PLC控制電機(jī)給水裝置的設(shè)計(jì)

1、摘要可編程控制器是一種新型的自動(dòng)化控制裝置。用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器控制，可靠性高，控制程序可變，使用方便，已被運(yùn)用于諸多領(lǐng)域。本文在簡(jiǎn)要介紹PLC技術(shù)的基礎(chǔ)上，論述了PLC的性能特點(diǎn)，介紹了它的組成部分，并闡述了PLC的發(fā)展趨勢(shì)。文章為解決高樓自動(dòng)供水的控制問題采用PLC為控制核心并結(jié)合電接點(diǎn)壓力表開發(fā)了一套PLC控制給水系統(tǒng)，著重介紹了其工作原理，分析了它的系統(tǒng)配置和工作方式（備有1號(hào)和2號(hào)兩臺(tái)電機(jī)，并采用自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作方式），根據(jù)供水系統(tǒng)的控制要求，完成了用PLC控制電機(jī)供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用編程。此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，可靠性高，操作方便易掌握。關(guān)鍵詞 PLC；控制給水系統(tǒng)；電接點(diǎn)壓力表；梯形

2、圖AbstractThe Programmable Controller is a new type of automated control equipment. Using PLC to replace the traditional relay control, high reliability and control procedures variable, easy to use, has been used in many fields.The dissertation has discussed the performance characteristic of PLC on t

3、he foundation of brief introduction PLC technology.In this paper, in order to resolve the problem of automatic water supply for building using the PLC to control the core of electrical contacts and pressure gauges developed a PLC control water supply system, focusing its work on the principle of its

4、 system configuration and working methods(With input automatic two motors and use of automatic and manual work both ways), the water supply system under the control requirements, complete with a PLC control the electrical water supply system for application programming. This system of simplified, hi

5、gh reliability and easy to operate easy to grasp.Keywords PLC；control of water supply systems；electrical control manometer； Trapezium chart目錄摘要Abstract第1章 緒 論11.1 引言11.2 可編程控制器（PLC）的概述11.2.1 可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)11.2.2 可編程控制器（PLC）的組成21.2.3 可編程控制器（PLC）控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則2第2章 PLC控制電機(jī)給水裝置的設(shè)計(jì)32.1 PLC在給水裝置系統(tǒng)中的應(yīng)用32.2

6、 PLC給水裝置系統(tǒng)的工作原理32.2.1 PLC控制系統(tǒng)主回路部分32.2.2 PLC控制系統(tǒng)控制回路部分42.3 可編程控制器PLC控制給水系統(tǒng)的配置82.3.1 PLC的型號(hào)選擇82.3.2 主電路中元件的選擇92.3.3 控制電機(jī)給水裝置系統(tǒng)PLC的I/O點(diǎn)分配表92.3.4 PLC控制系統(tǒng)的/硬件接線圖102.3.5 PLC控制給水系統(tǒng)的梯形圖102.3.6 PLC控制給水系統(tǒng)的指令程序14結(jié)論17參考文獻(xiàn)18致謝19第1章 緒 論1.1 引言水是人類生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成部分，隨著我國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)的迅速發(fā)展,水、電供應(yīng)不足的矛盾越來越成為人們關(guān)注的問題。我國(guó)由于水資源和電能短缺比

7、較嚴(yán)重，長(zhǎng)期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)用水等方面技術(shù)一直比較落后，而且自動(dòng)化程度低。例如,人們?nèi)粘Ｉ钪械挠盟吭絹碓酱?一天中的用水量的波動(dòng)也越來越大。以往的供水系統(tǒng)中,水泵的選取往往是按最大供水量來確定,而實(shí)際的用水量在不斷變化。高峰用水時(shí)間較短,這樣水泵在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)有較大余量,不僅水泵效率低,供水壓力不穩(wěn),而且造成大量電力、水資源的浪費(fèi)。在節(jié)水節(jié)能已成為時(shí)代特征的今天，有必要對(duì)現(xiàn)有供水系統(tǒng)進(jìn)行改造和重新設(shè)計(jì),提高其自動(dòng)化水平,因此設(shè)計(jì)開發(fā)出可靠性高、控制性能好的恒壓供水系統(tǒng)具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。然而，在解決此類問題時(shí)，若把全部原有的供水系統(tǒng)改換掉，則需投入相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)

