PLC課程設(shè)計(jì)樣例_第1頁
PLC課程設(shè)計(jì)樣例_第2頁
PLC課程設(shè)計(jì)樣例_第3頁
PLC課程設(shè)計(jì)樣例_第4頁
PLC課程設(shè)計(jì)樣例_第5頁
已閱讀5頁,還剩17頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

付費(fèi)下載

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、目錄緒論 2第1章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 31.2 PLC機(jī)型選擇 3第2章 小型SBR廢水處理PLC電氣控制系統(tǒng) 72.1 小型SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書 72.2 SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 82.3 SBR廢水處理電氣控制原理圖設(shè)計(jì) 82.4 PLC硬件控制電路設(shè)計(jì) 112.5 PLC控制程序設(shè)計(jì) 142.6 SBR廢水處理系統(tǒng)電氣工藝設(shè)計(jì) 202.7 梯形圖程序調(diào)試 21第3章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 22參考文獻(xiàn) 23緒論P(yáng)LC可編程序控制器:PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程

2、邏輯控制器,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。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器,用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時(shí),計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程.PLC是基于電子計(jì)算機(jī),且適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作的電控制器。它源于繼電控制裝置,但它不像繼電裝置那樣,通過電路的物理過程實(shí)現(xiàn)控制,而主要靠運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序,進(jìn)行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。PLC基于電子計(jì)算機(jī),但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。普遍計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息變換,多只考慮信息本身,信息的入出,只要人機(jī)界面好就可以了。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)

3、性,以及信息的使用等問題。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境,如便于安裝,抗干擾等問題。入出信息變換、可靠物理實(shí)現(xiàn),可以說是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)。入出信息變換靠運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序(不可更改),又有用戶自行開發(fā)的應(yīng)用(用戶)程序。系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺(tái),同時(shí),還為PLC程序可靠運(yùn)行及信號(hào)與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計(jì)。什么樣的控制要求,就應(yīng)有什么樣的用戶程序??煽课锢韺?shí)現(xiàn)主要靠輸人(INPUT)及輸出(OUTPUT)電路。PLC的I/O電路,都是專門設(shè)計(jì)的。輸入電路要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波,以去掉高頻干擾。而且與內(nèi)部計(jì)算機(jī)電

4、路在電上是隔離的,靠光耦元件建立聯(lián)系。輸出電路內(nèi)外也是電隔離的,靠光耦元件或輸出繼電器建立聯(lián)系。輸出電路還要進(jìn)行功率放大,以足以帶動(dòng)一般的工業(yè)控制元器件,如電磁閥、接觸器等等。 I/O電路是很多的,每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)都要有一個(gè)I或O電路。PLC有多I/O用點(diǎn),一般也就有多少個(gè)I/O用電路。但由于它們都是由高度集成化的電路組成的,所以,所占體積并不大。輸入電路時(shí)刻監(jiān)視著輸入狀況,并將其暫存于輸入暫存器中。每一輸入點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)其信息的暫存器。 輸出電路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出點(diǎn)。輸出鎖存器與輸出點(diǎn)也是一一對(duì)應(yīng)的這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實(shí)際就是PLC處理器I/O口的寄存器。它們與計(jì)

5、算機(jī)內(nèi)存交換信息通過計(jì)算機(jī)總線,并主要由運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。把輸人暫存器的信息讀到PLC的內(nèi)存中,稱輸入刷新。PLC內(nèi)存有專門開辟的存放輸入信息的映射區(qū)。這個(gè)區(qū)的每一對(duì)應(yīng)位(bit)稱之為輸入繼電器,或稱軟接點(diǎn)。這些位置成1,表示接點(diǎn)通,置成0為接點(diǎn)斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的,所以,它反映的就是輸入狀態(tài)。第1章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1  PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此,在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí),應(yīng)遵循以下基本原則: 1. 最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求充分發(fā)揮PLC的功能,最大限度地滿足被控

