水电站射流泵课程设计说明书2.

1、电气自动控制课程设计说明书课程设计说明书课程名 称:电气自动控制课程设计课程代码:106003499题目:水电站集水井射流泵排水PLC 控制系统设计学生姓名:学号: xxxOxxx年级 / 专业 / 班:xxxxxxxxxxxxxxxxxl学院（直属系）:机械工程学院指导教师:XXX引 言-1 -第1章水电站集水井射流泵排水PLC控制系统方案设计 -6 -1.1方案设计原则 -1 -1.2系统的整体设计要求 -3 -1.3控制系统的设计-4-第2章水电站集水井射流泵排水 PLC控制系统的硬件设计 -6 -2.1主电路的设计-6 -2.2 PLC I/O 点分配-7 -2.2.1 控制系统I/O

2、 数量-7 -2.2.2 PLC 的 I/O 接线图-7 -2.3硬件选型-6 -2.3.1 PLC机型选择-9 -2.3.2 PLC 容量选择-10 -2.3.3 I/O 模块的选择 -10 -2.3.4 电源模块的选择-12 -第3章水电站集水井射流泵排水 PLC控制系统的软件设计 -6 -3.1程序设计的一般方法 -9 -3.1.1 顺序设计法-13 -3.2 PLC控制的相关流程图 -14 -3.2.1 控制流程图-14 -3.3可编程控制器梯形图 -15 -第4章仿真系统调试-18 -23 -24 -设计总结谢辞-25 -参考文献-26 -电气自动控制课程设计说明书摘要水电站集水井是

3、电站渗漏水、检修水和部分生产用水的排泄系统。电站渗漏排水通常包括厂内水工建筑物的渗水、机组顶盖与主轴密封漏水、钢管伸缩节漏水及供排水阀门管件漏水等，其主要特点是排水量小，高程较低，不能靠自流排至下游，所以设有集水井，把渗漏水集中起来，用水泵抽出。本设计基于可编程序控制器（PLC，使用射流泵，由控制高压水路的电磁阀来控制泵的抽水，电磁阀由双线圈控制，并有行程开关将位置信号返回PLC本设计采用西门子S7-300型PLC，CPU312为主要装置，实现对射流泵的控制。很好的将 书本和实际结合到了一起。关键词：PLC射流泵电磁阀行程开关-1 -电气自动控制课程设计说明书引言当今社会，集水井排水装置在生活

4、、生产中已成为一种必不可少的装置。 面对巨大的 需求量，排水装置必须向着更高效，更高质，更优质等有利方向发展。排水系统要求可靠 的控制，精确的水位测量等特点，这是目前一般的半自动控制系统和人工控制系统所难以 满足的。因此，为了满足当前企业的生产需要，设计精确可靠的排水系统是一种必然的趋 势。PLC装置已经成为自动化系统的主要装置，20世纪70年代初，可编程控制器进入实用 化发展阶段，计算机技术已经全面引入可编程控制控制器中，使其功能发生了质的飞越。 20世纪80年代初，可编程控制器在发达国家中已经获得广泛的应用，其特点体现为，大规模、高速度、高性能、产品系列化等。此时的可编程控制器已经逐渐进入

5、成熟阶段。上世 纪80年代至90年代中期是可编程控制器发展最为迅速的时期，其能力得到各方面的提高并 且逐渐进入了控制领域。实际末期，可编程控制器的发展特点是更为适合现代工业设计等 的需要。现目前，可编程控制器在机械制造，石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域 的应用都得到了长足的发展而本次设计则是将PLC用于水电站集水井射流泵排水控制装置的设计的控制，将所学 理论知识和生活实际紧密的结合在一起。 在巩固所学的同时，对实际中的问题也做了一些 深入的了解。-2 -电气自动控制课程设计说明书第1章水电站集水井射流泵排水控制系统方案设计1.1方案设计原则整个设计过程是按工艺流程设计，为设备安装、运行和