8、費(fèi)用，并對(duì)原有資源造成極大浪費(fèi)，因此本文提出一種比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法，即對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行改造，在其原有基礎(chǔ)上利用電接點(diǎn)壓力表的水壓上、下限，利用PLC對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。這樣既可達(dá)到供水目的，又節(jié)省了經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。PLC控制回路不僅使電機(jī)有好的轉(zhuǎn)矩特性和快速響應(yīng)，而且還具有過流、欠壓、過載等多種保護(hù)功能，PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)，使控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少，其低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能使維修也極為方便，極大的延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。水泵電機(jī)主控參數(shù)為管網(wǎng)壓力，當(dāng)管網(wǎng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，裝置通過管網(wǎng)壓力檢測(cè)單元（電接點(diǎn)壓力表）將輸出不同的水壓來控制水泵電機(jī)的運(yùn)行與否，此時(shí)電機(jī)既是動(dòng)力源又是調(diào)節(jié)

9、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了管網(wǎng)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)的控制功能，使管網(wǎng)內(nèi)的壓力基本保持在給定范圍內(nèi)。1.2 可編程控制器（PLC）的概述1.2.1 可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)可編程控制器（programmable Logic controller），簡(jiǎn)稱PLC，是一種帶有指令存儲(chǔ)器和數(shù)字或模擬I/O接口，以位運(yùn)算為主，能完成邏輯順序定時(shí)計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功能，用于控制機(jī)器或生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制裝置。它是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，集計(jì)算機(jī)技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)及通信技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置?？删幊炭刂破魇且环N面向生產(chǎn)過程控制的數(shù)字電子裝置，不僅可以取代傳統(tǒng)的繼

10、電器控制系統(tǒng)，還可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制網(wǎng)絡(luò)，采用面向用戶的梯形圖，具有編程簡(jiǎn)單、可靠性高、調(diào)試周期短更便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的特點(diǎn)。作為一種先進(jìn)而又成熟的技術(shù)， PLC不但以良好的性能滿足了工業(yè)生產(chǎn)的廣泛需要，而且將通信技術(shù)和信息處理技術(shù)融為一體，其功能日趨完善。展望未來，可編程控制器在規(guī)模和功能上將向兩大方向發(fā)展：一是大型可編程控制器向高速、大容量和高功能方向發(fā)展；二是發(fā)展簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)的超小型可編程控制器，以適應(yīng)單機(jī)控制及小型設(shè)備自動(dòng)化的需要，此外，大力開發(fā)智能型I/O模塊和分布式I/O子系統(tǒng)，不斷增強(qiáng)PLC工業(yè)控制的功能，研制及采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線，增強(qiáng)可編程控制器的聯(lián)網(wǎng)通信功能，便于分散控制與集中控制

11、的實(shí)現(xiàn)，在可編程控制器的發(fā)展中也具有重要的意義。在未來的工業(yè)生產(chǎn)中，PLC技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)將成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱。1.2.2 可編程控制器（PLC）的組成PLC的組成與計(jì)算機(jī)相同，它就是一臺(tái)適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用的專用計(jì)算機(jī)。它的基本組成部分包括中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器單元、輸入/輸出模塊、電源、擴(kuò)展接口、通信接口等。此外，PLC通過各種接口可以與編程器、監(jiān)視器、打印機(jī)等外部設(shè)備相連接。1.2.3 可編程控制器（PLC）控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：1. 最大限度地滿足被控對(duì)象和用戶的控制要求。2. 在滿足被控要求的前提下，力

12、求使控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、使用及維修方便。3. 控制系統(tǒng)安全可靠，具有合理的使用壽命。4. 在滿足以上各點(diǎn)的基礎(chǔ)上，盡量少花錢，多辦事。5. 考慮到今后的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在配置硬件設(shè)備時(shí)應(yīng)留有一定余量。第2章 PLC控制電機(jī)給水裝置的設(shè)計(jì)2.1 PLC在給水裝置系統(tǒng)中的應(yīng)用本文采用PLC控制給水裝置系統(tǒng)，是鑒于PLC機(jī)可靠性較高、控制靈活、使用方便以及能經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。它大大改善了傳統(tǒng)采用繼電器邏輯線路自動(dòng)控制中維修時(shí)間長(zhǎng)影響生產(chǎn)率，無法滿足現(xiàn)代產(chǎn)品更新加速需求的情況。PLC機(jī)在給水控制中設(shè)有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種工作狀態(tài)，通過手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)ZH1切換