6、對(duì)象的控制要求,是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提,這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究,收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料,收集相關(guān)先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合,擬定控制方案,共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問題。2. 保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行,是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮,以確??刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如:應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行,而且在非正常情況下(如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等),也能正常工作。3

7、. 力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此,在滿足控制要求的前提下,一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益,另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì),而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低,不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。4. 適應(yīng)發(fā)展的需要    由于技術(shù)的不斷發(fā)展,控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高,設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O

8、點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí),要適當(dāng)留有裕量,以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。1.2  PLC機(jī)型選擇隨著PLC的推廣普及,PLC產(chǎn)品的種類和型號(hào)越來越多,功能日趨完善。從美國,日本、德國等國家引進(jìn)的PLC產(chǎn)品及國內(nèi)廠商組裝或自行開發(fā)的PLC產(chǎn)品已有幾十個(gè)系列。上百種型號(hào)。其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng),編程方法、價(jià)格等各有不同,適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此,合理選擇PLC產(chǎn)品,對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要作用。一般來說,各個(gè)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品在可靠性上都是過關(guān)的,機(jī)型的選擇主要是指在功能上如何滿足自己需要,而不浪費(fèi)機(jī)器容量。PLC的選擇主要包括機(jī)型選擇,容量選擇,輸入輸出模塊選擇

9、、電源模塊選擇等幾個(gè)方面。1、可編程控制器控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)估算I/O點(diǎn)數(shù)是衡量可編程控制器規(guī)模大小的重要指標(biāo)。根據(jù)被控對(duì)象的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的總點(diǎn)數(shù),選擇相應(yīng)規(guī)模的可編程控制器并留有10%15%的I/O裕量。估算出被控對(duì)象上I/O點(diǎn)數(shù)后,就可選擇點(diǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)目删幊炭刂破?。進(jìn)出口個(gè)安裝一個(gè)傳感器,即有兩個(gè)輸入信號(hào)X000,X001。紅綠指示燈各一個(gè)Y011,Y012,柵欄關(guān)與開Y014,Y013。輸入信號(hào)為X000,X001,輸出信號(hào)為Y011,Y012,Y013,Y014。I/O點(diǎn)數(shù)為6。2、內(nèi)存估計(jì)用戶程序所需內(nèi)存容量要受到下面幾個(gè)因素的影響:內(nèi)存利用率;開關(guān)量輸入輸出點(diǎn)數(shù);模擬量輸入輸出

10、點(diǎn)數(shù)。(1)內(nèi)存利用率  用戶編的程序通過編程器鍵入主機(jī)內(nèi),最后是以機(jī)器語言的形式存放在內(nèi)存中,同樣的程序,不同廠家的產(chǎn)品,在把程序變成機(jī)器語言存放時(shí)所需要的內(nèi)存數(shù)不同,我們把一個(gè)程序段中的接點(diǎn)數(shù)與存放該程序段所代表的機(jī)器語言所需的內(nèi)存字?jǐn)?shù)的比值稱為內(nèi)存利用率。高的利用率給用戶帶來好處。同樣的程序可以減少內(nèi)存量,從而降低內(nèi)存投資。另外同樣程序可縮短掃描周期時(shí)間,從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)。(2)開關(guān)量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)  可編程控制器開關(guān)量輸入輸出總點(diǎn)數(shù)是計(jì)算所需內(nèi)存儲(chǔ)器容量的重要根據(jù)。一般系統(tǒng)中,開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出的比為6:4。這方面的經(jīng)驗(yàn)公式是根據(jù)開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出的總點(diǎn)數(shù)