6、保护检修服务，设计的编写按 照国家关于电气自动化工程设计中的电气设备常用基本图形符号（GB4728）及其他相关标准和规范编写。设计原则主要包括：工作条件：工程对电气控制线路提供的具体资料， 系统在保证安全、可靠、稳定、快速的前提下，尽量做到经济、合理、合用，减小设备成 本。在方案的选择、元器件的选型时更多的考虑新技术、新产品。控制由人工控制到自动 控制，由模拟控制到微机控制，使功能的实现由一到多而且更加趋于完善。对于本课题来说，集水井排水系统部分是一个较大规模工业控制系统的改适升级，控制装置需要根据企业设备和工艺现况来构成并需尽可能的利用旧系统中的元器件。对于人机交互方式改造后系统的操作模式应

7、尽量和改造前的相类似，以便于操作人员迅速掌握。 从企业的改造要求可以看出在新控制系统中既需要处理模拟量也需要处理大量的开关量。 系统的可靠性要高。人机交互界面友好，应具备数据储存和分析汇总的能力。要实现整个集水井排水控制系统的设计， 需要从怎样实现多个电磁阀的开关以及行程 开关的控制这个角度去考虑，现在就这个问题的如何实现以及选择怎样的方法来确定系统1.2系统的整体设计要求（1）系统由水位信号自动启动和停止工作泵，维持集水井水位在规定的范围内；水泵 为射流泵；（2）系统由两台水泵组成，一台为工作泵，一台为备用泵。泵运行时应有运行指示；（3） 两台泵的工作关系应能做出选择（手动、自动、备用的选择

8、）。主、备用泵应能 单独手动启停，两台泵的工作关系应能轮换，分为手动轮换和自动定时轮换；（4）集水井水位上升到主用泵启动水位时，应自动投入主用水泵；（5）当工作泵发生故障或来水量大增，使集水井水位上升到备用泵启动水位时，应自 动投入备用水泵；（6）当备用泵投入时，应同时发出报警信号（光报警）；（7）由控制高压水路的电磁阀来控制泵的抽水，电磁阀由双线圈控制，并由位置信号返回PLC(8) 电磁阀按5A设计主回路；(9) 使用埋电极的方法测水井的水位，应设计出驱动电路；(10) 系统有过高水位、工作泵启动水位、水泵停止水位触点信号输入 PLC1.3控制系统的设计就目前的现状有以下几种控制方式满足系统

9、的要求：继电器控制系统、单片机控制、 工业控制计算机控制、可编程序控制器控制。通过对四种控制系统进行简单的比较，我们不难发现，继电器本控制柜的安装接线工 作量大，整个控制柜价格非常高，灵活性差，响应速度慢。单片机是一片集成电路，不能 直接将它与外部I/O信号相连。要将它用于工业控制还要附加一些配套的集成电路和I/O接口电路，硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大。工业控机价格较高，将它用于开 关量控制有些大材小用。且其外部I/O接线一般都用于多芯扁平电缆和插头、插座，直接 从印刷电路板上引出，不如接线端子可靠。而相对于以上三种控制方式，PLC为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价比

10、高等优点，是目前工业自动化的首选控 制装置。故选择PLC来实施本次设计。1. 开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、 顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2. 运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制， 世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运 动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。3. 闭环过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能 编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。P

11、ID调节是一般闭环控制系统中用得较多 的调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。4. 数据处理现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、 排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于大型 控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工 业中的一些大型控制系统。5. 通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展, 工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的 网络系统。新近生产的PLC都具

12、有通信接口，通信非常方便。根据本控制系统的控制要求应该选择可编程序控制器控制。-5 -电气自动控制课程设计说明书电气自动控制课程设计说明书第2章 水电站集水井射流泵排水控制系统的硬件设计2.1主电路的设计根据以上所选的器件可画出其硬件电气原理图如图2-1所示其中本次设计中的集水井排水控制系统由线圈驱动。-6二 8 二匕-竺-巴一工一巳 W 二"I三 6一 8 宀 9ln丁 EnJR 羸呂 k 9-0百剳 s<f*訂Pjl$ 谭U MJE 卡二u 出GD m哲OD匕Dai £1i y_"Xgatni <2型1 二"o"A0卜9i怦E4

13、 BH骨54 E=H層¥E1 13' i£3 C斗OJ*5*CM一左c0云E55L?、0©仁9(AEMzt* IkJ *1车 曲1i9ii'T1-壬X3i二JZiM占TM 衬I 洛总CM二Wr-gLfi电气自动控制课程设计说明书图2-2电气连线图2.2 PLC I/O 点分配2.2.1控制系统I/O数量通过分析控制任务，共需要13个数字量输入和8个数字量输出，CPU型号可以选择 S7-300PLC的CPU312（本机上有16个数字量输入和16个数字量输出）。QAO为电源开关、 KF1-KF4为电磁阀1#、2#启停开关；BG1-BG行程开关来控制主、

