PLC課程設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)式濾水器電氣控制系統(tǒng)

1、 精選文檔旋轉(zhuǎn)式濾水器電氣把握系統(tǒng)摘 要：水電廠濾水器的正常運(yùn)行是保證水電廠技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)備平安運(yùn)行的一項(xiàng)重要內(nèi)容，依據(jù)水電廠水源的實(shí)際狀況，選擇一種牢靠性高和適應(yīng)實(shí)際水質(zhì)狀況的濾水器，是水電廠技術(shù)供水系統(tǒng)運(yùn)行牢靠的保證。目前，我國(guó)部分水電廠還接受傳統(tǒng)的老式濾水器，由于設(shè)計(jì)落后、自動(dòng)化程度低，污物不能有效排解 。特殊是夏季暴風(fēng)雨季節(jié)，水中污物更加突出，再加上近年來(lái)越來(lái)越多的塑料瓶、袋等雜物的增多，給電廠平安經(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(dòng)強(qiáng)度。本文爭(zhēng)辯的用PLC實(shí)現(xiàn)的全自動(dòng)把握旋轉(zhuǎn)式濾水器主要用于水力發(fā)電廠的生產(chǎn)用水過(guò)程中，對(duì)進(jìn)入水廠原水中2

2、cm3以上的漂移雜物進(jìn)行過(guò)濾除雜。該設(shè)備安裝在水處理車(chē)間的進(jìn)水管道入口處，依據(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依據(jù)旋轉(zhuǎn)式濾水器進(jìn)水口、出水口之間的水位壓力差來(lái)把握旋轉(zhuǎn)式濾水器的除雜排污。關(guān)鍵詞：PLC把握；自動(dòng)把握；濾水器；排污 名目摘要.1第一章 設(shè)備把握原理.3 1.1 設(shè)備簡(jiǎn)介.4 1.2 系統(tǒng)把握原理及設(shè)計(jì)要求.4其次章 PLC的概述.6 2.1 PLC的定義.6 2.2 PLC的特點(diǎn).6 2.3 PLC的基本結(jié)構(gòu).7 2.4 PLC的工作原理. .8 第三章 旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)的設(shè)計(jì).9 3.1 整體結(jié)構(gòu).9 3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu).9

3、3.3 電氣把握設(shè)計(jì).10 3.3.1 主電路設(shè)計(jì).10 3.3.2 溝通把握電路設(shè)計(jì).12 3.3.3 主要參數(shù)計(jì)算.13 3.3.4 PLC把握電路設(shè)計(jì).13 3.3.5 PLC把握的程序設(shè)計(jì).17第四章 基于單片機(jī)的計(jì)數(shù)顯示模塊設(shè)計(jì).21 4.1 計(jì)數(shù)顯示把握電路設(shè)計(jì).21 4.2 計(jì)數(shù)顯示程序設(shè)計(jì).22課程設(shè)計(jì)總結(jié).25參考文獻(xiàn).26附錄： 旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)的元器件清單.26 第一章 設(shè)備把握原理旋轉(zhuǎn)式濾水器接入管道系統(tǒng)后，水就會(huì)從進(jìn)水口進(jìn)入濾水器，過(guò)濾后的水從出水口流出，當(dāng)水中雜質(zhì)通過(guò)網(wǎng)芯時(shí)，由于體積大于網(wǎng)芯孔，而被截留在網(wǎng)芯上，當(dāng)聚積到肯定數(shù)量時(shí)，即造成進(jìn)水口和出水口有肯定壓差

4、。這時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)網(wǎng)芯進(jìn)行自動(dòng)反沖洗，雜質(zhì)將會(huì)從排污口自行排出。旋轉(zhuǎn)式濾水器的把握原理如下圖圖1所示： 圖1 旋轉(zhuǎn)式濾水器把握原理圖 1.1 設(shè)備簡(jiǎn)介 如圖1所示，旋轉(zhuǎn)式濾水器具有手動(dòng)把握和自動(dòng)把握兩種方式，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)試和檢修，人工除雜排污， 定時(shí)自動(dòng)除雜排污，差壓自動(dòng)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(guò)程主要有以下兩個(gè)部分：正常濾水過(guò)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把握器設(shè)定值，因此，差壓把握器內(nèi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)無(wú)動(dòng)作輸出，原水正常過(guò)濾。 除雜排污過(guò)程：由于旋轉(zhuǎn)式過(guò)濾器長(zhǎng)時(shí)間過(guò)濾原水，勢(shì)必在濾水器內(nèi)的過(guò)濾孔中堵塞大量的水中漂移物，使得進(jìn)水口的水壓大

