消防水泵PLC电气控制系统设计(OMRON----CPM1A)

1、课程设计任务书（B）题 目消防水泵PLC电气控制系统设计（OMRON CPM1A）学院（部）电控学院专 业 电气工程及其自动化班 级 32040901学生姓名 学 号_6_月日至_6_月_A7_日 共4周指导教师（签字）系主任（签字）2012年 5 月 26日目录一设计内容及要求 3二设计原始资料 3三、主电路图、控制电路图、电气原理图及其工作原理 3四、计算说明及元件选型 51、接触器的选择 52、热继电器的选择 53、空气开关的选择 54、控制柜的选择 55、信号继电器的选择 56、其他元件的选择 5五、PLC 的选择及 I/O 分配表 6六、PLC外部接线图6七、梯形图 7八、指令系统

2、7九、柜内外安装布置图 8十、元件明细表 8十一、图纸部分 8设计内容及要求通过对电气控制系统的设计， 掌握电气控制系统设计的一般方法， 能 够设计出满足控制要求的电气原理图， 以及安装布置图、 接线图和控 制箱的设计，具有电气控制系统工程设计的初步能力。 根据系统的控制要求，采用 OMRON CPM1A PLC 为中心控制单 元，设计出满足控制要求的控制系统。二设计原始资料1. 2 台消防泵， 7.5KW ，互为备用。当工作泵出现故障时，备泵自 投。2. 发生火灾时，打开消火栓箱门，击碎面板玻璃，起动消防泵。手 动停泵。3. 当消防给水管网水压过高时，停泵并报警。4. 当低位消防水池缺水，停

3、泵并报警。5. 自动、手动、检修工作方式。6. 设置必要的各种电气保护。三、主电路图、控制电路图、电气原理图及其工作原理 根据设计要求绘出电气原理图，见附图 1-1,1-2.工作原理：两台泵互为备用，备用泵自动投入，正常运行时电源开关QK1,QK2,S1,S2均合上，S3为水泵检修双投开关，不检修时放在运 行位置， SB10SBn 为各消火栓箱消防起动按钮，无火灾时，按钮被 玻璃面板压住，其常开触头已经闭合，中间继电器 KA1 通电，消火 栓泵不会起动。 SA 为万能转换开关，手柄放在中间时，为消防泵和 消防中心控制水泵起动，不接受消火栓内消防按钮控制指令，设 SA 扳向左 45度时， 1号泵

4、自动， 2号泵备用。若发生火灾时， 打开消火栓箱门， 用硬物击碎消防按钮的面板玻 璃，其按钮常开触头恢复，使 KA1 断电，时间继电器 KT3 通电，经 数秒延时使 KA2 通电并自锁，同时串接在 KM1 线圈回路中的 KA2 常开辅助触头闭合， 经 SA 使 KM1 通电，1 号泵电动机起动运行， 加 压喷水。如果1号泵发生故障或过载，热继电器 FR1的常闭触头断开， KM1 断电释放，其常闭触头恢复，使 KT1 通电，其常开触头延时闭 合，经 SA 使 KM2 通电， 2 号泵投入运行。当消防给水管网压力过高时，管网压力继电器触头 BP 闭合，使 KA3 通电发出停泵指令，通过 KA2 断

5、电而使工作泵停止并进行声光 报警。当低位消防水池缺水时，低水位控制器 SL 触头闭合，使 KA4 通电，发出消防水池缺水的声光报警信号。当水泵需要检修时，将检修开关 SA 扳向检修位置， KA5 通电， 发出声光报警信号。 S2 为消铃开关。综上：该方案满足设计的全部要求，予以采用四、计算说明及元件选型1、接触器的选择消防泵功率7.5KW，设额定电压U=380V , cos?二0.9，计算 额定电流匸3UP?=12.66A.接触器线圈的额定电压为220V，故选择 接触器型号为LC1-D18，数量为2个。2、热继电器的选择因为消防泵的额定电流为12.66A，故选用的热继电器型号为LR1-D12，

6、整定电流的范围是1013A。3、空气开关的选择消防泵短路时，瞬时脱扣器的整定电流ldz=( 1012)le=( 1012) *12.66= (126.6151.92) A，故选择空气开关的型号为 DZX7-2520 , 数量为2个。4、控制柜的选择由于控制柜内及面板上所安装的元器件均比较少，选用标准柜 即浪费空间又不经济，不符合实际，所以控制柜选用非标准柜，其外 部尺寸为600*900*200 (单位为 mm)。5、信号继电器的选择信号继电器选用浮球水位信号器，高低位水箱均需两个常开触点。故选用的浮球磁性开关的型号为 FQS-4,数量为2个。6、其他元件的选择指示灯，线槽，端子排等元器件的选择

7、型号见元件明细表。五、PLC的选择及I/O分配表根据给定的控制要求，可统计出现场输入信号工12个，输出信号共7个，所以选用OMRON CPM1A系列的C20P此型号具有12点输入,8点输出，满足要求。I/O分配表如下：输入输出S1电源开关00000HL1电源指示灯01000SB10SB n消火栓00001泵1接触器KM1 ,HL201001SA1自2备00002泵2接触器KM2，HL301002M1手动00003HL4管网压力高报警01003M2手动00004HL5水位低报警010042自1备00005HL6检修开关未复位01005S3检修开关00006HA警铃01006BP水压过高00007

8、SL水池缺水00008S2消铃旋钮00009FR1泵1热继电器00010FR2泵2热继电器00011六、PLC外部接线图PLC根据I/O分配表的分配关系和C20P的端子排列位置进行相应的接线，在PLC系统外部接线图中，图中各接触器采用220V电源,信号指示灯及报警指示灯与接触器共用 220V电源。（PLC外部接线图见附图 1-4）七、梯形图1-3。根据元器件之间的连接方式和逻辑关系绘制梯形图，见附图八、指令系统LD00000AND NOT 01001LD 00008OUT01000TIM001OUT 20003LD01000#0050LD 20003OUT20000LDTR0OUT 01004

9、LD NOT 20000AND 01002LD 00009TIM000OR00004LD 20002#0050LD20001OR 20003LD00006LD00005OR 20004OUTTR0ORTIM001AND LDAND NOT 20002AND LDOUT 01006LD NOT 20000ORLDENDANDTIMOOOOUT TR3OR20001AND00011LDTR0OUT01002AND01001LDTR3OR00003AND NOT 01002LD20001TIM002OUTTR1#0050LD00002LD NOT 00006ORTIM002OUT20004AND LDLD20004OR LDOUT01005OUTTR2LD00007AND00010OUT20002OUT01001LD20002LDTR2OUT01003九、柜内外安装布置图元器件在控制柜内从上到下依次为空气开关、接触器、热继电器、PLC、接线端子排。具体布置图及接线图见附图1-5、1-6。十、元件明细表序号名称型号数量备注1接触器LC1-D1822热继电器LR1-D1223指示灯XDY -B1/4262个绿色，4个红色4警铃ISL80161连续声音5PLCORMON C20P16旋钮LA18-6637水位信号器FQS-428空气开关DZX7-252