

研究的基本內容

(1)

恒壓供水系統的控制方式；

（2）

恒壓供水系統的原理；

（3）

恒壓供水系統的檢測；

（4）

恒壓供水系統的監測。

解決的主要問題

（1）

恒壓供水控制系統的基本原理及控制規律；

（2）

恒壓供水控制系統中主要的檢測工具是壓力傳感器，它的具體工作過程；

（3）

此系統的監測在MCGS這個組態軟件上來具體模擬；

（4）

將PLC與微機建立通訊連接。

二、研究步驟、方法及措施：

（1）、恒壓供水控制系統的原理圖：

（2）、恒壓供水控制系統中可編程控制器選擇，從所學的電氣控制與一書出發。

（3）、各類壓力傳感器檢測的原理，特點，從所學的傳感器及其檢測技術一書出發。

（4）、供水系統主電路：

（5）、系統監測用MCGS組態軟件與PLC模擬在微機界面顯示。

三、參考文獻

[1]

徐科軍.傳感器與檢測技術

[M].北京：電子工業出版社，2008

[2]

黃賢武.傳感器實際應用電路設計

[M].蘇州：電子科技大學出版社，1996

[3]

范永勝.電氣控制與PLC應用

[M].北京：中國電力出版社，2004

[4]

張萬忠.可編程控制器應用技術

[M].北京：化學工業出版社，2001

[5]

姜學軍.計算機控制技術[M].北京：清華大學出版社，2009

[6]

李華.變頻調速技術在供水系統中的應用[M].電氣傳動自動化，1996

[7]

李金星.給水排水工程識圖與施工[M].安徽：安徽科學技術出版社，2000

[8]

于永芳.檢測技術[M].北京：機械工業出版社，2000

[9]

李練兵.變頻器應用實踐[M].北京：化學工業出版社，2009

[10]

曹菁.基于PLC和變頻器的恒壓供水系統研究[J].工業控制計算機，2008