《热循环水泵一用一备自动轮换控制系统设计7.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热循环水泵一用一备自动轮换控制系统设计7.doc（13页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、题 目：热循环水泵一用一备自动轮换控制系统设计课 程： 电气控制及可编程控制器 专 业： 建筑电气与智能化 学 号： 班 级： 姓 名： 指导教师： 目 录课程设计任务书.(2)前言.(3)一、 系统概述.(4)1.1 系统设计思想.(4)1.2 系统设计方案及比较.(4)二、系统各部分的设计.(4)2.1 主电路的设计.(4)2.2 控制电路的设计.(5)2.3 控制流程图.(6)2.4 I/O端子接线图.(7)2.5 梯形图编成注意事项及其设计与分析.(7)2.6 指令语言程序.(8)三、元器件的选择.(9)四、总结.(10)五、参考文献.(11)六、附录. (12)电器控制及可编程控制器
2、课程设计任务书一、设计课题热循环水泵一用一备自动轮换控制系统设计（参照10D3033常用水泵控制电路图，采用PLC完成指定水泵控制系统设计）二、设计目的及要求1、熟悉电气控制系统的一般设计原则、设计内容及设计程序。2、掌握电气设计制图的基本规范，熟练掌握PLC程序设计的方法和步骤。3、学会收集、分析、运用电气设计有关资料及数据。4、培养独立工作和工程设计能力以及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。三、原始资料概况及控制要求：1、10D3033常用水泵控制电路图2、分组完成指定水泵控制系统设计。四、课题要求1、设计原则：国家现行有关电气设计规范及主管部门规定等。2、设计范围：控制系统主电
3、路及控制电路设计，电器设备选型。3、设计成果：课程设计报告（设计说明书及计算书等），主电路图、控制电路图、流程图、I/O端子接线图、梯形图及程序。（所有成果均应为打印稿）五、日程安排本次课程设计时间共一周，进度安排如下：1、设计准备，熟悉有关电气设计规范，熟悉课题设计要求及内容。（1天）2、分析控制要求、主电路及控制电路方案设计。（1天）3、绘制控制流程图、I/O端子接线图。（1天）4、梯形图设计、编制程序及程序说明。（1天）5、整理计算书及图纸、写课程设计报告。（1天）六、主要参考书1、电气控制与可编程控制器应用技术 郁汉琪主编 东南大学出版社2、工厂电气控制技术 方承远主编 机械工业出版社
4、3、可编程控制器原理应用网络 徐世许主编 中国科学技术大学出版社4、工厂常用电气设备手册（第2版）上、下册 中国电力出版社前 言随着经济发展和城市化进程的加快，使得人们居住的楼房越来越高，人们的生活水平在不断的提高。为了保证人们能够拥有较高生活质量，保证热水循环系统安全、可靠、稳定的运行显得与来越重要。本系统可以采用可编程PLC来实现对热水循环系统的控制，有效地保证为人们提供及时充足的热水，在严寒保证室内适宜的温度。本系统采用不同控制方式的切换，来确保热水循环系统的安全、稳定的使用。为了满足该设计中提出的基本要求和所要实现的功能，本次设计的主电路采用两台电动机互为备用，来确保热水循环的可靠性。
5、热水循环泵是加热炉水循环的动力泵。除加热炉大修，在任何情况下都不能停止运行，否则将使炉底水管循环不畅，造成水温过高，导致水管爆裂，甚至造成加热炉水管坍塌，并将造成重大经济损失。由于两台电机的功率都较小可以直接启动，同时采用了两个接触器对电机进行了控制，采用了热继电器和低压断路器对电机进行过载和短路保护。在控制电路上，为了设计的简单灵活，我们采用了课堂中所学过的欧姆龙软件为中心的控制单元，在加入一些必要的温度继电器、按钮、开关、指示灯、报警装置等等，从而形成了一个有PLC控制的热水循环泵一用一备自动轮换和手动控制的系统。一、 系统概述1.1 系统设计思想热水循环系统是由热水循环泵，官网、温度传感
