晉中學(xué)院機械學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書

1、熱交換站PLC控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名：張遷鋒 指導(dǎo)教師：靳寶強摘要：可編程控制器（PLC）應(yīng)用廣泛，在工業(yè)上的應(yīng)用使得各國的工業(yè)生產(chǎn)相較于以前更加的自動化、智能化。相較于微型計算機，PLC的抗干擾能力更強，工作更加穩(wěn)定；相較于需要復(fù)雜連線的繼電器，PLC編程更加方便快捷，能節(jié)約大量的生產(chǎn)成本。因為PLC具有如此多的優(yōu)點，在我們生活中的各個領(lǐng)域PLC都得到了廣泛的應(yīng)用。熱交換站是為居民集中供暖的設(shè)備，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多的人住進了城市里的小區(qū)樓，而基本上每個小區(qū)樓都少不了熱交換站，工廠及各個公司里也都安裝了熱交換站，它已經(jīng)覆蓋了我們生活的大部分區(qū)域。本文主要介紹了熱交換站的組成和其硬件系統(tǒng)

2、的構(gòu)成及特點，論述了如何使用PLC實現(xiàn)溫度及壓力的控制。關(guān)鍵詞:熱交換站 PLC S7-200 控制系統(tǒng)Heat exchange station PLC control system designAuthors Name: Zhang Qianfeng Tutor: Jin BaoqiangABSTRACT: Programmable controllers (PLCs) are widely used. The industrial application makes the industrial production of each country more automatic and

3、intelligent than before. Compared with microcomputers, PLC's anti-interference ability is stronger and the work is more stable. Compared with relays that require complicated wiring, PLC programming is more convenient and faster, and it can save a lot of production costs. Because PLC has so many

4、advantages, PLC has been widely used in all areas of our lives. The heat exchange station is a device for the central heating of residents. With the development of the national economy, mor e an d mor e pe ople are l iving in t he re side ntial b uild ings in the city. Basically, each heat exchange

5、station, plant and company are indispensable for each residential building. There are also heat exchange stations installed in it, which already cover most of our lives. This article mainly introduces the composition of the heat exchange station and its hardware system, and discusses how to use PLC

6、to control the temperature and pressure.KEYWORDS: heat exchange station PLC S7-200 control system目 錄第一章 緒論51.1 熱交換站的發(fā)展概述51.2 PLC控制集中供熱的意義51.3 課題的來源及研究目的5第二章 熱交換站的介紹及設(shè)計簡介62 .1 熱交 換站的簡 介62 .2 熱交 換站控 制系 統(tǒng)的組 成62.3 熱交 換站的組 成及其作 用72.3.1 換熱器72.3.2 流量計82.3.3水泵82.3.4變頻器92.3.5 閥92.3.6 溫度計、壓力計92.3.7 PLC S7-200

7、92.4 熱交換站的工作原理102.5 控制系統(tǒng)的設(shè)計方案102.6 該方案要實現(xiàn)的目標11第三章 控制系統(tǒng)簡介113.1 壓力的調(diào)節(jié)控制113.2 循環(huán)水流量的調(diào)節(jié)控制123.3硬件框架圖13第四章 PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計134 .1 I/ O分 配表與P LC的選 型1 34 .1 .1 P LC的選 型1 34 .1 .2 I/ O分 配表134 .1 .3 硬 件的選 型154 .2 端 子接 線圖154 .2.1 數(shù) 字量輸 入/輸 出模 塊154 .2 .2 模 擬量輸 入模 塊164 .2 .3 模 擬量輸 出模 塊184 .2.4 電 器控 制原 理1 9第五 章 控 制系統(tǒng)程

8、序設(shè)計215.1 循環(huán)泵控制程序215.2 補水泵控制程序225.3 補水箱水位控制程序235.4 二次回水補水控制程序23總結(jié)與致謝25參考文獻26第一章 緒論1.1 熱交換站的發(fā)展概述在十九世紀末期，由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，帶動了工業(yè)生產(chǎn)的進步，人們的生活也因此發(fā)生了天翻地覆的變化，然而每年冬季因寒冷而死亡的人數(shù)仍居高不下。在這種情況下，人們創(chuàng)造出了熱交換站，它以集中供暖為基礎(chǔ)，將集中的熱源通過利用熱媒向一個指定的區(qū)域供應(yīng)熱能。熱交換站不僅為居民輸送了可靠、穩(wěn)定的熱源，提高了人民的生活水平，讓人們在寒冷的冬季不在受冷挨凍，減少了人凍死的死亡率，而且與傳統(tǒng)的供熱模式相比，不僅節(jié)約能源，而且污

