高层建筑恒压供水控制系统设计开题报告

1．研究的背景、目的及意义

1.1 恒压供水系统的背景

水是人类生活、生产中不可缺少的重要物质。随着社会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人民对供水的质量和供水系统可靠性的要求不断提高。把先进的自动化技术，控制技术，通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统的新要求。

我们生活中常见的供水问题主要表现于用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象，而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，造成能量的浪费，同时还有可能造成水管爆裂和用水设备的损坏。传统调节供水压力的方式，多采用频繁启/停电机控制和水塔二次供水调节的方式，前者产生大量的能耗，而且对电网中其他负荷造成影响，设备不断启停会影响设备寿命，后者则需要大量的占地与投资。且由于是二次供水，不能保证供水质的安全与可靠性。因此解决供水问题对于我们人类的生产、生活都大有裨益。

1.2 PLC目前的发展及应用

可编程控制器(program logical controller)，简称PLC，是一种专为工业环境应用而设计的数字运算电子系统。它以微处理计为基础，综合了计算机技术，自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是当今工业发达国家自动控制的标准设备之一。

PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，所以具有很高的可靠性。而且PLC的开关量输入输出均采用光耦器件，PLC内部电路与外部电路之间也做到了电隔离，较好地消除了外部电磁干扰对PLC内部所产生的影响。同时，PLC的电源线路与I/O回路还设计了多重滤波电路，所以PLC具有强抗干扰能力。PLC还具有组合灵活，编程简单，维修方便和低成本等诸多特点，因而与其他控制器相比它更加适合工业控制环境和市场的要求。目前，PLC在小型化，大型化，大容量，强功能等方面有了质的飞跃。

1.3 基于PLC设计的恒压供水控制系统

在供水系统中，通常以流量为控制目的，常用的控制方法为阀门控制法和转速控制法。阀门控制法是通过调节阀门开度来调节流量，水泵电机转速保持不变。由于实际用水中，需水量是变化的，若阀门开度在一段时间内保持不变，必然要造成超压或欠压现象的出现。转速控制法是通过改变水泵电机的转速而阀门开度保持不变来调节流量，是通过改变水的动能改变流量。而变频调速供水方式属于转速控制，其工作原理是根据用户用水量的变化自动地调整水泵电机的转速，使管网压力始终保持恒定，当用水量增大时电机加速，用水量减小时电机减速。

随着交流电机变频调速技术的日益成熟，为实现恒压供水提供了可靠的技术条件。利用变频器，压力计，PLC等器件的有机结合，构成控制系统调节水泵的输出流量，取代水塔，水箱，气压罐，实现恒压供水。PLC供水系统集电气技术，现代控制技术于一体。因此本课题采用变频调速的方法进行供水，可以提高供水系统的稳定性和可靠性，同时使系统具有良好的节能性，这在能源日益紧缺的今天十分重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平，降低能耗等方面具有重要的现实意义。