14、备用泵的自动启停；PG1-PG2 分别指示工作泵和备用泵的工作情况；PG侨口 PB来指示备用泵的声光报警；KF5 KF6为1#、 2#泵手动启停开关；SF1、SF2为1#、2#泵的手动、自动、备用选择开关；PG釣电源的指示开关。该系统具体所使用的输入输出设备的I/O 口分配如表2-1所示表2-1 I/O 口分配表控制信号信号名称元件名称元件符号地址编码输入信号1#电磁阀开启阀芯行程开关BG1I1.31#电磁阀关闭阀芯行程开关BG2I1.42#电磁阀开启阀芯行程开关BG3I1.52#电磁阀关闭阀芯行程开关BG4I1.61#工作泵启动信号常开开关KF5I0.02#备用泵启动信号常开开关KF6I0.

15、11#工作泵选择手动信号选择开关'SF2I0.31#工作泵选择自动信号选择开关SF2I0.41#工作泵选择备用信号选择开关SF2I0.52#备用泵选择手动信号选择开关SF3I1.02#备用泵选择自动信号选择开关SF3I1.12#备用泵选择备用信号选择开关SF3I1.2手动、自动轮换信号旋钮SF1I0.21#工作泵开启信号线圈KF1Q0.01#工作泵停止信号线圈KF2Q0.1输出信号2#工作泵开启信号线圈KF3Q0.22#工作泵停止信号线圈KF4Q0.31#工作泵开启光信号发光管PG1Q1.02#工作泵开启光信号发光管PG2Q1.1过高水位光信号发光管PG3Q1.2过高水位声信号蜂鸣器P

16、BQ1.5222 PLC 的I/O接线图根据表2-1及I/O分配表画出I/O接线图如图2-1所示14娇射ft1=电出調49H川那IJB 百ST1卜It!2B泵l;駅惟曲指示打黔-9 -电气自动控制课程设计说明书-# -电气自动控制课程设计说明书1E2» 备用n功.!1*选择开吳纂选择幵黄1 电H!H JQ1H 电 Mf N M Noh'' 片if *H电追阀占灯2电囲2；动口 动备 JI动口 动备KF5 KF6 SFI-# -电气自动控制课程设计说明书-# -电气自动控制课程设计说明书图2-1 I/O 口接线图-# -电气自动控制课程设计说明书2.3硬件选型2.3.1

17、 PLC机型选择机型选择的基本原则是在满足控制功能要求的前提下，保证系统工作可靠、维护使用方便及最佳的性能价格比。具体应考虑的因素如下所述。1 结构合理对于工艺过程比较固定、环境条件较好、维修量较小的场合，选用整体式结构的 PLC 否则，选用模块式结构的PLC集水井射流泵排水控制系统的设计选用模块式结构的 PLC能 够达到要求。2功能强、弱适当对于开关量控制的工程项目，根据水电站集水井排水系统的控制要求，选用西门子公司的S7-300系列机。3 机型统一PLC的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把PLC的I/O和CPU放在一块印刷 电路板上，并封装在一个壳体内，省去了插接环节，因此体积小、价

18、格便宜。但由于整体 式结构的PLC功能有限，只适用于控制要求比较简单的系统。一般大型的控制系统都使用 模块式结构，这样功能易扩展，比整体式灵活。一个大型企业选用 PLC时，尽量要做到机 型统一。由于同一机型的PLC，其模块可互为备用，以便备件的采购和管理；另外，功能 及编程方法统一，有利于技术人员的培训；其外部设备通用也有利于资源共享。 若配备了 上位计算机，可把各独立系统的多台PLC联成一个多级分布式控制相互通信，集中协调管 理。物料混合控制系统控制要求比较简单选择整体式结构的PLC4. 是否在线编程PLC的特点之一是使用灵活。当被控设备的工艺过程改变时，只需用编程器重新修改 程序，就能满足