9、染也比傳統(tǒng)的供熱模式少，有著顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。1877年，世界上第一個熱交換站在美國誕生，這是一個里程碑式的事件。隨后，各個國家先后都在以此為基礎(chǔ)不斷地摸索前進，雖然都沒有取得特別大的進步，過程中損失的能量和資源較多，但卻為熱交換站以后的發(fā)展開辟了道路，奠定了堅實的基礎(chǔ)。在第二次世界大戰(zhàn)以后，西方發(fā)達國家的集中供暖飛速發(fā)展，最具代表性的是前蘇聯(lián)和北歐國家。前蘇聯(lián)集中供暖的規(guī)模居當(dāng)時世界的首位，而北歐國家所處地區(qū)氣候寒冷，所以集中供暖發(fā)展非常迅速，集中供暖的普及率很高。在集中供暖發(fā)展起來以后，人們的生活質(zhì)量明顯提高，在寒冷季節(jié)的生存率大幅度升高。上世紀50年代，我國集中供暖開始起步，然而

10、這么多年以來，我國雖然取得了一些進步，但和國外的發(fā)達國家相比，采暖系統(tǒng)相對較差，供暖質(zhì)量上不去，用戶不能根據(jù)需求自己調(diào)節(jié)溫度，室內(nèi)的溫度冷熱不均勻，供暖系統(tǒng)效率非常低，白白浪費了許多的能量和資源，這一切都是因為我國的經(jīng)濟發(fā)展水平和科學(xué)技術(shù)水平還不夠高，而西方國家還對我們實行進出口貿(mào)易限制。近些年來，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我們在科學(xué)技術(shù)上取得了許多突破性的進步，逐漸追趕上了西方發(fā)達國家，甚至在某些方面已經(jīng)超過了他們，供暖系統(tǒng)對于我們來說已經(jīng)是非常簡單的一件事了。1.2 PLC控制集中供熱的意義供熱公司的任務(wù)就是為所有自己的用戶進行高質(zhì)量的供熱，在供熱系統(tǒng)中加入PLC，可以更加方便快捷的監(jiān)測

11、和控制，PLC控制系統(tǒng)可以自動進行實時監(jiān)測，還能根據(jù)檢測到的數(shù)據(jù)自動控制各個設(shè)備的運行狀態(tài)，不需要工作人員一直在設(shè)備跟前進行手動的調(diào)節(jié)，從而解放了人的勞動力，同時PLC控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度也比人要快很多倍，在調(diào)節(jié)過程中能節(jié)省大量的時間，而且PLC控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度也要比人精確不少，這樣才能更加精確的調(diào)控溫度，提高供暖質(zhì)量。所以相比較而言，PLC控制系統(tǒng)更加符合當(dāng)前形勢下的供熱需求，PLC控制系統(tǒng)在今后的各個生產(chǎn)生活領(lǐng)域?qū)玫礁訌V泛的應(yīng)用。1.3 課題的來源及研究目的隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，我們已經(jīng)擺脫了過去窮苦的生活，人們的腰包都富裕起來了，不用再為吃喝發(fā)愁了，所以對生活開始有了更高的要求和追求

12、，對良好的供暖質(zhì)量的要求非常迫切。傳統(tǒng)的供熱模式，為滿足供熱需求，熱交換站內(nèi)設(shè)備運行和維護全靠工作人員實時進行調(diào)節(jié)，因為室外溫度及熱負荷隨時間推移在不停地發(fā)生變化，所以這就需要工作人員不斷地調(diào)節(jié)二次供水溫度，以保證用戶室內(nèi)的溫度能夠維持在一定的范圍。在這種情況下，工作人員只能根據(jù)自己的工作經(jīng)驗進行大致的調(diào)節(jié)，這樣的話就會存在較大偏差，給需要供暖的居民帶來了極大的困擾，嚴重影響了居民們的正常生活。為了改變這一情況，多年以來供熱行業(yè)不斷探討，嘗試了許多方法，希望能夠發(fā)現(xiàn)一種方法來更加精細的控制調(diào)節(jié)運行方式，以適應(yīng)室外溫度和熱負荷的不斷變化，滿足用戶的高質(zhì)量供暖的需求，同時減少工作人員的工作量，達到

