旋转式滤水器plc

1、1 课程设计目的 1.2 课程设计题目描述和要求 1.2.1 设备概况 1.2.2 控制要求 2.2.3 设计任务 4.3.课程设计报告内容 4.3.1 控制任务的分析与输入输出点分配 4.3.2 控制原理图或 PLC 接线原理图 5.3.3 S7-300 的硬件组态及程序编写 7.3.4 操作说明及注意事项 1.34. 总结及体会 1.3.参考文献： 1.4.1课程设计目的课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践， 了解 一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。 通 过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必 须满足

2、生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、 操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他 几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识 的能力，解决实际工程技术问题的能力； 查阅图书资料、产品手册和各种工具书 的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。2课程设计题目描述和要求2.1设备概况旋转式滤水器主要用于水力发电厂的生产用水过程中，对进入水厂原水中2cm3以上的漂浮杂物进行过滤除杂。该设备安装在水处理车间的进水管道入口 处，根据生产用水量的实际需

3、要，既可单台使用，也可多台并联运行。旋转式滤 水器的基本工作原理是根据旋转式滤水器进水口、出水口之间的水位压力差来控制旋转式滤水器的除杂排污。正常滤水过程：由于旋转式滤水器进水与出水口的水流正常， 产生的压力差 低于差压控制器设定值，因此，差压控制器内微动开关无动作输出， 原水正常过 滤。除杂排污过程：由于旋转式过滤器长时间过滤原水， 势必在滤水器内的过滤 孔中阻塞大量的水中漂浮物，使得进水口的水压大于出水口的水压，出水量减少， 进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值， 这时差压控制器内微动开关动 作输出，常开触点闭合，接通控制系统进行除杂排污。除杂排污后旋转式滤水器 又恢复正常滤水状态，

4、生产供水系统安全运行。旋转式滤水器控制框图如图2-1所示。抻t.宦肘自控电张L1网氓毎也元一帝IglM 二毛出水口反转式漣忒務图2-1旋转式滤水器控制框图2.2控制要求(1) 手动调试和检修 SA1手柄指向左45o时，接点SA1-1接通，通过SB1、SB2 控制按钮，手动开/关电动阀，通过SB3、SB4控制按钮，手动开/关滤水器电动 机，以便于系统调试和检修。(2) 人工除杂排污 SA1手柄指向右45o时，接点SA1-2接通，人工起动、停 止旋转式滤水器进行除杂排污。(3) 定时自动除杂排污 SA1手柄回零位时，若原水中杂物较少，固体漂浮物也较少，因此，水处理车间的旋转式滤水器长时间正常滤水，

5、不能进行差压自动除杂排污。由于旋转式滤水器长时间置于水中， 各个机械传动机构会锈蚀，影响过 滤和除杂排污或导致旋转式滤水器损坏，因此，需要具有定时自动除杂排污功能。(4) 差压自动除杂排污SA1手柄回零位时，若滤水器进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值时，旋转式滤水器自动进行除杂排污，直到滤水器进、 出水口产生的压力小于差压控制器设定值时，旋转式滤水器自动停止除杂排污， 恢复正常滤水状态。(5) 超压停机旋转式滤水器内部的过滤孔被小颗粒杂物堵死无法排出，进、出水口的压力差较高，虽然进行了除杂排污，但是进、出水口的压力差仍然未能降 到正常值，差压控制器内微动开关长时间动作(810mi n)

6、,需要立即停车，并 发出声光报警。(6) 计数功能该设备不管进行了哪种形式的除杂排污，每次进行除杂排污后都 要有记录，因此需要记录除杂排污次数(5位)。(7) 减速机润滑在旋转式滤水器上装有行星摆线针轮减速机，由输油泵将油室中的润滑油源源地送入减速机，液压泵拖动电动机与滤水器电动机同步运行。(8) 除杂排污阀门的电动装置内设三相交流异步电动机380V/60W、阀门限位开关和电动机过热保护，通过正、反相运行实现开阀、关阀功能。(9) 其他必要的电气联锁与保护，受控对象运行状态显示等。(10) 相关参数 滤水器电动机M1 : 丫系列，AC380V，1.5 kW, 6极；液压泵电动机M2 : Y系列

