《自動化控制系統(tǒng)在水電廠滲漏排水中的實(shí)施》10000字論文

自動化控制系統(tǒng)在水電廠滲漏排水中的實(shí)施目錄摘要 摘要：滲漏排水系統(tǒng)是滕州市龍山路街道水電廠排水系統(tǒng)的重要組成部分,本次設(shè)計(jì)是一種PLC控制的自動排水系統(tǒng),可利用軟件編程實(shí)現(xiàn)排水泄漏的自動化。設(shè)計(jì)重點(diǎn)包括：首先確定了電機(jī)的啟動、保護(hù)和控制的設(shè)計(jì)方案，完成了系統(tǒng)的主回路設(shè)計(jì)，再選擇軟啟動器，確定配電、保護(hù)設(shè)備的參數(shù)。然后完成二次控制線路的設(shè)計(jì)，根據(jù)需求選擇電纜型號，確定檢測設(shè)備、控制保護(hù)設(shè)備、操作設(shè)備、顯示設(shè)備型號及參數(shù)（包括：PLC的選型及接口電路的、控制電源設(shè)計(jì)）。最后完成棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)PLC自動控制系統(tǒng)軟件程序的撰寫。關(guān)鍵詞：可編程控制器滲漏排水自動系統(tǒng)軟啟動0前言滕州市龍山路街道水電廠的排水系統(tǒng)可以分為兩大部分，一部分是滲漏排水系統(tǒng)。其中滲漏排水是將廠房內(nèi)各種滲漏水、生活用水、技術(shù)用水及時通過排水溝排出，再通過水泵抽走不能通過排水溝流出流入集水井的滲漏水（李晨昊,張雨婷,2022)。本次設(shè)計(jì)是通過可編程邏輯控制器PLC對滲漏排水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化控制，利用傳感器感知集水井水位發(fā)送水位信號，使得滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)能夠自動控制電機(jī)的起停，滲漏集水井水位不超出規(guī)定范圍?；究刂埔蟀ǎ杭乃每梢宰詣訂优c停止，集水井的水位不超過規(guī)定的位置。高水位時，集水井的水泵自動啟動將水抽出；水位降到規(guī)定范圍以下后，水泵能夠自動停止運(yùn)行。在主水泵發(fā)生故障時系統(tǒng)將自動切換備用水泵能夠接替其工作。棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)主水泵與副水泵處于相互備用狀態(tài)，如果水位上升至最高水位且全部水泵均已啟動，立即發(fā)出報(bào)警信號。

1控制對象的描述控制對象的工藝要求本次設(shè)計(jì)的滲漏排水系統(tǒng)采用兩臺排水泵，水泵的運(yùn)行情況分為自動/手動/切除三種方式，在大多數(shù)情況下水泵都運(yùn)行在自動方式(王思博,劉曉彤,2023)。棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)運(yùn)行時應(yīng)該按照運(yùn)行時間和次數(shù)切換主備水泵，主水泵與副水泵的關(guān)系可以調(diào)換。如果發(fā)生故障，這在一定程度上凸顯出系統(tǒng)立即自動將故障水泵切除并發(fā)送報(bào)警信號，同時啟動備用水泵接替故障水泵工作(陳宇航,趙佳怡,2021)。棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)手動模式用于設(shè)備調(diào)試和檢修，在此模式下，這在某個角度上證明了水泵的起停均由工作人員通過按鈕進(jìn)行操控。本系統(tǒng)中的各種部件的額定參數(shù)根據(jù)相關(guān)規(guī)范和系統(tǒng)整定值來確定?？刂茖ο筮\(yùn)行參數(shù)確定表1泵的參數(shù)滲漏排水系統(tǒng)名稱自吸式無堵塞排污泵型號150WGL-320-26流量（m3/s）320轉(zhuǎn)（r/min）1470功率（KW）45揚(yáng)程（m）26臺數(shù)（臺）2表2系統(tǒng)運(yùn)行水位整定值參數(shù)整定值水泵停水水位（m）1819.9主水泵啟動水位（m）1821.3備用水泵啟動水位（m）1821.7報(bào)警水位（m）1822.0根據(jù)停水水位和啟動水位，確定液位開關(guān)的放置位置并選擇水泵的排水容量，依據(jù)排水需求選擇電機(jī)的額定功率、額定電壓、額定轉(zhuǎn)數(shù)等。主回路電氣原件按照設(shè)計(jì)需求選擇參數(shù)合適的設(shè)備(楊皓和,孫夢婷,2021)。