6、器以及电气控制电路组成。热水循环泵属于闭环控制系统，利用温度传感器实时监测其温度，当温度达到设定值时，控制回路就会启动热水循环泵，为热水循环提供动力，促进热水在官网内的循环，保证热水循环系统安全、可靠、稳定的运行。1.2 系统设计方案及其比较方案一：采用手动控制方式手动控制由操作者根据测量仪表显示的操作参数来安排系统的开关顺序，这种控制方式的最大优点是设备简单，反应数据直观，对操作环境的要求不高，设备投资较少。但这种方式完全依赖于操作者的经验和责任心，对于大型复杂的控制参数没有协调能力，抗干扰能力较差，一旦有某些因素产生波动，系统的反应迟钝，恢复平衡的能力较差，会造成严重后果。最好不采取这种方
7、案或不独立存在于系统中。方案二：采用自动控制方式自动控制是指机器或是装置在无人干预的情况下按规定的程序或是指令自动地进行操作或是运行。这种控制方式的最大优点就是不需要操作者的参与，自动地控制系统的开关顺序。但是这种方式一旦发生故障就会使得系统处于瘫痪状态，不能够正常运行。方案三：采用手动和自动控制相结合这种方法综合了方案一、二，能够有效地控制系统的运转，在任何情况下都能够保证热水循环系统的正常运行，除非要对系统进行大修。二、系统各部分的设计2.1 主电路的设计主回路中有两台电动机M1和M2，M1为1#泵电动机，M2为2#泵电动机，由于两台水泵互为备用，因此需要对两台电动机进行分别控制；又应为其
8、功率都为7.5KW，所以可以确定两台水泵电机均可直接启动。每个电机分别用交流接触器QAC1、QAC2控制器电源，分别用低压断路器QA1、QA2进行该支路的短路保护，分别用热继电器BB1、BB2进行电机的过载保护。同时在主干电路上也设置了一个低压断路器QA。故主电路上的组成器件为：3个低压断路器，2个接触器的主触头，2个热继电器，2台三相交流电机电机。主电路电路图见附图。2.2 控制电路的设计2.2.1 自动控制回路采用交流接触器QA1 和QAC2 的常闭辅助触点进行线路转换。当某一回路隔离开关、断路器出现故障或此回路线路出现故障，线路断电，则QA1 和QAC2 交流接触器的常闭辅助触点复位进行
9、线路转换，接通时间继电器，从而自动接入另一条回路给电动机M1 或M2 供电。2.2.2 热水泵手动控制回路热水泵电动机M1 或M2 的启动、停止采用转换开关进行操作，直接启动。热水泵工作时一用一备，当运行的热水泵由于断电停止工作时，将发出信号通知运行人员进行手动切换倒泵，将备用泵投入运行。2.2.3 温度自控和BAS外控回路实时监测外界环境温度，进行温度信号的采集，并与设定温度进行比较，从而控制回路的通断。综上所述，本系统按所提出的要求，最后定下电路有12个输入点和5个输出点，I/O分布如表一所示。表一 I/O分布表输入输出总电源提示S0.00总电源指示灯10.001#泵手动启动按钮SF10.
10、011#泵工作线圈QAC110.012#泵手动启动按钮SF20.022#泵工作线圈QAC210.02温度自控BT0.031#泵停泵指示灯11.00BAS外控K0.042#泵停泵指示灯11.01手动自动模式转换0.050.061#泵热继电器保护FR10.072#泵热继电器保护FR20.081#泵手动停止按钮SS10.092#泵手动停止按钮SS20.10总电源停止按钮0.112.3 控制流程图2.4 I/O端子接线图2.5 梯形图编程注意事项及其设计与分析2.5.1 梯形图编程注意事项（1）梯形图的编程，要以左母线为起点，右母线为终点（可以省略去右母线），从左至右，按每行会出。每一行的开始是起始条
11、件，由常开、常闭触点或其组合组成，最右边的线圈是输出结果，一行写完，自上而下，依次写下一行。（2）触点应画在水平线上，不能画在垂直分支线上。（3）在有几个串联电路相并联时，应将触点最多的支路放在梯形图的最上面；而对有几个并联回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左边，这样的安排是程序简洁明了，指令语句也较少。（4）驱动输出线圈的最右边应无触点连接。设计梯形图时，只能把触点安排在线圈的最左边。（5）双线圈输出不可取。若在程序中，进行线圈的双重输出，则前面的输出无效。2.5.2 梯形图设计与分析为了满足本次设计的基本要求和功能，梯形图设计如附录所示，梯形图分析如下：1、 机组启动在该系