13、經(jīng)濟運行和節(jié)省人力的目的。PLC控制系統(tǒng)滿足了這種需求，PLC控制熱交換站的原理是通過遠程采集運行數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信號，傳送到控制中心進行實時監(jiān)控以隨時了解系統(tǒng)的運行狀態(tài)，而控制中心接收到這些信息以后，就會根據(jù)這些信息進行分析，分析完畢后傳遞信號來控制執(zhí)行機構(gòu)進行調(diào)節(jié)，完成所要實現(xiàn)的功能，對溫度和壓力進行調(diào)控，保證供暖質(zhì)量和供暖過程的安全，實現(xiàn)熱交換站PLC控制系統(tǒng)的人機交互和自動運行。這也是為什么現(xiàn)在大多數(shù)熱交換站都采用PLC控制系統(tǒng)的原因，本課題研究的目的是研究PLC控制系統(tǒng)是如何實現(xiàn)補水箱水位控制和回水壓力控制。第二章 熱交換站的介紹及設(shè)計簡介2.1 熱交換站的簡介熱交換站和熱

14、水管網(wǎng)是熱源和用戶之間重要的一環(huán)，起著非常重要的作用。熱交換站是一個機房，它是一次網(wǎng)與二次網(wǎng)的中間的連接設(shè)備。熱交換站有兩種供熱方式，分別是間供站與直供站，后者是用戶獲取的熱能直接來自電廠的熱管路，這種供熱方式浪費較為嚴重且難以進行調(diào)節(jié)和控制，溫度普遍偏高?，F(xiàn)在是商品經(jīng)濟時代，供熱也逐漸開始商業(yè)化，熱力公司為了提高自己公司的競爭力，獲得更多的用戶和利潤，開始提高供熱質(zhì)量，從而衍生出了間供站，間供站屬于集中供熱。熱交換站的主要設(shè)備有汽-水換熱器、離心水泵、過濾器、熱水儲水箱等，為了能夠?qū)崟r檢測外界溫度，使系統(tǒng)能夠跟隨外界環(huán)境變化而調(diào)節(jié)溫度，換熱站內(nèi)還安裝有調(diào)節(jié)供熱量的自動調(diào)節(jié)裝置以及熱量表。但是

15、目前來說大部分熱交換站還達不到這些要求，并不能完全自動化調(diào)節(jié)，還需要人不斷進行觀察和調(diào)整，控制手段極度匱乏，供熱過程中對能量的損耗比較嚴重，造成許多資源不必要的浪費和流失。2.2 熱交換站控制系統(tǒng)的組成熱交換站控制系統(tǒng)是集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，它既可以自己獨立運行，也可以受調(diào)控中心的監(jiān)控，主要包括以下幾部分：1.傳感器在現(xiàn)代控制體系中傳感器是非常重要的一種電氣件，它是將各種非電量信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⑺徒o控制系統(tǒng)。而在本論文涉及的系統(tǒng)中用它來檢測熱交換站室內(nèi)及室外的溫度變化以及供水管中的壓力情況，用到的傳感器有溫度傳感器和壓力傳感器。2.執(zhí)行器。執(zhí)行器是控制系統(tǒng)最重要的組成部分，它的主要職責(zé)就

