基于PLC的学生公寓智能节水系统设计.doc
《基于PLC的学生公寓智能节水系统设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于PLC的学生公寓智能节水系统设计.doc(25页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、 编号: 毕业论文(设计)题 目 学生公寓智能节水系统设计 指导教师 陈洁 专 业 机械设计制造及其自动化 教学单位 (盖章) 学院毕业论文(设计)开题报告书 二0一二年4月10日院(系)机电工程系专 业机械设计制造及其自动化姓 名 学 号 论文(设计)题目学生公寓智能节水系统设计一、选题目的和意义中国是一个干旱缺水严重的国家,淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有2200立方米,仅为世界平均水平的14、美国的15,在世界上名列121位,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后
2、,中国现实可利用的淡水资源量则更少,仅为11000亿立方米左右,人均可利用水资源量约为900立方米,并且其分布极不均衡。到20世纪末,全国600多座城市中,已有400多个城市存在供水不足问题,其中比较严重的缺水城市达110个,全国城市缺水总量为60亿立方米。 专家们警告:“20年后中国将找不到可饮用的水资源”。美国民间有影响的智囊机构世界观察研究所发表的一份报告中称:“由于中国城市地区和工业地区对水需求量迅速增大,中国将长期陷入缺水状况。”中国的黄河在过去的10多年年年断流,其中1997年断流226天。流经中国一些人口稠密集地区的淮河去年也断流了90天。根据卫星拍摄的照片,数百个湖泊正在干涸,
3、一些地方性的河流也在消失。目前全国600多座城市中,有300多座城市缺水,其中严重缺水的有108个。其中北京市的人均占有水量为全世界人均占有水量的113,连一些干旱的阿拉伯国家都不如。 我国大学院校近些年来在不断扩招,现在我国在校学生数量正逐年递增,这一庞大群体的用水量也不是一个小数目。高等学校中的需水用户很多,包括学生宿舍楼、教学楼、实验室、图书馆,食堂等,其中,学生宿舍楼的用水量占学校总用水量的65%一75%,是学校的用水第一大户。如今,大多数大中专院校学生宿舍楼中学生日常生活,诸如洗漱、清洁以及冲厕均直接来源于自来水,而后直接排入下水道。这其中冲厕用水便要占生活用水中不小的一部分,因此,
4、考虑到提高用水效率,可将学生洗漱、清洁用水经过简单处理之后用作冲厕水的来源,进而可以从中节约很大一部分清洁的自来水。很多学生同时也缺乏节水意识,洗刷洗衣服时水龙头很少及时关闭,导致大量水资源的浪费,可以设计节水装置提醒并帮助同学们主动节水。由于高等学校水费的承担者不是用户本人,因此,用户的节水意识比较差,水资源的浪费现象较为严重,在这点可以让学生自己缴纳水费,对提高节水意识作用很大。在水质要求不高的方面(如冲厕所)使用生活污水代替自来水,一方面可以节约自来水消耗,另一方面可以减少污废水的排放。建筑的自来水水价相对较高,且经济规模较低,使用污水对于用水管理者有明显的经济效益。二、本选题在国内外的
5、研究现状和发展趋势就目前来看,大学生节水意识普遍有待提高,对于大学生学生公寓节水系统的设计与研究还没有引起社会的广泛关注。现阶段,虽然一些研究人员提出及设计了一些公寓节水系统,但是仍然处在理论阶段或者实验阶段。然而,公寓生活用水尤其是大学生公寓用水浪费严重,在当今水资源紧缺的现状下,公寓智能节水系统的研究迫在眉睫,它的研究及应用在不久的将来会受到普遍关注,具有极其重要的意义。就它的发展趋势来看,公寓智能节水系统以后必将取代现今落后的供水系统,其特点预计朝三个方向发展:系统智能化;供水多样化;污水循环再利用。这三个特点在本设计论文中都将有一定的体现。三、课题设计方案 主要说明:研究(设计)的基本
