plc課程設計物業供水系統報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ；3)當控制系統不允許斷電的場合，要考慮供電電源的冗余；4)當外部設備電源通斷電時，應不影響控制器的供電；5)要考慮電源系統的抗干擾措施。為實現以上要求，在主電路和控制電路加上了保護，包括過載保護，當主電路因某些原因出現故障時，比如水泵過載，這時過載保護工作，水泵停止運行既使水泵安全，也使電源供電安全確保PLC的電源正常。 供水系統主電路分析與設計由設計內容和要求可知，本設計需要用到四臺水泵，水泵的型號都為：150sfl16020x4，55kw，1450轉/分，380V，144A。在設計主電路時水泵以電動機代替，圖中的KM為接觸器線圈，FR為熱繼電器，主電路并設有短路過載保護。硬件設設計主電路圖如圖32所示：圖32 硬件設計主電路圖圖中的三相電接入口處有熔斷器，當水泵因故障或其他原因過載時，主電路上的電流超過正常值時熔斷器自動熔斷，起到保護水泵和主電路的作用。在每臺水泵上單獨再安裝熔斷器FU4，因為，4臺水泵的工作狀態不同主電路的電流不同，主電路上的熔斷器只能起到保護主電路的作用，所以，在每臺水泵上單獨再裝上熔斷器以保證當水泵超載時可單獨切斷電源。刀開關QS4由人工手動控制，PLC控制電路失靈時刀開關是切斷電源的唯一方法。接觸器KM4是由PLC自動控制水泵的開關。FR4是熱繼電器，把它們穿在電機的繞組中，當水泵過載時，熱繼電器動作，切斷電源。M4代表四臺水泵。 PLC I/O接線圖圖33供水系統PLC I/O接線圖 如圖33所示，按鍵S1S16分別為不同信號輸入，COM口為公共端，Y001Y015分別為不同控制信號輸出端，輸出控制信號控制執行電路的工作狀態。其中，S3是自鎖開關，當S3接通時系統工作在手動模式，當S3斷開時，系統工作在自動模式，而S3的默認狀態是斷開的。S4是當系統工作在自動模式時的開關，當S4接通時，自動工作有效，當S4斷開時，自動工作停止。S4S8是過載保護的輸入，以開關形式代替。過載保護，除了有硬件上的保護還有PLC程序中的保護，以確保系統的可靠性。S9S16是手動模式下的功能選擇，使4臺水泵可以任意設置其工作狀態，4臺水泵在手動控制模式下是相互獨立的，相互之間沒有影響。Y1Y4是水泵的接觸器控制端，由于選用的PLC是繼電器輸出型，因此可以直接驅動接觸器，為了增加系統的安全系數，在接觸器和PLC組成的回路中加入了熱繼電器。Y5Y10是各個水泵工作狀態指示燈口，Y11是自動模式指示燈控制口，Y12是手動模式指示燈控制口，Y13是自動模式開關狀態之燈控制接口。Y14是高壓報警指示燈，當只有一臺水泵在工作，但是，水壓還是超過正常值，這時就要報警來提醒工作人員，由工作人員決定是否手動關掉所有水泵。Y15是低壓報警指示燈，當4水泵都投入工作，但是，水壓還是低于正常值，如果這種狀態經常發生，那么，這個系統就要考慮增設一臺水泵以保證供水的正常。 壓力傳感器信號處理壓力傳感器選用的是佛山一眾傳感儀器有限公司的水壓傳感器PY206。PY206能將水壓轉換成0～5VDC標準電信號。采用進口高精度感應芯體，先進的貼片工藝，配套帶有零點、滿量程補償，溫度補償的高精度和高穩定性放大集成電路。采用全不銹鋼封焊結構，具有良好的防潮能力及優異的介質兼容性。壓力傳感器PY206能將水壓信號轉換成0～5VDC標準電信號，但是，PLC需要的是三個分立的信號：低水壓信號，正常水壓，高水壓信號。因此，就必須把壓力傳感器的輸出信號進行轉換，為此我們設計了如圖34所示的信號轉換電路。圖34 壓力傳感器信號轉換電路此電路，主要由電壓比較器Lm393，數字芯片非門芯片74f0同或門74ls266組成。通過電阻橋式電路分壓，設定了高水壓和低水壓的參考電壓，由于水壓傳感器PY206的輸出信號是0～5VDC標準電信號，因此，可以采用這種形式。傳感器信號接到電壓比較器Lm393的2腳和5腳，通過由Lm393組成的窗口比較器電路將水壓轉換成低中高三檔信號送給PLC。 報警電路設計 確定供水系統總體設計方案的基本依據是設計供水能力能滿足系統最不利點的用水需求，同時還需要結合用戶用水量變化類型，考慮方案適用性、節能性及其它技術要求。根據用戶的用水時段特點，可將用戶用水量變化類型分為連續型、間歇型兩大類，根據流量的變化特點，還可進一步細分為高流量變化型，低流量變化型，全流量變化型等。不同季節、不同月份，流量變化類型也會改變。連續型是指一天內很少有流量為零的時候，或本身管網的正常泄漏就保持有一定的流量；間歇型指一天內有多段用水低谷時間，流量很小或為零。各種類型的水流量變化關系曲線如圖35所示圖 35用戶用水量變化類型a)連續型(全流量變化型) b)連續型(高流量變化型)c)連續型(低流量變化型) d)間歇型根據以上分析知道：由于居民用水的集中性，當只有1臺水泵在工作時，如果水壓傳感器還檢測到水壓過高，這時就要采取行動，不然會使水壓過高造成管道破裂，造成水資源和電能的浪費。在用水高峰期，4臺水泵都投入工作，如果水壓傳感器傳回數據仍顯示水壓低，這時，部分用戶的用水將受到影響。如果經常出現低壓報警，那么，就提醒管理者增加水泵個數，以保證用水正常。圖36 報警電路電路圖 如圖36所示，當報警控制信號為1時，報警器發聲報警。這時管理者就要根據實際情況作出相應回應，如果是高壓報警則可以通過系統的手動功能，將所有水泵都關掉，或者是低壓報警，這就要根據實際情況適當增加水泵的數量以確保用戶用水的正常。 第4章 供水系統的軟件設計供水系統概況：供水系統有水泵4臺，供水管道安裝壓力檢測開關K1，K2和K3。K1接通，表示水壓偏低；K2接通，表示水壓正常；K3接通，表示水壓偏高。