電氣控制技術(shù)課程設(shè)計--高低位水箱供水系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、<p>　　課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書（A）</p><p>　　題 目 高低位水箱供水系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　學(xué)院(部) 電控學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化 </p><p&

2、gt;　　班 級 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　6 月 11 日至 6 月

3、 17 日 共 1 周</p><p>　　指導(dǎo)教師(簽字) </p><p>　　系 主 任(簽字) </p><p>　　2011年 5 月 28 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><

4、;b>　　一 摘要</b></p><p><b>　　二 控制要求</b></p><p>　　三 基本設(shè)計思路</p><p>　　四 系統(tǒng)工作原理</p><p><b>　　五 梯形流程圖</b></p><p>　　六 控制線

5、路的元件選擇和整定</p><p>　　七 元器件明細(xì)表：</p><p>　　八 對系統(tǒng)的使用說明</p><p><b>　　九 圖紙目錄表</b></p><p><b>　　十 查考文獻</b></p><p><b>　　一、摘要 <

6、;/b></p><p>　　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。</p>

7、<p><b>　　二、控制要求 </b></p><p>　　高低位水箱均設(shè)水位信號器。高位水箱水位達(dá)到低位，低位水箱水位達(dá)到高位時，水泵啟動；高位水箱水位達(dá)到高位或者低位水箱水位達(dá)到低位時，水泵停止。</p><p>　　兩臺水泵分工作泵和備用泵，可以互換，只有一臺水泵工作。當(dāng)工作水泵出現(xiàn)故障時，備用泵自投。水泵功率5.5KW.</p>&

8、lt;p>　　具有手動，自動工作方式。</p><p><b>　　各種指示及報警。</b></p><p><b>　　三、基本設(shè)計思路</b></p><p>　　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(shè)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?dāng)長的距離。為了避免信號在傳輸過程

9、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(yīng)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加明確，可讀性更強。</p><p>　　主電路控制圖見圖1所示：</p><p>

10、;　　PLC I/O 口分配表如下所示：</p><p><b>　　梯形圖如圖2所示：</b></p><p>　　根據(jù)梯形圖寫出PLC系統(tǒng)指令如下所示：</p><p>　　3． 安裝接線圖如圖3所示：</p><p>　　4． 面板布置圖如圖4所示：</p><p><b>　　四

11、.系統(tǒng)工作原理</b></p><p><b>　　1. 備用泵的選擇</b></p><p>　　控制備用泵的選擇按鈕SRES1和SRES2分別對梯形圖X000，X001相對應(yīng)。當(dāng)按下SRES1（或者SRES2）時，就把相應(yīng)的1號（2號）泵選為備用泵。當(dāng)2號（1號）泵故障時，1號泵備用解除。或者手動狀態(tài)下，按下1號（2號）泵啟動按鈕時，1號（2號）泵備用

12、解除。具體工作原理如下：為表達(dá)方便，用記號“↑”表示ON，用“↓”表示OFF,設(shè)選擇2#作為備用，按下SRES2，則X001↑，輸出繼電器Y433↑，控制臺“2#備用”指示燈亮。</p><p>　　2 .水箱液位高低位的指示</p><p>　　安裝在水箱內(nèi)的高位水箱上限GG和低位水箱下限D(zhuǎn)D,高位水箱下限GD和低位水箱上限D(zhuǎn)G，均為常開型，對應(yīng)觸點X006、X008、設(shè)水位到達(dá)高位水箱

13、上限（或低位水箱下限時），則X006↑，在其前沿產(chǎn)生一個掃描周期的脈沖信號，該脈沖使M100↑，則M202↑，停止水泵工作，并用在梯形圖中進行有關(guān)控制。當(dāng)水位達(dá)到低水箱上限或高水箱下限時，分析同上，此時啟動水泵。上下液位狀態(tài)有脈沖信號M101和M102相互復(fù)位。</p><p><b>　　3. 機組的啟動</b></p><p>　　本設(shè)計中電動機的啟動可以通過手動

14、和自動來選擇。當(dāng)選擇了手動方式時，把SA旋到手動擋即X004↑，這時我們可以通過按動手動啟動按鈕X002（1號泵）和X003（2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(dāng)選擇了自動供水方式時，即把自動按鈕X005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(dāng)高位水箱水位達(dá)到地位，低位水箱水位達(dá)到高位時 X008↑和X009↑，發(fā)出水泵啟動信號，同時水泵啟動燈亮，作泵啟動開始供

15、水。當(dāng)高位水箱水位達(dá)到高位，低位水箱水位達(dá)到地位時，立刻觸動觸點X006↑，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。</p><p>　　每臺水泵的電機啟動時接觸器的動作順序位Y連接→電源接觸器→△接觸器。梯形圖中，Y030、Y033分別控制兩個電極的電源；Y031、Y034分別控制兩個Y接觸器，Y032、Y035分別控制兩個△接觸器，軟件定時器T450、T452分別控制每臺電機Y→△轉(zhuǎn)換時間。&l

