电气控制技术课程设计

1、高低位水箱供水系统电气控制系统的设计 现代化社会的发展，中高层的建筑越来越多，这就为我们给中高层建筑供水提出了一个新的难题，一般来说，自来水厂很难把水直接供给给高层的住户，为了解决这样的问题，一般都采用高低位水箱供水系统，这个系统造价便宜，工艺简单，能满足大部分人的要求。所谓高低位水箱供水系统就是将自来水厂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层的水箱，供给给高层的用户使用。一. 控制要求 1. 高低位水箱均设水位信号器。高位水箱水位达到地位，地位水箱水位达到高位时，水泵启动；高位水箱水位达到高位或者低位水箱水位达到低位时，水泵停止。2. 两台水泵分工作泵和备用泵，可以互换，只

2、有一台水泵工作。当工作水泵出现故障时，备用泵自投。水泵功率7.5KW.3. 具有手动，自动工作方式。4. 各种指示及报警。二 基本设计思路 在高层建筑中，水泵及其控制室一般位于建筑物的地下层，水箱通常设于大厦的顶部。这样，将水箱的水位信号传输到控制柜需要相当长的距离。为了避免信号在传输过程中因为各种干扰而引起继电器误动作，信号控制回路通常采用220V的电压。另外，由于水位信号为小容量的继电器，其触点不适合于直接控制接触器，因此，需要通过中间继电器进行中间转换，即扩张触点容量。总体来说，为了便于线路的维修，管理等，应将辅助线路分为信号控制回路和电动机控制回路等几部分，这样，才能使控制线路的分工更

3、加明确，可读性更强。1. 主电路控制和控制电路的梯形图见图1所示： 根据梯形图写出PLC系统指令如下所示：指令数据指令数据指令数据LD0004AND0506LD0014LD1002DIFU1001OUT0509OR1101LDTR0LD0508KEEP0506AND0507OR0509LD0005DIFU1002OUT1401LD1001LD0002LD1401OR1102AND NOT0006DIFU1101KEEP0507LD1002LD0509LD0007AND NOT0506OR0508OR0008OR LDOUT1402DIFU1200LD0011LD1402LD1200OR 050

4、8DIFU1102LD1201KEEP0501KEEP0511LD0003LD0009AND NOT0006OR0010LD1001DIFULD 12011201AND NOTOR LD0507LD1200LD0012KEEPO510OR0509LD0006KEEP0502AND0510LD0013OUTTROOUT05082. PLC的外部接线图如图2所示 PLC I/O 口分配表如下所示：输入输出1号泵手动启动按钮ST100021号泵的接触器KM105012号泵手动启动按钮ST200032号泵的接触器KM205021号泵备用按钮SRES10004手动显示05042号泵备用按钮SRES200

5、05自动显示0505手动启动开关00061号泵备用指示0506自动启动开关00062号泵备用指示0507高位水箱的高位HU00071号泵故障指示0508地位水箱的低位DD00082号泵故障指示0509高位水箱的低位HD0009水泵工作0510地位水箱的高位DU0010水泵停止工作05111号泵手动停止STP100112号泵手动停止STP200121号泵热保护触点FR100132号泵热保护触点FR200143 安装图如图3所示4 面板布置图如图4所示三 系统工作原理1 备用泵的选择 控制备用泵的选择按钮SRES1和SRES2分别对梯形图0004，0005相对应。当按下0004（或者0005）时，

6、就把相应的1号（2号）泵选为备用泵。当二（一）号泵故障时，一号泵备用解除。或者手动状态下，按下一（二）号泵启动按钮时，一（二）号泵备用解除。2 水泵的启动 在本设计中电动机的启动可以通过手动和自动来选择。当选择了手动方式时，即把手动旋钮0006旋下，这时我们可以通过按动手动启动按钮0002（一号泵）和0003（二号泵）来控制泵的启动。这种方式的好处时，在任何时候都可以通过人的操作来控制水箱里水的容量。当选择了自动供水方式时，即把自动按钮0006旋上来时，这时候水泵的起停主要靠水箱中水位的高低来控制，当高位水箱水位达到地位，地位水箱水位达到高位时，立刻触动触点0009和0100，发出水泵启动信号

