污水廠粗格柵自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

1、吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書污水廠粗格柵自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用wastewater treatment plant coarse grid design and application of automatic control systems學(xué)生學(xué)號： 08550106 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 電氣0801 指導(dǎo)教師： 曹玉波 職 稱： 副教授 起止日期： 2012.2.272012.6.12 吉 林 化 工 學(xué) 院jilin institute of chemical technology吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書摘 要為了解決粗格柵污水處理生產(chǎn)效率低、需要大量的人工操作和維護(hù)復(fù)雜等問題，本設(shè)

2、計(jì)提出了應(yīng)用可編程控制器實(shí)現(xiàn)無人監(jiān)守、自動(dòng)控制的系統(tǒng)方案。本文介紹了粗格柵污水處理工藝原理和控制要求，采用簡易的邏輯控制、硬件和軟件互鎖的方法實(shí)現(xiàn)自控要求。闡述了粗格柵系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)污水處理廠承擔(dān)的負(fù)荷和尖峰電流選擇低壓開關(guān)、斷路器和熔斷器等設(shè)備型號。自動(dòng)控制系統(tǒng)部分包含下位機(jī)項(xiàng)目的創(chuàng)建、編寫和仿真調(diào)試，繪制控制系統(tǒng)流程圖和二次回路接線圖；上位機(jī)部分有現(xiàn)場監(jiān)控畫面、歷史趨勢曲線畫面、報(bào)警畫面和pid變頻控制畫面。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、手動(dòng)、遠(yuǎn)程控制，改善污水處理系統(tǒng)操作環(huán)境。最后對系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行結(jié)果分析得知，粗格柵系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本達(dá)到預(yù)期的要求。關(guān)鍵詞：污

3、水處理；粗格柵；電氣控制；可編程控制器- i -abstractin order to solve the coarse grid of sewage treatment and low production efficiency, requires a lot of manual operation and maintenance of complex issues such as the present design of the application of programmable controllers nobody probation program of automatic co

4、ntrol systems.this article describes the coarse grid sewage treatment process principle and control requirements, the use of simple logic control, hardware and software interlock to achieve self-control requirements. the coarse grid system electrical control system design and automatic control syste

5、m design. electrical control system design based on bear the load and the peak current of the sewage treatment plant to select the device model of the low-voltage switchgear, circuit breakers and fuses. part of the automatic control system includes the creation of the next bit machine, the preparati

6、on and simulation debugging, draw control system flow chart and the secondary circuit wiring diagram; live monitor screen of the host computer part of the historical trend curve screen, alarm screens and pid frequency conversion control screen. this system can achieve automatic, manual, remote contr

7、ol, to improve the sewage treatment system operating environment. finally, system commissioning and operation results of the analysis of the coarse grid system, the basic design to meet expectations.key words：sewage treatment；coarse grid；the power electricity system design; plc - 45 -目 錄摘 要iabstract

8、ii第1章 緒論11.1 本課題設(shè)計(jì)背景11.2 本課題設(shè)計(jì)目的及意義21.3 本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容2第2章 系統(tǒng)控制方案32.1 粗格柵系統(tǒng)控制的概述32.1.1 污水處理工藝32.1.2 粗格柵系統(tǒng)組成32.2 系統(tǒng)方案42.2.1系統(tǒng)控制方式42.2.2 污水一級處理工藝5第3章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)63.1 粗格柵供電系統(tǒng)概況63.2 粗格柵系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算和尖峰電流計(jì)算63.2.1 用電設(shè)備負(fù)荷計(jì)算63.2.2 用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算73.3 低壓一次設(shè)備選擇83.3.1 熔斷器選擇與校驗(yàn)83.3.2 低壓斷路器選擇與校驗(yàn)93.3.3 低壓隔離開關(guān)選擇103.4 變頻器的選型及應(yīng)用113.4.1

9、 變頻器簡介113.4.2 變頻器的選型與接線設(shè)計(jì)123.5 電氣主接線及設(shè)計(jì)123.5.1 一次回路主接線設(shè)計(jì)123.5.2 配電系統(tǒng)接線設(shè)計(jì)133.5.3 二次回路接線設(shè)計(jì)14第4章 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)164.1 plc的結(jié)構(gòu)與工作原理164.2自控系統(tǒng)i/o點(diǎn)表164.3自控系統(tǒng)設(shè)備選型184.4自控系統(tǒng)工程創(chuàng)建204.5自控系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)214.6自控系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)25第5章 人機(jī)界面設(shè)計(jì)及系統(tǒng)仿真通訊275.1 wincc簡介275.2 wincc人機(jī)界面設(shè)計(jì)275.2.1 創(chuàng)建項(xiàng)目275.2.2 創(chuàng)建變量285.2.3 組態(tài)系統(tǒng)變量305.2.4 創(chuàng)建報(bào)警畫面和歷史趨勢曲線畫面315

10、.3 plcsim與wincc仿真調(diào)試325.3.1 建立plcsim與wincc連接325.3.2下載載程序及仿真調(diào)試335.3.3 程序運(yùn)行過程調(diào)試34結(jié) 論38參考文獻(xiàn)39致 謝40第1章 緒論1.1 本課題設(shè)計(jì)背景我國污水處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，但改革開放以來，國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平的顯著提高，拉動(dòng)了污水處理的需求，進(jìn)入二十一世紀(jì)，我國污水處理產(chǎn)也進(jìn)入快速發(fā)展期，污水處理需求的增速遠(yuǎn)高于全球水平。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的不斷加快，城市生活廢水的排放量也隨之日益增多。作為改善城市生活環(huán)境的重要項(xiàng)目之一-城市污水處理項(xiàng)目無論是對于保護(hù)城市水環(huán)境及水資源的利用，還是改善居