11、給出的。所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量(輸入+輸出)總點(diǎn)數(shù)*10 =2*10=20  (3)模擬量輸入輸出總點(diǎn)數(shù)  具有模擬量控制的系統(tǒng)就要用到數(shù)字傳送和運(yùn)算的功能指令,這些功能指令內(nèi)存利用率較低,因此所占內(nèi)存數(shù)要增加。 在只有模擬量輸入的系統(tǒng)中,一般要對(duì)模擬量進(jìn)行讀入、數(shù)字濾波、傳送和比較運(yùn)算。在模擬量輸入輸出同時(shí)存在的情況下,就要進(jìn)行較復(fù)雜的運(yùn)算,一般是閉環(huán)控制,內(nèi)存要比只有模擬量輸入的情況需要量大。在模擬量處理中。常常把模擬量讀入、濾波及模擬量輸出編成子程序使用,這使所占內(nèi)存大大減少,特別是在模擬量路數(shù)比較多時(shí)。每一路模擬量所需的內(nèi)存數(shù)會(huì)明顯減少。下面給出一般情況下的

12、經(jīng)驗(yàn)公式:只有模擬量輸入時(shí):內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)*l00模擬量輸入輸出同時(shí)存在時(shí):內(nèi)存字?jǐn)?shù)模擬量點(diǎn)數(shù)*200這些經(jīng)驗(yàn)公式的算法是在10點(diǎn)模擬量左右,當(dāng)點(diǎn)數(shù)小于10時(shí),內(nèi)存字?jǐn)?shù)要適當(dāng)加大,點(diǎn)數(shù)多時(shí),可適當(dāng)減小。綜上所述,推薦下面的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式:總存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)(開關(guān)量輸人點(diǎn)數(shù)+開關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù))*l0+模擬量點(diǎn)數(shù)*150。然后按計(jì)算存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)的25%考慮裕量。3、響應(yīng)時(shí)間對(duì)過程控制,掃描周期和響應(yīng)時(shí)間必須認(rèn)真考慮??删幊炭刂破黜樞驋呙璧墓ぷ鞣绞绞顾荒芸煽康亟邮粘掷m(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸入信號(hào)。例如某產(chǎn)品有效檢測(cè)寬度為5cm,產(chǎn)品傳送速度每分鐘50m,為了確保不會(huì)漏檢經(jīng)過的產(chǎn)品,要求可編程控制器的掃描周

13、期不能大于產(chǎn)品通過檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間間隔60ms(T5cm 50m60s)。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間是指輸入信號(hào)產(chǎn)生時(shí)刻與由此而使輸出信號(hào)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)刻的時(shí)間間隔。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間輸入濾波時(shí)間+輸出濾波時(shí)間+掃描周期.4、輸入輸出模塊的選擇可編程控制器輸入模塊是檢測(cè)并轉(zhuǎn)換來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(按鈕、限位開關(guān);接近開關(guān)等)的高電平信號(hào)為機(jī)器內(nèi)部電平信號(hào),模塊類型分直流5、12、24、48、60V幾種;交流115V和220V兩種。由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與模塊之間的遠(yuǎn)近程度選擇電壓的大小。一般5、12、24V屬低電平,傳輸距離不宜太遠(yuǎn),例如5V的輸入模塊最遠(yuǎn)不能超過10m,也就是說,距離較遠(yuǎn)的設(shè)備選用較高電壓的模塊比較可靠。另外高密度的輸

14、入模塊如32點(diǎn)、64點(diǎn),同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般講,同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)不得超過60%。為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,必須考慮門檻(接通電平與關(guān)斷電平之差)電平的大小。門檻電平值越大,抗干擾能力越強(qiáng),傳輸距離也就越遠(yuǎn)。輸出模塊的任務(wù)是將機(jī)器內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為外部過程的控制信號(hào)。對(duì)于開關(guān)頻繁、電感性、低功率因數(shù)的負(fù)載,推薦使用晶閘管輸出模塊,缺點(diǎn)是模塊價(jià)格高;過載能力稍差。繼電器輸出模塊優(yōu)點(diǎn)是適用電壓范圍寬,導(dǎo)通壓降損失小,價(jià)格便宜,缺點(diǎn)是壽命短,響應(yīng)速度慢。輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的電流累計(jì)值必須小于公共端所允許通過的電流值。輸出模塊的電流值必須大于負(fù)載電流的額定值。6、結(jié)構(gòu)型式的考慮PLC的結(jié)

