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毕业论文（设计）开题报告

题目基于PLC控制的恒压供水系统设计

姓名

学号

学院机械电气化工程学院

专业班级机电一体化13班

指导教师

基于PLC控制的恒压供水系统设计

一、本课题的来源及研究目的和意义

水是生命之源，人类生存和发展都离不开水。在通常的城市及乡镇供水中，基本

上都是靠供水站的电动机带动离心水泵，产生压力使管网中的自来水流动，把供水管

网中的自来水送给用户。但供水机泵供水的同时，也消耗大量的能量，如果能在提高

供水机泵的效率、确保供水机泵的可靠稳定运行的同时，降低能耗，将具有重要经济

意义。我国供水机泵的特点是数量大、范围广、类型多，在工程规模上也有一定水平，

但在技术水平、工程标准以及经济效益指标等方面与国外先进水平相比，还有一定的

差距。变频恒水压供水系统集变频技术、电气传动技术、现代控制技术于一体。采用

该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便地实现供水系统的集中管

理与监控；同时可达到良好的节能性，提高供水效率。所以研究设计基于变频调速的

恒定水压供水系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平，同时降低能耗等方面具

有重要的现实意义。变频恒压供水系统在工业和生活中有很广阔的应用前景，除了具

有明显的节能效果外，还具有操作方便、容易、维护量小的特点，变频器的软启动功

能也减少了对电网的冲击，使设备运行方式更趋于合理，设备的自动化水平得到提高。

总之，采用变频恒压供水系统是一种技术先进、经济实用的选择。

随着社会经济的迅速发展，水对人们的生活和工业生产越来越重要，人们对供水

的安全可靠性的要求不断提高。给水压力与流量对用户的用水质量具有直接影响，因

而对给水水压、流量的控制，直接影响到给水系统的供水质量。给水泵组是一种长期

运行的用电设备，节约泵组的电耗，对国家节能减排意义重大。是把先进的自动化技

术、控制技术、通讯及网络技术、节能技术等应用于给水领域。针对城市高层建筑和

消防供水系统的实际情况，以单片机和变频器为主要单元组成变频调速恒压供水系统。

采用自动控制原理实现对供水压力的连续监督和控制，自动调节水泵电机加、减速，

自动完成各泵的轮休、泵组软启动及无冲击切换，使水压平稳过渡，延长设备寿命，

提高供水水量，降低能耗。在传统的变频调速方式上大大的提高了调速系统的性能。

通过本项目的设计、研究及应用，不仅能够节约水资源，减少设备维护，而且该系统

结合高层建筑生活供水与消防供水于一体，在节约能源与水资源的前提下，既保证居

民的生活用水，又提高了消防安全系数。具有较大的经济和社会意义

二、本课题在国内外研究现状及分析

水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，城市的生活生产用水主要来自由自来

水公司的市政管网提供。然而自来水的给水压力通常只能达到0.35-0.4MPa，一般只能

满足8层楼的用水需求，随着国家经济的发展，城市内的次高层和高层建筑的比例不

断增加，自来水的给水压力已无法满足次高层和高层建筑的生活和消防给水的要求，

只能由生活小区依靠二次加压给水设备进行增压给水。近年来，随着变频调速技术的

成熟、普及和应用，其产品已用来更新改造传统给水系统，是我国给水行业的技术水

平经历了一次飞跃。变频调速系统实现了电机无级调速，根据水泵出口的压力情况自

动调节水泵机组的转速，从而保持水压恒定，以满足人们对给水系统的要求。变频调

速恒压给水系统无论是投资规模、运行的经济性、可靠性、稳定性和自动化程度等方

面都优于传统的给水系统，而且还能有效的降低能耗。变频恒压供水是在变频调速技

术发展之后发展起来的，目前国外的变频恒压供水系统成熟可靠，恒压自动控制技术

先进。国外的变频恒压供水系统在设计师采用了一台变频器只带一台水泵的方式。这

种方式安全可靠，变频方式更加灵活，但成本很高。近年来，国内有许多公司在从事

变频恒压供水设备的研制和生产，国内变频器主要采用进口元件组装，结合PLC、PID

调节器、单片机实现恒压供水，在小容量、控制要求较低的领域。但国产变频器发展

较快，由于其成本低廉，已占领了相当部分小容量变频恒压供水市场。但在大功率大

容量的变频器上，国产变频器有待于进一步的改进和完善。随着我国国民经济的迅速

发展，能源紧缺问题愈加严重，因此应用变频调速技术来提高供水质量、降低能耗，

在供水领域已得到越来越广泛的重视。变