PLC旋轉(zhuǎn)式濾水器電氣控制課程設(shè)計(jì)論文

1、 . 課程設(shè)計(jì)(論文)題 目名稱 旋轉(zhuǎn)式濾水器電氣控制設(shè)計(jì) 課 程 名 稱 PLC原理與其應(yīng)用 學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書年級專業(yè)11電氣工程與其自動化學(xué)生學(xué)號題目名稱旋轉(zhuǎn)式濾水器電氣控制設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時間2013/11/11 -2013/11/22課程名稱PLC原理與應(yīng)用課程編號121200107設(shè)計(jì)地點(diǎn)數(shù)字控制與PLC實(shí)驗(yàn)室（306）一、 課程設(shè)計(jì)（論文）目的PLC原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)是電氣工程與其自動化專業(yè)領(lǐng)域重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，主要以小型實(shí)用性PLC控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)為主。課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)：全面熟練掌握PLC的硬件組成以與各種指令的應(yīng)用，使學(xué)生掌握小型PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟，熟悉和掌

2、握PLC開發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用和軟件調(diào)試過程，通過設(shè)計(jì)過程中對故障的分析、判斷、檢修進(jìn)一步鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。二、 已知技術(shù)參數(shù)和條件(1) 手動調(diào)試和檢修 SA1手柄指向左45º時，接點(diǎn)SA1-1接通，通過SB1、SB2控制按鈕，手動開/關(guān)電動閥，通過SB3、SB4控制按鈕，手動開/關(guān)濾水器電動機(jī)，以便于系統(tǒng)調(diào)試和檢修。(2) 人工除雜排污 SA1手柄指向右45º時，接點(diǎn)SA1-2接通，人工起動、停止旋轉(zhuǎn)式濾水器進(jìn)行除雜排污。(3) 定時自動除雜排污：SA1手柄回零位時，若原水中雜物較少，固體漂浮物也較少，因此，水處理車間的旋轉(zhuǎn)式濾水器長時間正常濾水，不能進(jìn)行差壓自動除雜排

3、污。由于旋轉(zhuǎn)式濾水器長時間置于水中，各個機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)會銹蝕，影響過濾和除雜排污或?qū)е滦D(zhuǎn)式濾水器損壞，因此，需要具有定時自動除雜排污功能。(4) 差壓自動除雜排污 SA1手柄回零位時，若濾水器進(jìn)、出水口產(chǎn)生的壓力差高于差壓控制器設(shè)定值時，旋轉(zhuǎn)式濾水器自動進(jìn)行除雜排污，直到濾水器進(jìn)、出水口產(chǎn)生的壓力小于差壓控制器設(shè)定值時，旋轉(zhuǎn)式濾水器自動停止除雜排污，恢復(fù)正常濾水狀態(tài)。(5) 超壓停機(jī) 旋轉(zhuǎn)式濾水器部的過濾孔被小顆粒雜物堵死無法排出，進(jìn)、出水口的壓力差較高，雖然進(jìn)行了除雜排污，但是進(jìn)、出水口的壓力差仍然未能降到正常值，差壓控制器微動開關(guān)長時間動作（810min），需要立即停車，并發(fā)出聲光報警。(

4、6) 計(jì)數(shù)功能 該設(shè)備不管進(jìn)行了哪種形式的除雜排污，每次進(jìn)行除雜排污后都要有記錄，因此需要記錄除雜排污次數(shù)（5位）。(7) 減速機(jī)潤滑 在旋轉(zhuǎn)式濾水器上裝有行星擺線針輪減速機(jī)，由輸油泵將油室中的潤滑油源源地送入減速機(jī)，液壓泵拖動電動機(jī)與濾水器電動機(jī)同步運(yùn)行。(8) 除雜排污閥門的電動裝置 設(shè)三相交流異步電動機(jī)380V/60W、閥門限位開關(guān)和電動機(jī)過熱保護(hù)，通過正、反相運(yùn)行實(shí)現(xiàn)開閥、關(guān)閥功能。(9) 其他 必要的電氣聯(lián)鎖與保護(hù)，受控對象運(yùn)行狀態(tài)顯示等。(10) 相關(guān)參數(shù)1) 濾水器電動機(jī)M1：Y系列，AC380V，1.5 kW，6極；液壓泵電動機(jī)M2：Y系列，AC380V，70W，4極；減速機(jī)4