11、民生活環(huán)境等都具有非常積極而深淵的顯示意義。然而，如果城市污水處理項(xiàng)目規(guī)劃不當(dāng)、處理方案不合理，都會對城市環(huán)境造成很大的影響，并產(chǎn)生相當(dāng)程度的危害。城市污水是城市地區(qū)范圍內(nèi)的生活污水、工業(yè)廢水和徑流污水的總稱，它通常是由城市管渠匯集排入水體或者通過城市污水處理廠處理后排入水體。隨著城市化水平和人民生活水平的提高，城市生活污水排放量迅速增長，其所占城市污廢水排放量的比例逐年增多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2009年全國生活污水排放量已達(dá)504億噸，生活污水排放量首次超過工業(yè)廢水排放量。因此，在工業(yè)廢水逐步得到治理后，生活污水對環(huán)境的影響越發(fā)變得突出，如何加大力度治理城市污水也顯得突出起來。我國是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國

12、家，雖然我國年平均水資源總量為28000億立方米，位居世界第6，人均水資源量為2,220立方米，居于世界第110位，以及被聯(lián)合國列為世界第十三個(gè)缺水國家之一。水資源的匱乏和水資源的污染，已經(jīng)嚴(yán)重的影響了人民的日常生活，嚴(yán)重的影響了我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展。特別是我國北方城市，如北京，天津沈陽等城市水資源更為短缺。根據(jù)國家十五發(fā)展綱要，十五期間各縣市都要建立污水處理廠，如何保證處理過程的正常運(yùn)行，減少運(yùn)行成本成為環(huán)保部門、城建部門所關(guān)注的問題。在我國，隨著城市人口的增加工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，污水排放量也日益增加，水體污染相當(dāng)嚴(yán)重而且?guī)缀醣榧叭珖鞯?。?000年底，全國省市的663個(gè)城市中有310個(gè)建有污

13、水處理設(shè)施，建設(shè)務(wù)實(shí)處理廠427座，年污水處理113.6億立方米，污水處理率只有34.23%。城市內(nèi)河道大都以成為污水退路有的已成為污水溝渠，城市地下水也受到不同程度的污染。嚴(yán)重的水污染破壞到生態(tài)環(huán)境，直接威脅人民的生活和身體健康，影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，已成為不亞于洪災(zāi)、旱災(zāi)等給人們帶來的危害。從總體上看，我國污水處理正在經(jīng)歷由規(guī)模小、水平低、品種單一、嚴(yán)重不能滿足需求到具有相當(dāng)規(guī)模和水平、品種質(zhì)量顯著提高和初步滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的深刻轉(zhuǎn)變，污水處理需求逐步實(shí)現(xiàn)自給?？傊诋?dāng)前背景下，對污水處理是迫切的而且是必要的。1.2 本課題設(shè)計(jì)目的及意義污水問題是當(dāng)今我國面臨比較嚴(yán)重的問題之一，為了使出水指

14、標(biāo)中的主要污染濃度水平對河流和人們等水源中的污染降低到可以接受的水平，使自然資源得到保護(hù)和水的生態(tài)資源得到改善，把水體中的有機(jī)污染和無極污染物濃度水平降低，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)然后可以排放或者重復(fù)利用。這樣可以有效的保護(hù)我國有限的水資源，最大限度的節(jié)約用水和最大化的保護(hù)水資源。污水處理在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用的相當(dāng)廣泛，尤其在城市用水我處理方面，粗格柵污水處理環(huán)節(jié)是污水處理過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要作用是攔截污水中的固體廢物，去除污水中一些粗大的懸浮物，保護(hù)水泵等設(shè)備不受損害。是污水處理必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，污水處理是將污水中的污染物質(zhì)分離去除，使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)、有用的物質(zhì)，水得到凈化，并使資源得到充分

15、利用。城市生活污水處理工藝按流程和處理程序劃分可分為預(yù)處理工藝、一級處理工藝、二級處理工藝、深度處理工藝和污泥處理工藝，以及最終的污泥處置。預(yù)處理工藝：主要是物理處理，通過格柵、沉砂池等將污水中大塊污物攔截出來，保證后續(xù)單元的正常運(yùn)行。預(yù)處理過程就去除污染物質(zhì)而言，可能不起關(guān)鍵作用，但是至關(guān)重要。在現(xiàn)在的情況下，人力成本逐漸提高，并且污水廠的環(huán)境比較差，不利于人們長期工作。因此設(shè)計(jì)使用高度自動(dòng)化設(shè)備，使生產(chǎn)效率提高，更加節(jié)約資源和更好的處理污水。1.3 本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容本課題主要研究內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：粗格柵系統(tǒng)電氣設(shè)備選型：根據(jù)動(dòng)力設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，選擇合理低壓開關(guān)和低壓斷路器等設(shè)備，粗格柵系統(tǒng)

16、的電氣主接線及設(shè)計(jì)。plc控制程序設(shè)計(jì)：包括系統(tǒng)i/o點(diǎn)統(tǒng)計(jì)，西門子plc設(shè)備的選型，項(xiàng)目的創(chuàng)建過程，下位機(jī)程序的編寫，運(yùn)行仿真調(diào)試和繪制二次接線回路等。上位機(jī)界面設(shè)計(jì)：利用wincc軟件對上位機(jī)進(jìn)行組態(tài)，包括報(bào)警、歷史趨勢曲線、現(xiàn)場操作畫面和pid控制畫面等。粗格柵系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理：對plc程序進(jìn)行調(diào)試、仿真以及與上位機(jī)通訊，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析等。第2章 系統(tǒng)控制方案2.1 粗格柵系統(tǒng)控制的概述污水由進(jìn)水系統(tǒng)通過粗格柵和螺旋輸送機(jī)進(jìn)行初步排除大塊雜質(zhì)物體，到達(dá)沉砂池中。在沉砂池系統(tǒng)中細(xì)格柵和行車式吸砂機(jī)進(jìn)一步凈化污水中的細(xì)小顆粒物體，將污水中的細(xì)小沙粒濾除后進(jìn)入反應(yīng)池。格柵單元，作用是用來去除水