12、统中，当温度满足设定条件时，对于手动模式还是自动投入模式，通过外能转换开关SAC进行选择控制。如果一号水泵发生故障或者过载，热继电器FR1常闭触头断开，QAC1常闭触头复位，交流接触器QAC2通电，二号泵投入使用。2、 信号灯的指示在本系统设计中，共使用了5个指示灯，分别为总电源指示灯PGW,1#电机停泵指示灯PGR1，1#电机运行指示灯PGG1，2#电机停泵指示灯PGR2，2#电机运行指示灯PGG2。在实际设计中，将PGG1、 PGG2两指示灯分别接在1# 、2#泵所对应的工作线圈QAC1 、QAC2两端。2.6 指令语言程序梯形图对应的指令语言程序如下：LD 0.00 ANDNOT TIM
13、001 OR 10.00 ANDNOT 10.00 ANDNOT 0.11 ANDNOT 0.09 OUT 10.00 ANDNOT 10.02 LD 0.03 ANDNOT 0.07OR 200.00 OUT 10.01OUT 200.00 LD 0.02LD 0.04 OR 10.01OR 200.01 OR TIM001OUT 200.01 LD 200.02LD 0.05 OR 200.03OR 200.02 ANDLDANDNOT 200.03 ANDNOT TIM002ANDNOT 0.06 ANDNOT 10.00OUT 200.02 ANDNOT 0.10LD 0.06 AND
14、NOT 10.01OR 200.03 ANDNOT 0.08ANDNOT 200.02 OUT 10.02ANDNOT 0.05 LD 200.00OUT 200.03 OR 200.01LD 0.01 AND 200.03OR 10.01 AND 10.01OR TIM002 TIM 001 #8OR 200.00 LD 200.00OR 200.01 OR 200.01LD 200.02 AND 200.03OR 200.03 AND 10.02ANDLD TIM 002 #10 LDNOT 10.01 OUT 11.01 LDNOT 10.02 OUT 11.00 三、元器件的选择元器件
15、的型号规格及数量序号符号名称型号及规格数量备注1QA、QA1、2低压断路器DZX7-252032QAC1、2交流接触器CJ40-23FR1、2热继电器JR40-24SAC选择开关LW39-16B-40B-213/315SS1、2停止按钮CJK22-11P/2220红色6SF1、2启动按钮2220绿色7PGW白色信号灯CJK22-DP/12208PGG1、2绿色信号灯22209PGR1、2红色信号灯222010S主令开关CJK22-11CX2B/K111BT温度控制接点1由水暖专业提供12KBAS外控动合触点1BAS系统提供四、总结一周的电气控制与PLC课程设计结束了，由于我们在上课的时候没有做
16、实验，前两天我们先熟悉了欧姆龙软件，并完成了相应的实验，对其有了一定的了解。我们次课程设计的任务是热循环水泵一用一备自动轮换控制系统设计，刚一看到这课题，感觉很简单，但在实际的设计的过程中，还是遇到了很多问题，例如对欧姆龙软件使用上还不是很熟悉。通过此次实习中充分了解 PLC 操作程序，增强感性认识，并可从中进一步了解、巩固与深化已经学过的理论知识了解运作方式，将我们所学到的专业知识和具体实践相结合， 以提高我们的专业综合素质和能力，当然也为了让我们对进入企业做好铺垫，增强我们对所学专业的认识，提高学习专业知识的兴趣，切身体会到工作中不同当事人 面临的具体工作与他们之间的互动关系， 对针对这些
17、操作每天都有不 同的心得体会，而且发现了不同的问题，使我们在实习中充分发挥主观能动性，真正理解并吸收课堂中所学到的知识，为将来走上工作岗位打下良好基础。 这次课程设计让我学会注意细节。刚编好程序时，连到机器时，不是不能运行就是结果不对。通过不断的调试，不断的解决一个个细节问题，加深了我对PLC的理解，也让我明白理论和实践的差距。本次设计也让我对PLC产生了一定兴趣，而且我对PLC了解的还很不够，以后还需要更加努力地学习。参考文献1、电气控制与可编程控制器应用技术 郁汉琪主编 东南大学出版社2、工厂电气控制技术 方承远主编 机械工业出版社3、可编程控制器原理应用网络 徐世许主编 中国科学技术大学出版社4、工厂常用电气设备手册（第2版）上、下册 中国电力出版社