5、極減速；電動閥電動機(jī)M3：AC380V，60W，電動閥自帶。2) 差壓變送器測量圍：0.30.8MPa可調(diào)，電感性電接點(diǎn)輸出：AC220V，1A。3) 指示燈HL：10mA，DC24V。4) 電鈴HA：8W，AC220V。11) 控制信號說明見表1。表1 控制信號說明 輸 入輸 出文字符號說 明文字符號說 明SA1-1手動控制轉(zhuǎn)換開關(guān)KM1開電動閥接觸器SA1-2人工除雜排污控制轉(zhuǎn)換開關(guān)KM2關(guān)電動閥接觸器SB1手動開電動閥按鈕KM3濾水器、液壓泵運(yùn)行接觸器SB2手動關(guān)電動閥按鈕HL1手動控制指示燈SB3手動開濾水器、液壓泵按鈕HL2人工除雜排污指示燈SB4手動關(guān)濾水器、液壓泵按鈕HL3定時自

6、動除雜排污指示燈KP差壓變送器信號HL4差壓自動除雜排污指示燈KM1開電動閥信號HL5故障指示燈KM2關(guān)電動閥信號HL6開電動閥指示燈KM3濾水器、液壓泵運(yùn)行信號HL7關(guān)電動閥指示燈FR電動機(jī)過載信號HL8濾水器、液壓泵運(yùn)行指示燈SQ1電動閥打開限位開關(guān)HA報警電鈴SQ2電動閥關(guān)閉限位開關(guān)H除雜排污次數(shù)顯示（5位）三、 任務(wù)和要求1根據(jù)控制要求，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)式濾水器電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，包括主電路、控制電路與PLC硬件配置電路；2. 運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計(jì)，并有主程序、子程序和中斷程序；3根據(jù)控制要求，編制旋轉(zhuǎn)式濾水器控制PLC應(yīng)用程序，利用模擬開關(guān)板調(diào)試程序，模擬運(yùn)行。4. 程序

7、結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)；5. 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)自動售貨機(jī)的控制要求。6按照要求書寫課程設(shè)計(jì)報告。注：1此表由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)系、教研室審批，指導(dǎo)教師、學(xué)生簽字后生效；2此表1式3份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、教研室各1份。四、參考資料和現(xiàn)有基礎(chǔ)條件（包括實(shí)驗(yàn)室、主要儀器設(shè)備等）實(shí)驗(yàn)室有EL型PLC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)4套，F(xiàn)X2N系列實(shí)驗(yàn)裝置8臺，以與相關(guān)的軟件。 FX2N系列、S7系列產(chǎn)品說明書；FX2N系列實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；五、進(jìn)度安排2013年11月11日-12日：收集和課程設(shè)計(jì)有關(guān)的資料，熟悉課題任務(wù)何要求2013年11月13日-14日：總體方案設(shè)計(jì)2013年11月15日-16日：外部接線圖2013

8、年11月17日-18日：T形圖設(shè)計(jì)2013年11月19日-20日：系統(tǒng)調(diào)試改進(jìn)2013年11月21日：整理書寫設(shè)計(jì)說明書2013年11月22日：答辯六、教研室審批意見教研室主任（簽字）：年月日七、主管教學(xué)主任意見主管主任（簽字）：年月日八、備注指導(dǎo)教師（簽字）：學(xué)生（簽字）：摘 要目前，我國部分水電廠還采用傳統(tǒng)的老式濾水器，由于設(shè)計(jì)落后、自動化程度低，污物不能有效排除 。特別是夏季暴風(fēng)雨季節(jié)，水中污物更加突出，再加上近年來越來越多的塑料瓶、袋等雜物的增多，給電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成困難，機(jī)組人員需經(jīng)常進(jìn)行人工清理，不但造成經(jīng)濟(jì)損失，而且增加了工人的勞動強(qiáng)度。水電廠濾水器的正常運(yùn)行是保證水電廠技術(shù)供