系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)主回路電源選擇本次設(shè)計(jì)的滲漏排水系統(tǒng)主接線電源直接接入380V的廠用電。棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)的單回路供電或雙回路供電是主接線方式考慮采用的方式，這在一定層面上證實(shí)了兩種方案優(yōu)缺點(diǎn)如下：單回路供電優(yōu)點(diǎn)：單回路接線所需要的的建設(shè)經(jīng)費(fèi)較少，同時擁有相對簡潔的接線。缺點(diǎn)：單回路供電不可靠，停電無備用，全部回路皆停。雙回路供電優(yōu)點(diǎn)：在發(fā)生故障時，單回路接線其中一回路停電，可利用另一回路保障電力供應(yīng)，穩(wěn)定性更高。缺點(diǎn)：因?yàn)椴捎秒p回路，需要高昂的建設(shè)經(jīng)費(fèi)，接線也會更加復(fù)雜(劉子墨,周雅琪,2022)。棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)的兩種接線方案均能滿足供電要求，綜合考慮電廠環(huán)境，決定優(yōu)先滿足供電的穩(wěn)定性，這在某種程度上象征故采用雙回路接線供電的方案。主電機(jī)與備用電機(jī)相互獨(dú)立、互為備用，采用380V廠用電直接接入(趙晨陽,鄭涵蓉,2020)。主電源與備用電源也互為備用保障系統(tǒng)供電穩(wěn)定性，需要主備切換的時候可通過轉(zhuǎn)換開關(guān)啟用備用電源?？刂苹芈冯娫催x擇控制電源回路包括PLC、傳感器、控制面板等等需要提供24V直流電源的供電。控制回路供電也必須可靠，這在一定程度上凸顯出為了供電可靠本設(shè)計(jì)選擇采用雙回路接線供電。棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)的主回路與備用回路的電源均由廠用電的一相供電，經(jīng)過整流后供應(yīng)24V直流電，通過電纜向控制回路的用電設(shè)備供電(許文濤,丁子涵,2019)。這在某種程度上揭示出選擇以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮了兩個方面的因素，效率和成本：從效率看以上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理地利用了資源，通過優(yōu)化傳輸路徑和減少不必要負(fù)載，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和服務(wù)質(zhì)量，這種設(shè)計(jì)能夠確保良好的性能表現(xiàn)。此外，該設(shè)計(jì)還考慮到了未來的擴(kuò)展性和靈活性，使得系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求的變化輕松調(diào)整，其中體現(xiàn)出無需進(jìn)行大規(guī)模的重構(gòu)或升級，這不僅有助于降低維護(hù)成本，也減少了因系統(tǒng)升級而導(dǎo)致的服務(wù)中斷風(fēng)險。從成本角度來看，通過采用通用化的標(biāo)準(zhǔn)化組件，大大降低了初期建設(shè)成本和長期運(yùn)營成本；同時高效的資源利用也意味著更低的能耗和更好的環(huán)境適應(yīng)性，為企業(yè)帶來了額外的社會價值和經(jīng)濟(jì)效益。