15、構(gòu)分為整體式和模塊式兩種。整體式結(jié)構(gòu)把PLC的I/O和CPU放在一塊大印刷電路板上,節(jié)省了插接環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,每一I/O點(diǎn)的平均價(jià)格也比模塊式的便宜,所以小型PLC控制系統(tǒng)多采用整體式結(jié)構(gòu)。模塊式PLC的功能擴(kuò)展,I/O點(diǎn)數(shù)的增減,輸入與輸出點(diǎn)數(shù)的比例,都比整體式方便靈活。維修時(shí)更換模塊,判斷與處理故障快速方便。因此,對(duì)于較復(fù)雜的要求較高的系統(tǒng),一般選用模塊式結(jié)構(gòu)。7、是否需要通訊聯(lián)網(wǎng)的功能大部分小型PLC都是以單機(jī)自動(dòng)化為目的,一般沒有和上位計(jì)算機(jī)通訊的接口。如果用戶要求將PLC納入工廠自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò),就應(yīng)選用帶有通訊接口的PLC。一般大、中型PLC都具有通訊功能。近年來,一些高性能

16、的小型機(jī)(如FX、C40H、S5-100U等)也帶有通訊接口,通過RS-232串行接口,與上位計(jì)算機(jī)或另一臺(tái)PLC相連,也可以連接打印機(jī)、CRT等外部設(shè)備。以上簡(jiǎn)要地介紹了PLC選型的依據(jù)和應(yīng)考慮的幾個(gè)問題,用戶應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要,綜合考慮各種因素,選擇性能價(jià)格比合適的產(chǎn)品,使被控對(duì)象的控制要求得到完全滿足,也使PLC的功能得到充分發(fā)揮。第2章 小型SBR廢水處理PLC電氣控制系統(tǒng)2.1 小型SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書2.1.1 SBR廢水處理工藝的技術(shù)要求SBR廢水處理技術(shù)是一種高效廢水回用的處理技術(shù),采用優(yōu)勢(shì)菌技術(shù)對(duì)校園生活污水進(jìn)行處理,經(jīng)過處理后的中水可以用來澆灌綠地、花木、

17、沖洗廁所及車輛等,從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的。SBR廢水處理系統(tǒng)方案要充分考慮現(xiàn)實(shí)生活中校園生活區(qū)較為狹小的特點(diǎn),力求達(dá)到設(shè)備體積小,性能穩(wěn)定,工程投資少的目的。廢水處理過程中環(huán)境溫度對(duì)菌群代謝產(chǎn)生的作用直接影響廢水處理效果,因此采用地埋式磚混結(jié)構(gòu)處理池以降低溫度對(duì)處理效果的影響。同時(shí),SBR廢水處理技術(shù)工藝參數(shù)變化大,硬件設(shè)計(jì)選型與設(shè)備調(diào)試比較復(fù)雜,采用先進(jìn)的PLC控制技術(shù)可以提高SBR廢水處理的效率,方便操作和使用。SBR廢水處理系統(tǒng)分別由污水處理池、清水池、中水水箱、電控箱以及水泵、羅茨風(fēng)機(jī)、電動(dòng)閥門和電磁閥等部分組成,在污水處理池、清水池、中水水箱中分別設(shè)置液位開關(guān),用以檢測(cè)水池與水箱中

18、的水位。SBR廢水處理系統(tǒng)示意圖如圖2-1所示。圖2-1 SBR廢水處理系統(tǒng)示意圖污水處理的第一階段:當(dāng)污水池中的水位處于低水位或無水狀態(tài)時(shí),電動(dòng)閥會(huì)自動(dòng)開起納入污水。當(dāng)污水池納入的污水至正常高水位時(shí),電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉,污水池中污水呈微氧和厭氧狀態(tài)。污水處理的第二階段:采用能降解大分子污染物的曝氣法,可使污水脫色、除臭、平衡菌群的pH值并對(duì)污染物進(jìn)行高效除污,即好氧處理過程。整個(gè)好氧(曝氣)時(shí)間一般需要68h。在曝氣管路上安裝了排空電磁閥,當(dāng)電動(dòng)閥門自動(dòng)關(guān)閉后,排空電磁閥開起,羅茨風(fēng)機(jī)延時(shí)空載起動(dòng),然后排空電磁閥關(guān)閉,污水池開始曝氣。當(dāng)曝氣處理結(jié)束后,排空電磁閥再次開起,羅茨風(fēng)機(jī)空載停機(jī),然后排