19、新的控制要求，给生产带来很大方便。PLC的编程分为离线编程和在线编 程两种。离线编程的PLC其主机和编程器共用物料混合控制系统采用离线编程。5. PLC的环境适应性由于PLC是直接用于工业控制的工业控制器，生产厂家都把它设计成能在恶劣的环境 条件下可靠地工作。尽管如此，每种PLC都有自己的环境技术条件，用户在选用时，特别 是在设计控制系统时，对环境条件要进行充分的考虑。一般PLC及其外部电路（I/O模块、 辅助电源等）都能在下列环境条件下可靠工作：温度：工作温度055C，最高为60C储存温度：-40 C+ 85C湿度：相对湿度5%95%无凝结霜）振动和冲击：满足国际电 工委员会标准电源：交流2

20、20V,允许变化范围为-15%+ 15%频率为4753HZ舜间停电 保持10ms环境：周围空气不能混有可燃性、爆炸性和腐蚀性气体对于需要应用在特殊环境 下的PLC，要根据具体的情况进行合理的选择。2.3.2 PLC容量选择PLC容量包括两个方面：一是I/O的点数；二是用户存储器的容量（字数）。PLC容 量的选择除满足控制要求外，还应留有适当的裕量，以做备用。根据经验，在选择存储容 量时，一般按实际需要的10%25%考虑裕量。对于开关量控制系统，存储器字数为开关 量I/O乘以8;对于有模拟量控制功能的PLC，所需存储器字数为模拟内存单元数乘以100。 通常，一条逻辑指令占用存储器一个字。计时、计

21、数、移位及算术运算、数据传输等指令 占用存储器两个字。各种指令占存储器的字数可查阅PLC产品使用手册。I/O点数也应留 有适当裕量。由于目前I/O点数较多的PLC价格也较高，若备用的I/O点的数量太多，将 使成本增加。根据被控对象的输入信号和输出信号的总点数，并考虑到今后的调整和扩充， 通常I/O点数按实际需要的10%15%考虑备用量。2.3.3 I/O 模块的选择PLC是一种工业控制系统，它的控制对象是工业生产设备或工业生产过程，它的工作环境是工业生产现场。它与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块可以检测被控生产过 程的各种参数，并以这些现场数据作为控制器对被控制对象进行控制的依据。同时控

22、制器又通过I/O接口模块将控制器的处理结果送给工业生产过程中的被控设备，驱动各种执行机构来实现控制。外部设备或生产过程中的信号电平各种各样，各种机构所需的信息电平也是各种各样的，而PLC的CPU所处理的信息只能是标准电平，所以I/O接口模块还需 实现这种转换。PLC从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离。 为了确保这些信息的正确无误，PLC的I/O接口模块都具有较好的抗干扰能力。根据实际 需要，PLC相应有许多种I/O接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量 输入模块及模拟量输出模块，可以根据实际需要进行选择使用。1 确定I/O点数I/O点数的确定要充分的考虑到

23、裕量，能方便地对功能进行扩展。对一个控制对象， 由于米用不同的控制方法或编程水平不一样，I/O点数就可能有所不同。2 开关量I/O标准的I/O接口用于同传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制（开/关）设备（如 指示灯、报警器、电动机起动器等）进行数据传输。典型的交流I/O信号为24240V（ AC）， 直流I/O信号为524V （ DC）。3 选择开关量输入模块主要从下面两方面考虑：一是根据现场输入信号与PLC输入模块距离的远近来选择电平的高低。一般 24V以下属于低电平，其传输距离不宜太远。如12V电压模块一般不超过10m，距离较远的设备选用较高电压模块比较可靠。 二是高密 度的输入模块，

24、如32点输入模块，能允许同时接通的点数取决于输入电压和环境温度。 一般同时接通的点数不得超过总输入点数的 60%。4. 选择开关量输出模块时应从以下三个方面来考虑：一是输出方式选择。输出模块 有三种输出方式：继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出。其中，继电器输出价格便宜， 使用电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力强，且有隔离作用。但继 电器有触点，寿命较短，且响应速度较慢， 适用于动作不频繁的交/直流负载。当驱动电 感性负载时，最大开闭频率不得超过1Hz。晶闸管输出（交流）和晶体管输出（直流）都 属于无触点开关输出，适用于通断频繁的感性负载。感性负载在断开瞬间会产生较高反电 压，

