球塞泵恒压供水系统的研究

发布时间：2017-09-16 01:09

  本文关键词：球塞泵恒压供水系统的研究

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【摘要】：球塞泵恒压供水系统主要功能是实现实际的供水压力跟随操作人员设定的压力。在该系统中设定的供水压力是一个恒定的常数值,控制对象为实际水压,在系统工作的时段内使得输水管网内水的实际压力值等于设定的压力值即可。系统主要依托实验室所研制的球塞泵作为供水泵,结合PLC电气控制装置,使得该球塞泵恒压供水系统与传统供水系统相比,具有流量稳定、噪音小、能耗低等特点。根据不同的使用场合要求,设计了手动和自动两种模式,并配备了文本显示器可以更方便的实时监控系统的运行状态。本文主要对该系统进行了以下方面的研究:首先阐述了容积式球塞泵供水的特点,分析了国内外研究现状,指出了球塞泵恒压供水系统在实际应用中的优势所在,又进行了变频恒压供水的理论分析,点明了变频恒压供水节能的原理。其次进行了球塞泵恒压供水系统的理论分析,介绍了其近似数学模型,完成了自动和手动两种工作模式的设计,还进行了整个恒压供水系统的功能、流程和结构设计。通过对PID控制原理的分析,完成了系统控制器的设计,并介绍PID参数自整定和手动调试参数的方法。最后,根据实验室现有的球塞泵进行其他硬件的选型,说明各个硬件的特点,并依据选用的硬件完成系统电路的设计,确定PLC各个控制端子的接线以及变频器的控制方式。利用STEP 7-Micro/WIN软件进行了PLC的梯形图编程,说明了的各个程序块的作用,还利用软件进行了PID参数的自整定,得到一组最优的参数,并进行了信号滤波的相关设置以及文本显示器的设计。通过上述研究,成功建立了该球塞泵恒压供水系统,为以后球塞泵供水的发展提供了现实依据。
【关键词】：球塞泵 恒压 供水
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU991
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题的背景及意义8-9
• 1.2 恒压供水系统的国内外研究现状9-11
• 1.2.1 恒压供水系统的国内研究现状9-10
• 1.2.2 恒压供水系统的国外研究现状10-11
• 1.3 主要研究内容11-13
• 第2章 变频调速原理13-18
• 2.1 交流电机的调速方式13-14
• 2.2 变频调速的控制方式14-16
• 2.3 变频恒压供水节能原理16-17
• 2.4 本章小结17-18
• 第3章 系统的方案设计18-26
• 3.1 供水系统的理论模型18-19
• 3.1.1 理论分析18-19
• 3.1.2 近似数学模型19
• 3.2 供水系统的功能设计19-20
• 3.3 供水系统的流程设计20-23
• 3.4 供水系统的结构设计23-25
• 3.5 本章小结25-26
• 第4章 系统的控制器设计26-34
• 4.1 模拟PID控制26-29
• 4.1.1 控制原理26-27
• 4.1.2 PID三个参数作用27-29
• 4.2 数字PID控制29-31
• 4.2.1 位置式PID控制29-30
• 4.2.2 增量式PID控制30-31
• 4.3 恒压供水系统PID调节分析31
• 4.4 PID控制器参数整定方法31-33
• 4.5 本章小结33-34
• 第5章 系统的硬件设计34-47
• 5.1 压力传感器选型34-35
• 5.2 PLC选型35-37
• 5.3 显示界面选型37-39
• 5.4 变频器选型39-40
• 5.5 变频电机选型40-41
• 5.6 新型球塞泵41-44
• 5.7 电气控制器选型44-46
• 5.7.1 中间继电器44-45
• 5.7.2 交流接触器45
• 5.7.3 信号隔离模块45-46
• 5.8 本章小结46-47
• 第6章 系统的电路设计47-56
• 6.1 主电路设计47-48
• 6.2 控制电路设计48-53
• 6.2.1 PLC的I/O端子分配及接线48-50
• 6.2.2 PLC与MM440变频器接线50
• 6.2.3 变频器控制端子接线50-52
• 6.2.4 变频器参数设置及调试52-53
• 6.3 变频电机接线53-54
• 6.4 PLC设备抗干扰措施54-55
• 6.5 本章小结55-56
• 第7章 系统的软件设计56-72
• 7.1 STEP 7-Micro/WIN编程软件56-58
• 7.1.1 PC与PLC连接56-57
• 7.1.2 通讯连接设置57-58
• 7.2 PLC程序设计58-62
• 7.2.1 PLC编程方式58-59
• 7.2.2 PLC程序59-62
• 7.3 输入信号滤波62-64
• 7.4 PID向导编程64-65
• 7.5 PID参数自整定65-68
• 7.6 TD400C编程68-71
• 7.7 本章小结71-72
• 第8章 总结与展望72-75
• 8.1 全文总结72-73
• 8.2 应用前景73
• 8.3 需要进一步研究的问题73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79
• 攻读学位期间的研究成果79

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本文编号：859976