13、。如需緊急停機(jī)，可把ZH1合到手動(dòng)方式位置，自動(dòng)工作終止。PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)編程時(shí)，根據(jù)電控元件狀態(tài)表作出梯形圖，根據(jù)梯形圖，按觸點(diǎn)與線圈的連接，通過指令助記符編寫控制語(yǔ)句，便得到給水裝置的控制設(shè)計(jì)的PLC控制程序。2.2 PLC給水裝置系統(tǒng)的工作原理本PLC控制系統(tǒng)采用兩臺(tái)補(bǔ)水泵電機(jī)，需根據(jù)管網(wǎng)壓力實(shí)現(xiàn)手動(dòng)或自動(dòng)向系統(tǒng)補(bǔ)水，通過手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)ZH1切換，自動(dòng)控制系統(tǒng)主要用于系統(tǒng)正常運(yùn)行，手動(dòng)控制主要用于維修時(shí)使用。此外，本系統(tǒng)在自動(dòng)控制狀態(tài)下有兩種工作方式：方式1（一臺(tái)投入，一臺(tái)備用）和方式2（兩臺(tái)水泵交替運(yùn)行模式，為防止一臺(tái)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)而另一臺(tái)電機(jī)長(zhǎng)期不運(yùn)轉(zhuǎn)而造成管網(wǎng)中其它設(shè)備

14、故障）。管網(wǎng)壓力由電接點(diǎn)壓力表測(cè)出，壓力上限為0.5kg，壓力下限為0.1kg, 當(dāng)管網(wǎng)壓力低于壓力表下限（）時(shí),電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)補(bǔ)水泵加水加壓；當(dāng)達(dá)到設(shè)定的壓力表上限（0.5kg）時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡工作狀態(tài)。本系統(tǒng)由主回路和控制回路組成，在主回路中采用Y降壓起動(dòng)，主要起保護(hù)電動(dòng)機(jī)的作用，并同時(shí)設(shè)有短路保護(hù)和過載保護(hù)。短路保護(hù)采用熔斷器，過載保護(hù)采用熱繼電器。控制回路采用電接點(diǎn)壓力表和三個(gè)中間繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)兩臺(tái)電機(jī)的控制。2.2.1 PLC控制系統(tǒng)主回路部分1. 星三角形減壓起動(dòng)控制星-三角控制線路起動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組聯(lián)結(jié)成星形，加在電動(dòng)機(jī)每項(xiàng)繞組上的電壓為額定電壓的，起動(dòng)電流是用

15、角形聯(lián)結(jié)直接啟動(dòng)的1/3，避免了起動(dòng)時(shí)過大的起動(dòng)電流。待起動(dòng)后按預(yù)先整定的時(shí)間把電動(dòng)機(jī)換成三角形聯(lián)結(jié)，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行。星-三角形起動(dòng)裝置具有體積小、重量輕、成本低、運(yùn)行可靠、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于中小型籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。2. 控制系統(tǒng)主回路接線圖如圖2-1所示，主電路包括從電源到電動(dòng)機(jī)的電路，是強(qiáng)電流通過的部分，畫在原理圖的左邊。 圖2-1 控制系統(tǒng)主回路接線圖3. 主回路動(dòng)作過程分析該控制系統(tǒng)的主回路接線圖如圖2-1所示，在主回路中，兩電動(dòng)機(jī)均設(shè)有自動(dòng)和手動(dòng)運(yùn)行兩種狀態(tài)，并采用Y-降壓起動(dòng)，從而減小了起動(dòng)電流，起到了保護(hù)電動(dòng)機(jī)的作用。QS1為電源總開關(guān)，QS2為1號(hào)電動(dòng)

16、機(jī)的隔離開關(guān)，QS3為2號(hào)電動(dòng)機(jī)的隔離開關(guān)。熔斷器在電路中用做短路保護(hù)，熱繼電器則用做過載保護(hù)，圖中KM1和KMY1,KM2和KMY2分別為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)投入運(yùn)行狀態(tài)下Y型連接交流接觸器；KM2和KMY1，KM4和KMY2分別為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)手動(dòng)狀態(tài)下Y型連接交流接觸器；KM1和KM1，KM3和KM2為水泵電動(dòng)機(jī)自動(dòng)狀態(tài)下型連接交流接觸器；KM2和KM1，KM4和KM2為水泵電動(dòng)機(jī)手動(dòng)狀態(tài)下型連接交流接觸器。2.2.2 PLC控制系統(tǒng)控制回路部分1. 系統(tǒng)控制回路電氣接線圖如圖2-2所示，控制回路是通過弱電流的電路。一般由按鈕、電器元件的線圈、接觸器的輔助觸頭、繼電器的觸頭等組成。如下圖所示,它是