7、，AC380V，70W，4极；减速机4极减速；电动阀电动机 M3 : AC380V， 60W，电动阀自带。 差压变送器测量范围：0.30.8MPa可调，电感性电接点输出：AC220V，1A。 指示灯 HL : 10mA，DC24V。 电铃 HA : 8W，AC220V。(11) 控制信号说明见表9。表9控制信号说明輸入输出立字符号说明立字符号说明SAI-1手动控制转换开关KMI开电动阀援触器SAI-2人工除朵护污控制转换开关KM2关电动阀接触器SBI手动开电幼阀按钮KM3滤水器、液压泵运行接他器SB2手动关电幼阀按钮HLI手动控制指示灯S03手动开濾水器*液压泵按钮HL2人工除朵排污指示灯SB

8、4手朋关滤水器、液压泵按钮UL3定时自劝除朵排污指示灯KP差压变送器信号HU差压自动除朵排污描示灯KMI吓电动阀信号11L5故障指示灯KM2关电动阀信号HL6开电动阀指示灯KM3滤水器円液压泵运再信号HL7关电动阀指示灯FR电功机号HL8滤水器、液压泵运行指示灯SQL电动阀打开限位开关HA报警铃SQ2电幼阀关闭限位开关II除朵排污次数显示3位)2.3设计任务根据控制要求，进行旋转式滤水器电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、 控制电路及PLC硬件配置电路。(2) 根据控制要求，编制旋转式滤水器控制 PLC应用程序，有条件可以利用模拟 开关板调试程序，模拟运行。(3) 编写设计说明书，内容包括：

9、 设计过程和有关说明。 基于PLC的旋转式滤水器电气控制系统电路图。 PLC控制程序(梯形图和指令表)。 电器元器件的选择和有关计算。 电气设备明细表。 参考资料、参考书及参考手册。 其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决 方法、对课程设计的认识和建议等。3课程设计报告内容3.1控制任务的分析与输入输出点分配输 入 点序号文字符号程序指令说明1SA1-118.0手动控制转换开关2SA1-2I8.1人工除杂排污控制转换开关3SA1-0I8.2自动除杂排污转换开关4SB1I8.3手动开电动阀按钮5SB2I8.4手动关电动阀按钮6SB3I8.5手动开滤水器、液压泵按钮7

10、SB4I8.6手动关滤水器、液压泵按钮8SQ1I8.7电动阀打开限位开关9SQ219.0电动阀关闭限位开关10KPI9.1:压差变送器信号输 出 点序号文字符号程序指令说明1KM1,HL6Q12.0开电动阀接触器与指示灯2KM2,HL7Q12.1关电动阀接触器与指示灯3KM3,HL8Q12.2滤水器、液压泵运行接触器与指 示灯4HL1Q12.3手动控制扌曰示灯5HL2Q12.4人工除杂排污指示灯6HL3Q12.5定时自动除杂排污指示灯7HL4Q12.6差压自动除杂排污指示灯8HL5,HAQ12.7故障指示灯及报警电铃9HQ13.0除杂排污次数显示（5位）3.2控制原理图或PLC接线原理图321

11、主电路设计R.图旋转式滤水器控制系统主电路图（1）M1、M2、M3、M4分别表示滤水器电动机液、压泵电动机、减速机和电 动阀电动机。（2）主回路中交流接触器KM3控制滤水器电动机M1、液压泵电动机M2 ;KM1、 KM2通过正、反转控制电动阀电动机 M4,完成开起阀门和关闭阀门的功能。（3）电动机M1、M2、M3、M4由热继电器FR1、FR2、FR3、FR4实现过载保 护。（4）熔断器FU1、FU2、FU3分别实现各负载回路的短路保护。（5）QF为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电 源的作用，使用和维修方便。交流控制电路设计根据设计要求，共有19个I/O接口，其中10个

12、输入接口，9个输出接口。 根据S7-200系列的技术指标选择型号为 CPU224的PLC。CPU224的用户存储 空间为4096字，用户数据为2560字，有14个输入端口和10个输出端口，可以 满足本控制系统的控制要求。其中，输出部份分为220V输出和24V输出两部份。 220V输出为电动机控制的接触器和报警电铃输出；24V输出为各种指示灯输出。 由于有两种不同的输出电压要求， 所以必须提供两种不同电压的电源， 这两个电 源由交流控制电路提供。1L 0 00 I 0.2 0.3- 2L 0 4 0.5 06 3L 0 7 10 l.l ® N L1CPUIM 0 0 0 1 0.2