6、内容、观点及拟采取的研究途径和方法。 一、设计内容本设计为学生公寓智能节水系统设计,以每个宿舍一间洗刷间一个水龙头为设计基础,设计思路包括四点: 1、水管在进入每个宿舍之前安装一个开关控制器,可以由PLC控制起停,也可以把检测到的开关信号传输给PLC。检测器内管道的流速已设计好。 2、在宿舍洗涮间安装一个红外线传感器,检测洗涮间是否有人。如果有人,宿舍供水传感器打开,如果没有人,宿舍供水传感器关闭。 3、当水龙头打开时,检测器检测到信号并输送给PLC,PLC开始计时。PLC持续计时一定时间若水龙头还打开,则检测器自动关闭停止供水,30秒后再继续供水。 4、污水循环再利用系统。设计一个新式水箱,
7、上一层的生活污水井简单处理后为下一层冲厕。 二、研究方法 采用观察实验的方法确定需要设定的水管流速及单位流量;用查阅资料的方法选定监测器;用CAD设计新式冲厕系统。四、计划进度安排 主要说明:起止时间及分阶段的进度要求。2011.122012.1选择论文方向,选择指导教师,确定论文题目2012.12012.2根据题目查找资料,分析资料2012.2102012.3.20完成开题报告2012.3.202012.3.30上交毕业论文设计思路报告2012.3.302012.4.10上交毕业论文中期检查报告2012.4.102012.4.20完成初稿2012.4.202012.4.30初稿修改五、主要参
8、考文献1郁汉琪.可编程序控制器原理及应用M.北京:中国电力出版社,2010.2.2宫淑贞 王冬青.电气控制及可编程控制器原理及应用M.北京:人民邮电出版社,2002.7.第1版3张华强.可编程序控制器课程设计及实验讲义J.威海:哈尔滨工业大学(威海) 2007.3.284刘笃仁 杨万海.在系统可编程技术及其器件原理与应用M.西安:西安电子科技大学出版社 1999.5.第1版指导教师意见及建议: 签名: 年 月 日教学单位领导小组审批意见: 组长签名: 年 月 日德州学院毕业论文(设计)中期检查表院(系):机电工程系 专业:机械设计制造及其自动化 2012 年 4月 10日毕业论文(设计)题目:
9、学生公寓智能节水系统设计学生姓名刘晓东学 号200801703037指导教师陈洁职 称计划完成时间:2012年4月5日毕业论文(设计)的进度计划:2011.122012.1:选择论文方向,选择指导教师,确定论文题目;2012.12012.2:根据题目查找资料,分析资料;2012.2102012.3.20:完成开题报告;2012.3.202012.3.30:上交毕业论文设计思路报告;2012.3.302012.4.10:上交毕业论文中期检查报告。完成情况:到现在为止我学到了很多东西,查阅了很多的资料,知道了毕业论文的前期工作,了解了PLC的基本工作原理和发展前景。尤其是,我对三菱FX系列PLC有
10、了更全面更深入的了解。于此同时,完成了毕业论文的设计思路,了解了当前宿舍用水的状况及节水的途径。完成了开题报告,初步完成了毕业论文的基本框架。指导教师评议(指出优点和不足,如有其它建议,可另附页) 签 名: 年x月x日备 注:目录摘要及关键词11 引言11.1 课题的提出11.2 可编程序控制器的定义31.3 可编程序控制器的发展现状。1.4 可编程序控制器的前景。1.5三菱FX系列PLC简介。2 系统理论设计及方案确定52.1 水龙头单位流量的确定。2.2 个人每天用水量的确定。2.3 智能节水系统设计图。3 PLC硬件系统设计。3.1 PLC机型的选择。3.2PLC容量的估算。3.3 PL
11、C输入输出模块的确定。4 PLC软件系统设计74.1 系统软件设计分析。4.2 PLC控制系统程序流程图24.3 I/O口分配表 44.4 PLC控制程序梯形图。4.5 PLC控制程序指令表。5 PLC外围电气接口电路。6 污水再利用系统设计。6.1 水箱容量的确定76.2水箱结构及位置设计。6.3冲厕开关阀及自来水补给系统设计26.4 污水处理系统结构示意图4参考文献2谢辞4学生公寓智能节水系统设计刘晓东(德州学院机电系,山东德州,253023)摘要:本设计是对学生公寓智能节水系统的设计及研究,设计了PLC控制系统及污水再利用系统。PLC可以控制水龙头的起停,提醒同学们节水,并可以计算出每个
12、宿舍每个月的用水量,使用的检测器可以在市场上购得;设计了污水冲厕系统,利用上一层的生活污水为下一层冲厕。该设计旨在辅助同学们提高节水意识,节约用水。本设计为学生公寓智能节水系统设计,以每个宿舍一间洗刷间一个水龙头为设计基础,设计思路包括三点: 1、水管在进入每个宿舍之前安装一个开关控制器,可以由PLC控制起停,也可以把检测到的开关信号传输给PLC。检测器内管道的流速已设计好。 2、在宿舍洗涮间安装一个红外线传感器,检测洗涮间是否有人。如果有人,宿舍供水传感器打开,如果没有人,宿舍供水传感器关闭。 3、当水龙头打开时,检测器检测到信号并输送给PLC,PLC开始计时。PLC持续计时一定时间若水龙头