16、t;/p><p>　　1號泵的啟動：當(dāng)選擇手動狀態(tài)時，只需要按下1號泵的SB1，接通X002，水泵即起動。當(dāng)選擇自動狀態(tài)時，需要電源接通的同時，2號泵處于備用狀態(tài)，且水泵起動信號亮，這時1號泵正常啟動。2號泵啟動同理。</p><p><b>　　4. 水泵故障</b></p><p>　　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

17、到故障發(fā)出報警，同時還應(yīng)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(dǎo)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。</p><p>　　所以當(dāng)出現(xiàn)過載時，熱繼電器動作，X010↑(或者X011↑)，接通線圈Y

18、430(或Y431)，同時發(fā)出故障信號，故障信號燈亮。當(dāng)水泵1出現(xiàn)故障時，自動切斷1號泵電源，并解除2的備用狀態(tài)并及時同時投入工作。2號泵故障同理。</p><p><b>　　五．梯形流程圖</b></p><p><b>　　1．號泵流程：</b></p><p>　　自動啟動：將SA旋到自動擋使X005↑→SRES2

19、↑→X001↑→M201↑（2號泵備用）→M103產(chǎn)生脈沖→1號泵Y031↑（Y啟動）→T450 (延時) →Y032↑（1號泵△運行）。</p><p>　　手動啟動:將SA旋到手動擋→X004↑→SRES2↑（2為備用）→ SB1按下→X002↑→M103↑→Y031↑（1號泵Y啟動）→T450(延時) →Y032（1號泵△運行）。</p><p>　　故障： Y430↑→Y030

20、↓(1號泵停止)同時2號泵解除備用并投入工作。</p><p>　　正常停泵：SB3按下→X012↑→Y030↓（1號泵停泵）。</p><p><b>　　2．號泵流程：</b></p><p>　　自動啟動：將SA旋到自動擋使X005↑→SRES1按下→X000↑→M200↑（1號泵備用）→M102產(chǎn)生脈沖→Y034↑（Y啟動）→T452

21、(延時) →Y035↑（△運行）。</p><p>　　手動啟動: 將SA旋到手動擋→X004↑→SRES1↑（1為備用）→ SB2按下→X003↑→M102↑→Y034↑（Y啟動）→T452(延時) →Y035↑（△運行）。</p><p>　　故障： Y431↑(故障信號→0604↑) →Y033↓2號泵停泵同時1號泵解除備用并投入工作。</p><p>

22、;　　正常停泵： SB4按下→X013↓→Y033↓（二號泵停泵）。</p><p>　　六 .控制線路的元件選擇和整定</p><p>　　本設(shè)計用到的元器件主要有低壓斷路器，接觸器，熱繼電器，導(dǎo)線，外部直流電源，信號燈</p><p><b>　　1 接觸器</b></p><p>　?。?）系統(tǒng)參數(shù)的計算:<

23、;/p><p>　　設(shè)cosa=0.85，因為Pn=5.5KW,Un=380V所以 In=PN/√3Uncosa=9.8A</p><p>　　(2) 接觸器選擇應(yīng)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(yīng)符合電機要求，所輔助觸頭應(yīng)滿足繼電邏輯控制要求,故所選接觸器的型號為LC1-D18，數(shù)量為2個。</p><p><b>　　2低壓斷路

24、器</b></p><p>　　通常來說，低壓斷路器的額定電流應(yīng)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(yīng)為電動機額定電流的1.1——1.2倍，瞬時動作的過電流整定值應(yīng)按大于電動機啟動電流的1.7——2.0倍考慮,故可選DZ20-100.</p><p><b>　　3 接觸器</b></p><p>　　接觸器選擇

25、應(yīng)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(yīng)符合電機要求，所輔助觸頭應(yīng)滿足繼電邏輯控制要求。</p><p><b>　　4 熱繼電器</b></p><p>　　熱繼電器額定電流應(yīng)為電動機額定電流的1.05——0.95倍，在長期過載20%時應(yīng)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。故選擇JR16-20/3。</p>&

26、lt;p><b>　　5 控制柜的選擇</b></p><p>　　由于控制柜的元器件比較少，所以可選用其外部尺寸為500×600×250</p><p><b>　　七．元器件明細(xì)表</b></p><p>　　八. 對系統(tǒng)的使用說明</p><p>　　本系統(tǒng)能過實現(xiàn)自

27、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(shè)置了兩臺水泵，當(dāng)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(yīng)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(biāo)是夠合格；同時在使用時，要經(jīng)

28、常的對高低位水箱進行清潔，以免影響水位信號開關(guān)的性能。</p><p><b>　　九．圖紙目錄表</b></p><p><b>　　十 查考文獻</b></p><p>　　1． 建筑電氣控制技術(shù) 王儉 建筑工業(yè)出版社</p><p>　　2．建筑電氣控制技術(shù) 馬小軍