9、水系統(tǒng)設(shè)備安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要容，根據(jù)水電廠水源的實(shí)際情況，選擇一種可靠性高和適應(yīng)實(shí)際水質(zhì)情況的濾水器，是水電廠技術(shù)供水系統(tǒng)運(yùn)行可靠的保證,本文討論的用PLC實(shí)現(xiàn)的全自動控制旋轉(zhuǎn)式濾水器主要用于水力發(fā)電廠的生產(chǎn)用水過程中，對進(jìn)入水廠原水中2cm3以上的漂浮雜物進(jìn)行過濾除雜。該設(shè)備安裝在水處理車間的進(jìn)水管道入口處，根據(jù)生產(chǎn)用水量的實(shí)際需要，既可單臺使用，也可多臺并聯(lián)運(yùn)行。旋轉(zhuǎn)式濾水器的基本工作原理是根據(jù)旋轉(zhuǎn)式濾水器進(jìn)水口、出水口之間的水位壓力差來控制旋轉(zhuǎn)式濾水器的除雜排污。關(guān)鍵詞：PLC控制；自動控制；濾水器；排污目 錄摘 要第一章設(shè)計(jì)目的與設(shè)備控制原理 1 1.1設(shè)計(jì)目的11.2設(shè)計(jì)原理與其原理

10、圖11.3設(shè)備簡介11.4設(shè)計(jì)要求21.5控制信號說明表3第二章 PLC概述42.1PLC的定義42.2 PLC的組成42.3 PLC的特點(diǎn)4第三章旋轉(zhuǎn)式濾水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.1整體結(jié)構(gòu)53.2機(jī)械結(jié)構(gòu)53.3電氣控制設(shè)計(jì)63.31主電流設(shè)計(jì)63.32交流控制電路設(shè)計(jì)73.33主要參數(shù)計(jì)算83.34 PLC電路控制設(shè)計(jì) 8 3.35旋轉(zhuǎn)式濾水器控制系統(tǒng)的PLC輸入接口功能表93.4 電路連接實(shí)物圖10第四章 程序設(shè)計(jì)114.1程序框圖設(shè)計(jì)114.2 由程序框圖得到梯形圖124.3 由梯形圖得到程序13第五章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)14參考文獻(xiàn)15第一章 設(shè)計(jì)目的與設(shè)備控制原理1.1設(shè)計(jì)目的PLC原理與

11、應(yīng)用課程設(shè)計(jì)是電氣工程與其自動化專業(yè)領(lǐng)域重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，主要以小型實(shí)用性PLC控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)為主。課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)：全面熟練掌握PLC的硬件組成以與各種指令的應(yīng)用，使學(xué)生掌握小型PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟，熟悉和掌握PLC開發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用和軟件調(diào)試過程，通過設(shè)計(jì)過程中對故障的分析、判斷、檢修進(jìn)一步鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。1.2設(shè)計(jì)原理與其原理圖旋轉(zhuǎn)式濾水器接入管道系統(tǒng)后，水就會從進(jìn)水口進(jìn)入濾水器，過濾后的水從出水口流出，當(dāng)水中雜質(zhì)通過網(wǎng)芯時，由于體積大于網(wǎng)芯孔，而被截留在網(wǎng)芯上，當(dāng)聚積到一定數(shù)量時，即造成進(jìn)水口和出水口有一定壓差。這時可轉(zhuǎn)動網(wǎng)芯進(jìn)行自動反沖洗，雜質(zhì)將會從排污口自行

12、排出。1.3 設(shè)備簡介如圖1所示，旋轉(zhuǎn)式濾水器具有手動控制和自動控制兩種方式，可實(shí)現(xiàn)手動調(diào)試和檢修，人工除雜排污， 定時自動除雜排污，差壓自動除雜排污，超壓停機(jī)，計(jì)數(shù)功能等多種功能。旋轉(zhuǎn)式濾水器的工作過程主要有以下兩個部分：正常濾水過程：由于旋轉(zhuǎn)式濾水器進(jìn)水與出水口的水流正常，產(chǎn)生的壓力差低于差壓控制器設(shè)定值，因此，差壓控制器微動開關(guān)無動作輸出，原水正常過濾。 除雜排污過程：由于旋轉(zhuǎn)式過濾器長時間過濾原水，勢必在濾水器的過濾孔中阻塞大量的水中漂浮物，使得進(jìn)水口的水壓大于出水口的水壓，出水量減少，進(jìn)、出水口產(chǎn)生的壓力差高于差壓控制器設(shè)定值，這時差壓控制器微動開關(guān)動作輸出，常開觸點(diǎn)閉合，接通控制系