13、还打开,则检测器自动关闭停止供水,30秒后再继续供水。 4、污水循环再利用系统。设计一个新式水箱,上一层的生活污水井简单处理后为下一层冲厕。关键词:智能节水;PLC;间歇供水;污水冲厕1 引言1.1课题的提出中国是一个干旱缺水严重的国家,淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有2200立方米,仅为世界平均水平的14、美国的15,在世界上名列121位,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后,中国现实可利用的淡水资源量则更少,仅为11000亿立方米左右,人均可利用水资源量约为900
14、立方米,并且其分布极不均衡。到20世纪末,全国600多座城市中,已有400多个城市存在供水不足问题,其中比较严重的缺水城市达110个,全国城市缺水总量为60亿立方米。 专家们警告:“20年后中国将找不到可饮用的水资源”。美国民间有影响的智囊机构世界观察研究所发表的一份报告中称:“由于中国城市地区和工业地区对水需求量迅速增大,中国将长期陷入缺水状况。”中国的黄河在过去的10多年年年断流,其中1997年断流226天。流经中国一些人口稠密集地区的淮河去年也断流了90天。根据卫星拍摄的照片,数百个湖泊正在干涸,一些地方性的河流也在消失。目前全国600多座城市中,有300多座城市缺水,其中严重缺水的有1
15、08个。其中北京市的人均占有水量为全世界人均占有水量的113,连一些干旱的阿拉伯国家都不如。 我国大学院校近些年来在不断扩招,现在我国在校学生数量正逐年递增,这一庞大群体的用水量也不是一个小数目。高等学校中的需水用户很多,包括学生宿舍楼、教学楼、实验室、图书馆,食堂等,其中,学生宿舍楼的用水量占学校总用水量的65%一75%,是学校的用水第一大户。如今,大多数大中专院校学生宿舍楼中学生日常生活,诸如洗漱、清洁以及冲厕均直接来源于自来水,而后直接排入下水道。这其中冲厕用水便要占生活用水中不小的一部分,因此,考虑到提高用水效率,可将学生洗漱、清洁用水经过简单处理之后用作冲厕水的来源,进而可以从中节约
16、很大一部分清洁的自来水。很多学生同时也缺乏节水意识,洗刷洗衣服时水龙头很少及时关闭,导致大量水资源的浪费,可以设计节水装置提醒并帮助同学们主动节水。由于高等学校水费的承担者不是用户本人,因此,用户的节水意识比较差,水资源的浪费现象较为严重,在这点可以让学生自己缴纳水费,对提高节水意识作用很大。在水质要求不高的方面(如冲厕所)使用生活污水代替自来水,一方面可以节约自来水消耗,另一方面可以减少污废水的排放。建筑的自来水水价相对较高,且经济规模较低,使用污水对于用水管理者有明显的经济效益。1.2可编程序控制器的定义 编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员,是
17、为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Lo gic Controller),简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称可作可编程控制器,简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆,所以将可编程控制器简称PLC 可编程控制器简称PC(英文全称:Programmable Controller),它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC(英文全称:Programmable Log
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
20 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 PLC 学生公寓 智能 节水 系统 设计
