電氣控制技術課程設計

1、高低位水箱供水系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的設計 現(xiàn)代化社會的發(fā)展，中高層的建筑越來越多，這就為我們給中高層建筑供水提出了一個新的難題，一般來說，自來水廠很難把水直接供給給高層的住戶，為了解決這樣的問題，一般都采用高低位水箱供水系統(tǒng)，這個系統(tǒng)造價便宜，工藝簡單，能滿足大部分人的要求。所謂高低位水箱供水系統(tǒng)就是將自來水廠的供水直接注入到建筑的蓄水池，然后利用水泵把水抽送到高層的水箱，供給給高層的用戶使用。一. 控制要求 1. 高低位水箱均設水位信號器。高位水箱水位達到地位，地位水箱水位達到高位時，水泵啟動；高位水箱水位達到高位或者低位水箱水位達到低位時，水泵停止。2. 兩臺水泵分工作泵和備用泵，可以互換，只

2、有一臺水泵工作。當工作水泵出現(xiàn)故障時，備用泵自投。水泵功率7.5KW.3. 具有手動，自動工作方式。4. 各種指示及報警。二 基本設計思路 在高層建筑中，水泵及其控制室一般位于建筑物的地下層，水箱通常設于大廈的頂部。這樣，將水箱的水位信號傳輸?shù)娇刂乒裥枰喈旈L的距離。為了避免信號在傳輸過程中因為各種干擾而引起繼電器誤動作，信號控制回路通常采用220V的電壓。另外，由于水位信號為小容量的繼電器，其觸點不適合于直接控制接觸器，因此，需要通過中間繼電器進行中間轉(zhuǎn)換，即擴張觸點容量?？傮w來說，為了便于線路的維修，管理等，應將輔助線路分為信號控制回路和電動機控制回路等幾部分，這樣，才能使控制線路的分工更

3、加明確，可讀性更強。1. 主電路控制和控制電路的梯形圖見圖1所示： 根據(jù)梯形圖寫出PLC系統(tǒng)指令如下所示：指令數(shù)據(jù)指令數(shù)據(jù)指令數(shù)據(jù)LD0004AND0506LD0014LD1002DIFU1001OUT0509OR1101LDTR0LD0508KEEP0506AND0507OR0509LD0005DIFU1002OUT1401LD1001LD0002LD1401OR1102AND NOT0006DIFU1101KEEP0507LD1002LD0509LD0007AND NOT0506OR0508OR0008OR LDOUT1402DIFU1200LD0011LD1402LD1200OR 050

4、8DIFU1102LD1201KEEP0501KEEP0511LD0003LD0009AND NOT0006OR0010LD1001DIFULD 12011201AND NOTOR LD0507LD1200LD0012KEEPO510OR0509LD0006KEEP0502AND0510LD0013OUTTROOUT05082. PLC的外部接線圖如圖2所示 PLC I/O 口分配表如下所示：輸入輸出1號泵手動啟動按鈕ST100021號泵的接觸器KM105012號泵手動啟動按鈕ST200032號泵的接觸器KM205021號泵備用按鈕SRES10004手動顯示05042號泵備用按鈕SRES200

5、05自動顯示0505手動啟動開關00061號泵備用指示0506自動啟動開關00062號泵備用指示0507高位水箱的高位HU00071號泵故障指示0508地位水箱的低位DD00082號泵故障指示0509高位水箱的低位HD0009水泵工作0510地位水箱的高位DU0010水泵停止工作05111號泵手動停止STP100112號泵手動停止STP200121號泵熱保護觸點FR100132號泵熱保護觸點FR200143 安裝圖如圖3所示4 面板布置圖如圖4所示三 系統(tǒng)工作原理1 備用泵的選擇 控制備用泵的選擇按鈕SRES1和SRES2分別對梯形圖0004，0005相對應。當按下0004（或者0005）時，

6、就把相應的1號（2號）泵選為備用泵。當二（一）號泵故障時，一號泵備用解除?；蛘呤謩訝顟B(tài)下，按下一（二）號泵啟動按鈕時，一（二）號泵備用解除。2 水泵的啟動 在本設計中電動機的啟動可以通過手動和自動來選擇。當選擇了手動方式時，即把手動旋鈕0006旋下，這時我們可以通過按動手動啟動按鈕0002（一號泵）和0003（二號泵）來控制泵的啟動。這種方式的好處時，在任何時候都可以通過人的操作來控制水箱里水的容量。當選擇了自動供水方式時，即把自動按鈕0006旋上來時，這時候水泵的起停主要靠水箱中水位的高低來控制，當高位水箱水位達到地位，地位水箱水位達到高位時，立刻觸動觸點0009和0100，發(fā)出水泵啟動信號