主回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)主回路系統(tǒng)要求供電可靠性：電能的可靠供應(yīng)是主回路供電的首要要求，主回路電路設(shè)計(jì)應(yīng)該依此展開。靈活性：棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)的主配線無論是正常、事故和檢修不同的運(yùn)行方式都可以應(yīng)對，運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換必須簡單，切換要便捷。在一次檢修時，檢修的所在線路停電，其他無關(guān)的線路不停電(高鵬飛,何麗娜,2023)。操作方便、安全：在進(jìn)行檢修和切換等工作時操作步驟少，簡潔且安全。經(jīng)濟(jì)性：滿足以上要求的情況下，盡量節(jié)約建設(shè)資金，運(yùn)行和維護(hù)的成本也應(yīng)該盡可能的低。電機(jī)啟動方式選擇為了選出最適合的電機(jī)啟動方式，本設(shè)計(jì)將討論不同方案的優(yōu)劣，根據(jù)需求選出本次滲漏排水自動化系統(tǒng)最合適的電機(jī)啟動方式。全壓直接啟動小功率電機(jī)在工程實(shí)踐中采用全壓直接啟動的方式啟動是主流，這也是因?yàn)檫@種啟動方式具有的優(yōu)點(diǎn)(劉昊天,王芳慧,2019)：這在某個角度上證明了便捷維護(hù)、實(shí)惠經(jīng)濟(jì)、操作不復(fù)雜、啟動時間短。缺點(diǎn)：啟動電流大，電源輸出電壓小，導(dǎo)致電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩小。自耦變壓器降壓起動啟動電壓可通過自耦變壓器的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)一定程度的降低。棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)該方案的優(yōu)點(diǎn)：減壓自耦啟動啟動轉(zhuǎn)矩較大；自耦減壓啟動可通過抽頭調(diào)節(jié)大小(張思怡,李紫云,2019)。星三角啟動星三角啟動即Y-Δ降壓啟動，這種方案啟動電流降低，對電網(wǎng)沖擊也會因此降低。采用Y-Δ降壓啟動的電機(jī)，啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩會降低。這清楚地揭示了真相因此電機(jī)的空載啟動和負(fù)載啟動更多采用Y-Δ降壓啟動，該方案的啟動方式結(jié)構(gòu)簡單同時較為經(jīng)濟(jì)。變頻啟動變頻啟動主要用于有速度控制要求的電機(jī)，涉及的技術(shù)繁多，想要改變機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，需要利用變頻器來改變頻率間接達(dá)到目的，該項(xiàng)啟動方式成本較高，維護(hù)復(fù)雜。軟啟動利用軟啟動器可以避免二次沖擊電流，電機(jī)調(diào)壓啟動的方式能夠避免二次沖擊電流這種常見的缺陷(李澤洋,王倩琳,2019)。棗莊龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)將沖擊電流變成可控可調(diào)的啟動電流，且不需要交流接觸器，啟動過程全程平滑的無沖擊轉(zhuǎn)矩(陳靖怡,薛麗敏,2019)。本文在研究路徑上也有所創(chuàng)新，作者借鑒了前人關(guān)于該主題的研究，增強(qiáng)了研究的深度。首先，通過綜合評估現(xiàn)有文獻(xiàn)中的核心理論與實(shí)證結(jié)果，本文提出了一套更系統(tǒng)、更全面的框架，目標(biāo)是為該領(lǐng)域的研究提供新視角和方法論指導(dǎo)。為了確保研究的有效性和準(zhǔn)確性，不僅驗(yàn)證了前期理論假設(shè)，還對未被充分研究的領(lǐng)域進(jìn)行了探索。為了取得良好的工作效果，本次滲漏排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用軟啟動方式。軟啟動器的選型軟啟動器技術(shù)既能保證發(fā)動機(jī)平穩(wěn)啟動，降低電壓，又能在一定程度上對電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償和變頻，這在一定程度上凸顯出發(fā)動機(jī)啟動時各類相關(guān)設(shè)備得到良好的保護(hù)，高效率的降低對電網(wǎng)及相關(guān)設(shè)備的負(fù)面影響。軟啟動的起動方式包括(龔俊杰,范冰冰,2022)：限流起動電機(jī)啟動的啟動電流必須在限定的大小范圍之內(nèi)，不能超出規(guī)定的最大電流值Is。