5、于出水口的水壓，出水量削減，進(jìn)、出水口產(chǎn)生的壓力差高于差壓把握器設(shè)定值，這時(shí)差壓把握器內(nèi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作輸出，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通把握系統(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)平安運(yùn)行。1.2 系統(tǒng)把握原理及設(shè)計(jì)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(guò)SB1、SB2把握按鈕，手動(dòng)開(kāi)/關(guān)電動(dòng)閥，通過(guò)SB3、SB4把握按鈕，手動(dòng)開(kāi)/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

6、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，固體漂移物也較少，因此，水處理車(chē)間的旋轉(zhuǎn)式濾水器長(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)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(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把握器設(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)生的壓力小于差壓把握器設(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(guò)濾孔被小顆粒雜物堵死無(wú)法

7、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)、出水口的壓力差仍舊未能降到正常值，差壓把握器內(nèi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)作（810min），需要馬上停車(chē)，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，因此需要記錄除雜排污次數(shù)（5位）。 (7) 減速機(jī)潤(rùn)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(rùn)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(mén)的電動(dòng)裝置  內(nèi)設(shè)三相溝通異步電動(dòng)機(jī)380V/60W、閥門(mén)限位開(kāi)關(guān)和電動(dòng)機(jī)過(guò)寵愛(ài)護(hù)，通過(guò)正、反相運(yùn)行實(shí)現(xiàn)開(kāi)閥、

8、關(guān)閥功能。 其次章 PLC的概述2.1 PLC的定義PLC即可編程把握器是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)把握裝置。PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程規(guī)律把握器，它的定義是: 一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它接受了可編程序的存儲(chǔ)器，用于在其內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行規(guī)律運(yùn)算、挨次把握、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面對(duì)用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出把握各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)當(dāng)按易于與工業(yè)把握系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。PLC是可編程規(guī)律電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語(yǔ)

9、言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說(shuō)有半導(dǎo)體的地方就有PLC。2.2 PLC的特點(diǎn)（1） 牢靠性高，抗干擾力量強(qiáng)高牢靠性是電氣把握設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于接受現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，接受?chē)?yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路實(shí)行了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的牢靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成把握系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已削減到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。（2） 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC進(jìn)展到今日，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模

10、的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)把握?qǐng)龊?。除了?guī)律處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算力量，可用于各種數(shù)字把握領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置把握、溫度把握、CNC等各種工業(yè)把握中。（3） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)把握計(jì)算機(jī)，是面對(duì)工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口簡(jiǎn)潔，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量規(guī)律把握指令就可以便利地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不生疏電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)把握打開(kāi)了便利之門(mén)。（4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建筑工作量小，

11、維護(hù)便利，簡(jiǎn)潔改造PLC用存儲(chǔ)規(guī)律代替接線規(guī)律，大大削減了把握設(shè)備外部的接線，使把握系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建筑的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得簡(jiǎn)潔起來(lái)。（5） 體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很簡(jiǎn)潔裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的抱負(fù)把握設(shè)備。2.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)把握的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同2.3.1 中心處理單元(CPU)中心處理單元(CPU)是PLC的把握中樞。它依據(jù)PLC系統(tǒng)程序賜予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的

12、狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行規(guī)律或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等全部的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最終將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。2.3.2存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。2.3.3電源PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著格外重要得作用。假如沒(méi)有一個(gè)良好的、可*得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的

13、制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也格外重視。一般溝通電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不實(shí)行其它措施而將PLC直接連接到溝通電網(wǎng)上去。2.4 PLC的工作原理當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以肯定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。(一) 輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入全部輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和

14、數(shù)據(jù)也不會(huì)轉(zhuǎn)變。因此，假如輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必需大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何狀況下，該輸入均能被讀入。(二) 用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的挨次依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的把握線路，并按先左后右、先上后下的挨次對(duì)由觸點(diǎn)構(gòu)成的把握線路進(jìn)行規(guī)律運(yùn)算，然后依據(jù)規(guī)律運(yùn)算的結(jié)果，刷新該規(guī)律線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。(三) 輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間