17、中粗大的懸浮物和雜物，以保護(hù)后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行的一種預(yù)處理方法。一般根據(jù)水源情況分別設(shè)有粗格柵和細(xì)格柵兩個(gè)步序，粗格柵去除的是那些可能堵塞水泵機(jī)組及管閥門的較粗大的懸浮物，而細(xì)格柵用以去除粗格柵難以去除的呈懸浮物狀的細(xì)小纖維。本系統(tǒng)就是這一環(huán)節(jié)。2.1.1 污水處理工藝污水由進(jìn)水系統(tǒng)通過粗格柵和螺旋輸送機(jī)進(jìn)行初步排除大塊雜質(zhì)物體，到達(dá)沉砂池中。沉砂池中細(xì)格柵和行車式吸砂機(jī)進(jìn)一步凈化污水中的細(xì)小顆粒物體，將污水中的細(xì)小沙粒濾除后進(jìn)入反應(yīng)池。工藝流程圖如圖2-1所示。圖2-1 工藝流程圖2.1.2 粗格柵系統(tǒng)組成粗格柵污水處理系統(tǒng)主要由進(jìn)水井系統(tǒng)、格柵系統(tǒng)、螺旋輸送壓榨一體機(jī)系統(tǒng)、集水井系統(tǒng)等

18、四部分組成。進(jìn)水井系統(tǒng)是污水經(jīng)過簡單過濾獲得的污水，粗格柵系統(tǒng)由兩臺粗格柵機(jī)和一臺螺旋輸送機(jī)組成，集水井是由五臺泵控制的，其中有一臺是有變頻器控制。具體詳細(xì)流程圖見上位機(jī)畫面。粗格柵系統(tǒng)圖如圖2-2所示。圖2-2 粗格柵系統(tǒng)圖2.2 系統(tǒng)方案2.2.1系統(tǒng)控制方式在污水處理這方面，粗格柵控制系統(tǒng)有以下幾種方式。方案1：完全采用傳統(tǒng)的繼電器控制；方案2：采用可編程控制器plc控制。第一種方案繼電器控制系統(tǒng)邏輯采用硬件接線，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串并聯(lián)組合控制邏輯，其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想在改變或者擴(kuò)展功能較為困難；另外，繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，所以繼電器控制系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展

19、性受到很大限制。繼電器控制工作頻率低，觸電的開關(guān)動(dòng)作一般在幾十毫秒數(shù)量級，且機(jī)械觸點(diǎn)還會出現(xiàn)抖動(dòng)問題。與第一種方案比較，方案2的plc控制有許多優(yōu)勢，可編程控制器plc控制可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能，與相同功能的繼電器相比，具有功能強(qiáng)，性價(jià)比高的特點(diǎn)；可編程控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶可以根據(jù)需求選擇相應(yīng)的模塊；可編程控制器具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)；系統(tǒng)安裝調(diào)試簡單，工作量少、擴(kuò)展性強(qiáng)、體積小、功耗低、維修方便、升級方便等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，采用方案2比較合適。從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，粗格柵除污機(jī)可以采用時(shí)間控制和液位差控制兩種方式，螺旋輸送機(jī)

20、優(yōu)先的運(yùn)行模式比較好。運(yùn)行停止時(shí)應(yīng)先將細(xì)格柵停止后再使螺旋輸送機(jī)停止，在確保過水量及合理的水頭損失前提下，合理縮短格柵的運(yùn)行時(shí)間，既保證了柵渣的積累，避免無效運(yùn)行，又減輕設(shè)備的磨損和節(jié)約能耗。粗格柵系統(tǒng)控制二種啟動(dòng)方式，一種為圖2-3 格柵流程圖 圖2-4 集水井流程圖按時(shí)間啟動(dòng)，一種為根據(jù)格柵前后液位差啟動(dòng)。按時(shí)間啟動(dòng)：啟動(dòng)間隔時(shí)間可調(diào)（小時(shí)級），運(yùn)行時(shí)間可調(diào)（分鐘級），二臺格柵機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，輸送機(jī)延時(shí)1秒啟動(dòng)。停車順序?yàn)槎駯艡C(jī)先停， 10秒鐘后，輸送機(jī)停機(jī)，整體停機(jī)結(jié)束。根據(jù)格柵前后液位差啟動(dòng)：液位差達(dá)到40cm時(shí)啟動(dòng)格柵系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)間為可調(diào)（分鐘級），啟動(dòng)順序和上條相同。格柵流程圖如上圖

21、2-3所示。集水井水泵系統(tǒng)：根據(jù)液位控制。2.4為停最后一臺泵，2.8啟一臺泵，3.2啟二臺泵 3.6啟三臺泵，4.0啟四臺泵，4.4 啟5臺泵。集水井流程圖如上圖2-4所示。2.2.2 污水一級處理工藝一級處理：一級處理可由篩濾、重力沉淀和浮選等方法串聯(lián)組成，除去廢水中大部分粒徑在100m以上的大顆粒物質(zhì)。篩濾可除去較大物質(zhì)；重力沉淀可除去無機(jī)粗粒和比重略大于1的有凝集性的有機(jī)顆粒；浮選可除去比重小于1的顆粒物(油類等)。廢水經(jīng)過處理后，一般達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。一級處理的常用方法有篩濾法和沉淀法。方案一：格柵篩選法用來分離污水中呈懸浮狀態(tài)污染物。常用設(shè)備是格柵和篩網(wǎng)。格柵主要用于截留污水中大于柵

22、條間隙的漂浮物，一般布置在污水處理廠或泵站的進(jìn)水口，以防止管道、機(jī)械設(shè)備及其他裝置的堵塞。格柵的清渣，可采用人工或機(jī)械方法。本次研究部分是整個(gè)系統(tǒng)的一次處理階段，格柵是由一組(或多組)相平行的金屬柵條與框架組成。傾斜安裝在進(jìn)水的渠道，或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)。格柵所能截留污染物的數(shù)量，隨所選用的柵條間距和水的性質(zhì)而有很大的區(qū)別。一般以不堵塞水泵和水處理廠站的處理設(shè)備為原則。粗格柵除污機(jī)優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)，處理量大，作業(yè)面積大，抓取深度大，結(jié)構(gòu)性好，自動(dòng)化程度高，使用壽命長，工作環(huán)境好，土建投資少，性價(jià)比優(yōu)，維修方便，操作簡單等特點(diǎn)，目前在國內(nèi)外普遍采用此種方法。方案二

