旋轉(zhuǎn)式濾水器plc

1、目 錄1 課程設(shè)計(jì)目的12 課程設(shè)計(jì)題目描述和要求12.1設(shè)備概況12.2 控制要求22.3 設(shè)計(jì)任務(wù)43.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容43.1 控制任務(wù)的分析與輸入輸出點(diǎn)分配43.2 控制原理圖或PLC接線原理圖53.3 S7-300的硬件組態(tài)及程序編寫73.4 操作說明及注意事項(xiàng)134. 總結(jié)及體會(huì)13參考文獻(xiàn)：14 1 課程設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)的主要目的是通過某一生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制裝置的設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計(jì)方法。通過設(shè)計(jì)也有助于復(fù)習(xí)、鞏固以往所學(xué)的知識(shí)，達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。電氣設(shè)計(jì)必須滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝的要求，因此，設(shè)計(jì)之前必須了解設(shè)備的用途、

2、結(jié)構(gòu)、操作要求和工藝過程，在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計(jì)工作的整體觀念。課程設(shè)計(jì)應(yīng)強(qiáng)調(diào)能力培養(yǎng)為主，在獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的同時(shí)，還要注意其他幾方面能力的培養(yǎng)與提高，如獨(dú)立工作能力與創(chuàng)造力；綜合運(yùn)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識(shí)的能力，解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力；查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊(cè)和各種工具書的能力；工程繪圖的能力；書寫技術(shù)報(bào)告和編制技術(shù)資料的能力。2 課程設(shè)計(jì)題目描述和要求2.1設(shè)備概況 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(duì)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(tái)使用，也可多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行。旋轉(zhuǎn)式濾水器的基本工作原理是

3、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。 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，差壓控制器內(nèi)微動(dòng)開關(guān)無動(dòng)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(shí)間過濾原水，勢(shì)必在濾水器內(nèi)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(shí)差壓控制器內(nèi)微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作輸出，常開觸點(diǎn)閉合，接通控制系統(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。旋轉(zhuǎn)式濾水器控制框圖如圖2-1所示。 圖2-1 旋轉(zhuǎn)式濾水器

4、控制框圖2.2 控制要求 (1)手動(dòng)調(diào)試和檢修 SA1手柄指向左45º時(shí)，接點(diǎn)SA1-1接通，通過SB1、SB2 控制按鈕，手動(dòng)開/關(guān)電動(dòng)閥，通過SB3、SB4控制按鈕，手動(dòng)開/關(guān)濾水器電動(dòng)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(shí)，接點(diǎn) SA1-2 接通，人工起動(dòng)、停止旋轉(zhuǎn)式濾水器進(jìn)行除雜排污。 (3)定時(shí)自動(dòng)除雜排污 SA1手柄回零位時(shí)，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(shí)間正常濾水，不能進(jìn)行差壓自動(dòng)除雜排污。由于旋轉(zhuǎn)式濾水器長時(shí)間置于水中，各個(gè)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)銹蝕，影響過濾和除雜排污或?qū)е滦D(zhuǎn)式濾水器損壞

5、，因此，需要具有定時(shí)自動(dòng)除雜排污功能。 (4)差壓自動(dòng)除雜排污 SA1 手柄回零位時(shí)，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(shí)，旋轉(zhuǎn)式濾水器自動(dòng)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(shí)，旋轉(zhuǎn)式濾水器自動(dòng)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)式濾水器內(nèi)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，差壓控制器內(nèi)微動(dòng)開關(guān)長時(shí)間動(dòng)作（810min），需要立即停車，并發(fā)出聲光報(bào)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

6、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(dòng)電動(dòng)機(jī)與濾水器電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行。 (8)除雜排污閥門的電動(dòng)裝置 內(nèi)設(shè)三相交流異步電動(dòng)機(jī)380V/60W、閥門限位開關(guān)和電動(dòng)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(duì)象運(yùn)行狀態(tài)顯示等。 (10)相關(guān)參數(shù) 濾水器電動(dòng)機(jī)M1：Y系列，AC380V，1.5 kW，6極；液壓泵電動(dòng)機(jī)M2：Y系列，AC380V，70W，4極；減速機(jī)4極減速；電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)M3：AC380V，60W，電動(dòng)閥自帶。 差壓變送器測(cè)量范圍：0.30.8M

7、Pa 可調(diào)，電感性電接點(diǎn)輸出：AC220V，1A。 指示燈HL：10mA，DC24V。 電鈴 HA：8W，AC220V。(11) 控制信號(hào)說明見表9。2.3 設(shè)計(jì)任務(wù) (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、 控制電路及PLC硬件配置電路。 (2)根據(jù)控制要求，編制旋轉(zhuǎn)式濾水器控制PLC應(yīng)用程序，有條件可以利用模擬開關(guān)板調(diào)試程序，模擬運(yùn)行。 (3)編寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括： 設(shè)計(jì)過程和有關(guān)說明。 基于PLC的旋轉(zhuǎn)式濾水器電氣控制系統(tǒng)電路圖。 PLC控制程序（梯形圖和指令表） 。 電器元器件的選擇和有關(guān)計(jì)算。 電氣設(shè)備明細(xì)表。 參考資料、參考書及參考手冊(cè)。 其他

8、需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解決方法、對(duì)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和建議等。3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容3.1 控制任務(wù)的分析與輸入輸出點(diǎn)分配輸  入   點(diǎn)序號(hào)  文字符號(hào)程序指令 說    明1SA1-1I8.0手動(dòng)控制轉(zhuǎn)換開關(guān)2SA1-2I8.1人工除雜排污控制轉(zhuǎn)換開關(guān) 3SA1-0I8.2自動(dòng)除雜排污轉(zhuǎn)換開關(guān) 4SB1I8.3手動(dòng)開電動(dòng)閥按鈕5SB2 I8.4手動(dòng)關(guān)電動(dòng)閥按鈕6SB3I8.5手動(dòng)開濾水器、液壓泵按鈕7SB4I8.6手動(dòng)關(guān)濾水器、液