15、，CPU依據(jù)I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新全部的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。第3章 旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 整體結(jié)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)式濾水器設(shè)計(jì)中，一個(gè)主要的問(wèn)題就是污物的有效排放，這里接受兩臺(tái)電機(jī)：主電動(dòng)機(jī)(濾水器電動(dòng)機(jī))和排污電動(dòng)機(jī)(把握排污閥的開(kāi)關(guān))協(xié)作來(lái)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(hào)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)出水口相連接的部分不再贅述。3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)式濾水器主要由轉(zhuǎn)動(dòng)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)和內(nèi)部主要部件為不銹鋼材質(zhì)

16、。網(wǎng)芯中的網(wǎng)孔用沖床一次制成，具有耐腐蝕、不生銹，表面光滑、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、愛(ài)護(hù)裝置(1) 濾水機(jī)構(gòu)濾水機(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(guò)程是：水流經(jīng)人口管進(jìn)人人口水室，再由水室安排至各濾芯單元過(guò)濾，將水中的大顆粒雜質(zhì)濾掉后，由濾芯內(nèi)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內(nèi)。(2) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、定位鎖緊裝置、排污電機(jī)及相關(guān)部件組成，其作用是依據(jù)把握臺(tái)發(fā)來(lái)的指令，完成預(yù)定的動(dòng)作，使濾芯旋轉(zhuǎn)肯定角度或開(kāi)關(guān)排污閥門(mén)。(3) 排污機(jī)構(gòu) 排荇機(jī)構(gòu)由排污臺(tái)

17、、旋流子、支架、排污管及排枵閥等組成。當(dāng)需要排污時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)濾芯，進(jìn)行反沖洗。當(dāng)打開(kāi)排污閥門(mén)時(shí)，排污單元濾卷內(nèi)水流轉(zhuǎn)變方向，從環(huán)形水室及相臨單元濾芯內(nèi)進(jìn)人排污單元濾芯內(nèi)。當(dāng)反向流人的沖洗水進(jìn)入排圬單元濾芯時(shí)，被旋流子轉(zhuǎn)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(mén)排出，直到壁面潔凈為止。(4) 操作單元操作單元可使整個(gè)濾水器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或人工反沖洗，及除雜排污。設(shè)自動(dòng)時(shí)可進(jìn)行定時(shí)自動(dòng)和差壓自動(dòng)除雜排污。網(wǎng)芯單元的沖洗時(shí)問(wèn)，即：排污時(shí)間，可依據(jù)實(shí)際狀況自由設(shè)定。(5) 愛(ài)護(hù)裝置本裝置主要設(shè)置電動(dòng)機(jī)過(guò)載愛(ài)護(hù)裝置和超高壓報(bào)警停車(chē)裝置。在電機(jī)過(guò)載時(shí)和超高壓時(shí)，能準(zhǔn)時(shí)切斷電源，愛(ài)護(hù)電動(dòng)機(jī)；超高壓

18、時(shí)還能進(jìn)行報(bào)警，提示操作人員準(zhǔn)時(shí)排解故障。3.3 電氣把握設(shè)計(jì)3.3.1 主電路設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)的主電路如圖2所示。 （1） 主回路中溝通接觸器KM3把握濾水器電動(dòng)機(jī)M1、液壓泵電動(dòng)機(jī)M2；KM1、KM2通過(guò)正、反轉(zhuǎn)把握電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)M3,完成開(kāi)起閥門(mén)和關(guān)閉閥門(mén)的功能。 （2） 電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3由熱繼電器FR1、FR2、FR3實(shí)現(xiàn)過(guò)載愛(ài)護(hù)。電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)M3把握器內(nèi)還裝有常閉寵愛(ài)護(hù)開(kāi)關(guān)，對(duì)閥門(mén)電動(dòng)機(jī)M3實(shí)現(xiàn)雙重愛(ài)護(hù)。 （3） QF為電源總開(kāi)關(guān)，既可完成主電路的短路愛(ài)護(hù)，又起到分?jǐn)嗳鄿贤娫吹淖饔?，使用和修理便利?（4） 熔斷器FU1、FU2、FU3分別實(shí)現(xiàn)各負(fù)載回路的短路愛(ài)護(hù)。F