19、空電磁閥延時(shí)關(guān)閉。曝氣風(fēng)機(jī)在無負(fù)荷條件下起動(dòng)和停止,能起到保護(hù)電動(dòng)機(jī)和風(fēng)機(jī)的作用。經(jīng)過0.5h的水質(zhì)沉淀,PLC下達(dá)起動(dòng)1#清水泵指令,將沉淀后的水泵入到清水池。當(dāng)清水池中的水位升至正常高水位時(shí),1#清水泵自動(dòng)停止運(yùn)行。這時(shí)2#清水泵自動(dòng)起動(dòng)向中水箱泵水,當(dāng)水箱內(nèi)達(dá)到正常高水位時(shí),2#清水泵自動(dòng)停止運(yùn)行,這時(shí)中水箱內(nèi)的水全部完成處理過程。如上所示,當(dāng)中水箱內(nèi)水位降至低水位時(shí),2#清水泵又自動(dòng)起動(dòng)向中水箱泵水。當(dāng)污水池中的水位降至低水位時(shí),電動(dòng)閥門會(huì)自動(dòng)打開繼續(xù)向污水池納入污水。如此循環(huán)往復(fù)。SBR廢水處理技術(shù)針對(duì)污水水質(zhì)不同選用生物菌群不同,工藝要求要求有所不同,電氣控制系統(tǒng)應(yīng)有參數(shù)可修正功能

20、,以滿足廢水處理的要求。2.1.2 SBR廢水處理系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備SBR廢水處理系統(tǒng)中所使用的動(dòng)力設(shè)備(水泵、羅茨風(fēng)機(jī)、電動(dòng)閥),均采用三相交流異步電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)和電磁閥(AC220V選配)選配防水防潮型。1#清水泵:立式離心泵LS50-10-A,揚(yáng)程10m,流量29m3/h,1kW。2#清水泵:立式離心泵LS40-32.1,揚(yáng)程30m,流量16m3/h,3kW。曝氣羅茨風(fēng)機(jī):TSA-40,0.7m3/min,1.1kW。電動(dòng)閥:閥體D97A1X5-10ZB-125mm,電動(dòng)裝置LQ20-1,AC380V,60W。2.1.3 SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求1) 控制裝置選用PLC作為系統(tǒng)的控制

21、核心,根據(jù)工藝要求合理選配PLC機(jī)型和I/O接口。2) 可執(zhí)行手動(dòng)/自動(dòng)兩種方式,應(yīng)能按照工藝要求編輯程序并可實(shí)時(shí)整定參數(shù)。3) 電動(dòng)閥上驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為正、反轉(zhuǎn)雙向運(yùn)行,因此要在PLC控制回路加互鎖功能。4) PLC的接地應(yīng)按手冊(cè)中的要求設(shè)計(jì),并在圖中表示或說明。5) 為了設(shè)備安全運(yùn)行,考慮必要的保護(hù)措施,入如電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)、控制系統(tǒng)短路保護(hù)等。6) 繪制電氣原理圖:包括主電路、控制電路、PLC硬件電路,編制PLC的I/O接口功能表。7) 選擇電器元件、編制元器件目錄表。8) 繪制接線圖、電控柜布置圖和配線圖、控制面板布置圖和配線圖等。9) 采用梯形圖或指令表編制PLC控制程序。2.2 SBR廢

