電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、高低位水箱供水系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展，中高層的建筑越來越多，這就為我們給中高層建筑供水提出了一個(gè)新的難題，一般來說，自來水廠很難把水直接供給給高層的住戶，為了解決這樣的問題，一般都采用高低位水箱供水系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)造價(jià)便宜，工藝簡(jiǎn)單，能滿足大部分人的要求。所謂高低位水箱供水系統(tǒng)就是將自來水廠的供水直接注入到建筑的蓄水池，然后利用水泵把水抽送到高層的水箱，供給給高層的用戶使用。一. 控制要求 1. 高低位水箱均設(shè)水位信號(hào)器。高位水箱水位達(dá)到地位，地位水箱水位達(dá)到高位時(shí)，水泵啟動(dòng)；高位水箱水位達(dá)到高位或者低位水箱水位達(dá)到低位時(shí)，水泵停止。2. 兩臺(tái)水泵分工作泵和備用泵，可以互換，只

2、有一臺(tái)水泵工作。當(dāng)工作水泵出現(xiàn)故障時(shí)，備用泵自投。水泵功率7.5KW.3. 具有手動(dòng)，自動(dòng)工作方式。4. 各種指示及報(bào)警。二 基本設(shè)計(jì)思路 在高層建筑中，水泵及其控制室一般位于建筑物的地下層，水箱通常設(shè)于大廈的頂部。這樣，將水箱的水位信號(hào)傳輸?shù)娇刂乒裥枰喈?dāng)長(zhǎng)的距離。為了避免信號(hào)在傳輸過程中因?yàn)楦鞣N干擾而引起繼電器誤動(dòng)作，信號(hào)控制回路通常采用220V的電壓。另外，由于水位信號(hào)為小容量的繼電器，其觸點(diǎn)不適合于直接控制接觸器，因此，需要通過中間繼電器進(jìn)行中間轉(zhuǎn)換，即擴(kuò)張觸點(diǎn)容量。總體來說，為了便于線路的維修，管理等，應(yīng)將輔助線路分為信號(hào)控制回路和電動(dòng)機(jī)控制回路等幾部分，這樣，才能使控制線路的分工更

3、加明確，可讀性更強(qiáng)。1. 主電路控制和控制電路的梯形圖見圖1所示： 根據(jù)梯形圖寫出PLC系統(tǒng)指令如下所示：指令數(shù)據(jù)指令數(shù)據(jù)指令數(shù)據(jù)LD0004AND0506LD0014LD1002DIFU1001OUT0509OR1101LDTR0LD0508KEEP0506AND0507OR0509LD0005DIFU1002OUT1401LD1001LD0002LD1401OR1102AND NOT0006DIFU1101KEEP0507LD1002LD0509LD0007AND NOT0506OR0508OR0008OR LDOUT1402DIFU1200LD0011LD1402LD1200OR 050

4、8DIFU1102LD1201KEEP0501KEEP0511LD0003LD0009AND NOT0006OR0010LD1001DIFULD 12011201AND NOTOR LD0507LD1200LD0012KEEPO510OR0509LD0006KEEP0502AND0510LD0013OUTTROOUT05082. PLC的外部接線圖如圖2所示 PLC I/O 口分配表如下所示：輸入輸出1號(hào)泵手動(dòng)啟動(dòng)按鈕ST100021號(hào)泵的接觸器KM105012號(hào)泵手動(dòng)啟動(dòng)按鈕ST200032號(hào)泵的接觸器KM205021號(hào)泵備用按鈕SRES10004手動(dòng)顯示05042號(hào)泵備用按鈕SRES200

