张存开题报告
邯 邯 郸 学 院 毕业论文（设计）开题报告书 论文（设计）题目 变频-工频互切换的恒压供水系统 学生姓名 学 号 指导教师 年 级 专 业 2013 年 12 月 30 日
说 说 明 1.本表需在指导教师和有关领导审查批准的情况下，要求学生认真填写。
2.课题来源分为教师提供选题或学生自拟课题；教师的科研任务；社会有关单位委托的课题；其他来源。
3.若课题因故变动时，应向指导教师提出申请，提交题目变动论证报告。
题目来源 教师供选课题 主要研究内容：
变频-工频互切换的恒压供水系统 变频器参数如下：操作模式选择 Pr.79=1，上限频率 Pr.1=50Hz，下限频率 Pr.2=0Hz，基底频率Pr.3=50Hz，加速时间 Pr.7=5s，减速时间 Pr.8=5s，电子过电流保护 Pr.9=电动机的额定电流，顺序输出端子选择 Pr.135=1（有顺序输出功能），切换互锁时间 Pr.136=1.0s，启动等待时间 Pr.137=1.0s，变频器再启动前的等待时间 Pr.57=0.5s，再启动电压上升时间 Pr.58=0.5s。
设计要求：
系统按设计要求只有一台水泵，用水高峰期时，工频全速运行，其他时间变频运行。水泵电动机的变频与工频切换采用变频器的变频-工频切换功能，变频运行时的转速由变频器的七段调速来控制，气短速度与变频器的控制端子的对应关系如下图。变频器的气短速度及变频与工频的切换由管网压力继电器的压力上限接点与下限接点控制。
开题依据（包括前人的工作、相关研究现状、此项研究的理论意义、学术价值、应用前景等）1..国内研究现状及发展趋势 目前国内有不少公司在做变频恒压供水的工程，大多采用国外的变频器控制水泵的转速，水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，有的采用可编程控制器(PLC)及相应的软件予以实现；有的采用单片机及相应的软件予以实现。但在系统的动态性能、稳定性能、抗干扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说，还远远没能达到所有用户的要求。原深圳华为(现已更名为艾默生)电气公司和成都希望集团(森兰变频器)也推出子恒压供水专用变频器(5.5k w-22kw)，无需外接 PLC和 PID 调节器，可完成最多 4 台水泵的循环切换、定时起、停和定时循环。该变频器将压力闭环调节与循环逻辑控制功能集成在变频器内部实现，但其输出接口限制了带负载容量，同时操作不方便且不具有数据通信功能，因此只适用于小容量，控制要求不高的供水场所。
2.国外研究现状及发展趋势 随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后，国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频器，像日本 Samco 公司，就推出了恒压供水基板，备有“变频泵固定方式”，“变频泵循环方式”两种模式。它将 PID 调节器和 PLC 可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上，通过设置指令代码实现 PLC 和 PID 等电控系统的功能，只要搭载配套的恒压供水单元，便可直接控制多个内置的电磁接触器工作，可构成最多 7 台电机(泵)的供水系统。这类设备虽微化了电路结构，降低了设备成本，但其输出接口的扩展功能缺乏灵活性，系统的动态性能和稳定性不高，与别的监控系统(如 BA 系统)和组态软件难以实现数据通信，并且限制了带负载的容量，因此在实际使用时其范围将会受到限制。
3..此课题的理论意义及学术价值 恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的。例如在某些生产过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时，若供水压力不足或或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。而且恒压供水系统具有供水安全、节约能源、节省钢材、节省占地、节省投资、调节能力大、运行稳定可靠的优势，具有广阔的应用前景和明显的经济效益与社会效益。所以，某些用水区采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。
4..本课题的应用前景 变频器具有丰富的功能和方便好用的特点，因此人们才有可能按照实际要求，自行构成一个适用和可靠的调速系统。随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强。充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。
起止时间和进度安排（包括外出调研）2013 年 11 月 01 日—2013 年 11 月 10 日 完成毕业论文选题，提交申请书。
2013 年 11 月 11 日—2013 年 12 月 20 日 查阅资料，完成开题报告。
2013 年 12 月 21 日—2013 年 12 月 30 日 上交开题报告，开题。
2013 年 01 月 03 日—2014 年 05 月 16 日 写毕业论文，完成论文初稿。
2014 年 05 月 17 日—2014 年 05 月 25 日 提交毕业论文。
2014 年 05 月 26 日—2014 年 06 月 08 日 论文答辩。
预期结果及成果形式 1..预期结果 按安排的进度完成课题的研究 2..成果形式 完成一篇 8000 字左右的论文 可行性分析（已具备的条件和待解决的问题；拟采取的研究方法、技术路线、实验方案等）1..已具备的条件（1）学校网站上的一些资料及老师提供的建议可供参考；（2）学校提供了专门的实验室和指导老师；（3）PC 机一台，PLC 软件； 2..待解决的问题（1）PLC 编程软件还不能熟练操作；（2）对于解变频器的七段调速的参数设置和外部端子的接线了解的不详细。
（3）将仿真分析结果与理论计算结果对照，改进仿真参数；（4）对研究结果进行总结与分析。
3..研究方法 本文研究采用的方法有：文献研究法、实验研究法和分析综合法等。
（1）文献研究法。查阅现有国内外文献资料，总结前人研究的成果，关注研究最新进展，整理 与本研究相关的内容，从研究方法等方面进行借鉴。
（2）实验研究法。通过多次改写程序，变频器进行探索，了解其功能的实现。然后利 用 PLC 对变频器的控制，实现频率的改变。
（3）分析综合法。通过对一系列的模拟仿真数据和实验数据及理论计算结果的分析、对比，通 过 PLC，随时改变参数，对系统进行调试。
4.技术路线 频率 20Hz 开 关 是否按下 开始 压力下限 2s 压力上限 2s 频率 30Hz 压力下限 2s 频率 40Hz 压力下限 2s 频率 50Hz 压力上限 2s 计时 2s 工频全速供水 压力上限 2s 压力上限 2s
实验方案 1、总结变频-工频切换的作用及实训操作要领； 2、参照资料进行配线、编程； 3、在老师指导下，进入实验室进行操作实验，并用进行多次调试得出结果； 主要参考文献 [1] 阮友德，PLC、变频器、触摸屏综合应用实训，北京：中国电力出版社，2009 [2] 杜金城，电气变频调速设计技术[M]，北京：中国电力出版社，2001 [3] 王兆义，可编程控制器原理及应用［M］．北京：机械工业出版社，1993 [4] 李景学、金广业.可编程控制器应用系统设计方法,北京:电子工业出版社,1998 [5] 陈少波，带 PID 功能的变频器在恒压供水系统中的应用,汕头大学机电系，2000 [6] 韩焱青，PLC 控制变频调速恒压供水系统，武汉化工学院学报 2000 [7] Schneider ATV38 变频器用户手册、产品目录、编程手册，2001 指导教师审查意见 指导教师（签名）：
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教研室论证意见 ____________教研室主任（签名）：
年 月 日 二级学院院长或系、部主任审查意见 ____________二级学院、系（部）院长（主任）（签名）：
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