23、：離心機(jī)沉淀法離心機(jī)主要用于將懸浮的固體顆粒與液體分開；或?qū)⑷闈嵋褐袃煞N密度不通，有互不相容的液體分開；它也可用于排除濕固體中的液體，例如洗衣機(jī)甩干濕衣服。用于一級處理的沉淀池，通稱初次沉淀池。其作用為：去除污水中大部分可沉的懸浮固體；作為化學(xué)或生物化學(xué)處理的預(yù)處理，以減輕后續(xù)處理工藝的負(fù)荷和提高處理效果，其優(yōu)點(diǎn)是工作可靠，連續(xù)工作周期長，但離心機(jī)的缺點(diǎn)是效率比較低，適應(yīng)工作范圍小，由于高速，對材料強(qiáng)度的加工精度和制造量均要求嚴(yán)格，自動(dòng)化程度低，維護(hù)比較復(fù)雜等。綜上所述采用方案一格柵篩選法。第3章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 粗格柵供電系統(tǒng)概況粗格柵電機(jī)供電系統(tǒng)所需的電壓是220v/380v電壓等

24、級，是直接經(jīng)公共低壓電網(wǎng)分配的，無需電力變壓器從610kv電網(wǎng)轉(zhuǎn)換獲得。在供電系統(tǒng)中常用一根線代表三相線圖，即匯成單線圖的形式。粗格柵強(qiáng)電系統(tǒng)屬于三級負(fù)荷，但是短時(shí)停電或者較長時(shí)間停電會造成一定的紊亂，對企業(yè)帶來麻煩，因此設(shè)置工廠備用電源，但是在控制柜方面需要采用不間斷電源，即ups電源，將會在下章節(jié)介紹。本系統(tǒng)采用220/380v低壓配電方式，其接地方式采用tn-s系統(tǒng)，其中n線與pe線全部分開，設(shè)備的外漏可導(dǎo)電部分均接pe線，由于pe線中無電流通過，設(shè)備之間不會產(chǎn)生干擾，tn-s系統(tǒng)廣泛用于對安全要求較高的場所，及對抗干擾要求高的數(shù)據(jù)處理和精密檢測等場所，也多用于住宅供電系統(tǒng)。本系統(tǒng)用電設(shè)

25、備的工作制是連續(xù)工作制設(shè)備，這類設(shè)備在恒定負(fù)荷下運(yùn)行，主電動(dòng)機(jī)一般是連續(xù)運(yùn)行的。3.2 粗格柵系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算和尖峰電流計(jì)算3.2.1 用電設(shè)備負(fù)荷計(jì)算計(jì)算負(fù)荷是通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如果以計(jì)算符合連續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱溫度不超過允許值。計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上與從負(fù)荷曲線上查得的半小時(shí)最大負(fù)荷p30是基本相當(dāng)，有功計(jì)算負(fù)荷、無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算符合和計(jì)算電流相應(yīng)地表示為p30、q30、s30和i30。我國目前普遍采用的確定用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的方法，有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。本系統(tǒng)采用系數(shù)法計(jì)算，其有功計(jì)算負(fù)荷基本公式為，視在計(jì)算負(fù)荷為

26、,計(jì)算負(fù)荷為,其中kd稱為需要系數(shù)，tan為正切值，cos為平均功率因數(shù)，pe為設(shè)備容量。查附錄知取需要系數(shù)kd=0.8，cos=0.8，tan=0.75。1 粗格柵機(jī)運(yùn)行（1臺運(yùn)行） 有功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：2 輸送機(jī)運(yùn)行有功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算符合：計(jì)算電流：3 水泵（1臺運(yùn)行）有功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算符合：計(jì)算電流：4 粗格柵機(jī)（2臺）、輸送機(jī)、水泵（4臺）有功計(jì)算負(fù)：視在計(jì)算符合： 計(jì)算電流 ：5 變頻泵運(yùn)行有功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算符合：計(jì)算電流：6 動(dòng)力系統(tǒng)有功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算符合 ：計(jì)算電流：3.2.2 用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算尖峰電流是指持續(xù)時(shí)間12s的短時(shí)最大電流。尖峰

27、電流主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器、整定繼電保護(hù)裝置及減壓電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)條件等。多臺用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算 （3-1）或 （3-2）其中為起動(dòng)電流，為用電設(shè)備的起動(dòng)電流倍數(shù)。動(dòng)力柜的尖峰電流 格柵機(jī)、輸送機(jī)和水泵的尖峰電流 變頻泵的尖峰電流 單臺用電設(shè)備尖峰電流的計(jì)算 （3-3）3.3 低壓一次設(shè)備選擇電氣設(shè)備要能可靠性工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定。3.3.1 熔斷器選擇與校驗(yàn)熔斷器在供配電系統(tǒng)中的配置，應(yīng)符合選擇性保護(hù)的原則，也就是熔斷器要配置得能使故障范圍縮小到最低限度。供電系統(tǒng)中配置的熔斷器數(shù)量要盡量少。低壓配電系統(tǒng)中熔斷器起安全保護(hù)作用，當(dāng)電流超過

28、規(guī)定值一定時(shí)間后以它本身產(chǎn)生的熱量使用熔體融化而分?jǐn)嚯娏鳌１鞠到y(tǒng)采用rm10型低壓密閉管式熔斷器，rm10型熔斷器由纖維管、變截面鋅溶片和觸頭底座等部分組成，rm10型低壓熔斷器結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。這種熔斷器的滅弧能力很強(qiáng)，屬限流熔斷器。a）熔管 b）熔片圖3-1 rm10型低壓熔斷器1動(dòng)力柜熔斷器選擇熔體及熔斷器的額定電流：熔體額定電流in.fe應(yīng)不小于線路計(jì)算電流i30，即in.fe i30 =93.3 a，又熔體額定電流in.fe還應(yīng)躲過線路的尖峰電流ipk,即in.fe ipk=136.3 a,選型rm10-200型低壓熔斷器，其熔體電流in.fe為160 a, 最大電流為200a，熔