19、U4、FU5分別完成溝通把握回路和PLC把握回路的短路愛(ài)護(hù)。 圖2 旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)主電路圖3.3.2 溝通把握電路設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)的溝通把握電路圖如圖3所示。 圖3 旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)溝通把握電路圖3.3.2 溝通把握電路設(shè)計(jì)（1） 把握電路有電源指示HL。PLC供電回路接受隔離變壓器TC，以防止電源干擾。（2） 隔離變壓器TC的選用依據(jù)PLC耗電量配置，可以配置標(biāo)準(zhǔn)型、變比1：1、容量100VA隔離變壓器。（3） 3臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3的過(guò)載愛(ài)護(hù)，分別由3個(gè)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(guò)載愛(ài)護(hù)信號(hào)，KA1還起到電壓轉(zhuǎn)換

20、的作用，將220V溝通信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流24V信號(hào)送入PLC完成過(guò)載愛(ài)護(hù)把握功能。（4）報(bào)警電鈴HA為AC200V/8W，在消滅超高壓差時(shí)進(jìn)行報(bào)警。（5）差壓變送器是差壓自動(dòng)把握的關(guān)鍵傳感器件，輸出為壓差信號(hào)。差壓變送器測(cè)量范圍為0.30.8MPa可調(diào)，電感性電接點(diǎn)輸出：AC220V,1A。（6）由于把握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(guò)變比為8：1的降壓變壓器進(jìn)行電壓變換得到溝通為27.5V的溝通電，再經(jīng)過(guò)整流電路、濾波電路得到24V的直流電壓。（7）把握系統(tǒng)的計(jì)數(shù)顯示模塊選用AT89S51單片機(jī)作為把握芯片，單片機(jī)供電電源需要直流5伏電壓，要經(jīng)過(guò)變比為20：1的降壓變

21、壓器進(jìn)行變壓得到溝通為11V溝通電，并且經(jīng)過(guò)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(kāi)關(guān)，其主回路把握對(duì)象為電感性負(fù)載溝通電動(dòng)機(jī)，斷路器過(guò)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)和液壓泵電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)運(yùn)行，因此可依據(jù)1.5kW電動(dòng)機(jī)選擇自動(dòng)開(kāi)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(dòng)機(jī)為例，22×3A6A

22、，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把握電路設(shè)計(jì) （1） 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 依據(jù)設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了15個(gè)輸入和12個(gè)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(dòng)機(jī)把握的接觸器和報(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，所以必需供應(yīng)兩種不同電壓的電源，這兩個(gè)電源由溝通把握電路供應(yīng)。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作為核心把握器件。 FX2N系列是PLC FX家族中最先進(jìn)的系列。由于FX2N系列具有

23、如下優(yōu)點(diǎn)：最大范圍地包涵了標(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(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為你的工廠自動(dòng)化應(yīng)用供應(yīng)最大的機(jī)敏性和把握力量。FX2N系列PLC的特點(diǎn)有：系統(tǒng)配置既固定又機(jī)敏，編程簡(jiǎn)潔，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(jiǎn)潔化，共同的外部設(shè)備。圖4 旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)的PLC把握電路圖旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)的PLC輸入輸出接口功能和相關(guān)說(shuō)明 PLC輸入接口功能如下表1所示，輸出接口功能如下表2所示。 表1 旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)的PLC輸入接口功能表程序輸入文字符號(hào)說(shuō)明X000SA1-

24、1手動(dòng)把握轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（左45度）X001SA1-2人工除雜排污把握轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（右45度）X002 SA1-0轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)零位X003SB1手動(dòng)開(kāi)電動(dòng)閥按鈕X004SB2手動(dòng)關(guān)電動(dòng)閥按鈕X005SB3手動(dòng)開(kāi)濾水器、液壓泵按鈕X006SB4手動(dòng)關(guān)濾水器、液壓泵按鈕X007KP差壓變送器信號(hào)X010KM1開(kāi)電動(dòng)閥信號(hào)X011KM2關(guān)電動(dòng)閥信號(hào)X012KM3濾水器、液壓泵電動(dòng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)X013KA1（FR）電動(dòng)機(jī)過(guò)載信號(hào)X014SQ1電動(dòng)閥打開(kāi)限位開(kāi)關(guān)X015SQ2電動(dòng)閥關(guān)閉限位開(kāi)關(guān)X016SB5故障報(bào)警顯示關(guān)閉開(kāi)關(guān) 表2 旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)的PLC輸出接口功能表 程序輸出文字符號(hào)說(shuō)明Y010KM1開(kāi)電動(dòng)閥