22、水處理電氣控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)1) SBR廢水處理系統(tǒng)控制對(duì)象電動(dòng)機(jī)均由交流接觸器完成起、??刂?,電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)要采用正、反轉(zhuǎn)控制。2) 污水池、清水池、中水水箱水位檢測(cè)開關(guān),在選型時(shí)考慮抗干擾性能,選用電極考慮耐腐蝕性。3) 電動(dòng)閥上驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),其內(nèi)部設(shè)有過載保護(hù)開關(guān),為常閉觸點(diǎn),作為電動(dòng)閥過載保護(hù)信號(hào),PLC控制電路考慮該信號(hào)邏輯關(guān)系。4) 1#清水泵、2#清水泵、羅茨風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)分別采用熱繼電器實(shí)現(xiàn)過載保護(hù),其熱繼電器的常開觸點(diǎn)通過中間繼電器轉(zhuǎn)換后,作為PLC的輸入信號(hào),用以完成各個(gè)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的過載保護(hù)。5) 羅茨風(fēng)機(jī)的控制要求在無負(fù)載條件下起動(dòng)或停機(jī),需要在曝氣管路上設(shè)置排空

23、電磁閥。6) 主電路用斷路器,各負(fù)載回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔斷器,實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。7) 電控箱設(shè)置在控制室內(nèi)。控制面板與電控箱內(nèi)的電器板用BVR型銅導(dǎo)線連接,電控箱與執(zhí)行裝置之間采用端子板連接。8) PLC選用繼電器輸出型。9) PLC自身配有24V直流電源,外接負(fù)載時(shí)考慮其供電容量。PLC接地端采用第三種接地方式,提高抗干擾能力。2.3 SBR廢水處理電氣控制原理圖設(shè)計(jì)(1) 主電路設(shè)計(jì) SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)主電路如圖2-2所示。圖2-2 SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)主電路1) 主回路中交流接觸器KM1、KM2、KM3分別控制1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝氣風(fēng)機(jī)M3;交流

24、接觸器KM4、KM5控制電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)M4,通過正、反轉(zhuǎn)完成開起閥門和關(guān)閉閥門的功能。2) 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)。電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)M4控制器內(nèi)還裝有常閉熱保護(hù)開關(guān),對(duì)閥門電動(dòng)機(jī)M4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嘟涣麟娫吹淖饔茫褂煤途S修方便。4) 熔斷器FU1、FU2、FU3、FU4分別實(shí)現(xiàn)各負(fù)載回路的短路保護(hù)。FU5、FU6分別完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保護(hù)。(2) 交流控制電路設(shè)計(jì) SBR廢水處理系統(tǒng)交流控制電路如圖2-3所示。圖2-3 SBR廢水處理系統(tǒng)交流控制電路1) 控制

25、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耗電量配置,可以配置標(biāo)準(zhǔn)型、變比1:1、容量100VA隔離變壓器。3) 1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝氣風(fēng)機(jī)M3分別有運(yùn)行指示燈HL1、HL2、HL3,由KM1、KM2、KM3接觸器常開輔助觸點(diǎn)控制。4) 4臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4的過載保護(hù),分別由4個(gè)熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4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(hào),KA1還起到電壓轉(zhuǎn)換的作用,將220V交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流24V信號(hào)送入PLC完成過載保護(hù)控制功能。5) 上水電磁閥YA1和指示燈

26、HL1、排空電磁閥YA2,分別由中間繼電器KA2和KA3觸點(diǎn)控制。(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(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。SBR廢水處理系統(tǒng)有3kW負(fù)載電動(dòng)機(jī)一臺(tái),起動(dòng)電流較大,其余三臺(tái)為1.1kW以下,起動(dòng)電流較小,而且工藝要求4臺(tái)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)起動(dòng)運(yùn)行,因此可根據(jù)3kW電動(dòng)機(jī)選擇自動(dòng)開關(guān)QF脫扣電流IQF:IQF1.7IN=1.7×6A10.2A10A,選用IQF10A的斷路器。2) 熔斷器FU熔體額定電流IFU。以曝氣風(fēng)機(jī)為例,IFU2IN2×2.5A5A,選用5A的