限流啟動的優(yōu)點(diǎn)：這在某種程度上象征棗莊龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)啟動時啟動電流小，從這些分析中證明電壓控制起動輕載啟動我們通常會選用電壓控制啟動，因?yàn)檫@種方案電機(jī)的啟動時間能極大的被縮短，還不影響啟動壓降，能在最快時間內(nèi)使電機(jī)達(dá)到最大啟動轉(zhuǎn)矩(郭晨曦,羅文娟,2023)。電壓斜坡起動與其他方案相比，電壓傾斜啟動只需調(diào)整晶閘管的導(dǎo)通角就能實(shí)現(xiàn)理想的啟動效果，是最這幾種啟動方式里面最簡單的方案。這在某個角度上證明了但是棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)的電壓斜坡啟動的初試時間長，同時還存在初始轉(zhuǎn)矩小的缺陷，對電機(jī)啟動存在不利影響(陸志豪,胡艷萍,2019)。轉(zhuǎn)矩控制起動與電壓控制相反，轉(zhuǎn)矩控制起動則是重載啟動的常用選擇(谷雨晨,劉瑤瑤,2019)。電機(jī)在這種轉(zhuǎn)矩控制起動下的初始力矩是由小到大線性增加的，其優(yōu)點(diǎn)是啟動平穩(wěn)，靈活性好，能更好地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)?？梢园l(fā)現(xiàn)，本研究重視跨學(xué)科交叉，采納了經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會學(xué)等領(lǐng)域的理論工具和分析方法，力圖從多方面解析研究問題，以拓展和豐富已有理論體系。通過深入剖析研究結(jié)果，本文提出了具有實(shí)踐價值的政策建議或行動指南，希望能夠促進(jìn)行業(yè)發(fā)展、決策規(guī)劃及未來研究方向的優(yōu)化。同時，電動機(jī)啟動時，控制轉(zhuǎn)矩啟動的方案，有效降低了電機(jī)運(yùn)行對電網(wǎng)的影響。然而，有得有失，轉(zhuǎn)矩控制起動缺點(diǎn)是啟動時間比其他啟動方法長。棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)本次設(shè)計(jì)的控制對象為無調(diào)速需求的兩臺水泵，電機(jī)額定電壓為380V。綜合考慮設(shè)計(jì)的需要和其他有利因素，本次系統(tǒng)中電機(jī)的啟動方式設(shè)計(jì)采用電壓斜坡的軟啟動方式(范宇彬,王依婷,2019)。從這些會議中看出龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)電壓從小斜率線性上升到大斜率的方式是斜坡張力的起始點(diǎn)，主要用于重載啟動，它將降壓啟動從有級到無級變化。最終本次滲漏排水系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)決定選用施耐德系列的ATS48D75Q啟動器。電機(jī)保護(hù)在棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)中主要電機(jī)保護(hù)需求主要包括過載、低電壓和短路保護(hù)。過載保護(hù)：在系統(tǒng)負(fù)荷過大時，導(dǎo)體會出現(xiàn)過載的緊急狀況。過載保護(hù)即在電機(jī)溫度過高時自動切斷電源或切換工作模式來防止出現(xiàn)安全事故。低電壓保護(hù)：這在某個角度上證明了低壓保護(hù)可自動切斷電路，其功能是避免突然失去電壓或電壓急劇下降的情況下，在恢復(fù)電壓時電機(jī)突然啟動造成安全事故，這在某種程度上象征同時消除電機(jī)低壓工作損壞的可能性(孫浩然,張倩琳,2022)。相間短路保護(hù)：在系統(tǒng)突發(fā)供電電源相間短路的情況時，最大短路電流可達(dá)額定電流的8-10倍，短路電流對發(fā)動機(jī)危害很大。