17、畫梯形圖的基礎(chǔ)和前提，畫在原理圖的右邊。圖2-2 控制回路接線圖2. 系統(tǒng)控制回路工作原理概述（1）該系統(tǒng)控制回路電氣接線圖如圖2-2所示?？刂苹芈凡糠诌x用可編程控制器（PLC）作為設(shè)計(jì)的基本元件，系統(tǒng)擁有自動(dòng)控制部分和手動(dòng)控制部分，包括輸入繼電器X及中間繼電器M等。（2） 電接點(diǎn)壓力表: 電接點(diǎn)壓力表結(jié)構(gòu)原理：儀表的彈性在檢測(cè)介質(zhì)的作用下，帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使指針指示現(xiàn)場(chǎng)壓力值，同時(shí)，帶動(dòng)電接點(diǎn)組的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接通，既發(fā)出開關(guān)信號(hào)又達(dá)到自控的目的，因此，該儀表可做遠(yuǎn)程信號(hào)控制使用，使用時(shí)可將上、下限閉鎖（設(shè)定）指針調(diào)到指定壓力即可。電接點(diǎn)壓力表的適用范圍：電接點(diǎn)壓力表作為指示、控制儀表，廣

18、泛用于自動(dòng)對(duì)壓力進(jìn)行區(qū)間控制的場(chǎng)合，如：電機(jī)給水，壓力潤(rùn)滑系統(tǒng)等。電接點(diǎn)壓力表通常與相應(yīng)的電器元件（如繼電器及接觸器）配套使用。其內(nèi)部含有一個(gè)隨指針一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)觸頭和兩個(gè)分別設(shè)定壓力下限和上限的靜觸頭。在設(shè)定的壓力區(qū)間內(nèi)，壓力表指針處在設(shè)定的壓力值(上、下限)時(shí)，相應(yīng)的觸點(diǎn)便與動(dòng)觸頭接通，離開設(shè)定的壓力值時(shí)便斷開。（3）控制原理：當(dāng)壓力低至設(shè)定的下限時(shí)，動(dòng)觸頭與下限觸頭閉合，接觸器得電吸合，電機(jī)帶動(dòng)水泵等工作加壓；當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定的上限時(shí)，動(dòng)觸頭與上限觸頭閉合，中間繼電器得電吸合，接觸器失電釋放，電機(jī)停止，暫停加壓。然后隨著水的泄放，壓力降低，動(dòng)觸頭與上限觸頭斷開，中間繼電器失電釋放。當(dāng)壓力降至

19、下限時(shí)又重復(fù)上述過程，如此循環(huán)工作。3. 系統(tǒng)控制回路工作過程分塊闡述（1）當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)ZH1撥向一號(hào)端子（ZH11)時(shí)，電路為自動(dòng)控制運(yùn)行電路，本系統(tǒng)在自動(dòng)控制狀態(tài)下有兩種工作方式：方式1和方式2，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)ZH2選擇方式1（ZH2撥向1號(hào)端子）:一臺(tái)投入，一臺(tái)備用，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)ZH3選擇。a.一號(hào)電機(jī)M1的自行起動(dòng)（M1投入，M2備用）系統(tǒng)運(yùn)行中當(dāng)電接點(diǎn)壓力表測(cè)得管網(wǎng)壓力為下限值時(shí)，說明系統(tǒng)該運(yùn)行供水，此時(shí)中間繼電器KA2線圈得電，它的常開觸頭KA2閉合，從而使得KA3線圈也得電，它的常開觸頭KA3閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖保證了KA3的正常得電；同時(shí)為ZH2支路的通電創(chuàng)造條件，將ZH3轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到1

20、號(hào)端子位置（ZH31）使得KM1線圈得電，其常開觸頭KM1閉合，從而使KMY1線圈得電，電機(jī)M1為星形運(yùn)行方式運(yùn)行，延時(shí)幾秒后星形線圈失電，KM1線圈得電，電機(jī)變?yōu)槿切芜\(yùn)行正常運(yùn)行，帶動(dòng)補(bǔ)水泵進(jìn)行加水加壓。在KM1線圈得電的同時(shí)KM1的常閉觸頭斷開使得電機(jī)M1手動(dòng)控制支路的KM2線圈不得電，以防觸電。b. 二號(hào)電機(jī)M2的自行起動(dòng)（M2投入，M1備用）若正常投入運(yùn)行電動(dòng)機(jī)M1出現(xiàn)故障，此時(shí)將運(yùn)行備用電動(dòng)機(jī)M2，將轉(zhuǎn)換開關(guān)ZH3撥向2號(hào)端子（ZH32）位置，M2的起動(dòng)方式與M1起動(dòng)方式同理。即備用電機(jī)自動(dòng)控制回路，當(dāng)電接點(diǎn)壓力表測(cè)得管網(wǎng)壓力為下限值時(shí)KM3線圈得電，其常開觸頭KM3閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖

21、，同時(shí)備用電機(jī)M2以Y-降壓起動(dòng)方式自動(dòng)運(yùn)行，帶動(dòng)補(bǔ)水泵進(jìn)行加水加壓；同時(shí)KM3的常閉觸頭斷開使得備用電動(dòng)機(jī)M2手動(dòng)控制支路的KM4線圈不能得電，以防觸電。c. 當(dāng)管網(wǎng)壓力達(dá)到設(shè)定的電接點(diǎn)壓力表上限值時(shí)，此時(shí)說明系統(tǒng)正常供水，中間繼電器KA1線圈將得電，其常閉觸點(diǎn)KA1斷開，從而使中間繼電器KA3斷電，電動(dòng)機(jī)M1也將斷電停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)兩臺(tái)補(bǔ)水電動(dòng)機(jī)M1,M2均不能工作，這說明管網(wǎng)壓力達(dá)到恒壓狀態(tài)，系統(tǒng)處于平衡工作狀態(tài)。方式2（ZH2撥向2號(hào)端子）:兩臺(tái)電機(jī)交替運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行中當(dāng)電接點(diǎn)壓力表測(cè)得管網(wǎng)壓力為下限值時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)進(jìn)行給水，此時(shí)中間繼電器KA2線圈得電，它的常開觸頭KA2閉合，從而使得KA

22、3線圈也得電，它的常開觸頭KA3閉合并自鎖。將ZH2轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到2號(hào)端子位置（ZH22）使得KM5線圈得電，其常開觸頭KM5閉合，電機(jī)M1進(jìn)行Y-降壓起動(dòng)，與方式1電機(jī)啟動(dòng)同理; 其常閉觸頭KM5斷開，使電機(jī)M2 支路的KM6線圈不能得電，以防觸電。同時(shí)，延時(shí)電路KT3線圈得電，經(jīng)過延時(shí)一段時(shí)間后（本系統(tǒng)設(shè)為15天），延時(shí)電路動(dòng)作，其常閉觸頭KT3斷開,線圈KM5失電，其常開觸頭KM5斷開，電機(jī)M1停止工作。同時(shí)常開觸頭KT3閉合，使得KM6線圈得電，其常開觸頭KM6閉合，電機(jī)M2進(jìn)行Y-降壓起動(dòng)并自鎖。此時(shí)，常閉觸頭KM6斷開，延時(shí)電路KT3各觸頭復(fù)位。同時(shí)，延時(shí)電路KT4線圈得電，經(jīng)過延時(shí)

23、一段時(shí)間后（本系統(tǒng)設(shè)為15天），延時(shí)電路動(dòng)作，其常閉觸頭KT4斷開,線圈KM6失電，其常開觸頭KM6斷開，電機(jī)M2停止工作。此時(shí)常閉觸頭KM6閉合，當(dāng)壓力降至下限時(shí)又重復(fù)上述過程，如此循環(huán)工作。(注：方式2中所涉及到的定時(shí)器及延時(shí)電路，在實(shí)際應(yīng)用中為PLC內(nèi)部計(jì)數(shù)器，為方便在接線圖中的表示和工作原理的闡述，在此用定時(shí)器代替。實(shí)際內(nèi)部長(zhǎng)延時(shí)電路見梯形圖) 小結(jié)由以上可知，自動(dòng)運(yùn)行下的兩種工作方式是相互獨(dú)立的，操作人員可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，操作方便，且降低了維修難度。（2） 當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)ZH1撥向2號(hào)端子（ZH12）時(shí)，電路可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制與自動(dòng)控制的轉(zhuǎn)換：一號(hào)電動(dòng)機(jī)M1的手動(dòng)運(yùn)行按下投入運(yùn)行電動(dòng)機(jī)