25、接觸器Y011KM2關(guān)電動(dòng)閥接觸器Y012KM3濾水器、液壓泵運(yùn)行接觸器Y000HL1手動(dòng)把握指示燈Y001HL2人工除雜排污指示燈Y002HL3定時(shí)自動(dòng)除雜排污指示燈Y003HL4差壓自動(dòng)除雜排污指示燈Y004HL5故障指示燈Y005HL6開(kāi)電動(dòng)閥指示燈Y006HL7關(guān)電動(dòng)閥指示燈Y007HL8濾水器、液壓泵運(yùn)行指示燈Y013KA2（HA）報(bào)警電鈴把握電路圖中L5作為PLC輸出回路的220V電源，分別向輸出回路的220V溝通負(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，向電路中的全部指示燈供電，輸出回路COM1接入直流電源的GND端。光電耦合器件做為信

26、號(hào)轉(zhuǎn)換器件，將PLC的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能接收的計(jì)數(shù)輸入信號(hào)，通過(guò)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(guò)8段數(shù)碼管顯示出來(lái)。光電耦合器件的輸入信號(hào)是濾水器電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行的輸出信號(hào)。3.3.5 PLC把握的程序設(shè)計(jì) （1）程序流程圖如下圖5所示。 圖5 旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)的PLC程序流程圖 （2）旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)的PLC程序梯形圖如下圖6所示。圖6 旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)的PLC程序梯形圖（3）旋轉(zhuǎn)式濾水器把握系統(tǒng)的PLC程序指令表如下所示第四章 基于單片機(jī)的計(jì)數(shù)顯示模塊設(shè)計(jì)4.1 計(jì)數(shù)顯示把握電路設(shè)計(jì) 圖8 基于51單片機(jī)的計(jì)數(shù)顯示模塊電路原理圖AT89S51單片機(jī)是Atmel工司生產(chǎn)

27、的8位單片機(jī)。它由以下功能部件組成：1） 中心處理單元（8位） 數(shù)據(jù)處理、測(cè)試位，置位，復(fù)位 位操作 2）只讀存儲(chǔ)器（4KB或8KB） 永久性存儲(chǔ)應(yīng)用程序，掩模ROM、EPROM、EEPROM3） 隨機(jī)存取內(nèi)存（128B、128B SFR） 在程序運(yùn)行時(shí)存儲(chǔ)工作變量和資4）并行輸入/輸出口（I / O）32位 作系統(tǒng)總線、擴(kuò)展外存、I / O接口芯片5 ）串行輸入/輸出口（2條） 串行通信、擴(kuò)展I / O接口芯片6）定時(shí)/計(jì)數(shù)器（16位、加1計(jì)數(shù)） 計(jì)滿溢出、中斷標(biāo)志置位、向CPU提出中斷懇求，與CPU之間獨(dú)立工作 7）時(shí)鐘電路 內(nèi)振、外振。 8）中斷系統(tǒng) 五源中斷、2級(jí)優(yōu)先。本課設(shè)所使用到的

28、單片機(jī)資源有：并行輸出口13位，外部中斷P3.2。13位并行輸出口用于計(jì)數(shù)值的顯示，外部中斷用于排污次數(shù)的計(jì)數(shù)。單片機(jī)通過(guò)中斷程序?qū)ε盼鄞螖?shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后將計(jì)數(shù)值通過(guò)5位數(shù)碼管顯示出來(lái)，最大顯示數(shù)值為99999。數(shù)碼管選共陽(yáng)型數(shù)碼管。4.2 計(jì)數(shù)顯示程序設(shè)計(jì)以下為數(shù)碼管顯示的C語(yǔ)言程序。#include <reg51.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned int/5共陽(yáng)數(shù)碼管， 數(shù)字從09代碼Uchar code Num=0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x0