短路計(jì)算查詢可知線路阻抗計(jì)算公式如下SB=100MWA，X式中：查詢可知電機(jī)阻抗計(jì)算公式如下 X?X"?S查詢可知變壓器阻抗的計(jì)算公式如下XT?UK%?SNS棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖所示圖1最大運(yùn)行方式網(wǎng)絡(luò)圖XXX圖2轉(zhuǎn)移電抗圖兩臺電機(jī)電抗星三角計(jì)算：X∑1X∑2X得到：圖3星三角變換電抗圖由圖得：XXX計(jì)算結(jié)果得：I?1=0.65，電機(jī)I歸算后的額定電流為：II計(jì)算得短路沖擊電流如下i電流的最大有效值如下I當(dāng)kIimp主要元器件選型主回路元器件選型斷路器的選擇在棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)的主回路中斷路器主要用來切斷母線上的突然出現(xiàn)的短路故障，及時將故障隔離(徐澤宇,孟菲菲,2023)。即使本文對這部分的研究結(jié)論還沒有全面揭示，但從已有成果中可以看出其指導(dǎo)意義。初步研究為該領(lǐng)域提供了新的視角和見解，有助于識別核心變量及其相互作用機(jī)制，為未來的深入研究奠定了基礎(chǔ)。此外，這些發(fā)現(xiàn)揭示了一些潛在的趨勢和模式，可以為理論框架的發(fā)展提供實(shí)證證據(jù)，并鼓勵更多的學(xué)術(shù)交流與辯論。斷路器最大工作電流如下I斷路器的額定開斷電流如下INbrI"額定閉合電流：INcl式中：INclI斷路器在長延時情況下面的脫扣整定值Indl式中：InalK根據(jù)相關(guān)規(guī)定可知：2～2.5倍啟動電流與瞬時過電流脫扣器整定電流差不多大小。本次設(shè)計(jì)滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)采用型號為150WGL-320-26的電機(jī)，根據(jù)電機(jī)說明書可知電機(jī)的額定電壓是45KW，通過簡單的計(jì)算可知電機(jī)的額定電流(王思博,劉曉彤,2023):I長延時脫扣整定值為：I根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，我們合理選擇斷路器的類型是施耐德CompactNSX-LV427358，其脫扣電流為125A。表4斷路器參數(shù)表型號額定電流脫扣器額定值分?jǐn)嗄芰τ|頭數(shù)量LV427358125A125AF36kA380VAC3P+3d熱穩(wěn)定校驗(yàn)：由于短路電流的熱效應(yīng)Qk等于短路電流周期分量的熱效應(yīng)Qω,根據(jù)計(jì)算，滿足It2?動穩(wěn)定校驗(yàn)：短路沖擊電流的幅值不得超過允許通過設(shè)備的動穩(wěn)定開斷電流的幅值，即ies≥is?，而i交流接觸器的選擇交流接觸器在高頻率的操作中具有重要作用，因?yàn)榻涣鹘佑|器能夠適應(yīng)高頻率的接通和迅速切斷，非常適用于本次系統(tǒng)中對電機(jī)的控制。從這些會議中看出在本次棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的最大工作電流為59.24（A），這在某個角度上證明了綜合考慮各種因素，我們合理選擇型號為CJX2-6511的接觸器，查閱說明書可知CJX2-6511額定電流為65A。表3交流接觸器參數(shù)型號額定工作電流控制功率觸頭數(shù)量CJX2-651165A30KW3P+N0+NC熱繼電器的選擇這在某種程度上象征熱繼電器是一類簡單的保護(hù)器件，簡單的熱繼電結(jié)構(gòu)卻能起到較大的保護(hù)作用，因此常用于電機(jī)保護(hù)(楊皓和,孫夢婷,2021)。這在一定程度上凸顯出在電機(jī)運(yùn)行過程中，滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)的熱繼電器擁有保護(hù)發(fā)動機(jī)不超載的能力。這在某種程度上揭示出熱繼電器能夠在電路異常異常情況下，避免因?yàn)殡姍C(jī)超負(fù)荷運(yùn)行而損壞。額定電流：ISN根據(jù)上述公式，我們經(jīng)過計(jì)算可得85.2435A～94.2165A為熱繼電器的額定電流，綜合考慮各種因素，我們合理選擇型號為施耐德LRN365N的熱繼電器。表5熱繼電器參數(shù)表型號工作電流范圍額定電壓額定頻率觸頭數(shù)量LRN365N80…104A<=690VAC50...60Hz1NO+1NC電纜選擇棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇的電纜需要考慮電纜的額定電壓和截面積等等綜合進(jìn)行選型(趙晨陽,鄭涵蓉,2020)。