27、熔體。其余熔體額定電流的選擇,按上述方法選配??刂苹芈啡垠w額定電流選用2A。3) 熱繼電器的選擇參考有關(guān)技術(shù)手冊(cè)選擇,此處不再詳述。2.4 PLC硬件控制電路設(shè)計(jì)1) 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。了解各個(gè)控制對(duì)象的驅(qū)動(dòng)要求,如:驅(qū)動(dòng)電壓的等級(jí)、負(fù)載的性質(zhì)等;分析對(duì)象的控制要求,確定輸入/輸出接口(I/O)數(shù)量;確定所控制參數(shù)的精度及類型,如:對(duì)開關(guān)量、模擬量的控制、用戶程序存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量等,選擇適合的PLC機(jī)型及外設(shè),完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。2) 根據(jù)上述硬件選型及工藝要求,繪制PLC控制電路接線圖,編制I/O接口功能表。圖2-4為SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制電路原理圖,L6作為PLC輸出回路的電源,分別

28、向輸出回路的負(fù)載供電,輸出回路所有COM端短接后接入電源N端。圖2-4 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制電路接線圖3) KM4和KM5接觸器線圈支路,設(shè)計(jì)了互鎖電路,以防止誤操作故障。4) PLC輸入回路中,信號(hào)電源由PLC本身的24V直流電源提供,所有輸入COM端短接后接入PLC電源DC24V的()端。輸入口如果有有源信號(hào)裝置,需要考慮信號(hào)裝置的電源等級(jí)和容量,最好不要使用PLC自身的24V直流電源,以防止電源過載損壞或影響其他輸入口的信號(hào)質(zhì)量。5) PLC采用繼電器輸出,每個(gè)輸出點(diǎn)額定控制容量為AC250V,2A。表2-1和表2-2分別為SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸入和輸出接口功能表。表2-1

29、SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸入接口功能表序號(hào)工位名稱文字符號(hào)輸入口1污水池高水位開關(guān)信號(hào)H1X0002污水池低水位開關(guān)信號(hào)L1X0013清水池高水位開關(guān)信號(hào)H2X0024清水池低水位開關(guān)信號(hào)L2X0035中水箱高水位開關(guān)信號(hào)H3X0046中水箱低水位開關(guān)信號(hào)L3X0057起動(dòng)按鈕(綠色)SB1X0068停止按鈕(紅色)SB2X0079旋鈕開關(guān)(自動(dòng))SB3-1X01010旋鈕開關(guān)(手動(dòng))SB3-2X01111手動(dòng)開電動(dòng)閥旋鈕開關(guān)SB4X01212手動(dòng)關(guān)電動(dòng)閥旋鈕開關(guān)SB5X013131#清水泵手動(dòng)旋鈕開關(guān)SB6X014142#清水泵手動(dòng)旋鈕開關(guān)SB7X01515電動(dòng)閥門開起限位開關(guān)SQ1X016

30、16電動(dòng)閥門關(guān)閉限位開關(guān)SQ2X01717電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)故障報(bào)警FR0X02018電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)器報(bào)警KA1X02119曝氣風(fēng)機(jī)手動(dòng)旋鈕開關(guān)SB8X02220輸入點(diǎn)備用X023X027表2-2 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸出接口功能表序號(hào)工位名稱文字符號(hào)輸入口11#清水泵接觸器KM1Y00022#清水泵接觸器KM2Y0013污水池高水位紅色指示燈HL7Y0024污水池低水位綠色指示燈HL8Y0035清水池高水位紅色指示燈HL9Y0046清水池低水位綠色指示燈HL10Y0057中水箱高水位紅色指示燈HL11Y0068中水箱低水位綠色指示燈HL12Y0079電動(dòng)閥門開起綠色指示燈HL13Y01010電動(dòng)