13、0 3 04 0507 2M 101112 门 1£15 科 L +SB1SB2S&3SB4SQ1SQ2KPEt 、V图旋转式滤水器控制系统的PLC控制电路图主要参数计算(1) 断路器QF脱扣电流。断路器为供电系统电源开关，其主回路控制对象为电感性负载交流电动机，断路器过电流脱扣值按电动机起动电流的1.7倍整定。旋转式滤水器有1.5KW负载电动机一台，起动电流较大，其余动机同时起动运 行，因此可根据1.5kW电动机选择自动开关 QF脱扣电流IQF: IQF = 1.7IN=1.7 3A = 5.1A 5A 选用 IQF = 5A 的断路器。(2) 熔断器FU熔体额定电流IFU

14、。以滤水器电动机为例，I >2IN= 2X3A = 6A， 选用6A的熔体。其余熔体额定电流的选择，按上述方法选配。(3) 热继电器的选择参照相关技术资料选取3.3 S7-300的硬件组态及程序编写的硬件组态二台为100W以下，起动电流较小，工艺要求滤水器电动机和液压泵电 硬件组态如下：电源模块PS 307 5ACPU315-2 PN/DP模拟量输入模块模拟量输出模块数字量输入模块AI 8*12BITAQ 2*12BITDI 16 * DC 24V数字量输出模块DO 16 * DC 24V/0.5A6ES7 307-1EA00-0AA06ES7 315-2EH14-0AB06ES7 33

15、1-7KF02-0AB06ES7 332-5HB01-0AB06ES7 321-1BH02-0AA06ES7 322-1BH01-0AA0旋转式滤水器电气控制流程图（开始）选择工作方式 手动燥作结束）etvork 1程序编与:Title：18.0手动调试和检修18.3M0,5I8.014M0.6f I JQ12.318.1 J5IB.SM0.7/I01ffetwork 2 : Title：手动除杂排污IS* 118.518.6M1.01/1Q12.4(JINetvork 3 : Title:I压差判主Netvork 4 : Title:自动模式下滤水器、液压泵正常开启Ketwork 5 : T

16、itle：非自动模式或压差目动时曲腐时间过长滤水器及液压泵关闭18.2MN 1Ml. 14 IWWIM0. 3M2,14 I（F）_network 6 : Title；定时自动除杂18.2M2. 2M0.0M0.1M2. 23）-Network 7 : Title:ConUTlIlt；W.0M2.3T I F 卜18. 2MN 3T I昉Hetvork 8 : Title；IM緒停止定时M0.1I IT38I /IT3?< s3 ODT Q1 'n/rSBTtflOS-TVBI-I * RBCDNet9 : Title；电动阀定时幵始T38T37I IS ODTSQ1 1S5T#

17、5S-r7BI * V V'RBCD> V VSetwork loj: Title： 走时自动指示灯18. 219, 1Q12. 5T I/I0_IHetwoik 11 : Title：|压差目动除杂Metwork 12 : Title ：CojniTieiit:18. 21110. 2MO.OH/l-e-tvoirk 13:Ti-tle：压差自动除杂排污走时MO. 0I IMO. 2I IT39Hs_ODT门1 1i 1S5TS15S-TVEI tRBCD Hetvork 14 : Title：超时报警停机T39MO.31 I0IQ12.70IWetwoTk 15 : Titl

18、e：IE差自动扌旨示灯18. 2Q12.6fleizworlr 16: Title：|计算排污次数Q12.0M5. 5IS. 1S_QUCUQCVQ13. 018. 2C#0 -10,0-CV.ECD PVe± ozrk 17:Title：启停濺永器液压泵控制M0. 7Q12.27IT39Ml. 1etvork 19：:Title：关闭电动阀控制M0.619.0Q12.0Q12.1d Il/ll/l( I18.2T3710.0Q12,7H Il/ll/l1/13.4操作说明及注意事项(1) 各处电器、电路有熔断器和热继电器保护，不易发生烧熔故障；(2) 定时功能还只能通过PLC定义，如需外界定义还要另外添