基于PLC及组态软件的水头差压力转换提水技术研究

论文摘要

在众多可利用的能源种类中，水能是一种非常重要的能源存在形式。我国的水资源分布相对丰富，目前主要以发电和水轮泵提水等手段进行开发，取得了显著的经济和社会效益。但这些方法大多在水的落差和流量方面有一定要求，对水能的开发并不全面。如何更充分地、全方位地开发利用水能是迫切的现实问题。本文提出了一项利用水能进行提水的新技术，在水头差不大的情况下，就可利用水自身的能量简单地把水输送到需要水的地方。其基本原理为：通过密闭容器将水的落差转换成压力气体，再通过压力气体去压缩另一密闭容器内的水，进而实现提水的目的。目前已设计并制造出一套试验装置，实验、计算和分析显示，这是一种切实可行的提水新技术。这种方法没有旋转的机械设备，不需要经过复杂的水能、电能、机械能再到水能的多环节的变换过程，而且在水头差较小时，依然对水能有较高的利用率。为了能更好地推广应用该项技术，本文进一步利用组态软件MCGS和可编程控制器PLC对水头差压力转换提水进行了研究和设计。分析了自动提水的工艺过程，给出了实现PLC自动提水的程序梯形图；阐述了利用组态软件MCGS进行监控软件开发的基本过程，介绍了组态软件数据库变量的设置，给出了仿真界面图及组态软件MCGS运行的脚本程序，以及实现该方法的PLC和组态软件之间的数据联系。基于该原理的低水头提水技术已经获准专利，并开始实验和推广。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究课题的提出
• 1.1.1 本课题的研究背景
• 1.1.2 国内外研究现状
• 1.1.3 本课题的研究目的
• 1.2 课题研究的内容和方法
• 1.2.1 课题研究的内容
• 1.2.2 课题研究的方法
• 2 水头差压力转换提水技术
• 2.1 基本原理
• 2.2 实验方案
• 2.3 实验装置
• 2.4 实验
• 2.5 计算与分析
• 2.6 小节
• 3 PLC在水头差压力转换提水技术中的应用
• 3.1 PLC的基本知识
• 3.1.1 PLC的特点
• 3.1.2 PLC的基本结构
• 3.1.3 PLC的工作原理
• 3.2 基于PLC的水头差压力转换提水方法
• 3.2.1 基本原理
• 3.2.2 提水装置及改进
• 3.3 PLC的选型及I/O分配表
• 3.4 PLC接线图
• 3.5 PLC控制系统程序设计
• 3.6 小节
• 4 MCGS组态软件监控PLC实现水头差压力转换提水控制系统研究
• 4.1 MCGS监控系统的主要特性和功能
• 4.1.1 MCGS通用监控系统主要特性
• 4.1.2 MCGS通用监控系统主要功能
• 4.2 MCGS通用监控系统的构成和组成部分的功能
• 4.2.1 监控系统的构成
• 4.2.2 监控系统各部分的功能
• 4.3 MCGS监控PLC实现水头差压力转换提水控制系统设计
• 4.3.1 工程框架
• 4.3.2 组态用户窗口
• 4.3.3 构造实时数据库
• 4.3.4 动画连接
• 4.3.5 组态运行策略
• 4.3.6 MCGS和PLC的连接
• 4.3.7 整体运行与综合测试
• 4.4 小节
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 MCGS脚本程序
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文