24、M1起動(dòng)按鈕SB2，KM2線圈得電，其常開觸點(diǎn)將閉合實(shí)現(xiàn)自鎖，同時(shí)它的另一常開觸頭閉合，從而使KMY1線圈得電，投入運(yùn)行電機(jī)M1為星形運(yùn)行方式運(yùn)行，延時(shí)幾秒后星形線圈失電，KM1線圈得電，電機(jī)變?yōu)槿切芜\(yùn)行正常運(yùn)行，從而使電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)行帶動(dòng)補(bǔ)水泵進(jìn)行加水加壓；當(dāng)管網(wǎng)壓力達(dá)到設(shè)定的電接點(diǎn)壓力表上限值時(shí)，按下停止按鈕SB1，此時(shí)KM2失電，電動(dòng)機(jī)M1停止轉(zhuǎn)動(dòng)，管網(wǎng)壓力保持恒定；二號(hào)電動(dòng)機(jī)M2的手動(dòng)運(yùn)行若正常投入運(yùn)行電機(jī)M1出現(xiàn)故障，將起動(dòng)備用電機(jī)M2，按下備用電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)按鈕SB4，KM4線圈得電，其常開觸點(diǎn)KM4將閉合實(shí)現(xiàn)自鎖，并使得備用電動(dòng)機(jī)以星-三角降壓起動(dòng)方式運(yùn)行，從而帶動(dòng)補(bǔ)水泵進(jìn)行加水

25、加壓；當(dāng)管網(wǎng)壓力達(dá)到設(shè)定的電接點(diǎn)壓力表上限值時(shí)，按下停止按鈕SB3，此時(shí)KM4失電，電動(dòng)機(jī)M2停止轉(zhuǎn)動(dòng)，管網(wǎng)壓力保持恒定。 小結(jié)由以上可知，電動(dòng)機(jī)M1或電動(dòng)機(jī)M2在自動(dòng)運(yùn)行（方式1或方式2）過程當(dāng)中出現(xiàn)故障時(shí)，都可以在轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制下由自動(dòng)控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換到手動(dòng)控制狀態(tài)運(yùn)行。此時(shí)可檢修自動(dòng)回路，及時(shí)排除故障，從而保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。（3）指示燈的控制：無論電機(jī)運(yùn)行在自動(dòng)或手動(dòng)狀態(tài)，指示燈L1、L2都指示相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)工作情況。對(duì)應(yīng)關(guān)系為：1號(hào)電動(dòng)機(jī)M1自動(dòng)運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)指示燈L1亮，2號(hào)電動(dòng)機(jī)M2自動(dòng)運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)指示燈L2亮，1號(hào)電動(dòng)機(jī)手動(dòng)運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)指示燈L1亮，2號(hào)電動(dòng)機(jī)手動(dòng)運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)指示燈L2亮。即：一

26、號(hào)電機(jī)無論處于手動(dòng)狀態(tài)還是自動(dòng)狀態(tài)只要正常運(yùn)行其對(duì)應(yīng)指示燈L1亮，二號(hào)電機(jī)無論出于手動(dòng)狀態(tài)還是自動(dòng)狀態(tài)其對(duì)應(yīng)指示燈L2亮。4.結(jié)論本系統(tǒng)以德國(guó)西門子（SIEMENS）S7-200系列可編程控制器為控制核心。按工藝要求系統(tǒng)和I/O點(diǎn)數(shù)，選用了CPU226型的可編程控制器。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化，耐惡劣環(huán)境能力強(qiáng)，系統(tǒng)可靠性好。由壓力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的相互關(guān)系，寫出PLC各輸出與輸入信號(hào)的邏輯關(guān)系，再由邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)化為梯形圖。程序由手動(dòng)控制和自動(dòng)控制（方式1和方式2）的邏輯關(guān)系梯形圖組成。為

27、了電機(jī)運(yùn)行安全，設(shè)有指示燈指示和連鎖，互鎖控制。當(dāng)管網(wǎng)壓力達(dá)到上限時(shí)中間繼電器KA1得電工作，互鎖KA3使得工作電機(jī)不得電，當(dāng)管網(wǎng)壓力達(dá)到下限時(shí)中間繼電器KA3得電工作，關(guān)聯(lián)繼電器相應(yīng)工作后，相應(yīng)指示燈亮，工作人員便于查看，一目了然，從而方便維修。2.3 可編程控制器PLC控制給水系統(tǒng)的配置2.3.1 PLC的型號(hào)選擇PLC的種類和規(guī)格很多，不同廠家生產(chǎn)的大中小型PLC的結(jié)構(gòu)功能不盡相同, 但它們的基本結(jié)構(gòu)與工作原理大體相同。S7-200系列PLC是西門子公司20世紀(jì)90年代推出的整體式小型可編程控制器，其結(jié)構(gòu)緊湊、系列完整、功能完善、具有很高的性價(jià)比，可用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可用于