29、管額定電壓交流500v，直流440v，最大分?jǐn)嚯娏?0ka，滿足設(shè)計(jì)需求。2粗格柵機(jī)、輸送機(jī)、水泵控制柜熔斷器選擇熔體及熔斷器的額定電流：in.fe i30 =67.6a，in.fe ipk=110.6a,選型rm10-200型低壓熔斷器，其熔體電流in.fe為125a, 最大電流為200a滿足設(shè)計(jì)需求。3變頻柜熔斷器選擇熔體及熔斷器的額定電流：in.fe i30 =22.8a，in.fe kipk=47.8a,選型rm10-60型低壓熔斷器，其熔體電流為60a, 最大電流為60a滿足設(shè)計(jì)需求。4粗格柵熔斷器和輸送機(jī)熔斷器選擇熔體及熔斷器的額定電流：in.fe i30 =11.4a，in.fe

30、 kipk=0.3511.43=12.0a,選型rm10-60型低壓熔斷器，其熔體電流為15a, 最大電流為15a滿足設(shè)計(jì)需求。5水泵熔斷器選擇熔體及熔斷器的額定電流：in.fe i30 =8.4a，in.fe kipk=0.358.42=5.9a,選型rm10-15型低壓熔斷器，其熔體電流為35, 最大電流為60a滿足設(shè)計(jì)需求。 6室內(nèi)照明和控制柜熔斷器選擇rm10-15，其熔體電流為10a。最大電流為15a，滿足設(shè)計(jì)要求。 3.3.2 低壓斷路器選擇與校驗(yàn)低壓斷路器，又稱低壓自動(dòng)開關(guān)，它既能帶負(fù)荷通斷電路，又能在短路、過負(fù)荷和低電壓下自動(dòng)跳閘，當(dāng)線路上出現(xiàn)短路故障時(shí)，其過電流脫扣器動(dòng)作，使

31、開關(guān)跳閘，如果出現(xiàn)過負(fù)荷時(shí)，其串聯(lián)在一次線路的加熱電阻絲加熱，是雙金屬片彎曲，也使開關(guān)跳閘。當(dāng)線路電壓嚴(yán)重下降或失壓時(shí)，其失壓脫扣器動(dòng)作，同樣使開關(guān)跳閘。低壓斷路器有配電斷路器、電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器、照明用斷路器和漏電斷路器等。dz47le系列斷路器如圖3-2所示和小型斷路器如圖3-3所示。圖3-2 dw系列斷路器 圖3-3 小型斷路器1動(dòng)力柜斷路器選擇低壓斷路器及其過電流脫扣器規(guī)格：選擇dw16-630型低壓斷路器的過電流脫扣器額定電流in.or=160i30=93.3a,故初步選dw16-630型低壓斷路器，其in.or=160a。設(shè)瞬時(shí)脫扣電流整定為3倍，即iop=1603=480a。而k

32、relipk=1.35136.3=184.0a（其中krel為可靠系數(shù)，dw系列斷路器可取1.35），滿足iopkrelipk的要求，即滿足脫扣電流躲過尖峰電流的要求。2粗格柵機(jī)、輸送機(jī)、水泵控制柜斷路器選擇低壓斷路器及其過電流脫扣器規(guī)格：選擇dw16-630型低壓斷路器的過電流脫扣器額定電流in.or=100i30=67.6a,故初步選dw16-630型低壓斷路器，其in.or=100a。設(shè)瞬時(shí)脫扣電流整定為3倍，即iop=1003=300a。而krelipk=1.35110.6=149.3a，滿足iopkrelipk的要求，即滿足脫扣電流躲過尖峰電流的要求。3變頻柜斷路器選擇小型斷路器，其

33、額定電流（ln）為in=40a i30=22.8a，額定絕緣電壓（ui）為600v，額定沖擊耐受電壓(uimp)為 4kv，額定短路分?jǐn)嗄芰Γ╥cn）均能滿足要求。4粗格柵機(jī)斷路器和輸送機(jī)斷路器選擇小型斷路器，其額定電流（ln）為in=20a i30=11.4a，額定絕緣電壓（ui）為600v，額定沖擊耐受電壓(uimp)為 4kv，額定短路分?jǐn)嗄芰Γ╥cn）均能滿足要求。5水泵斷路器選擇小型斷路器，其額定電流（ln）為in=16a i30=8.4a，額定絕緣電壓（ui）為600v，額定沖擊耐受電壓(uimp)為 4kv，額定短路分?jǐn)嗄芰Γ╥cn）均能滿足要求。6室內(nèi)照明和控制柜斷路器選擇額定

34、電流（ln）in=16a額定絕緣電壓（ui）為600v，額定沖擊耐受電壓(uimp)為 4kv，額定短路分?jǐn)嗄芰Γ╥cn）均能滿足要求。3.3.3 低壓隔離開關(guān)選擇低壓隔離開關(guān)主要功能是保證電氣設(shè)備及裝置在檢修工作時(shí)的安全，不能用于切斷、圖3-4 低壓隔離開關(guān)投入負(fù)荷電流或開斷短路電流，僅可允許用于不產(chǎn)生強(qiáng)大電弧的某些切換操作。本系統(tǒng)只有動(dòng)力柜和粗格柵機(jī)、輸送機(jī)、水泵控制柜需要安裝低壓隔離開關(guān)，需滿足un usn，即電氣設(shè)備的額定電壓un不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓usn的條件選擇，滿足in應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流imax，即in imax，滿足動(dòng)穩(wěn)定及熱穩(wěn)定校驗(yàn)即可

35、。低壓隔離開關(guān)如圖3-4所示。電氣設(shè)備控制選型統(tǒng)計(jì)表如表3-1所示。表3-1 電氣設(shè)備控制選型序號設(shè)備名稱型號額定電流熔體電流/脫扣電流備注1動(dòng)力柜熔斷器rm10-200200a160a2格柵機(jī)、輸送機(jī)熔斷器rm10-6060a25a3水泵熔斷器rm10-1515a15a5變頻柜熔斷器rm10-6060a60a6動(dòng)力柜斷路器dw16-63093.3a160a7格柵機(jī)、輸送機(jī)熔斷器dw16-63067.6100a8水泵熔斷器dz47-638.415a9變頻柜熔斷器dz47-6322.840a3.4 變頻器的選型及應(yīng)用3.4.1 變頻器簡介變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率

