多風(fēng)扇水箱控制柜說明書

1、機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 題 目：多風(fēng)扇水箱控制柜功能實(shí)現(xiàn) 設(shè)計(jì)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間：2013 .7目錄一、產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求1二、產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理1三、PLC選用6四、電氣原理圖設(shè)計(jì)9五、PLC輸入輸出接線圖116、 控制柜PLC梯形圖 12七、PLC梯形圖語句13一、產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求：通過檢測(cè)冷卻水的溫度，控制多風(fēng)扇的開啟，進(jìn)而控制冷卻循環(huán)水的溫度上升，達(dá)到“雙管”的冷卻降溫作用。 利用PLC，實(shí)現(xiàn)以下控制功能，利用多風(fēng)扇水箱控制柜達(dá)到設(shè)備降溫保護(hù)要求1、PLC自動(dòng)控制功能：PLC通過溫度變送器采集機(jī)組水溫，根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)水溫，PLC將控制各組風(fēng)扇的自動(dòng)投入，易控制機(jī)組當(dāng)前的運(yùn)行

2、水溫在目標(biāo)水溫范圍之內(nèi)。2、故障檢測(cè)：當(dāng)PLC發(fā)出風(fēng)扇啟動(dòng)指令后，延時(shí)3S未檢測(cè)到相應(yīng)風(fēng)扇的運(yùn)行反饋時(shí)，PLC發(fā)出報(bào)警信號(hào)給機(jī)組撲制器，機(jī)組控制器執(zhí)行報(bào)警命令；當(dāng)PLC檢測(cè)到水溫傳感器故降時(shí)，發(fā)出報(bào)警指今，并自動(dòng)開啟全部風(fēng)扇。3、機(jī)器冷卻：當(dāng)機(jī)組控制器發(fā)出機(jī)組冷卻指令后，PLC接收到該指令，將自動(dòng)開啟部風(fēng)扇。二、產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理： 可編程控制器（PLC）是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC的組成PLC主要由

3、微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、I/O擴(kuò)展接口、通信接口、電源組成。PLC硬件組成框圖PLC工作原理PLC工作過程，主要包括：讀取現(xiàn)場(chǎng)信息、執(zhí)行用戶程序、輸出控制信號(hào)。工作方式為掃描工作方式，依次對(duì)各種規(guī)定的操作項(xiàng)目進(jìn)行訪問和處理，CPU按鈕程序規(guī)定的順序依次執(zhí)行各個(gè)操作。掃描過程包括：以故障診斷和處理為主的公共操作、處理工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的I/O操作、執(zhí)行用戶程序和外設(shè)服務(wù)操作。PLC的掃描工作流程圖PLC工作流程圖PLC特點(diǎn)特點(diǎn)主要有：控制程序可變，可靠性強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，功能完善，體積小、重量輕、易于裝入機(jī)器內(nèi)部。PLC信號(hào)處理PLC通過信息采集接口檢測(cè)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，經(jīng)過運(yùn)算處理后，

4、發(fā)出有關(guān)控制信號(hào)，經(jīng)過控制輸出接口的匹配、轉(zhuǎn)換、功率放大，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件來調(diào)節(jié)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，使其按要求動(dòng)作。在模擬量信息采集通道中，利用傳感器將從信號(hào)源檢測(cè)到的非電量轉(zhuǎn)換為電量，并進(jìn)行信號(hào)處理（包括放大、濾波、現(xiàn)行補(bǔ)償?shù)龋?，再?jīng)采樣-采樣器，將模擬信號(hào)變換成時(shí)間上離散的采樣保持信號(hào)后，送A/D轉(zhuǎn)換器將模擬保持信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送入處理器。數(shù)據(jù)采集通道的組成三、PLC選用正確地選用PLC對(duì)于保證整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。PLC的選用主要包括PLC容量計(jì)算、PLC功能選用和I/O模塊的選擇。 （1）PLC的容量估算PLC的容量估算設(shè)計(jì)兩方面內(nèi)容，即用戶程序存儲(chǔ)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的