25、必须采取抑制措施。二是输出电流的选择。模块的输出电流必须大于负载电流的额定 值，如果负载电流较大，输出模块不能直接驱动时，应增加中间放大环节。对于电容性负 载、热敏电阻负载，考虑到接通时有冲击电流， 要留有足够的余量。三是允许同时接通的 输出点数。在选用输出点数时，不但要核算一个输出点的驱动能力，还要核算整个输出模 块的满负荷负载能力，即输出模块同时接通点数的总电流值不得超过模块规定的最大允许 电流值。234电源模块的选择电源模块的选择一般只需考虑输出电流。电源模块的额定输出电流必须大于处理器模块、I/O模块、专用模块等消耗电流的总和。以下步骤为选择电源的一般规则：1确定电源的输入电压；2 将

26、框架中每块I/O模块所需的总背板电流相加，计算出I/O模块所需的总背板电流 值；3. I/O模块所需的总背板电流值再加上以下各电流：1）框架中带有处理器时，则加上处理器的最大电流值；2） 当框架中带有远程适配器模块或扩展本地I/O适配器模块时，应加上其最大电流值。4如果框架中留有空槽用于将来扩展时，可做以下处理；1）列出将来要扩展的I/O模块所需的背板电流；2）将所有扩展的I/O模块的总背板电流值与步骤。5在框架中是否有用于电源的空槽，否则将电源装到框架的外面。6根据确定好的输入电压要求和所需的总背板电流值，从用户手册中选择合适的电 源模块。具体应考随着PLC技术的发展，PLC产品的种类越来越

27、多，而且功能也日益完善。 PLC的种类繁多，其结构、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等各有不同，当然 使用场合也有所不同。因此选择合理的PLC对提高PLC控制系统技术经济指标意义重大。因此在选择机型时不仅要满足其功能要求及维护等方面的虑：1）合理的结构形式2）安装方式的选择3）相当的功能要求4）系统可靠性的要求综上所述，根据控制系统要求选择 S7-300系列PLC，S7-300系列PLC属于中型模块 式结构的PLC，本机自带RS 485通信接口，内置电源和I/O接口，它的结构简单，运行 速度快，可靠性高，具有极其丰富的指令系统和扩展模块，实时性和通信能力强大，便于 操作，易于掌握，性价比高

28、，是中小规模控制系统的理想控制设备。第3章 水电站集水井射流泵排水控制系统的软件设计3.1程序设计的一般方法3.1.1经验设计法经验设计法也叫凑试法。在掌握一些典型控制环节和电路设计的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，凭经验进行选择、组合。这种方法对于一些简单的控制系统的 设计是比较凑效的，可以收到快速、简单的效果。经验设计法的具体步骤如下：1 .确定输入/输出电器；2确定输入和输出点的个数、选择 PLC机型、进行I/O分配；3. 做出系统动作工程流程图；4. 选择PLC指令并编写程序；5. 编写其它控制要求的程序；将各个环节编写的程序联系起来，即得到一个满足控制要求的程序。3.1.2

29、逻辑设计法工业电气控制线路中，有很多是通过继电器等电器元件来实现的。而继电器、交流接 触器的触点都只有两种状态即：断开和闭合，因此用“ 0”和“T两种取值的逻辑代数设 计电气控制线路是完全可以的。该方法是根据数字电子技术中的逻辑设计法进行PLC程序的设计，它使用逻辑表达式描述问题。在得出逻辑表达式后，根据逻辑表达式画出梯形 图。3.1.3顺序设计法对那些按动作的先后顺序进行控制的系统，非常适合使用顺序控制设计法进行编程。 顺序控制法规律性很强，虽然编程相当长，但程序结构清晰、可读性。在用顺序控制设计 法编程时，功能图是很重要的工具。功能图能够清楚地表现出系统各工作步的功能、步与步之间的转换顺序

30、及其转换条件。综上所述，本控制系统采用顺序设计法设计。3.2 PLC控制的相关流程图3.2.1控制流程图水电站集水井射流泵排水控制系统的过程为：按下电源开关，轮换方式若为自动轮换判断水位即行程开关位置信号一一若水位达到工作泵启动水位，I1.3接通一一Q0.0线圈接通，工作泵工作一一若水位达到过高水位，I0.5接通一一Q0.2线圈接通备用泵工作 当水位低于备用泵启动水位时，I0.4接通一一Q0.1线圈接通，备用泵停止工作一一当 水位低于工作泵启动水位时，I0.6接通一一Q0.3线圈接通工作泵停止工作；按下电源开关，轮换方式若为手动轮换一一判断1#、2#选择开关位置信号一一若在手 动位置 一一接通