13、統(tǒng)進(jìn)行除雜排污。除雜排污后旋轉(zhuǎn)式濾水器又恢復(fù)正常濾水狀態(tài)，生 產(chǎn)供水系統(tǒng)安全運(yùn)行。1.4 設(shè)計(jì)要求(1) 手動調(diào)試和檢修  SA1手柄指向左45º時，接點(diǎn)SA1-1接通，通過SB1、SB2控制按鈕，手動開/關(guān)電動閥，通過SB3、SB4控制按鈕，手動開/關(guān)濾水器電動機(jī)，以便于系統(tǒng)調(diào)試和檢修。 (2) 人工除雜排污  SA1手柄指向右45º時，接點(diǎn)SA1-2接通，人工起動、停止旋轉(zhuǎn)式濾水器進(jìn)行除雜排污。 (3) 定時自動除雜排污：SA1手柄回零位時，若原水中雜物較少，固體漂浮物也較少，因此，水處理車間的旋轉(zhuǎn)式濾水器長時間正常濾水，不能進(jìn)行差壓自動除雜排污。由

14、于旋轉(zhuǎn)式濾水器長時間置于水中，各個機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)會銹蝕，影響過濾和除雜排污或?qū)е滦D(zhuǎn)式濾水器損壞，因此，需要具有定時自動除雜排污功能。 (4) 差壓自動除雜排污  SA1手柄回零位時，若濾水器進(jìn)、出水口產(chǎn)生的壓力差高于差壓控制器設(shè)定值時，旋轉(zhuǎn)式濾水器自動進(jìn)行除雜排污，直到濾水器進(jìn)、出水口產(chǎn)生的壓力小于差壓控制器設(shè)定值時，旋轉(zhuǎn)式濾水器自動停止除雜排污，恢復(fù)正常濾水狀態(tài)。 (5) 超壓停機(jī)  旋轉(zhuǎn)式濾水器部的過濾孔被小顆粒雜物堵死無法排出，進(jìn)、出水口的壓力差較高，雖然進(jìn)行了除雜排污，但是進(jìn)、出水口的壓力差仍然未能降到正常值，差壓控制器微動開關(guān)長時間動作（810min），需要立即停

15、車，并發(fā)出聲光報警。 (6) 計(jì)數(shù)功能  該設(shè)備不管進(jìn)行了哪種形式的除雜排污，每次進(jìn)行除雜排污后都要有記錄，因此需要記錄除雜排污次數(shù)（5位）。 (7) 減速機(jī)潤滑  在旋轉(zhuǎn)式濾水器上裝有行星擺線針輪減速機(jī)，由輸油泵將油室中的潤滑油源源地送入減速機(jī)，液壓泵拖動電動機(jī)與濾水器電動機(jī)同步運(yùn)行。 (8) 除雜排污閥門的電動裝置  設(shè)三相交流異步電動機(jī)380V/60W、閥門限位開關(guān)和電動機(jī)過熱保護(hù)，通過正、反相運(yùn)行實(shí)現(xiàn)開閥、關(guān)閥功能。(9) 其他 必要的電氣聯(lián)鎖與保護(hù)，受控對象運(yùn)行狀態(tài)顯示等。(10) 相關(guān)參數(shù)1) 濾水器電動機(jī)M1：Y系列，AC380V，1.5 kW，6極

16、；液壓泵電動機(jī)M2：Y系列，AC380V，70W，4極；減速機(jī)4極減速；電動閥電動機(jī)M3：AC380V，60W，電動閥自帶。2） 差壓變送器測量圍：0.30.8MPa可調(diào)，電感性電接點(diǎn)輸出：AC220V，1A。3) 指示燈HL：10mA，DC24V。4) 電鈴HA：8W，AC220V。1.5控制信號說明表表1 控制信號說明輸 出文字符號說 明文字符號說 明SA1-1手動控制轉(zhuǎn)換開關(guān)KM1開電動閥接觸器SA1-2人工除雜排污控制轉(zhuǎn)換開關(guān)KM2關(guān)電動閥接觸器SB1手動開電動閥按鈕KM3濾水器、液壓泵運(yùn)行接觸器SB2手動關(guān)電動閥按鈕HL1手動控制指示燈SB3手動開濾水器、液壓泵按鈕HL2人工除雜排污