7、，同時水泵啟動燈亮，作泵啟動開始供水。當高位水箱水位達到高位，地位水箱水位達到地位時，立刻觸動觸點0007和0008，發(fā)出水泵停止信號，同時水泵停止指示燈亮，水泵停止供水。 一號泵的啟動：當選擇手動狀態(tài)時，只需要按下一號泵的ST1，接通0002，水泵即起動。當選擇自動狀態(tài)時，需要電源接通的同時，二號泵處于備用狀態(tài)，且水泵起動信號亮，這時一號泵正常啟動。3 水泵故障水泵有時會因各種原因造成故障，不能正常運行。這時候不僅檢測到故障發(fā)出報警，同時還應以最快的方式排除故障，保障供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。它的工藝過程主要如下：通常水泵出現(xiàn)故障的原因主要有:水泵在運行中過載，這時候裝在水泵主回路中的熱繼電器就會

8、動作，及時的切斷工作電源，使故障水泵停止運行。有時候還會因為過電流而導致水泵不能正常運行，這時候水泵主回路中的斷路器就會及時動作，切斷故障電流。所以當出現(xiàn)過載時，熱繼電器動作，0013或者0014的觸點閉合，接通線圈0508和0509，同時發(fā)出故障信號，故障信號燈亮。例如，當水泵1出現(xiàn)故障時，這時候水泵2的備用狀態(tài)應該解除，及時的投入到運行中。水泵1故障，0013閉合，接通0508線圈，發(fā)出報警信號，同時0508觸點閉合，接通1401線圈，1401觸點閉合，發(fā)出1011的脈沖信號.2號泵的備用解除，投入運行。四 控制線路的元件選擇和整定低壓斷路器，接觸器，熱繼電器，導線，外部直流電源，信號燈選

9、擇1 低壓斷路器通常來說，低壓斷路器的額定電流應該大于電動機的額定電流，延遲動作的過電流脫扣器的額定電流應為電動機額定電流的1.11.2倍，瞬時動作的過電流整定值應按大于電動機啟動電流的1.72.0倍考慮。2 接觸器 接觸器選擇應考慮極數(shù)，額定工作電壓，額定工作電流，接通和分段能力，都應符合電機要求，所輔助觸頭應滿足繼電邏輯控制要求。3 熱繼電器 熱繼電器額定電流應為電動機額定電流的1.050.95倍，在長期過載20%時應可靠動作，熱繼電器動作時間必須大于電動機啟動或者長期時間。4 導線 導線選擇應根據(jù)載流量及其敷設方式定。一般根據(jù)土壤，地形及周圍管網(wǎng)情況，取系數(shù)0.85.（1）系統(tǒng)參數(shù)的計算

10、 設cosa=0.85，因為Pn=7.5KW,Un=380V所以 In=PN/3Uncosa=13.4A(2) 低壓斷路器選擇DZX7-2520,額定電壓380V,線圈電壓220V,In=20A13.4A,滿足設計要求；接觸器選擇LC1-D32,額定電壓380V，線圈電壓220V,In=18A13.4A,電機容量為7.5KW，滿足設計要求；熱繼電器選擇RT18-32X,可定電壓380V，線圈電壓220V,In=16A,電機容量為7.5KW,滿足設計要求；五元器件明細表：器件名稱型號備注低壓斷路器DZX7-25202個接觸器KMLC1-D322個信號燈XDY1-2/6XDY1-1/6額定電壓為2

11、20VXDY1-2/6 綠色 2個XDY1-1/6 紅色 4個PLCOMRON C28P一臺水位信號器4個刀閘開關1個卡軌L=300按鈕LAY3-10D/7熱繼電器RT18-32X2個六 對系統(tǒng)的使用說明本系統(tǒng)能過實現(xiàn)自動和手動的控制水泵供水，在自動模式下，系統(tǒng)能過自動見識高低位水箱水位情況，并根據(jù)水位信號器采集到的信號來決定是否啟動水泵。同時本系統(tǒng)設置了兩臺水泵，當其中一臺水泵出現(xiàn)了故障時，另一臺水泵能過及時的投入到使用中，保障了高層的供水。同時在使用前應對系統(tǒng)進行檢驗，檢查的主要能容包括：檢查線路的連接是否正確，連接是否可靠；檢查信號燈是否損壞，若損壞要及時更換；檢查PLC的接線是否正確；對水泵進行空載試驗觀察其各項指標是夠合格；同時在使用時，要經(jīng)常的對高低位水箱進