電纜的額定電壓需要比系統(tǒng)的額定電壓更大才具有更好的載流能力，而電纜的載流量我們通過計(jì)算電纜截面積的大小來得到。從這些分析中證明因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的系統(tǒng)處于室內(nèi)，所以不考慮氣候與天氣等等環(huán)境因素。綜合考慮各種因素，棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)的銅芯電纜在各種材料的電纜中脫穎而出，查閱說明書可知，銅芯電纜的安全載流量是額定電流的0.125～0.2倍。導(dǎo)線的截面積計(jì)算公式如下：0.125I≥S≥0.2I（4-7）式中：S?銅導(dǎo)線面積（mmI?導(dǎo)線的負(fù)載電流（A）。電纜載流量如下：I我們通過簡單的計(jì)算可以確認(rèn)在10.6837（mm2）~17.094(mm2表7電纜參數(shù)表型號額定電壓載流量最高允許溫度VV22-3x50+2x25380V141A70℃PLC硬件及軟件的設(shè)計(jì)與選型PLC概述PLC是可編程控制器的縮寫，它是一種專門用于工業(yè)環(huán)境的開發(fā)類電子產(chǎn)品，由于可編程控制器出色的擴(kuò)展能力和良好的可靠性，各類工業(yè)控制領(lǐng)域都能見到PLC的應(yīng)用。PLC的選型選用三菱FX2N-48MR作為滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)。重量輕、速度快、性能優(yōu)良等特點(diǎn)是三菱FX2N系列PLC的特點(diǎn)。本研究的發(fā)現(xiàn)與葛飛合教授的工作相一致，不論是在設(shè)計(jì)流程還是最終的分析方面。在設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了系統(tǒng)性的研究手段，確保了從構(gòu)想到實(shí)現(xiàn)的每一步都有證據(jù)支持。本研究同樣關(guān)注理論模型的搭建，這不僅為具體的設(shè)計(jì)決定提供了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還深化了對相關(guān)變量之間復(fù)雜聯(lián)系的認(rèn)識。此外，在設(shè)計(jì)階段本文重視跨學(xué)科的合作，通過匯聚不同領(lǐng)域的專業(yè)知識增加了方案的完整性和創(chuàng)新性，這種方法讓團(tuán)隊(duì)能夠即時響應(yīng)新問題，并靈活調(diào)整研究路線。根據(jù)設(shè)計(jì)需求，這在某種程度上象征本次設(shè)計(jì)共有14個輸入信號和11種不同狀態(tài)的輸出信號，三菱FX2N-48MR共有48個的I/O點(diǎn)，從這些會議中看出在滿足本次設(shè)計(jì)需求的情況下還能保留一定的余量，鑒于三菱FX2N-48MR出色的擴(kuò)展能力和良好的可靠性，故本次設(shè)計(jì)選用該P(yáng)LC(高鵬飛,何麗娜,2023)。PLCI/O端口分配在本次棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，共有14個輸入信號包含電源故障、電機(jī)故障、電機(jī)運(yùn)行、電機(jī)啟停、軟啟動器故障、正常水位信號、高水位信號和自動信號，輸入信號分配表如下：圖4PLC輸入端口分配表本次滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)共有11種不同狀態(tài)的輸出信號，可通過不同顏色的信號燈來傳達(dá)系統(tǒng)各設(shè)備的不同狀態(tài)，輸出信號表如下：圖5PLC輸出端口分配表PLC人機(jī)界面本系統(tǒng)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)包括：操作主頁的設(shè)計(jì)、實(shí)時參數(shù)的數(shù)據(jù)化顯示設(shè)計(jì)、歷史記錄查詢界面的設(shè)計(jì)等，這在某種程度上揭示出人機(jī)界面采用SUP070SARG1型號的顯示屏，人機(jī)界面能夠高效的展示系統(tǒng)當(dāng)前各項(xiàng)狀態(tài)，直觀的顯示系統(tǒng)各種信號，方便人員辨別和操作(張思怡,李紫云,2019)。棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)的人機(jī)界面能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)視包括：電源的供電狀態(tài)；集水井的水位狀態(tài)；為了保證研究結(jié)果的有效性和信任度，本文通過綜合國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)典與創(chuàng)新文獻(xiàn)，建立了一個可靠的研究平臺。這一步驟不僅突出了本研究的獨(dú)到之處，也確保了本文的分析是建立在對已有知識透徹理解的基礎(chǔ)上。本文使用了多種類型的數(shù)據(jù)源，比如相關(guān)學(xué)術(shù)材料和官方文檔，資料選取考慮了其權(quán)威性、現(xiàn)代性和代表性，以確保能夠全面地展現(xiàn)研究主題的發(fā)展情況。這在一定程度上凸顯出水泵等電器元件的動作情況；系統(tǒng)運(yùn)作時顯示集水井實(shí)時水流量和排水量；其中體現(xiàn)出同時能夠顯示警戒和報(bào)警信號。滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)人機(jī)界面實(shí)時顯示水位的高度、流量的大小，并通過可視化的界面向工作人員進(jìn)行展示(陳靖怡,薛麗敏,2019)。這在某種程度上象征人機(jī)界面能夠監(jiān)控主泵與副泵的運(yùn)行與故障狀況，這在某個角度上證明了并通過不同顏色的標(biāo)識來加以辨別。在操作界面，工作人員能夠查看系統(tǒng)的開入量、開出量和模擬量，還能控制屏幕背光。這清楚地揭示了真相工作人員還可以通過人機(jī)界面查看集水井水位的歷史記錄和水泵的操作記錄。圖6棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)人機(jī)界面示意圖

控制回路元器件的選擇圖7主回路控制圖控制電路的電源控制回路電源是為了提供直流DC24V的電壓給控制回路，其工作原理是通過交流AC220V的電壓整流轉(zhuǎn)換得到。棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)中，我們采用兩臺控制電源，這樣做使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性更高，在故障時有備用電源可用。綜合考慮各種因素和不同品牌之間的差異，我們最終在多個品牌中選定了施耐德ABL2REM24100K型開關(guān)電源，其參數(shù)為：U輸入=100V~240水位傳感器在本次棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要通過水位傳感器對集水井水位進(jìn)行確定，這在某種程度上象征選用WH311超聲波水位傳感器來實(shí)現(xiàn)對水位的檢測。超聲波水位傳感器具有投資小、見效快、精度高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，從這些會議中看出在測量過程中無需接觸水面，這在某個角度上證明了無接觸觀測減小了故障概率，提高了勞動效率。具有較高的兼容性，適宜水電站使用(郭晨曦,羅文娟,2021）。WH311超聲波水位傳感器測量范圍0-2000M，測量精度1CM，具有較高的性能。表8水位傳感器參數(shù)表型號額定電壓測量范圍測量精度輸出信號WH31124V2000M1CM4~20mA轉(zhuǎn)換開關(guān)工作人員可以利用轉(zhuǎn)換開關(guān)來切換電機(jī)的不同工作狀態(tài)，利用轉(zhuǎn)換開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的快捷操作，綜合考慮各種有利因素我們選擇型號為LW26-20的轉(zhuǎn)換開關(guān)。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面從以下兩個方面去創(chuàng)新：一是從成本管理方法去創(chuàng)新，引入了一種基于全生命周期成本管理的方法，這種方法不僅關(guān)注初期投資，還著重考慮了長期的運(yùn)營成本。