17、指示燈SB4手動關(guān)濾水器、液壓泵按鈕HL3定時自動除雜排污指示燈KP差壓變送器信號HL4差壓自動除雜排污指示燈KM1開電動閥信號HL5故障指示燈KM2關(guān)電動閥信號HL6開電動閥指示燈KM3濾水器、液壓泵運(yùn)行信號HL7關(guān)電動閥指示燈FR電動機(jī)過載信號HL8濾水器、液壓泵運(yùn)行指示燈SQ1電動閥打開限位開關(guān)HA報警電鈴SQ2電動閥關(guān)閉限位開關(guān)H除雜排污次數(shù)顯示（5位）第二章 PLC概述2.1 PLC定義PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用可編程序的存儲器，用來在其部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式的輸入輸出來控制各種類型的

18、機(jī)械和生產(chǎn)過程。PLC與其有關(guān)設(shè)備，都是按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。2.2 PLC的組成部分PLC主要由CPU模塊，輸入模塊，輸出模塊和編程設(shè)備組成。實(shí)際上PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算器，它的硬件結(jié)構(gòu)與其它微機(jī)控制裝置相似。PLC主要由CPU模塊（中央處理器）。存儲器，輸入輸出模塊（I/O模塊)，編程設(shè)備和電源五大部分組成。2.3 LC的特點(diǎn)1） 編程方法簡單易學(xué)2） 硬件配套齊全，用戶使用方便3） 通用性和適應(yīng)新強(qiáng)4） 可靠性高，抗干能力強(qiáng)5） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試工作量少6） 維修工作量小，維修方便7） 體積小，能耗低第三章 旋轉(zhuǎn)式濾水器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1

19、整體結(jié)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)式濾水器設(shè)計(jì)中，一個主要的問題就是污物的有效排放，這里采用兩臺電機(jī)：主電動機(jī)(濾水器電動機(jī))和排污電動機(jī)(控制排污閥的開關(guān))配合來完成此功能?？偨Y(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)的輸入包括壓力差信號輸人和方式選擇輸入等，濾水器有進(jìn)水口、出水口、排污出口，與系統(tǒng)進(jìn)出水口相銜接的部分不再贅述。3,2 機(jī)械結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)式濾水器主要由轉(zhuǎn)動軸、定位桿、支架殼體、網(wǎng)芯、進(jìn)水口、出水口、排污口等組成 一般水質(zhì)為淡水型的，濾網(wǎng)和部主要部件為不銹鋼材質(zhì)。網(wǎng)芯中的網(wǎng)孔用沖床一次制成，具有耐腐蝕、不生銹，表面光潔、不易結(jié)垢的特性。機(jī)械部分由五部分組成，分別為濾水機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、排污機(jī)構(gòu)、操作單元、保護(hù)裝置1）濾水機(jī)構(gòu)濾

20、水機(jī)構(gòu)主要由機(jī)殼，濾芯組、旋流子、進(jìn)出水室、法蘭等部件組成。其工作過程是：水流經(jīng)人口管進(jìn)人人口水室，再由水室分配至各濾芯單元過濾，將水中的大顆粒雜質(zhì)濾掉后，由濾芯流向?yàn)V芯外的環(huán)形集水室，再經(jīng)出水管送至各冷卻器，雜物留在各濾芯單元。2）執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由驅(qū)動電機(jī)、減速器、定位鎖緊裝置、排污電機(jī)與相關(guān)部件組成，其作用是按照控制臺發(fā)來的指令，完成預(yù)定的動作，使濾芯旋轉(zhuǎn)一定角度或開關(guān)排污閥門。3）排污機(jī)構(gòu)排荇機(jī)構(gòu)由排污臺、旋流子、支架、排污管與排枵閥等組成。當(dāng)需要排污時，轉(zhuǎn)動濾芯，進(jìn)行反沖洗。當(dāng)打開排污閥門時，排污單元濾卷水流改變方向，從環(huán)形水室與相臨單元濾芯進(jìn)人排污單元濾芯。當(dāng)反向流人的沖洗水進(jìn)入排