36、方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等組成。通過改變電源的頻率來達(dá)到改變電源電壓的目的， 根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。下面以這圖3-5 變頻器基本構(gòu)成圖種常見的交直交型變頻器，交直交變頻器的工作可分為兩個(gè)基本過程，其一為交直變換過程：就是先把不可調(diào)的電網(wǎng)的三相(或單相)交流電經(jīng)整流橋整流成直流電；其二是直交變換過程：就是反過來又把直流電 “逆變”成電壓和頻率都任意可調(diào)的三相交流電。變頻器的基本結(jié)構(gòu)由

37、主回路（包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器）和控制回路組成，其變頻器基本構(gòu)成圖如上圖3-5所示。3.4.2 變頻器的選型與接線設(shè)計(jì)本次系統(tǒng)負(fù)載為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載應(yīng)選擇mm430變頻器，選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值為變頻器選擇的依據(jù)，電機(jī)的額定功率只能作為參考。圖3-6為變頻器接線圖，r、s、t為三相交流電的輸入端，經(jīng)過變頻器整流、逆變由u、v、w端子輸出給水泵。adc1+、adc1-為自控頻率輸出端子也就是頻率模擬量采集端（4-20ma時(shí)電流信號），+24v、x1為數(shù)字量采集端子，是為現(xiàn)場手自動(dòng)控制按鈕。u、v、w為輸出控制電機(jī)端子，dac1+、dac為頻率輸出指示端子，no、con為變頻器運(yùn)行

38、指示輸出和故障報(bào)警輸出。圖3-6 變頻器接線圖3.5 電氣主接線及設(shè)計(jì)3.5.1 一次回路主接線設(shè)計(jì)圖3-7是格柵機(jī)、輸送機(jī)和水泵控制的主電路圖，其中km1、km2和km3為控制電機(jī)的交流接觸器，改變km1、km2和km3就能改變電機(jī)的起動(dòng)與停止操作。圖中的fr為熱繼電器，在電機(jī)過載時(shí)，它的常閉觸點(diǎn)斷開，使接觸器的線圈斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)。本次電機(jī)使用的是三相交流電，使用了斷路器來保護(hù)電機(jī)，使之免受損壞。圖3-7 電氣一次接線圖3.5.2 配電系統(tǒng)接線設(shè)計(jì)主接線圖即主電路圖,是表示供電系統(tǒng)中電能輸送和分配路線的電路圖，亦稱一次電路。圖3-8是配電系統(tǒng)主接線圖，下面以其電源進(jìn)線、母線和出現(xiàn)的順序?qū)Υ伺?/p>

39、電裝置作分析介紹。此裝置采用的電源進(jìn)線是常用的380v工廠用電等級，根據(jù)所有裝置所需的動(dòng)力符合要求選擇dw16-630-160a/3p斷路器型號，并選擇一定隔離能力的開關(guān)。由于系統(tǒng)要求等級不高，采用單母線分配電壓，這種母線方式可保證電源并列工作，又可使任意一條出線都可以從任意一個(gè)電源獲得電能。其中斷路器具有開合電器的專用的滅弧裝置，可以開斷或閉合負(fù)荷電流和開斷短路電流，顧用來作為接通或切斷電路的控制電器，隔離開關(guān)是用來設(shè)備停運(yùn)后退出工作時(shí)斷開電路，保證與帶電部分隔離，起隔離電壓作用。在電機(jī)的線路中需要設(shè)置熱繼電器保護(hù)電機(jī)，使電機(jī)免受損壞。本裝置中有計(jì)量裝置、保護(hù)裝置、監(jiān)視裝置均為做出介紹。圖3

40、-8 配電系統(tǒng)主接線圖3.5.3 二次回路接線設(shè)計(jì)二次回路接線圖如圖3-9所示?！皊a-手動(dòng)/自動(dòng)”是現(xiàn)場手動(dòng)和plc自動(dòng)兩種啟動(dòng)模式。當(dāng)選擇現(xiàn)場手動(dòng)開關(guān)，設(shè)備將受本身的開停開關(guān)控制，這種狀態(tài)主要是為了檢修設(shè)備和開啟使用設(shè)備時(shí)使用；當(dāng)選者自動(dòng)模式時(shí)，設(shè)備受plc控制，設(shè)備將會按照自控要求自動(dòng)運(yùn)行。“km1”是繼電器是控制電機(jī)啟停的設(shè)備，“fr”是熱繼電器，保護(hù)電機(jī)設(shè)備的裝置，“hy”是電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)指示，主要在自控柜中顯示電氣運(yùn)行狀態(tài)指示。圖3-9 二次回路接線圖第4章 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 plc的結(jié)構(gòu)與工作原理plc由傳統(tǒng)的生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)裝置即繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展成為先進(jìn)的自動(dòng)控制裝置，把計(jì)算

41、機(jī)編程方法和程序輸入方式加以簡化，采用面向控制過程、面向?qū)ο蟮恼Z言編程。plc是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在plc運(yùn)行時(shí)，cpu根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。plc工作原理圖如圖4-1所示。圖4-1 plc工作原理圖4.2自控系統(tǒng)i/o點(diǎn)表表4-1 控制系統(tǒng)數(shù)字量輸入/輸出地址序號設(shè)備編號信號名稱類型地址1格柵系統(tǒng)s201-1-t自動(dòng)轉(zhuǎn)

42、換di11.02格柵系統(tǒng)s201-2-t手動(dòng)轉(zhuǎn)換di11.13格柵系統(tǒng)s201-3-t液位控制di11.24格柵系統(tǒng)s201-4-t時(shí)間控制di11.351#粗格柵s201-1-f故障di8.062#粗格柵s201-2-f故障di8.1續(xù)表4-1 控制系統(tǒng)數(shù)字量輸入/輸出地址序號設(shè)備編號信號名稱類型地址7輸送機(jī)s201-3-f故障di8.281#進(jìn)水泵s201-4-f故障di8.392#進(jìn)水泵s201-5-f故障di8.4103#進(jìn)水泵s201-6-f故障di8.5114#進(jìn)水泵s201-7-f故障di8.6125#進(jìn)水泵s201-8-f故障di8.7131#粗格柵s201-1-s開停狀態(tài)di