28、復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于有很強(qiáng)的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。S7-200系列PLC可提供4種不同型號(hào)的CPU，根據(jù)本系統(tǒng)工藝要求選用了CPU226型的可編程控制器，本機(jī)集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)。可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35路模擬量I/O 點(diǎn)。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器，2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通

29、訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸，用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能，可完全適應(yīng)于各種中小型控制系統(tǒng)。2.3.2 主電路中元件的選擇 1.刀開關(guān)的選擇：選用HD13-220/31型。刀開關(guān)主要用于低壓配電系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)中，對(duì)電路和電器設(shè)備進(jìn)行不頻繁地通斷、轉(zhuǎn)換電源或負(fù)載控制，有的還可用作小容量籠型異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)控制。在選用刀開關(guān)時(shí)，刀開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于或等于電路的額定電壓，額定電流應(yīng)稍大于或等于電路中的工作電流，刀開關(guān)的極數(shù)、位置數(shù)和操作方式可根據(jù)實(shí)際需要選定。當(dāng)用刀

30、開關(guān)直接通斷小型負(fù)載時(shí)，應(yīng)注意選擇相應(yīng)的通斷能力。2.熔斷器的選擇：選擇RM10-60型。熔斷器是一種簡(jiǎn)單而有效的保護(hù)電器，在電路中起斷路保護(hù)作用。它用于不同性質(zhì)的負(fù)載,串聯(lián)于被保護(hù)電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)熔體被瞬間熔斷而起到保護(hù)作用。其熔斷額定電流的選用方法也不同，其中最主要的是其額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。其額定電流必須大于或等于所裝熔體的額定電流，保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，熔斷器的額定電流應(yīng)大于且等于各臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流之和與其中某臺(tái)最大額定電流的（1）倍的總和。3.熱繼電器的選擇：選用JR16-20/3D型。它是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的電器，廣泛應(yīng)用于三相異步電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期過載保護(hù)。

31、熱繼電器的額定電流是20A，主要是根據(jù)接觸器的額定電流和電動(dòng)機(jī)的額定電流選定其型號(hào)及熱元件的額定電流等級(jí)。電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中常會(huì)遇到過載情況，但只要過載不嚴(yán)重，時(shí)間短，繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的。此特點(diǎn)能保證電機(jī)起動(dòng)時(shí)和短時(shí)過載時(shí)正常工作。反之如果情況嚴(yán)重，時(shí)間長(zhǎng)則會(huì)加速電動(dòng)機(jī)絕緣老化甚至燒毀，因此必需對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)期過載保護(hù)4.交流接觸器的選擇：選用CJ20-16型。其中額定工作電壓220V，額定工作電流16A。接觸器主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，并且具有欠壓保護(hù)作用。它的額定電壓是指主觸頭的額定電壓，應(yīng)等于負(fù)載的額定電壓。額定電流是指主觸頭的額定電流，應(yīng)等于或稍大于負(fù)載

32、的額定電流。電磁線圈的額定電壓應(yīng)等于控制回路的電源電壓。一般交流負(fù)載用交流接觸器，直流負(fù)載用直流接觸器。再一個(gè)重要的是觸頭的數(shù)目，它應(yīng)滿足控制回路的要求。2.3.3 控制電機(jī)給水裝置系統(tǒng)PLC的I/O點(diǎn)分配表表2-1 PLC輸入端子分配表Table 2-1 PLC input terminals allocation tablePLC點(diǎn)名稱連結(jié)的外部設(shè)備功能說明ZH11線路自動(dòng)控制運(yùn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)ZH12線路手動(dòng)控制運(yùn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)ZH21線路自動(dòng)控制運(yùn)行方式1轉(zhuǎn)換開關(guān)ZH22線路自動(dòng)控制運(yùn)行方式2轉(zhuǎn)換開關(guān)ZH31方式1：電機(jī)M1自動(dòng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)ZH32方式1：電機(jī)M2自動(dòng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)上限上限時(shí)接通K