31、I0.0 工作泵工作一一接通I0.1 备用泵工作；若在自动位置一一 启动停止方式同自动轮换；若1#、1#在备用位置一一则工作泵、备用泵都工作。系统的控制流程图，如图3-1所示。图3-1控制流程图3.3可编程控制器梯形图标准语言梯形图语言也是我们最常用的一种语言，它有以下特点1. 它是一种图形语言，沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些 图形符号构成，左右的竖线称为左右母线，左边画输入、右边画输出。2. 梯形图中接点（触点）只有常开和常闭，接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。3. 梯形图中的接点可以任意串、并联，但线圈只能并联不

32、能串联。4. 内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载，只能做中间结果供CPU内部使用。5. PLC是按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留在 输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当作条件使用。梯形图的编制采用 STEP7 Micro/WIN32软件，STEP7 Micro/WIN32软件是西门子S7-300PLC的开发工具，主要用于开发程序，也可用于实时监控用户程序的执行状态，该软件具有Windows应用软件的通用界面,易学易用。基于PLC勺水电站集水井射流泵排水控制系统的梯形图杨咙兵附浙140均3L01第丫组水电站集水井射流慕非水PLC控制系统设

33、计曰锻議猶：坤工作泵自动方式中间触点10- 211.311.4SF1BG1BG20,0轮换旅齟X电昭阀r*电磁阀F工作泵自动为战合幵启讦程幵关闭行程幵自动方中间*关卄关卄1 11 11 11 11 11/11丿 110-2SF1IO.40.0轮换旋齟5氏自动X工作泵自幼为廉合"璋工作泵目动方中间*触献1 11 11/11 11 1日程序段2:裁备用泵自动方式中间触点10.211,511.6SFLBG3BG410,1黑换濮钮*2#电磁阀"2#电晞阀备用泵自Hi対旋合幵首行癌弁关闭行程开自动万中间超关*关*1 11 1n1/1t 1 r1 111/11 J10,2SF111.1

34、0.1*轮换蛊钮SF3g 动F备用泵自动再旋合伽爸用泵自动方中间*触吕*-17 -电气自动控制课程设计说明书曰程库段3 :坤工作泵手动方式中间蝕点曰桂序段4:牌备用泵手动方式中间触点10.2SF110,310,010,2宅撫旋钮拠手动KF5""工作泵自幼为旋合工作泵"辽工作泵手动方中间手动”1/1n_01IO l 2SF111.010.1).3WF3手动KF6+甜备用泵自动为旋合"湍备用泵"矣备用泵手动方中间jT手动"开关"触贰1/H_0_110,5SF2备用F工作泵备用亠曰坪工作泵启动F工作泵自幼方中何融点"I

35、1n. 2工作泵手动方中间触点"I 1Q0.0KF1F工作泵启茹*UIQ1.0FG1“斗工作泵启动绿鱼"0I11,2SF3# 用辽略用泵备用"备用泵 目动方口间 触贰Q0.2KF3*轴备用泵 启时0.3"2#备用泵手动方中间H程瘵段7 :坤工作泵停止11.4BG2 电晞阀 关关”I 111_3BG1F电磁阀开启行程开关*1/1QO. 1KF2坤二作泵 停止*（）I-18 -电气自动控制课程设计说明书-# -电气自动控制课程设计说明书Q程序段8 :潔备用泵停止Q0.3KF4"渊备用泵停止0III. 611.5BG4BG3辽尊电磁阀"黠电

36、醯阀关闭行程开开启彳亓呈幵关.关.I II/K-日程虑段9 :备用泵启动报警Q1.2Q0.2QO.3PG3KF3KF4"过高水位备用泵中备用泵指示灯启动停止"红色梯形图分析:1. 初始状态 当装置投入运行时，所有设备处于断电状态。2. 控制过程如下：（1） 合上电源开关启动电源，旋钮 SF1闭合时（即10.2为ON）,此时为自动轮换方式. 当水位上升使行程开关I0.3闭合时,工作泵中间触点导通，然后使Q0.0得电启动工作泵，并 且指示灯Q1.0点亮;当水位继续上升使行程开关11.5闭合时,备用泵中间触点导通,然后 使Q0.2得电启动备用泵,并且指示灯Q0.1,Q1.2点亮,