43、9.0141#粗格柵s201-1-t自動(dòng)轉(zhuǎn)換di9.1152#粗格柵s201-2-s開停狀態(tài)di9.2162#粗格柵s201-2-t自動(dòng)轉(zhuǎn)換di9.317輸送機(jī)s201-3-s開停狀態(tài)di9.418輸送機(jī)s201-3-t自動(dòng)轉(zhuǎn)換di9.5191#進(jìn)水泵s201-4-s開停狀態(tài)di9.6201#進(jìn)水泵s201-4-t自動(dòng)轉(zhuǎn)換di9.7212#進(jìn)水泵s201-5-s開停狀態(tài)di10.0222#進(jìn)水泵s201-5-t自動(dòng)轉(zhuǎn)換di10.1233#進(jìn)水泵s201-6-s開停狀態(tài)di10.2243#進(jìn)水泵s201-6-t自動(dòng)轉(zhuǎn)換di10.3254#進(jìn)水泵s201-7-s開停狀態(tài)di10.4264#進(jìn)水泵s

44、201-7-t自動(dòng)轉(zhuǎn)換di10.5275#進(jìn)水泵s201-5-s開停狀態(tài)di10.6285#進(jìn)水泵s201-5-t自動(dòng)轉(zhuǎn)換di10.7291#粗格柵s201-1-f電機(jī)運(yùn)行do12.0302#粗格柵s201-2-f電機(jī)運(yùn)行do12.131輸送機(jī)s201-3-f電機(jī)運(yùn)行do12.2321#進(jìn)水泵s201-4-f電機(jī)運(yùn)行do12.3332#進(jìn)水泵s201-5-f電機(jī)運(yùn)行do12.4343#進(jìn)水泵s201-6-f電機(jī)運(yùn)行do12.5354#進(jìn)水泵s201-7-f電機(jī)運(yùn)行do12.6365#進(jìn)水泵s201-8-f電機(jī)運(yùn)行do12.7371#粗格柵液位ld201液位測量aipiw256382#粗格柵液位

45、ld202液位測量aipiw25839集水井液位ld203液位測量aipiw26040頻率反饋ld204頻率檢測aipiw26241頻率輸出fo103-1頻率輸出aopqw2564.3自控系統(tǒng)設(shè)備選型本設(shè)計(jì)題目所選用的是西門子s7-300系列的是plc。s7-300為模塊化中小型plc系統(tǒng)，可以滿足中等性能的要求的應(yīng)用，其大范圍的功能模塊可以非常好的滿足和適應(yīng)自動(dòng)控制任務(wù)，簡單實(shí)用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力使其具有靈活的適應(yīng)性，當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí)可以自由的擴(kuò)展模塊。1cpu型號選取根據(jù)細(xì)格柵污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的要求，以及其復(fù)雜程度，從經(jīng)濟(jì)型、可靠性等方面來考慮，選擇西門子s7-300系

46、列的plc作為粗格柵污水處理控制系統(tǒng)的控制主機(jī)。由于本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)環(huán)境條件和要求并不苛刻，故選擇標(biāo)準(zhǔn)型cpu，選擇cpu313就能滿足系統(tǒng)需求，cpu313具有擴(kuò)展程序存儲區(qū)的低成本的cpu，比較適用于需要高速處理的小型設(shè)備。訂單號為6es7 313-1ad00-0ab0。2電源模塊ps選取根據(jù)系統(tǒng)要求電源能力要求選擇ps 307;10a電源模塊。ps307;10a電源模塊屬性有輸出電源為10a，輸出電壓為24vdc和短路和斷路保護(hù)，與單相交流電源連接，安全隔離符合en60 950，可用作負(fù)載電源。訂貨號為6es7 307-1ka00-0aa0。這些要求能夠滿足粗格柵系統(tǒng)要求。3數(shù)字量輸入模塊選

47、取按照系統(tǒng)i/o點(diǎn)表，粗格柵系統(tǒng)有27個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)，再留有20%余量，所有應(yīng)選擇輸入點(diǎn)大于或等于32點(diǎn)，所以選擇模塊sm321 di 32 x 24vdc，該模塊接受現(xiàn)場的開關(guān)觸點(diǎn)的狀態(tài)(直流24v供電)，并經(jīng)過光電隔離和濾波，將其轉(zhuǎn)化為s7-300內(nèi)部信號電平。該輸入模塊開始地址為8，結(jié)束地址為11，帶硬件中斷和診斷中斷。訂貨號為6es7 321-1bl00-0aa0。sm 321；di 32 x dc 24 v內(nèi)部電路及外部端子接線圖如圖4-2所示。圖4-2 di 32 x dc 24 v內(nèi)部電路及外部端子接線圖4數(shù)字量輸出模塊選取根據(jù)系統(tǒng)i/o點(diǎn)表，粗格柵系統(tǒng)有8個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，再留有

48、20%余量，所有應(yīng)選擇輸入點(diǎn)大于或等于10點(diǎn)，所以選擇模塊sm322 do 16 x 120/230/1a，該模塊16點(diǎn)輸出、帶保險(xiǎn)絲和電隔離為8組，輸出電流為1a，額定負(fù)載電壓120/230 vac。該輸入模塊開始地址為12。訂貨號為6es7 322-1fh00-0aa0。5模擬量輸入模塊選取根據(jù)系統(tǒng)i/o點(diǎn)表，粗格柵系統(tǒng)有4個(gè)模擬量輸入，所以選擇模塊模擬量輸入模塊sm 331；ai 8 x 12 位；輸入點(diǎn)數(shù)4個(gè)通道組中4點(diǎn)輸入；分辨率：9 位+符號、12 位+符號、14 位+符號；測量類型：對于每個(gè)通道組可編程：電壓、電流、電阻、溫度；測量范圍選擇：任意每通道組；支持可編程診斷；不支持同