21、圬單元濾芯時，被旋流子改變方向，形成一旋流水束，將壁面雜物沖出排污單元濾芯，并經(jīng)排污門排出，直到壁面潔凈為止。4）操作單元操作單元可使整個濾水器實(shí)現(xiàn)自動或人工反沖洗，與除雜排污。設(shè)自動時可進(jìn)行定時自動和差壓自動除雜排污。網(wǎng)芯單元的沖洗時問，即：排污時間，可根據(jù)實(shí)際情況自由設(shè)定。5）保護(hù)裝置本裝置主要設(shè)置電動機(jī)過載保護(hù)裝置和超高壓報警停車裝置。在電機(jī)過載時和超高壓時，能與時切斷電源，保護(hù)電動機(jī)；超高壓時還能進(jìn)行報警，提醒操作人員與時排除故障。3.3 電氣控制設(shè)計(jì)3.3.1 主電路設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)式濾水器控制系統(tǒng)的主電路如圖2所示。（1） 主回路流接觸器KM3控制濾水器電動機(jī)M1、液壓泵電動機(jī)M2；KM1

22、、KM2通過正、反轉(zhuǎn)控制電動閥電動機(jī)M3,完成開起閥門和關(guān)閉閥門的功能。（2） 電動機(jī)M1、M2、M3由熱繼電器FR1、FR2、FR3實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。電動閥電動機(jī)M3控制器還裝有常閉熱保護(hù)開關(guān)，對閥門電動機(jī)M3實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)。（3） QF為電源總開關(guān)，既可完成主電路的短路保護(hù)，又起到分?jǐn)嗳嘟涣麟娫吹淖饔?，使用和維修方便。（4） 熔斷器FU1、FU2、FU3分別實(shí)現(xiàn)各負(fù)載回路的短路保護(hù)。FU4、FU5分別完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保護(hù)3.3.2 交流控制電路設(shè)計(jì)（1） 控制電路有電源指示HL。PLC供電回路采用隔離變壓器TC，以防止電源干擾。（2） 隔離變壓器TC的選用根據(jù)PLC耗電量

23、配置，可以配置標(biāo)準(zhǔn)型、變比1：1、容量100VA隔離變壓器。（3） 3臺電動機(jī)M1、M2、M3的過載保護(hù)，分別由3個熱繼電器FR1、FR2、FR3、實(shí)現(xiàn)，將其常閉觸點(diǎn)并聯(lián)后與中間繼電器KA1連接構(gòu)成過載保護(hù)信號，KA1還起到電壓轉(zhuǎn)換的作用，將220V交流信號轉(zhuǎn)換成直流24V信號送入PLC完成過載保護(hù)控制功能。（4）報警電鈴HA為AC200V/8W，在出現(xiàn)超高壓差時進(jìn)行報警。（5）差壓變送器是差壓自動控制的關(guān)鍵傳感器件，輸出為壓差信號。差壓變送器測量圍為0.30.8MPa可調(diào)，電感性電接點(diǎn)輸出：AC220V,1A。（6）由于控制電路的指示燈工作電壓為直流24V，所以將220V電源電壓經(jīng)過變比為8

24、：1的降壓變壓器進(jìn)行電壓變換得到交流為27.5V的交流電，再經(jīng)過整流電路、濾波電路得到24V的直流電壓。（7）控制系統(tǒng)的計(jì)數(shù)顯示模塊選用AT89S51單片機(jī)作為控制芯片，單片機(jī)供電電源需要直流5伏電壓，要經(jīng)過變比為20：1的降壓變壓器進(jìn)行變壓得到交流為11V交流電，并且經(jīng)過整流電壓變成直流電壓為24V的直流電。3.3.3 主要參數(shù)計(jì)算（1）斷路器QF脫扣電流。斷路器為供電系統(tǒng)電源開關(guān)，其主回路控制對象為電感性負(fù)載交流電動機(jī)，斷路器過電流脫扣值按電動機(jī)起動電流的1.7倍整定。旋轉(zhuǎn)式濾水器有1.5KW負(fù)載電動機(jī)一臺，起動電流較大，其余二臺為100W以下，起動電流較小，工藝要求濾水器電動機(jī)和液壓泵電