37、蜂鸣器Q1.5鸣叫。（2） 合上电源开关启动电源，旋钮 SF1未闭合时（即I0.2为OFF）,此时为手动轮换方 式.当1#工作泵选择开关选为手动时，闭合工作泵开关（即I0.3为ON），此时手动中间触点 M0.2导通,然后Q0.0得电工作泵启动,并且指示灯Q1.0点亮；当1#工作泵选择开关选为自 动时，此时情况同（1）中自动轮换方式；当1#工作泵选择开关选为备用时，工作泵启动并且 指示灯Q1.0点亮.（3） 合上电源开关启动电源，旋钮 SF1未闭合时（即I0.2为OFF）,此时为手动轮换方 式.当2#备用泵选择开关选为手动时，闭合备用泵开关（即I1.0为ON）,此时手动中间触点 M0.3导通,然

38、后Q0.2得电工作泵启动，并且指示灯Q0.1,Q1.2点亮，蜂鸣器Q1.5鸣叫；当2# 备用泵选择开关选为自动时，此时情况同（1）中自动轮换方式；当2#备用泵选择开关选为 备用时，备用泵启动并且指示灯Q0.1,Q1.2点亮，蜂鸣器Q1.5鸣叫.（4） 当1#电磁阀阀芯关闭行程开关闭合时，线圈SF2导通（即Q0.1接通），此时工作泵停 止工作.并且Q1.0指示灯熄灭.（5）当2#电磁阀阀芯关闭行程开关闭合时，线圈SF4导通（即Q0.3接通），此时备用泵停 止工作.并且Q1.1、Q1.2指示灯熄灭、蜂鸣器停止鸣叫.-19 -电气自动控制课程设计说明书图4-4工作泵启动图-# -电气自动控制课程设计

39、说明书第4章仿真系统调试根据集水井射流泵排水PLC空制系统所设计的梯形图，选用 STEP7 SIMATIC Manager 软件进行硬件组态和程序调试。本次设计的梯形图运行状态监控调试图如下:硬件组态电源,CPU数字量输入、输出模块选型如图4-1所示:图4-4工作泵启动图-# -电气自动控制课程设计说明书图4-4工作泵启动图-# -电气自动控制课程设计说明书pSIMATK 300 直直：-境时=81倍! JfeKPLU 觴口加UK厂11 K zcr Zi*zflOTT 312341 EUbxKZ 罪5j KiJGxIel. WJ2DV/23Dy6丨亍111质Q愼决NFI地址IQ 注釋j|ps

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41、AHC S?，N? 遞 CT分布式机衆新用PROPIBUS-EP 从站图4-1硬件组态图图4-4工作泵启动图-# -电气自动控制课程设计说明书图4-4工作泵启动图-# -电气自动控制课程设计说明书符号表如图4-2所示:理 匚号镐辑諾-刁 桂字cn邑,符号裒翼竭直入碑谨项伍1】空口阿助H全部苻号Z1刃習Q) S7將号) -MATtC 300CDCPU 312地址1坤电蹴阀芙闭行程开黄I1.4BOOLBG221#电碰阀I13BOOLBG131#工作眾备用I0. 6BOOLSF2备用41#工作泵开关I0. 0BOOLKF551朮工作泵启动QCl0BOOLKF16冲工作駅启渤绿芭QL 0BOOLPCI

42、71 if工作泵手幼I0. 3BOOL汕1?手刼8坤工作泵手功方中间袖矿n0. 2BOOL91#工作泵借止Q0. 1BOOLKF211#工泵宜矿I0.4BOOL5F2自动1NT作泵自动方中间袖点M叮.0BOOL12#备用眾备用I12BOOLSF3备用12戏昏用录开关I0, 1BOOLKF612# &用駅启訪Q山2BOOLKF1眸备用泵貝h霖邑QL.BOOLPG112?奋用泵手幼110BOOL決手矿1髓凿用泵手动方中间种点M0. 3BOOL12#笛用泵停止Q0. 3BOOLKF412#爸用泵自动I11BOOLSF3旨动22#备用眾自动方中间融点M0. 1BOOL22#电逋阀关国行程开关.