16、是接收控制系統(tǒng)傳遞的信號，執(zhí)行這些信號所要完成的指令動作。在熱交換站中，執(zhí)行器的作用是調(diào)節(jié)熱交換站中各個泵、閥門的啟動和停止，同時也對系統(tǒng)中的溫度和壓力進行調(diào)控，主要包括變頻器和泵電機。3.PLCPLC是可編程序控制器，它可以執(zhí)行編程、存儲、運算和控制等基本指令。在熱交換站中主要用于監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，同時對系統(tǒng)存在的異常狀態(tài)進行調(diào)控。下圖為本熱交換站的控制系統(tǒng)工藝流程：圖2- 1控 制系 統(tǒng)工 藝流 程圖2 .3 熱交 換站的組 成及 其作 用本次設(shè)計中的熱交換站由眾多部件共同組成，每一種部件都在該系統(tǒng)中發(fā)揮著各自重要的作用，主要有：換熱器、變頻器、壓力表、溫度表、PLC、閥、水泵等等。下面

17、我們將分別對其功能和作用進行闡述。2.3.1 換熱器 換熱器是將熱量在不同溫度的流體之間傳遞的裝置，在熱交換站中起決定性的作用。它是供暖系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，熱源傳遞的熱量通過它傳到循環(huán)水中，循環(huán)水再將熱量輸送給用戶，循環(huán)水將熱量輸送給用戶后又會再次流回來進行下一輪的熱交換，從而實現(xiàn)了不間斷的供暖。換熱器有很多種，按照傳遞原理可以分為以下幾種形式：1.直接接觸式換熱器：將冷流體和熱流體直接接觸，通過冷流體和熱流體的混合從而達到換熱效果的換熱器。這類換熱器傳熱效率高、設(shè)備簡單，但是需要兩種流體混合時才能使用，適用范圍很小。2.蓄熱式換熱器：此裝置中的換熱裝置是固體物資組成的儲熱體，它的工作原理是在換熱

18、時，固體物資先被熱流體加熱至所需的溫度值，然后固體物質(zhì)再將冷流體加熱，通過這種方式，熱量就由熱流體傳遞到了冷流體。3.間壁式換熱器：在間壁式換熱器中，冷流體和熱流體被間壁分隔在兩個空間里互不干擾的流動，而冷熱兩種流體的對流并利用間壁的傳導(dǎo)來把完成熱量的傳遞傳。這種換熱器在工業(yè)中的使用很普遍，并有套管式及管殼式以及其他多種形式。4. 流 體連 接間接 式換 熱器：這種換熱器其原理上如同將兩個表面式換熱器熱載體連接起來所組成。換熱的方式是其中的熱載體在熱流體和冷流體之間來回移動，在熱流體中得到熱量，再到冷流體中將熱量釋放出來，以此完成熱交換的過程。5.復(fù)式換熱器： 2.3.2 流量計在測量管道中液

19、體流量和流速時需要用到流量計而其分為多種形式，依照其原理我們常用的有下列幾種：1.電磁流量計這種流量計所測量的對象都是一些具有導(dǎo)電特性的液體，為了提高檢測精度其有著光滑的管壁，以使得測量時對液體流速的影響降到最低限度，測量出來的結(jié)果更加精確。2.差壓流量計該型流量計為了完成測試流量的操作，需要配合有節(jié)流器以及以及其他元件來共同完成測量。3.超聲流量計此型流量計又有多普勒效應(yīng)法以及時間差法兩種方式，屬于非接觸流體測量方式。4.容積流量計該型流量計的測量原理是先將流體分為眾多的等分，之后在將它們進行累加測得流體總量。容積流量計測量時不受管道條件影響，測量非常方便。5.渦街流量計渦街流量計通過測量流

20、體流動時的振蕩間接地測量流體的流量。2.3.3水泵為了維持管路中水的循環(huán)以及在有水流失以后需要補水時，此時水泵是不可或缺的部件，我們常用的有以下幾種：1.葉輪式水泵：此類水泵是由旋轉(zhuǎn)葉輪上的葉片來給液體提供流動所需的動能，進而使液體進行流動。而我們根據(jù)流道以及葉輪的區(qū)別又可將其分成下列幾種：旋渦泵及離心泵以及軸流泵等。2.容 積式水 泵：該型水泵是利用部件的運動，使得工作室的容積周期性變化壓送液體，而工作部件的運動會使壓送產(chǎn)生的能量升高，包括活塞式往復(fù)泵、轉(zhuǎn)子泵等。3.其他類型：利用液體快速流動產(chǎn)生的能量來輸送液體，包括螺旋泵、射流泵、水錘泵、水輪泵及氣升泵等。水泵在運行前需要先對所有的設(shè)備進