5、容量和輸入輸出點(diǎn)數(shù)。1） 估算輸入、輸出點(diǎn)數(shù)估算PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)及種類應(yīng)考慮下列問題：估算I/O點(diǎn)數(shù)及電壓值開關(guān)量輸出的點(diǎn)數(shù)及輸出功率模擬量I/O個(gè)數(shù)PLC距現(xiàn)場(chǎng)的最遠(yuǎn)距離2） 估算存儲(chǔ)器3） 小型PLC的用戶存儲(chǔ)器容量是固定的，一般有下列的規(guī)格：256字節(jié)、0.5KB、1KB、4KB、8KB、16KB、32KB等。應(yīng)用系統(tǒng)所需的存儲(chǔ)容量與I/O點(diǎn)數(shù)密切相關(guān)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)如下的關(guān)系：開關(guān)量輸入 1020 字節(jié)/點(diǎn)開關(guān)量輸出 510 字節(jié)/點(diǎn)定時(shí)計(jì)數(shù)器 2 字節(jié)/個(gè)寄存器 1 字節(jié)/個(gè)模擬量 100150字節(jié)/點(diǎn)計(jì)算機(jī)等接口 每個(gè)接口按占內(nèi)存300字節(jié)以上計(jì)算 （2）PLC的功能選擇PLC功能要與

6、應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成的任務(wù)相適應(yīng)。如果選用的PLC功能過多，很多功能用不著，就會(huì)造成功能浪費(fèi)、成本增加、可靠性降低。由于PLC一般用來實(shí)現(xiàn)順序控制，所以只要選用具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等基本功能的PLC就可以了。如果控制任務(wù)較復(fù)雜，包含了數(shù)值計(jì)算（如PID)、模擬量處理等內(nèi)容，就必須選用具有數(shù)值計(jì)算、模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換等功能的PLC。PLC采用制冷順序掃描方式工作，他不可能可靠地接收持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的信號(hào)。所以對(duì)于過程控制來說，還必須考慮PLC的運(yùn)算速度。在PLC功能選擇上還應(yīng)考慮其編程功能及系統(tǒng)調(diào)試功能。PLC最大的特點(diǎn)之一在于“可編程序”上，PLC的編程分為離線編程和在線編程兩種，PLC

7、主機(jī)與編程器共用一個(gè)COU，編程和運(yùn)行運(yùn)算靠一個(gè)選擇開關(guān)決定。此類PLC節(jié)省了大量軟硬件，編程器的價(jià)格也較低。（3） 選擇I/O模塊系統(tǒng)在I/O模塊部分的價(jià)格占PLC價(jià)格的一半以上，不同的I/O模塊、其性能及電路不同，直接關(guān)系到PLC功能的實(shí)現(xiàn)和價(jià)格，所以應(yīng)根據(jù)控制的實(shí)際情況合理選擇。（4） 通信接口的選擇 為了實(shí)現(xiàn)“人機(jī)過程”或“機(jī)機(jī)”間的對(duì)話，PLC還可配置各種通信接口。 四、電氣原理圖設(shè)計(jì)1、 PLC自動(dòng)控制功能溫度變送器的原理采用熱電阻、熱電偶作為測(cè)溫元件，從測(cè)溫元件輸出信號(hào)送到變送器模塊經(jīng)穩(wěn)壓、濾波、運(yùn)算放大、非線性校正、V/I轉(zhuǎn)換、恒流及反向保護(hù)等電路處理后轉(zhuǎn)換成與溫度成線性關(guān)系的

8、4-20mA的電流信號(hào)輸出?？傊?，溫度傳感器是傳感器與變送器的結(jié)合。PLC通過溫度變送器采集機(jī)組水溫，根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)水溫，PLC將控制各組風(fēng)扇的自動(dòng)投入，易控制機(jī)組當(dāng)前的運(yùn)行水溫在目標(biāo)水溫范圍之內(nèi)。 控制原理模擬比較器 通過溫度傳感器采集并經(jīng)轉(zhuǎn)換器、放大器等處理的信號(hào)輸入電壓，與標(biāo)準(zhǔn)電壓比較，輸出一定的比較控制信號(hào)，控制一定的風(fēng)機(jī)起動(dòng)開關(guān)。例如設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)電壓為水溫50對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，輸入信號(hào)為溫度傳感器采集到的水溫53的輸入信號(hào)，兩者通過此模擬比較器進(jìn)行比較，輸出高電平（令為1）的控制信號(hào)，閉合電氣原理圖中的開關(guān)。此處需要相同類型的模擬比較器四個(gè)，通過將溫度傳感器采集并經(jīng)過轉(zhuǎn)換、放大得到的信號(hào)并