31、閥門關(guān)閉黃色指示燈HL14Y01111開電動(dòng)閥門接觸器KM4Y01212關(guān)電動(dòng)閥門接觸器KM5Y01313電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)器報(bào)警紅色指示燈HL6Y01414羅茨風(fēng)機(jī)(曝氣風(fēng)機(jī))接觸器KM3Y01515排空電磁閥繼電器KA3Y01616上水電磁閥繼電器KA2Y01717輸出口備用Y020Y0276) 根據(jù)上述設(shè)計(jì),對(duì)照主回路檢查交流控制回路、PLC控制回路、各種保護(hù)聯(lián)鎖電路、PLC控制程序等,全部符合設(shè)計(jì)要求后,繪制出最終的電氣原理圖。7) 根據(jù)設(shè)計(jì)方案選擇的電氣元件,編制原理圖的元器件目錄表,如表2-3所示。表2-3 SBR廢水處理系統(tǒng)元器件目錄表序號(hào)文字符號(hào)名 稱數(shù)量規(guī)格型號(hào)備 注1M1M4電動(dòng)

32、機(jī)4Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)2FR1FR4熱繼電器4JR16B-20/3參照電動(dòng)機(jī)整定電流3FU1FU4熔斷器12RL1-15熔體210A4FU5、FU6熔斷器2RT16-32X熔體2A5QF斷路器1C45AD脫扣電流10A6TC隔離變壓器1BK-100變比1:1,AC220V7SB1起動(dòng)按鈕1LAY37綠色8SB2停止按鈕1LAY37紅色9SB3轉(zhuǎn)換開關(guān)1LAY37-D2手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換10SB4SB8手動(dòng)開關(guān)5LAY37-D2黑色11KM1KM4交流接觸器4DJX-9線圈電壓:AC220V12KA1KA3中間繼電器3HH52P線圈電壓:AC220V13HL1HL15指示燈15AD16-22L

33、ED顯示,AC220V14YA1電磁閥1ZCT-50A線圈電壓:AC220V15YA2電磁閥1ZCT-15A線圈電壓:AC220V16YA3電動(dòng)閥門裝置1LQA20-1AC380,60W17PLC可編程控制器1FX2N-48MR繼電器輸出2.5 PLC控制程序設(shè)計(jì)1) 程序設(shè)計(jì)。根據(jù)控制要求,建立SBR廢水處理系統(tǒng)控制流程圖,如圖2-5所示,表達(dá)出各控制對(duì)象的動(dòng)作順序,相互間的制約關(guān)系。在明確PLC寄存器空間分配,確定專用寄存器的基礎(chǔ)上,進(jìn)行控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì),包括主程序編制、各功能子程序編制、其他輔助程序的編制等。圖2-5 SBR廢水處理系統(tǒng)控制流程圖SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制程序如圖2-

34、6所示。(最好逐段加上程序注釋)系統(tǒng)手動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)停止系統(tǒng)啟動(dòng)圖2-6 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制梯形圖程序圖2-6 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制梯形圖程序(續(xù)1)圖2-6 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制梯形圖程序(續(xù)2)圖2-6 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制梯形圖程序(續(xù)3)圖2-6 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制梯形圖程序(續(xù)4)圖2-6 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制梯形圖程序(續(xù)5)2.6 SBR廢水處理系統(tǒng)電氣工藝設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)繪制電氣裝置總體配置圖、電器板電器元器件平面圖、控制面板電器平面圖及相關(guān)電氣接線圖。1) 先根據(jù)控制系統(tǒng)要求和電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu),確定電器元器件的總體布局以及電控箱內(nèi)裝配板與控制面板上應(yīng)安裝的電器元件。本系統(tǒng)除電控箱外,在污水處理設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)安裝的電器元件和動(dòng)力設(shè)備有:電磁閥、水位開關(guān)、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)閥(含閥位控制器)等。電控箱內(nèi)電器板上安裝的電器元件有:斷路器、熔斷器、隔離變壓器、PLC、接觸器、中間繼電器、熱繼電器和端子板等。在

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論