33、A1下限下限時(shí)接通KA2SB1電機(jī)M1手動(dòng)運(yùn)行停止按鈕SB2電機(jī)M1手動(dòng)運(yùn)行起動(dòng)按鈕SB3電機(jī)M2手動(dòng)運(yùn)行停止按鈕SB4電機(jī)M2手動(dòng)運(yùn)行起動(dòng)按鈕FR1過載保護(hù)KM1FR2過載保護(hù)KM2FR3過載保護(hù)KM3FR4過載保護(hù)KM4FR5過載保護(hù)KM5FR6過載保護(hù)KM6表2-2 PLC輸出端子分配表Table 2-2 PLC output terminals allocation table PLC點(diǎn)名稱連接的外部設(shè)備功能說明KM1電機(jī)M1自動(dòng)運(yùn)行KM2電機(jī)M1手動(dòng)運(yùn)行KM3電機(jī)M2自動(dòng)運(yùn)行KM4電機(jī)M2手動(dòng)運(yùn)行KM5方式2下電機(jī)M1的啟動(dòng)KM6方式2下電機(jī)M2的啟動(dòng)KMY1電機(jī)M1星形運(yùn)行KMY2

34、電機(jī)M2星形運(yùn)行KM1電機(jī)M1三角形運(yùn)行KM2電機(jī)M2三角形運(yùn)行HL1電機(jī)M1運(yùn)行時(shí)指示燈亮HL2電機(jī)M2運(yùn)行時(shí)指示燈亮2.3.4 PLC控制系統(tǒng)的/硬件接線圖（圖2-3所示）2.3.5 PLC控制給水系統(tǒng)的梯形圖（圖2-4所示）PLC是以程序的形式進(jìn)行工作的，所以必須把控制要求變換成PLC能接受并執(zhí)行的程序，編制程序應(yīng)用編程語(yǔ)言。PLC常用的編程語(yǔ)言有以下幾種：梯形圖語(yǔ)言、助記符語(yǔ)言邏輯功能圖語(yǔ)言和某些高級(jí)語(yǔ)言，但目前使用最多最普遍的是梯形圖語(yǔ)言及助記符語(yǔ)言。梯形圖編程采用圖形方式進(jìn)行編程，編制的梯形圖形式上類似繼電器控制系統(tǒng)電路圖用觸點(diǎn)的狀態(tài)組合表示系統(tǒng)的控制邏輯，是應(yīng)用最多的一種編程語(yǔ)言

35、。編制梯形圖是最關(guān)鍵也是較難的一步，對(duì)復(fù)雜的程序首先進(jìn)行分段調(diào)試，然后進(jìn)行總調(diào)試，并作必要的修改，直到滿足要求為止。由控制系統(tǒng)的相互關(guān)系寫出PLC各輸出與輸入信號(hào)的邏輯關(guān)系，并由其輸入輸出信號(hào)邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)化為梯形圖，如圖所示，程序由自動(dòng)控制和手動(dòng)控制邏輯關(guān)系梯形圖組成,梯形圖中設(shè)有指示燈指示和聯(lián)鎖、互鎖控制。圖2-3 PLC外部端子接線圖圖2-4 PLC控制給水系統(tǒng)的梯形圖2.3.6 PLC控制給水系統(tǒng)的指令程序（表2-3所示）指令編程也稱語(yǔ)句表編程，類似于計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言，是一種以語(yǔ)句形式表達(dá)的控制程序，能夠用語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)可編程控制器的所有功能。指令編程與梯形圖編程一樣是經(jīng)常使用的編程語(yǔ)言。表2-3

36、控制程序指令表Table 2-3 Control procedures directive table序號(hào)指令器件號(hào)序號(hào)指令器件號(hào)1LD34=2=35LD3LD36O4=37LDT375LD38=6A39LD7=40O8O 41LDT379=42O 10LD43ALD11OM44AN12A45=13AN46=14=47LD15LD 48O16A49A17A50A18AN51A19=52AN20LD 53AN21O54=22A55LD23A56O24A57O25AN58AN26AN59TONT38 , +5027=60ANT3828LD61=29O62LD30O63O31AN64LDT3832T

37、ON T37 , +5065O33ANT3766ALD續(xù)表2-3 控制程序指令表Continued table 2-3 control procedures directive table序號(hào)指令器件號(hào)序號(hào)指令器件號(hào)67A 91ANC368A92=69AN93LD70=94A71LD95LDC272O96CTUC2 , +3000073AN97LD C274AN98LDC375=99CTUC3 , +4376ANC1100LD77=101O78LD102A79A103AN80LDC0104AN81CTUC0 , +30000105AN82LDC0106=83LDC1107LD84CTUC1 , +43108O85LD109A86AC1110AN87O111AN88AN112AN89AN113=90=結(jié)論可編程控制器是一種新型的自動(dòng)化控制裝置，用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器控制，可靠性高，控制程序可變，使用方便，已被運(yùn)