21、行檢查，在確定所有設(shè)備都完好，能夠正常的運行時才可以正式啟動，這樣才能保證系統(tǒng)中的設(shè)備都處于平穩(wěn)的工作狀態(tài)，保證供暖的正常進行，同時也保證了設(shè)備運行過程中的安全問題，我們一切的的生產(chǎn)工作都應(yīng)該在安全的環(huán)境下進行。2.3.4變頻器變頻器是現(xiàn)代運動控制領(lǐng)域中不可或缺的部件之一,它是利用改變供給電機電能的頻率，進而達到調(diào)節(jié)電機不同運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的目的。變頻調(diào)速原理：電機的轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比，因此改變電動機工作電源頻率能改變電機轉(zhuǎn)速。循環(huán)泵屬于平方轉(zhuǎn)矩負載，其n(轉(zhuǎn)速)、Q（流量）、H（壓力）以及P（軸功率）具有以下關(guān)系：Qn，Hn2,Pn3。2 .3 .5 閥閥門是用來控制流體的流動方向、調(diào)節(jié)流

22、量大小的開關(guān)，它也可以控制溫度、壓力等介質(zhì)的輸送。在本次設(shè)計的熱交換站中有多種閥門：止回閥及自動排氣閥以及減壓閥和進氣閥等。防止管道中的水出現(xiàn)回流則需要用到止回閥；而如果要將管道中積存的蒸汽或空氣排出則需要用到自動排氣閥；為了將高壓蒸汽調(diào)控到適度的壓力時需要用到減壓閥；而對進入到管道中的蒸汽量進行調(diào)節(jié)則需要用到進氣閥。2.3 .6 溫 度計、壓 力計我們將計量壓力和溫度的設(shè)備分別稱為壓力計和溫度計，熱交換站中采用溫度計和壓力計，是為了實時的監(jiān)控系統(tǒng)中溫度和壓力的變化以及外界溫度的變化，為控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)熱交換站的供暖的溫度和壓力提供依據(jù)。2.3.7 PLC S7-200作為核心控制單元的PLC（即

23、可編程程序控制器）主要有下列幾個部件組成：電源部分、CPU（即中央處理器）、存儲器及通信接口以及輸入單元、輸出單元等。1.電源在PLC的內(nèi)部設(shè)計有抗干擾能力強且穩(wěn)定性好的自備電源，能夠耐受±15%范圍內(nèi)的電壓波動。2.CPU(即中央處理器)該部分是plc的核心和關(guān)鍵，所有的程序都需要通過它來進行處理和運算，而它又由接口電路和微處理器組成，而所有的運算和處理操作都是由后者來完成的。3.存儲器該部分又可分成ROM（即只讀存儲器）和RAM（隨機存儲器），系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)和程序都被存儲在其中。4.通信接口由于PLC需要與多種外圍設(shè)備進行數(shù)據(jù)通訊（如：電腦、顯示器以及打印機等）因此為了完成此步

24、操作PLC都有通訊接口。5.輸入/輸出單元PLC需要用到輸入/輸出單元來進行信號的采集以及各種執(zhí)行命令的輸出，其輸入單元有下列幾種：交流及直流以及交直流方式；而輸出單元有：繼電器及晶閘管以及晶體管三種輸出方式下圖為PLC（整體式）的組成框圖。圖2-2 整體式PLC組成框圖2.4 熱交換站的工作原理熱交換站的基本工作原理為：電廠送出的帶有豐富熱量的含熱蒸汽和循環(huán)水進行混合，用于將熱量傳遞給循環(huán)水，然后接受熱量的循環(huán)水再通過管路將熱量送給最終的用戶，而熱量交換以后的回水會通過循環(huán)泵再次提供動能并回流到加熱器循環(huán)使用，而用戶在此期間所得到的熱量拋去管道損耗的熱量就是進水和回水的熱量之差。因為如果僅靠