通過精細(xì)化的成本核算模型，這在某種程度上揭示出我們可以更準(zhǔn)確地評估不同設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性從而做出最優(yōu)的選擇；二是從安全防護(hù)體系去創(chuàng)新，面對日益復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)安全威脅我們構(gòu)建了一個多層次、全方位的安全防護(hù)體系。這一章節(jié)的撰寫參考了章和寧教授有關(guān)該主題的研究成果，尤其在思考框架和技術(shù)應(yīng)用上有顯著體現(xiàn)。在思路設(shè)計(jì)上，本文秉承了章教授所強(qiáng)調(diào)的系統(tǒng)組織和邏輯一致性。通過深度分析研究對象的內(nèi)部組成和運(yùn)行規(guī)律，本研究不僅借鑒了章教授提出的多層次、多角度分析問題的方法，還嘗試將這些概念應(yīng)用于具體場景，確保研究結(jié)果的全面性和準(zhǔn)確性。在技術(shù)手段上，本文選擇了章教授支持的定量與定性相結(jié)合的研究途徑，為研究提供了穩(wěn)固的數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。開發(fā)了一套智能安全分析平臺，結(jié)合大數(shù)據(jù)和人工智能等進(jìn)行實(shí)時分析快速識別潛在威脅，并自動采取相應(yīng)的防御措施。這一創(chuàng)新舉措不僅提高了安全事件的響應(yīng)速度，也增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體安全性。開關(guān)按鈕綜合考慮棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求和有利因素，我們選擇型號為NP4-11BN的按鈕開關(guān)，這在一定程度上凸顯出該型號開關(guān)具有自復(fù)位自鎖功能，額定電壓為660V，且自帶燈光，能夠一目了然的判斷開關(guān)狀態(tài)，功能滿足需求(谷雨晨,劉瑤瑤,2019)。蜂鳴器蜂鳴器能夠發(fā)出聲音，警示工作人員，使得棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況時，工作人員能夠快速反應(yīng)，這清楚地揭示了真相及時的排除故障，保證系統(tǒng)不出問題。綜合考慮設(shè)計(jì)需求和有利因素，我們選擇的蜂鳴器型號為BJ-1高分貝，額定電壓為24V。信號燈這在某種程度上象征系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)通過紅黃綠三種顏色的燈來快速展示，以便工作人員判斷系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)，綜合考慮各種因素，本次設(shè)計(jì)選擇信號燈為施耐德電氣XB2VB3LC的信號燈。中間繼電器本次棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用正泰JXZ-22F型號的中間繼電器，該型號中間繼電器的額定電壓為DC24V，工作電流為5A，共有8個引腳，4開4閉。

程序設(shè)計(jì)總程序流程圖8總流程圖液位信號處理流程水位信號由超聲波傳感器WH311檢測，根據(jù)波速和時間計(jì)算出水位，并轉(zhuǎn)換成4~20mA的電流信號。通過電纜與PLC輸入端口相連接，將棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)的模擬水位信號傳輸?shù)絇LC，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)存儲，實(shí)現(xiàn)信號輸入的目的。圖9液位信號處理流程圖水泵控制流程本次滲漏排水采用兩臺排水泵。系統(tǒng)通過PLC對水位信號的檢測來控制排水泵的運(yùn)行。低水位時，如果水位信號低于1817.9米，棗莊滕州市龍山路街道水電廠滲漏排水系統(tǒng)中的水泵不工作。水位繼續(xù)上升，上升水位達(dá)到1821.3米，我們的主泵首先開始工作排水。這在某種程度上象征如果水位仍然上升，到達(dá)高水位1821.7米時，我們就需要啟動另外的備用水泵來加速排水工作(孫浩然