9、接入四個(gè)模擬比較器。模擬比較器的區(qū)別在于標(biāo)準(zhǔn)電壓的設(shè)定，分別設(shè)為50、60、70、80水溫對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓。因而，可以根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)水溫，PLC將控制各組風(fēng)扇的自動(dòng)投入，儀控制機(jī)組當(dāng)前的運(yùn)行水溫在目標(biāo)水溫范圍之內(nèi)。當(dāng)水溫溫度高于50時(shí)，閉合開關(guān)，開起第一組風(fēng)機(jī)，當(dāng)水溫依次達(dá)到60、70、80時(shí)，依次、，依次開起第二組、第三組、第四組風(fēng)機(jī)。2、 故障檢測(cè)當(dāng)PLC發(fā)出風(fēng)扇啟動(dòng)指令后，延時(shí)3S未檢測(cè)到相應(yīng)風(fēng)扇的運(yùn)行反饋時(shí)，PLC發(fā)出報(bào)警信號(hào)給機(jī)組撲制器，機(jī)組控制器執(zhí)行報(bào)警命令；當(dāng)PLC檢測(cè)到水溫傳感器故降時(shí)，發(fā)出報(bào)警指今，并自動(dòng)開啟全部風(fēng)扇。 控制原理 通過時(shí)間繼電器開關(guān)與速度控制開關(guān)串聯(lián)，時(shí)間繼電器

10、為常開開關(guān)，速度繼電器為常閉開關(guān)。當(dāng)PLC發(fā)出風(fēng)扇啟動(dòng)指令后，延時(shí)3S未檢測(cè)到相應(yīng)風(fēng)扇狀態(tài)改變，速度開關(guān)保持常閉狀態(tài)，而時(shí)間繼電器開關(guān)在3S后，由常開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)，于是此支路為通路，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲。同理，支路二、三、四運(yùn)行原理與支路一的原理一樣。其中，支路一的時(shí)間繼電器開關(guān)為KT1，受電機(jī)控制電路中的延時(shí)繼電器KT1控制，速度開關(guān)為K5，通過對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況的檢測(cè)，控制斷開、閉合動(dòng)作。同理，支路二、三、四的控制開關(guān)分別為一一對(duì)應(yīng)的控制開關(guān)，如圖所示。 3、 機(jī)器冷卻當(dāng)機(jī)組控制器發(fā)出機(jī)組冷卻指令后，PLC接收到該指令，將自動(dòng)開啟部風(fēng)扇。 控制原理機(jī)組冷卻指令信號(hào)為電壓高低信號(hào)（對(duì)應(yīng)的為1、

11、0信號(hào)），當(dāng)機(jī)組發(fā)出冷卻指令，可令此信號(hào)為1，通過信號(hào)控制開關(guān)閉合，中間繼電器處于通電狀態(tài)，進(jìn)而使得風(fēng)機(jī)控制電路的KA開關(guān)閉合，控制電路接通，四組風(fēng)機(jī)全部處于工作狀態(tài)，同理，當(dāng)機(jī)組不發(fā)出冷卻信號(hào)，此信號(hào)保持為0信號(hào)，信號(hào)控制開關(guān)不做狀態(tài)改變，保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。即當(dāng)機(jī)組控制器發(fā)出機(jī)組冷卻指令后，PLC接收到該指令，將自動(dòng)開啟部風(fēng)扇。5、 PLC輸入輸出接線圖 六、控制柜PLC梯形圖地址指令操作數(shù)00000LD00001000010UT0100000002LD0000200003OR0100000004OUT0100100005TIM00000006#30000007ANDTIM00000008OUT0100200009LD0000300010OR0100300011OUT0100100012TIM00000013#30000014ANDTIM00000015OUT0100400016LD000