25、人工調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的精度誤差非常大，不僅僅供熱質(zhì)量非常差，而且同時也會浪費大量的資源，在供熱過程中會損失很多的熱量，所以我們才在熱交換站中加入了PLC控制系統(tǒng)，這樣無論是調(diào)節(jié)速度還是調(diào)節(jié)精度都會大幅度提升，從而提高供熱質(zhì)量，避免了由于調(diào)節(jié)速度慢而造成的熱量損失和資源的浪費。2.5 控制系統(tǒng)的設(shè)計方案為了能夠使熱交換站能夠進行合理科學(xué)的運轉(zhuǎn)，設(shè)計了較為復(fù)雜的多層次控制系統(tǒng)，其又可分為：監(jiān)測系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)以及自動控制系統(tǒng)。結(jié)合本設(shè)計的實際由檢測控制系統(tǒng)與熱交換站控制柜組成，前者是實現(xiàn)設(shè)備的實時檢測，根據(jù)檢測結(jié)果輸出信號完成對系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制；后者則主要控制和調(diào)節(jié)補水以及循環(huán)水系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。溫度傳感器采

26、集到的溫度信號送給PLC，而PLC依照其送來的溫度信號與其程序中的目標溫度進行對比，并做出判斷是否對供水溫度進行升溫或者降溫調(diào)節(jié)。使得送出的溫度維持在一個恒定的范圍內(nèi)，而裝設(shè)在管道中的壓力傳感器則對供水管道壓力進行實時檢測并送給PLC作為程序運轉(zhuǎn)和控制的依據(jù)，通過控制變頻器改變頻率對二次供水過程中的壓力進行調(diào)節(jié)控制。2.6 該方案要實現(xiàn)的目標1二次網(wǎng)供水壓力控制：通過改變循環(huán)泵運行的頻率控制二次網(wǎng)供水過程中的壓力保持在一個定值；2補水箱水位限值控制：當(dāng)水箱中的水位小于最低限值時開啟補水閥，當(dāng)水箱中的水位大于最高限值時關(guān)閉補水閥；3二次網(wǎng)回水壓力限值控制：當(dāng)二次網(wǎng)回水壓力小于最低限值時啟動補水泵

27、，當(dāng)二次網(wǎng)回水壓力大于最高限值時停止補水泵；4連鎖控制：當(dāng)水箱中的水位小于最低限值時，補水泵停止運行；當(dāng)二次網(wǎng)回水壓力小于最低限值時，循環(huán)泵禁止運行。第三章 控制系統(tǒng)簡介3.1 壓力的調(diào)節(jié)控制壓力傳感器通過對管網(wǎng)中的壓力進行測量，將測量的結(jié)果反饋為水壓信號，然后變?yōu)殡娦盘枺?-20mA）傳遞給變頻器，變頻器根據(jù)信號得到需要的電動機的電壓及頻率，然后再將這些數(shù)據(jù)傳遞給水泵，水泵的電機根據(jù)得到的數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)，從而就改變了管網(wǎng)中的壓力，使管網(wǎng)中的壓力保持恒定不變。同時PLC控制系統(tǒng)也會對壓力進行實時監(jiān)控，我們實現(xiàn)會設(shè)定壓力的上限和下限，如果壓力低于最低下限或高于最高上限，那么PLC控制系統(tǒng)就會自動調(diào)

28、節(jié)壓力恢復(fù)到規(guī)定的范圍。如圖3-1所示。圖3-1 壓力調(diào)節(jié)控制圖3.2 循環(huán)水流量的調(diào)節(jié)控制由于氣候的變化，外界溫度也不斷變化，用戶的供暖需求也在隨之改變，所以供暖系統(tǒng)供熱量也要跟隨著這些因素而不斷發(fā)生變化。當(dāng)室外溫度偏高時，供熱量就應(yīng)該相應(yīng)地減少，如果還保持原先的供熱量不僅會造成不必要的浪費，而且還會對用戶的生活造成影響。針對這種情況，熱交換站需要采用分階段改變流量的調(diào)節(jié)方式?？刂圃砣鐖D3-2所示。圖3 -2 控 制原 理圖3 .3硬 件框 架圖圖3 -3硬 件框 架圖第四 章 P LC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計4.1 I/O分配表與PLC的選型 4.1.1 PLC的選型在本文設(shè)計的熱交換站PLC控