5、05自動(dòng)顯示0505手動(dòng)啟動(dòng)開關(guān)00061號(hào)泵備用指示0506自動(dòng)啟動(dòng)開關(guān)00062號(hào)泵備用指示0507高位水箱的高位HU00071號(hào)泵故障指示0508地位水箱的低位DD00082號(hào)泵故障指示0509高位水箱的低位HD0009水泵工作0510地位水箱的高位DU0010水泵停止工作05111號(hào)泵手動(dòng)停止STP100112號(hào)泵手動(dòng)停止STP200121號(hào)泵熱保護(hù)觸點(diǎn)FR100132號(hào)泵熱保護(hù)觸點(diǎn)FR200143 安裝圖如圖3所示4 面板布置圖如圖4所示三 系統(tǒng)工作原理1 備用泵的選擇 控制備用泵的選擇按鈕SRES1和SRES2分別對(duì)梯形圖0004，0005相對(duì)應(yīng)。當(dāng)按下0004（或者0005）時(shí)，

6、就把相應(yīng)的1號(hào)（2號(hào)）泵選為備用泵。當(dāng)二（一）號(hào)泵故障時(shí)，一號(hào)泵備用解除。或者手動(dòng)狀態(tài)下，按下一（二）號(hào)泵啟動(dòng)按鈕時(shí)，一（二）號(hào)泵備用解除。2 水泵的啟動(dòng) 在本設(shè)計(jì)中電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)可以通過手動(dòng)和自動(dòng)來選擇。當(dāng)選擇了手動(dòng)方式時(shí)，即把手動(dòng)旋鈕0006旋下，這時(shí)我們可以通過按動(dòng)手動(dòng)啟動(dòng)按鈕0002（一號(hào)泵）和0003（二號(hào)泵）來控制泵的啟動(dòng)。這種方式的好處時(shí)，在任何時(shí)候都可以通過人的操作來控制水箱里水的容量。當(dāng)選擇了自動(dòng)供水方式時(shí)，即把自動(dòng)按鈕0006旋上來時(shí)，這時(shí)候水泵的起停主要靠水箱中水位的高低來控制，當(dāng)高位水箱水位達(dá)到地位，地位水箱水位達(dá)到高位時(shí)，立刻觸動(dòng)觸點(diǎn)0009和0100，發(fā)出水泵啟動(dòng)信號(hào)

7、，同時(shí)水泵啟動(dòng)燈亮，作泵啟動(dòng)開始供水。當(dāng)高位水箱水位達(dá)到高位，地位水箱水位達(dá)到地位時(shí)，立刻觸動(dòng)觸點(diǎn)0007和0008，發(fā)出水泵停止信號(hào)，同時(shí)水泵停止指示燈亮，水泵停止供水。 一號(hào)泵的啟動(dòng)：當(dāng)選擇手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，只需要按下一號(hào)泵的ST1，接通0002，水泵即起動(dòng)。當(dāng)選擇自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，需要電源接通的同時(shí)，二號(hào)泵處于備用狀態(tài)，且水泵起動(dòng)信號(hào)亮，這時(shí)一號(hào)泵正常啟動(dòng)。3 水泵故障水泵有時(shí)會(huì)因各種原因造成故障，不能正常運(yùn)行。這時(shí)候不僅檢測(cè)到故障發(fā)出報(bào)警，同時(shí)還應(yīng)以最快的方式排除故障，保障供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。它的工藝過程主要如下：通常水泵出現(xiàn)故障的原因主要有:水泵在運(yùn)行中過載，這時(shí)候裝在水泵主回路中的熱繼電器就會(huì)

8、動(dòng)作，及時(shí)的切斷工作電源，使故障水泵停止運(yùn)行。有時(shí)候還會(huì)因?yàn)檫^電流而導(dǎo)致水泵不能正常運(yùn)行，這時(shí)候水泵主回路中的斷路器就會(huì)及時(shí)動(dòng)作，切斷故障電流。所以當(dāng)出現(xiàn)過載時(shí)，熱繼電器動(dòng)作，0013或者0014的觸點(diǎn)閉合，接通線圈0508和0509，同時(shí)發(fā)出故障信號(hào)，故障信號(hào)燈亮。例如，當(dāng)水泵1出現(xiàn)故障時(shí)，這時(shí)候水泵2的備用狀態(tài)應(yīng)該解除，及時(shí)的投入到運(yùn)行中。水泵1故障，0013閉合，接通0508線圈，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)0508觸點(diǎn)閉合，接通1401線圈，1401觸點(diǎn)閉合，發(fā)出1011的脈沖信號(hào).2號(hào)泵的備用解除，投入運(yùn)行。四 控制線路的元件選擇和整定低壓斷路器，接觸器，熱繼電器，導(dǎo)線，外部直流電源，信號(hào)燈選