29、9;uchar code Segbit = 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef;/位選從高位到低位unsigned long int Count; /計(jì)數(shù)用/延時(shí)子程序void delay( uint cnt ) uchar i,j; for(i = cnt; i; i-) for(d = 120; d; d-);void main( void )Count = 0; /設(shè)計(jì)數(shù)初值IT0 = 1; /下降沿觸發(fā)方式EX0 = 1; /中斷允許 EA = 1; /開(kāi)總中斷while(1)P1 = Segbit0;P2 = NumCount/10000;/顯示萬(wàn)位delay(550)

30、;P1 = Segbit1;P2 = Num(Count/1000)%10; /顯示千位delay(550);P1 = Segbit2;P2 = Num(Count/100)%10; /顯示百位delay(550);P1 = Segbit3;P2 = Num(Count/10)%10; /顯示十位delay(550); P1 = Segbit4;P2 = NumCount%10; /顯示個(gè)位delay(550); /中斷計(jì)數(shù)程序void PLCCount( void ) interrupt 0 using 0Count+;if (Count >= 99999)Count = 0;課程設(shè)計(jì)

31、總結(jié)時(shí)間過(guò)得真快，一轉(zhuǎn)瞬一周半的課程設(shè)計(jì)就結(jié)束了，說(shuō)不上是每一份經(jīng)過(guò)都會(huì)成為記憶，但這次課程設(shè)計(jì)給我?guī)?lái)的緊急感受卻是那么真實(shí)、難以遺忘。經(jīng)過(guò)一個(gè)半星期的PLC課程設(shè)計(jì)，我受益匪淺。我當(dāng)接到自己的課程題目，認(rèn)真閱讀了設(shè)計(jì)要求，更加感到無(wú)從下手，真的不知道怎么辦。于是在周二開(kāi)完動(dòng)員大會(huì)后，我就去圖了書(shū)館借了三本關(guān)于PLC把握和設(shè)計(jì)實(shí)例的資料書(shū)，回來(lái)后又上網(wǎng)搜集相關(guān)資料。在這個(gè)過(guò)程中才發(fā)覺(jué)原來(lái)我們身邊原來(lái)有這么多資源可以供我們使用，以前用的實(shí)在太少了。接下來(lái)我和與我做同一個(gè)課設(shè)的同學(xué)們?cè)谝黄馉?zhēng)辯我們這個(gè)課程設(shè)計(jì)。通過(guò)爭(zhēng)辯我對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)有了初步的了解。接下來(lái)的幾天我開(kāi)頭了依據(jù)現(xiàn)有資料和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了電

32、路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我不斷的思考，不斷地改進(jìn)電路和程序設(shè)計(jì)。其次周周一我去了試驗(yàn)室調(diào)試。經(jīng)過(guò)一翻改動(dòng)，我的程序終實(shí)現(xiàn)了基本的把握功能要求。其次周周二下午，我開(kāi)頭畫(huà)大圖，直周三上午才畫(huà)完。說(shuō)明書(shū)不好寫(xiě)，有很多圖要畫(huà)，很多相關(guān)資料都是需要查找，并總結(jié)自己的設(shè)計(jì)。不管怎樣，我克服了重重困難，最終完成了課程設(shè)計(jì)。雖然課程設(shè)計(jì)的過(guò)程不輕松，但是在這過(guò)程中我的收獲是豐富的。課程設(shè)計(jì)熬煉了我獨(dú)立思考的力量，培育了我獨(dú)立爭(zhēng)辯、發(fā)覺(jué)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的力量，也增加了自己的動(dòng)手力量。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我對(duì)PLC有了更深化的了解，能嫻熟地使用PLC軟件編程，我想這對(duì)自己今后的學(xué)習(xí)和就業(yè)都會(huì)有很大的掛念。最終我也很感謝指導(dǎo)老師對(duì)我的細(xì)心指導(dǎo)和急躁解答。參考文獻(xiàn)1 劉淑芳，劉同安FZLQ 型全自動(dòng)清污濾水器工業(yè)試驗(yàn)口水電站機(jī)電技術(shù)1995，lO(增刊)：56582 羼文獻(xiàn)