7、，同时水泵启动灯亮，作泵启动开始供水。当高位水箱水位达到高位，地位水箱水位达到地位时，立刻触动触点0007和0008，发出水泵停止信号，同时水泵停止指示灯亮，水泵停止供水。 一号泵的启动：当选择手动状态时，只需要按下一号泵的ST1，接通0002，水泵即起动。当选择自动状态时，需要电源接通的同时，二号泵处于备用状态，且水泵起动信号亮，这时一号泵正常启动。3 水泵故障水泵有时会因各种原因造成故障，不能正常运行。这时候不仅检测到故障发出报警，同时还应以最快的方式排除故障，保障供水系统的稳定运行。它的工艺过程主要如下：通常水泵出现故障的原因主要有:水泵在运行中过载，这时候装在水泵主回路中的热继电器就会

8、动作，及时的切断工作电源，使故障水泵停止运行。有时候还会因为过电流而导致水泵不能正常运行，这时候水泵主回路中的断路器就会及时动作，切断故障电流。所以当出现过载时，热继电器动作，0013或者0014的触点闭合，接通线圈0508和0509，同时发出故障信号，故障信号灯亮。例如，当水泵1出现故障时，这时候水泵2的备用状态应该解除，及时的投入到运行中。水泵1故障，0013闭合，接通0508线圈，发出报警信号，同时0508触点闭合，接通1401线圈，1401触点闭合，发出1011的脉冲信号.2号泵的备用解除，投入运行。四 控制线路的元件选择和整定低压断路器，接触器，热继电器，导线，外部直流电源，信号灯选

9、择1 低压断路器通常来说，低压断路器的额定电流应该大于电动机的额定电流，延迟动作的过电流脱扣器的额定电流应为电动机额定电流的1.11.2倍，瞬时动作的过电流整定值应按大于电动机启动电流的1.72.0倍考虑。2 接触器 接触器选择应考虑极数，额定工作电压，额定工作电流，接通和分段能力，都应符合电机要求，所辅助触头应满足继电逻辑控制要求。3 热继电器 热继电器额定电流应为电动机额定电流的1.050.95倍，在长期过载20%时应可靠动作，热继电器动作时间必须大于电动机启动或者长期时间。4 导线 导线选择应根据载流量及其敷设方式定。一般根据土壤，地形及周围管网情况，取系数0.85.（1）系统参数的计算

10、 设cosa=0.85，因为Pn=7.5KW,Un=380V所以 In=PN/3Uncosa=13.4A(2) 低压断路器选择DZX7-2520,额定电压380V,线圈电压220V,In=20A13.4A,满足设计要求；接触器选择LC1-D32,额定电压380V，线圈电压220V,In=18A13.4A,电机容量为7.5KW，满足设计要求；热继电器选择RT18-32X,可定电压380V，线圈电压220V,In=16A,电机容量为7.5KW,满足设计要求；五元器件明细表：器件名称型号备注低压断路器DZX7-25202个接触器KMLC1-D322个信号灯XDY1-2/6XDY1-1/6额定电压为2

11、20VXDY1-2/6 绿色 2个XDY1-1/6 红色 4个PLCOMRON C28P一台水位信号器4个刀闸开关1个卡轨L=300按钮LAY3-10D/7热继电器RT18-32X2个六 对系统的使用说明本系统能过实现自动和手动的控制水泵供水，在自动模式下，系统能过自动见识高低位水箱水位情况，并根据水位信号器采集到的信号来决定是否启动水泵。同时本系统设置了两台水泵，当其中一台水泵出现了故障时，另一台水泵能过及时的投入到使用中，保障了高层的供水。同时在使用前应对系统进行检验，检查的主要能容包括：检查线路的连接是否正确，连接是否可靠；检查信号灯是否损坏，若损坏要及时更换；检查PLC的接线是否正确；对水泵进行空载试验观察其各项指标是够合格；同时在使用时，要经常的对高低位水箱进