9、擇1 低壓斷路器通常來說，低壓斷路器的額定電流應(yīng)該大于電動(dòng)機(jī)的額定電流，延遲動(dòng)作的過電流脫扣器的額定電流應(yīng)為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.11.2倍，瞬時(shí)動(dòng)作的過電流整定值應(yīng)按大于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的1.72.0倍考慮。2 接觸器 接觸器選擇應(yīng)考慮極數(shù)，額定工作電壓，額定工作電流，接通和分段能力，都應(yīng)符合電機(jī)要求，所輔助觸頭應(yīng)滿足繼電邏輯控制要求。3 熱繼電器 熱繼電器額定電流應(yīng)為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.050.95倍，在長(zhǎng)期過載20%時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作，熱繼電器動(dòng)作時(shí)間必須大于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或者長(zhǎng)期時(shí)間。4 導(dǎo)線 導(dǎo)線選擇應(yīng)根據(jù)載流量及其敷設(shè)方式定。一般根據(jù)土壤，地形及周圍管網(wǎng)情況，取系數(shù)0.85.（1）系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算

10、 設(shè)cosa=0.85，因?yàn)镻n=7.5KW,Un=380V所以 In=PN/3Uncosa=13.4A(2) 低壓斷路器選擇DZX7-2520,額定電壓380V,線圈電壓220V,In=20A13.4A,滿足設(shè)計(jì)要求；接觸器選擇LC1-D32,額定電壓380V，線圈電壓220V,In=18A13.4A,電機(jī)容量為7.5KW，滿足設(shè)計(jì)要求；熱繼電器選擇RT18-32X,可定電壓380V，線圈電壓220V,In=16A,電機(jī)容量為7.5KW,滿足設(shè)計(jì)要求；五元器件明細(xì)表：器件名稱型號(hào)備注低壓斷路器DZX7-25202個(gè)接觸器KMLC1-D322個(gè)信號(hào)燈XDY1-2/6XDY1-1/6額定電壓為2

11、20VXDY1-2/6 綠色 2個(gè)XDY1-1/6 紅色 4個(gè)PLCOMRON C28P一臺(tái)水位信號(hào)器4個(gè)刀閘開關(guān)1個(gè)卡軌L=300按鈕LAY3-10D/7熱繼電器RT18-32X2個(gè)六 對(duì)系統(tǒng)的使用說明本系統(tǒng)能過實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)的控制水泵供水，在自動(dòng)模式下，系統(tǒng)能過自動(dòng)見識(shí)高低位水箱水位情況，并根據(jù)水位信號(hào)器采集到的信號(hào)來決定是否啟動(dòng)水泵。同時(shí)本系統(tǒng)設(shè)置了兩臺(tái)水泵，當(dāng)其中一臺(tái)水泵出現(xiàn)了故障時(shí)，另一臺(tái)水泵能過及時(shí)的投入到使用中，保障了高層的供水。同時(shí)在使用前應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢查的主要能容包括：檢查線路的連接是否正確，連接是否可靠；檢查信號(hào)燈是否損壞，若損壞要及時(shí)更換；檢查PLC的接線是否正確；對(duì)水泵進(jìn)行空載試驗(yàn)觀察其各項(xiàng)指標(biāo)是夠合格；同時(shí)在使用時(shí)，要經(jīng)常的對(duì)高低位水箱進(jìn)