29、制系統(tǒng)中，所需的數(shù)字量輸入為8點，所需的數(shù)字量輸出為3點?？紤]到系統(tǒng)的可擴展性和維修方便性，選擇模塊式PLC 。PLC S7-200 一般包括CPU（中央處理單元）、存儲器、輸入輸出接口、電源等。4.1.2 I/O分配表I/O分配表是將需要進行采集和編制的設(shè)備，對應(yīng)PLC輸入輸出點，分數(shù)字量輸入、輸出，模擬量輸入、輸出。為了繪制PLC接線圖，順利地進行編程，必須要對所有設(shè)備進行I/O分配，并明確每個I/O地址的作用是什么。I/O分配如圖4-1所示。圖4-1 I/O分配表4.1.3 硬件的選型為使系統(tǒng)安全可靠的運行，在進行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要事先對需要用到的設(shè)備有一個大致的了解，明確同

30、一設(shè)備不同型號的區(qū)別及各個型號的使用情況，選擇合適的型號，保證設(shè)計出來的電路能夠正常的運行，具體的選型如圖4-2所示。圖4-2 硬件選型表4.2 端子接線圖4.2.1 數(shù)字量輸入/輸出模塊信號從+24V流出，從各輸入端口流入，控制循環(huán)泵和補水泵的運行。 信號從外接電源+24V的“+”端流入數(shù)字量輸入輸出模塊的“L”端，從各輸出端口流出，控制補水閥、循環(huán)泵、補水泵的啟動線圈。如圖4-3所示。圖4-3 數(shù)字量輸入/輸出模塊接線圖4.2.2 模擬量輸入模塊將各傳感器采集來的模擬量信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字量信號，以供PLC進行存儲和運算等操作。如圖4-4所示。圖4 -4 模 擬量輸 入模 塊接 線圖4 .2 .

31、3 模 擬量輸 出模 塊將PLC運算后的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成模擬信號，輸出到各控制器件，完成軟件對硬件的控制操作。如圖4-5所示。圖4-5 模擬量輸出模塊接線圖4.2.4 電器控制原理圖4-6 主回路圖圖4-7 控制回路圖第五章 控制系統(tǒng)程序設(shè)計5.1 循環(huán)泵控制程序利用“啟-保-?！背绦蚩刂蒲h(huán)泵的啟停，并用指示燈指示循環(huán)泵運行狀態(tài)。如圖5-1所示。圖5-15.2 補水泵控制程序利用“啟-保-停”程序控制補水泵的啟停，并用指示燈指示補水泵運行狀態(tài)。如圖5-2所示。圖5-25 .3 補 水箱水 位控 制程 序當(dāng)補水箱液位小于0.5m時開啟補水閥，當(dāng)液位大于4.5m時關(guān)閉補水閥。如圖5-3所示。圖5-

32、35 .4 二 次回 水補 水控制程序當(dāng)二次回水壓力不足0.3MPa時開啟補水泵，當(dāng)壓力高于1.0MPa時關(guān)閉補水泵。如圖5-4所示。圖5-4總結(jié)與致謝本次設(shè)計是熱交換站PLC控制系統(tǒng)設(shè)計，首先非常感謝靳老師對我的指導(dǎo)與幫助。在設(shè)計過程中，遇到了許多問題，如設(shè)計初始階段目的不明，思緒混亂，經(jīng)過認真思考和老師、同學(xué)的指導(dǎo)，才使自己思路明確，抓住重點，不懂就問，在很短的時間內(nèi)系統(tǒng)有序的完成。大學(xué)四年多的時間都是在學(xué)習(xí)測控與儀器方面的專業(yè)知識，并未真正的應(yīng)用和實習(xí)。雖然在上個學(xué)期有課程設(shè)計練習(xí)，積累了一定的知識，并融合到具體的實物當(dāng)中。但是經(jīng)過這次專業(yè)綜合設(shè)計，我接觸到了更多平時沒有接觸到的儀器設(shè)備、開發(fā)軟件以及相關(guān)的使用調(diào)試經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)了自己很多不足之處。我還體會到了所學(xué)理論知識的重要性：知識掌握得越多，設(shè)計的就更全面、更順利、更好。了解進行一項相對比較大