25、動機(jī)同時起動運(yùn)行，因此可根據(jù)1.5kW電動機(jī)選擇自動開關(guān)QF脫扣電流IQF：IQF1.7IN=1.7×3A5.1A5A，選用IQF5A的斷路器。（2） 熔斷器FU熔體額定電流。以濾水器電動機(jī)為例，22×3A6A，選用6A的熔體。其余熔體額定電流的選擇，按上述方法選配。（3） 熱繼電器的選擇參照相關(guān)技術(shù)資料選取。3.3.4 PLC控制電路設(shè)計(jì)（1） 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了15個輸入和12個輸出。其中，輸出部份分為220V輸出和24V輸出兩部份。220V輸出為電動機(jī)控制的接觸器和報警電鈴輸出；24V輸出為各種指示燈輸出。由于有兩種不同的輸出電壓要求，所以必須提

26、供兩種不同電壓的電源，這兩個電源由交流控制電路提供。由于本設(shè)計(jì)所需的I/O口較少，所以我們選用三菱 FX2N系列小型程控器FX2N-48MR作為核心控制器件。 FX2N系列是PLC FX家族中最先進(jìn)的系列。由于FX2N系列具有如下優(yōu)點(diǎn)：最大圍地包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國不同的電源以與滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為你的工廠自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。FX2N系列PLC的特點(diǎn)有：系統(tǒng)配置既固定又靈活，編程簡單，備有可自由選擇，豐富的品種 ，令人放心的高性能、高速運(yùn)算，使用于多種特殊用途，外部機(jī)器通訊簡單化，共同的外部設(shè)備。圖4 旋轉(zhuǎn)式濾水器控

27、制系統(tǒng)的PLC控制電路圖3.3.5 旋轉(zhuǎn)式濾水器控制系統(tǒng)的PLC輸入接口功能表程序輸入文字符號說明X000SA1-1手動控制轉(zhuǎn)換開關(guān)（左45度）X001SA1-2人工除雜排污控制轉(zhuǎn)換開關(guān)（右45度）X002 SA1-0轉(zhuǎn)換開關(guān)零位X003SB1手動開電動閥按鈕X004SB2手動關(guān)電動閥按鈕X005SB3手動開濾水器、液壓泵按鈕X006SB4手動關(guān)濾水器、液壓泵按鈕X007KP差壓變送器信號X010KM1開電動閥信號X011KM2關(guān)電動閥信號X012KM3濾水器、液壓泵電動機(jī)運(yùn)行信號X013KA1（FR）電動機(jī)過載信號X014SQ1電動閥打開限位開關(guān)X015SQ2電動閥關(guān)閉限位開關(guān)X016SB5

28、故障報警顯示關(guān)閉開關(guān) 表2 旋轉(zhuǎn)式濾水器控制系統(tǒng)的PLC輸出接口功能表 輸出程序文字符號說明Y010KM1開電動閥接觸器Y011KM2關(guān)電動閥接觸器Y012KM3濾水器、液壓泵運(yùn)行接觸器Y000HL1手動控制指示燈Y001HL2人工除雜排污指示燈Y002HL3定時自動除雜排污指示燈Y003HL4差壓自動除雜排污指示燈Y004HL5故障指示燈Y005HL6開電動閥指示燈Y006HL7關(guān)電動閥指示燈Y007HL8濾水器、液壓泵運(yùn)行指示燈Y013KA2（HA）報警電鈴控制電路圖中L5作為PLC輸出回路的220V電源，分別向輸出回路的220V交流負(fù)載供電，輸出回路COM2接入電源N端。VC24V作為PLC輸出回路的24V直流電源，向電路中的所有指示燈供電，輸出回路COM1接入直流電源的GND端。光電耦合器件做為信號轉(zhuǎn)換器件，將PLC的輸出信號轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能接收的計(jì)數(shù)輸入信號，通過單片機(jī)進(jìn)行排污次數(shù)的計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)值通過8段數(shù)碼管顯示出來。光電耦合器件的輸入信