43、I16BOOLBC422#电犠斶开启行程开关I,5BOOL.BG32喜水位蛙眄器QL. 5BOOLKF62予高氷位指示灯红色QL. 2BOOLPG32自前為龍台I0. 2BOOLSF127仿真界面如图4-3所示:寓Mansgar 集水丼聊淳挥;,kPLt辛城D金詐丛昭血日希气上空盂莒T疣屛'包齣井射直STPLt至蜕->:VlB_Win7_Safb*arp_Marager$7_JOCMPLC_S7iOO_aFile4fcKWU知单旧巒 E)<X.(Ti PUC g(V)医项g 逻口 (Wid fifl SMjJic 300 co 曰 g| CTV 31E -id却程序jil口

44、 DHJ图4-3仿真界面图自动轮换方式下工作泵启动如图4-4所示:图4-4工作泵启动图-21 -电气自动控制课程设计说明书图4-4工作泵启动图-# -电气自动控制课程设计说明书K LADATyfBft -®OBl-«.£RiPLCEKi1SdhnC3W>il|CPV J12 &NUNE：o SrtlF) MlEl SA.-JI PL£ 曲 SfflM S42I.OI ®C-W MftLHJ1|叵I唏亦门 'I应”隹益I卄卄0阿b曰|墟円否：駅！HT位序乐4F刁盘财1 AJ比曲! 叵备哄M 匡占L B® |

45、7; :SI "谒匿 i BtW-u卫】- 兰浮*咖吕 rd W9 叵血胆啊厘刊 F刮昭Tfi用襌 i> zd HM1 k U rrfl-抽 SA 叵 jffl F® ft 叵回FC克 t ia 5 ft F別SFC住 Fl*皀列_l刮血I辭陽i用抽乍E ?豳 9：启曲K,H工假加日-；：7T巾同丄忙昙启近f1 1 1L JHl 2:01.0。工融弱】羊浙中问J1*T1W1)QG.31J3诒砾启苗图4-4工作泵启动图-22 -电气自动控制课程设计说明书图4-6工作泵启动图-23 -电气自动控制课程设计说明书自动轮换方式下工作泵、备用泵都启动如图 4-5所示:剋 UD/

46、SWFBO - SOB! - KS.rtTEPPLrftrt'.SIMATlC 300lllYC.Pt 512 (XMLINEI 1 q g d口 龙削F) 岬SlE| siAcn PLC<W3) ailV) SrfliPI IB 口 (W) «B|Hi of r i 鼻dalO :ftfc 耳内祎,R：ti»a,阿 mixj uijD suiwi一 疽 $7-ftCi4Wl yWADC mUVCFV 312口回 IE盘毀無申綸 0闯竝曲 i± jj bt ±d SMI-Fit 阳询DE解 F Al 叵 4JJ ®MJ2>

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49、|-3厂。1.4-5 ¥ i咖曲帕Q r oiep r a1：?6J/CP： MFl-2手动轮换方式下1#选择开关为手动模式时工作泵启动如图4-6所示=1 LID苗叫FBO - fflOBL - swfwm 口孰M爭-離井15£黑伞.好疋琢礙TK 300lllCJ=t $12 DNL1NEI| MX «TOtWCTjBQWSlpTFT! UDH hik# i幢QJal*田也罰LS围闻凶HLZ1J盘:警愛用申鮭 回闯住翻I 旦戈j比剧! 1± 生 WH- Sil LBtfl 阳询DBM iT jbJ stw i± jjj取匕弟扌曲i询戏 田刍 田愛眄帥 R幡芯闻|牛回逋驶珑 匕型乓盯捕 闰 土| +®1 田创阳建 IB回FC張 I盲口 3HB咚 叵I別EFC廉莫31農【gr.rERI HMATIC SWtlMPV m曰甌酸E："工蚀諭hl>.<0QOrfl十工特JJ自幼方中间F工磅启电r)»_24L.0'L0工假KIJ丰呵中间LtTfra1 1L J曰KffR 6 :剖老用盖启訥»-1qa.sJT、曰昨巾间cSFfl?.sar'Fl宣蹲福宅_N N N N rrrr立斗 l.£l «