49、步模式；診斷中斷：可編程。圖3-4給出了各種接線選項(xiàng)，輸入阻抗取決于量程卡的設(shè)置。該輸入模塊開始地址為256，結(jié)束地址為271。6模擬量輸出模塊選取根據(jù)系統(tǒng)i/o點(diǎn)表，粗格柵系統(tǒng)有1個(gè)模擬量輸出，所以可選擇模塊模擬量輸出模塊sm 332 ao 2 x 12 位；輸出點(diǎn)數(shù)為四輸出通道；分辨率是12位；輸出類型是：每個(gè)通道電壓、電流；不支持同步模式；支持可編程診斷；診斷中斷可編程；替換值輸出可編程；電隔離：背板總線接口、負(fù)載電壓?？刂葡到y(tǒng)選型統(tǒng)計(jì)表如表4-2所示。表4-2 控制系統(tǒng)選型序號名稱訂貨號數(shù)量備注1480cm導(dǎo)軌6es7390-1ae80-0aa012電源模塊（10a）6es7 313-

50、1ad00-0ab013cpu3136es7 307-1ka00-0aa015simatic micro內(nèi)存卡6es7 953-8lg10-0aa016開入模塊6es7 321-1bl00-0aa017開出模塊6es7 322-1fh00-0aa018模擬量輸入模塊6es7 331-7f02-0ab019模擬輸出模塊6es7 332-5hb01-0ab0110cp5611通訊卡ipc56014.4自控系統(tǒng)工程創(chuàng)建1創(chuàng)建工程項(xiàng)目，單擊菜單欄下新建，創(chuàng)建“cu_gruation project”為新項(xiàng)目，把項(xiàng)目建立在e-simatic_sample文件夾s7_300的子文件下，這樣的存儲方式是當(dāng)系

51、統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)不至于文件丟失。如圖新建項(xiàng)目圖4-3所示。圖4-3 新建項(xiàng)目圖2插入simatic 300站，在新建項(xiàng)目下，在“cu_gruation project”項(xiàng)目內(nèi)插入s7-300工作站，如圖4-4插入simatic 300站圖。圖4-4 插入simatic 300站圖3硬件組態(tài)，根據(jù)模塊的選型進(jìn)行硬件組態(tài)圖。硬件組態(tài)圖如圖4-5所示。圖4-5 硬件組態(tài)圖4編輯符號表，為了更易讀懂程序，程序人員往往需要編輯符號表來標(biāo)識其中的變量，下圖4-6為符號表圖。圖4-6 符號表圖5創(chuàng)建功能塊和主程序，在項(xiàng)目中創(chuàng)建功能塊和組織塊，下圖為創(chuàng)建其步驟，創(chuàng)建功能塊和主程序圖如圖4-7所示。圖4-7 創(chuàng)建功

52、能塊和組織塊圖6系統(tǒng)創(chuàng)建的功能塊、背景數(shù)據(jù)塊和組織塊所有塊圖如圖4-8所示。圖4-8 所有塊圖4.5自控系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì) 1plc手自動(dòng)程序編寫，現(xiàn)場有手自動(dòng)按鈕，當(dāng)按鈕在手動(dòng)位置為現(xiàn)場操作部分，當(dāng)按鈕在自動(dòng)位置為plc自動(dòng)控制方式，同時(shí)中間寄存器“m201.1”也是遠(yuǎn)程手動(dòng)操作寄存器，上位機(jī)修改其值就可改變寄存器狀態(tài)。plc遠(yuǎn)程手自動(dòng)程序圖如圖4-17所示。圖4-9 plc遠(yuǎn)程手自動(dòng)程序圖2調(diào)用粗格柵系統(tǒng)和集水井程序塊圖4-10中“m201.0、m201.1”是plc手自動(dòng)互鎖裝置，當(dāng)粗格柵系統(tǒng)和集水井系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)就調(diào)用“fc1、fc2”的系統(tǒng)塊。圖4-10調(diào)用粗格柵系統(tǒng)和集水井程序塊圖3粗格柵

53、系統(tǒng)程序模式選擇塊，開始選擇格柵液位控制和格柵時(shí)間控制兩種方式。液位控制方式是液位達(dá)到一定的水為，格柵自動(dòng)啟動(dòng)，當(dāng)運(yùn)行時(shí)間到，停止格柵系統(tǒng)，下次重復(fù)循環(huán)；時(shí)間控制方式為根據(jù)啟動(dòng)時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間控制格柵系統(tǒng)。格柵模式選擇程序圖如圖4-10所示。4粗格柵系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間控制程序，在時(shí)間控制方式里，啟動(dòng)時(shí)間為1m，運(yùn)行時(shí)間為上位機(jī)可設(shè)定的，在液位控制方式中，當(dāng)運(yùn)行時(shí)間到時(shí)重新檢測，程序進(jìn)入下個(gè)循環(huán)，時(shí)間程序段如圖4-11所示。圖 4-10 格柵模式程序選擇圖圖4-11 時(shí)間程序段圖 5數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，fc105是把word字節(jié)型轉(zhuǎn)換為real型，是把量程為027648轉(zhuǎn)換成060.0，無量綱之間轉(zhuǎn)

54、換?！癿75.0”是上位機(jī)輸入標(biāo)志，當(dāng)置位1時(shí)可以從上位機(jī)直接改寫輸入值，為0時(shí)是從輸入 “piw256”直接采集數(shù)據(jù)?！癰ipolar”是單極性和雙極性控制，當(dāng)前值為1時(shí)是正負(fù)兩個(gè)極性，當(dāng)前值為0為正極性?！皁ut”為輸出為real類型的值，是用戶讀取的液位值。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊圖如圖4-12所示。圖4-12 數(shù)據(jù)模塊轉(zhuǎn)換圖7 集水井程序塊圖如圖4-13所示。圖4-13 集水井程序塊圖4.6自控系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì) 1系統(tǒng)程序框圖編寫程序是下位機(jī)重要一步，是實(shí)現(xiàn)對控制對象實(shí)現(xiàn)控制的邏輯控制，plc程序見附頁。格柵系統(tǒng)兩種啟動(dòng)方式，一種為按時(shí)間啟動(dòng)；一種為根據(jù)格柵前后液位差啟動(dòng)。圖4-14 系統(tǒng)程序流程框圖集水井水泵系統(tǒng)（1）根據(jù)液位控制。（2）2.