9、壓泵按鈕8SQ1I8.7電動(dòng)閥打開限位開關(guān)9SQ2I9.0電動(dòng)閥關(guān)閉限位開關(guān)10KPI9.1壓差變送器信號(hào)輸 出 點(diǎn)序號(hào) 文字符號(hào) 程序指令說    明 1KM1,HL6Q12.0開電動(dòng)閥接觸器與指示燈2 KM2,HL7Q12.1關(guān)電動(dòng)閥接觸器與指示燈3 KM3,HL8Q12.2濾水器、液壓泵運(yùn)行接觸器與指示燈4 HL1Q12.3手動(dòng)控制指示燈5 HL2Q12.4人工除雜排污指示燈6 HL3Q12.5定時(shí)自動(dòng)除雜排污指示燈7 HL4Q12.6差壓自動(dòng)除雜排污指示燈8HL5,HAQ12.7故障指示燈及報(bào)警電鈴9H Q13.0

10、除雜排污次數(shù)顯示（5位）3.2 控制原理圖或PLC接線原理圖3.2.1主電路設(shè)計(jì)圖3.2.1旋轉(zhuǎn)式濾水器控制系統(tǒng)主電路圖（1）M1、M2、M3、M4分別表示濾水器電動(dòng)機(jī)液、壓泵電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)和電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)。（2）主回路中交流接觸器KM3控制濾水器電動(dòng)機(jī)M1、液壓泵電動(dòng)機(jī)M2；KM1、KM2通過正、反轉(zhuǎn)控制電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)M4,完成開起閥門和關(guān)閉閥門的功能。 （3）電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4由熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。（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)。（5） 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嘟涣麟娫吹淖饔茫?/p>

11、使用和維修方便。3.2.2交流控制電路設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，共有19個(gè)I/O接口，其中10個(gè)輸入接口，9個(gè)輸出接口。根據(jù)S7-200系列的技術(shù)指標(biāo)選擇型號(hào)為CPU224的PLC。CPU224的用戶存儲(chǔ)空間為4096字，用戶數(shù)據(jù)為2560字，有14個(gè)輸入端口和10個(gè)輸出端口，可以滿足本控制系統(tǒng)的控制要求。其中，輸出部份分為220V輸出和24V輸出兩部份。220V輸出為電動(dòng)機(jī)控制的接觸器和報(bào)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，所以必須提供兩種不同電壓的電源，這兩個(gè)電源由交流控制電路提供。圖3.2.2 旋轉(zhuǎn)式濾水器控制系統(tǒng)的PLC控制電路圖3.2.3 主要參數(shù)計(jì)算 （1

12、）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(duì)象為電感性負(fù)載交流電動(dòng)機(jī)，斷路器過電流脫扣值按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的1.7倍整定。旋轉(zhuǎn)式濾水器有1.5KW負(fù)載電動(dòng)機(jī)一臺(tái)，起動(dòng)電流較大，其余動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)運(yùn)行，因此可根據(jù)1.5kW電動(dòng)機(jī)選擇自動(dòng)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IFU。以濾水器電動(dòng)機(jī)為例，I2IN2×3A6A， 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 S7-300的硬件組態(tài)及程序編寫3.3.1 S7-30

13、0的硬件組態(tài)二臺(tái)為100W以下，起動(dòng)電流較小，工藝要求濾水器電動(dòng)機(jī)和液壓泵電硬件組態(tài)如下： 電源模塊 PS 307 5A 6ES7 307-1EA00-0AA0 CPU315-2 PN/DP 6ES7 315-2EH14-0AB0 模擬量輸入模塊 AI 8*12BIT 6ES7 331-7KF02-0AB0模擬量輸出模塊 AQ 2*12BIT 6ES7 332-5HB01-0AB0數(shù)字量輸入模塊 DI 16 * DC 24V 6ES7 321-1BH02-0AA0 數(shù)字量輸出模塊 DO 16 * DC 24V/0.5A 6ES7 322-1BH01-0AA03.3.2旋轉(zhuǎn)式濾水器電氣控制流程圖

14、3.3.2程序編寫3.4 操作說明及注意事項(xiàng)(1)各處電器、電路有熔斷器和熱繼電器保護(hù)，不易發(fā)生燒熔故障； (2)定時(shí)功能還只能通過PLC定義，如需外界定義還要另外添加硬件； (3)自動(dòng)除雜和差壓除雜切換明確，兩工作方式互不干擾； (4)整機(jī)的濾水器電機(jī)和液壓泵電機(jī)始終工作，進(jìn)行排污時(shí)只有電動(dòng)閥電機(jī)啟動(dòng)停止，有效減少機(jī)械振動(dòng)和電機(jī)的頻繁啟動(dòng)，延長了整機(jī)的壽命。4. 總結(jié)及體會(huì)通過這次的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，我鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)，豐富了實(shí)踐也加強(qiáng)了對(duì)PLC的理論理解，鍛煉了深入鉆研思考的能力，也增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力。它讓我明白只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，才是真正地掌握一門技術(shù)。在設(shè)計(jì)的過程中由于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的欠缺我們遇到了很多問題，比如說編程調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)很多錯(cuò)誤由于思路的偏離，只能從頭改起，還有早期思路尚未理清便開始編程導(dǎo)致系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)難以實(shí)現(xiàn)，從而發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足之處。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷思索，不斷改正，對(duì)所設(shè)計(jì)的程序與電路的反復(fù)改動(dòng)