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基于plc控制的自動(dòng)平移門(mén)【實(shí)用文檔】doc文檔可直接使用可編輯,歡迎下載畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)設(shè)計(jì)題目:基于PLC控制的自動(dòng)平移門(mén)專(zhuān)業(yè):機(jī)電一體化班級(jí):學(xué)號(hào):姓名:指導(dǎo)老師:起訖日期2014年10月15日~2015摘要本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于三菱FX2N-16MR的PLC和艾默生EV1000的變頻器控制的自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)。首先,本文會(huì)對(duì)自動(dòng)平移門(mén)進(jìn)行介紹,并且會(huì)對(duì)自動(dòng)平移門(mén)的各個(gè)部件做出說(shuō)明。第二步,分析自動(dòng)平移門(mén)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。第三步,介紹自動(dòng)平移門(mén)的設(shè)備選型。第四步,對(duì)PLC控制系統(tǒng)中的設(shè)計(jì),即I/O地址的分配、主電路圖、接線圖以及梯形圖;最后,對(duì)PLC程序進(jìn)行說(shuō)明。關(guān)鍵詞:PLC變頻器控制自動(dòng)門(mén)目錄TOC\o"1-3"\h\z\u摘要PAGEREF_Toc405227460\h2HYPERLINK\l”_Toc405227461"1引言4HYPERLINK\l”_Toc405227462"1.1自動(dòng)門(mén)的具體應(yīng)用PAGEREF_Toc405227462\h51.2自動(dòng)門(mén)的組成部件52自動(dòng)平移門(mén)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案62.1自動(dòng)平移門(mén)的構(gòu)造和參數(shù)6HYPERLINK\l"_Toc405227466"2.2自動(dòng)平移門(mén)的機(jī)械結(jié)構(gòu)7HYPERLINK\l"_Toc405227467"2。3自動(dòng)平移門(mén)的系統(tǒng)方案83自動(dòng)平移門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)備選型9HYPERLINK\l"_Toc405227469"3。1驅(qū)動(dòng)裝置的選型9HYPERLINK\l”_Toc405227470"3。2可編程控制器(PLC)的選型PAGEREF_Toc405227470\h10HYPERLINK\l”_Toc405227471"3.3變頻器的選型PAGEREF_Toc405227471\h113.4變頻器的參數(shù)設(shè)定PAGEREF_Toc405227471\h123.5感應(yīng)開(kāi)關(guān)的選型PAGEREF_Toc405227474\h133.6限位開(kāi)關(guān)的選用PAGEREF_Toc405227475\h14HYPERLINK\l"_Toc405227476"4控制系統(tǒng)PLC程序設(shè)計(jì)PAGEREF_Toc405227476\h154.1控制要求PAGEREF_Toc405227477\h154.2項(xiàng)目任務(wù)PAGEREF_Toc405227478\h154。3I/O分配PAGEREF_Toc405227479\h154.4主電路和PLC接線圖PAGEREF_Toc405227480\h16HYPERLINK\l"_Toc405227481”4.5PLC程序設(shè)計(jì)及說(shuō)明PAGEREF_Toc405227481\h17HYPERLINK\l”_Toc405227482"4。6PLC梯形圖20HYPERLINK\l”_Toc405227485"結(jié)束語(yǔ)405227485\h22致謝23HYPERLINK\l”_Toc405227487"參考文獻(xiàn)PAGEREF_Toc405227487\h241引言在21世紀(jì)的今天,門(mén)的安全理念,有效性更加地突出,不僅如此,門(mén)的作用在建筑藝術(shù)上也更加突出,強(qiáng)調(diào)了與建筑風(fēng)格的整體協(xié)調(diào)。在大中型公共場(chǎng)所,自動(dòng)門(mén)在這些建筑中扮演著時(shí)尚的角色。作為建筑物的一部分,自動(dòng)門(mén)從基本意義上說(shuō),要同時(shí)滿(mǎn)足與外部環(huán)境隔離和不妨礙人們通行這兩種要求,因此自動(dòng)門(mén)體本身要堅(jiān)固、密封.本課題主要介紹運(yùn)用PLC為控制器的自動(dòng)平移門(mén)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),本課題開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品主要用于商場(chǎng)、銀行等需要自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)的場(chǎng)合。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不但能滿(mǎn)足自動(dòng)門(mén)控制的基本要求,而且還可以保證自動(dòng)門(mén)的穩(wěn)定性。研究本課題意味著產(chǎn)品成本的下降,效益提高,因此是一個(gè)比較實(shí)用的經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。1。1自動(dòng)門(mén)的具體應(yīng)用當(dāng)人們行走在人行道上時(shí),我們可以看到各類(lèi)銀行矗立在馬路兩邊,而我們可以看到許多人在銀行中進(jìn)進(jìn)出出,但是我們可以看到人們只是在銀行門(mén)口稍作停留,銀行的大門(mén)就會(huì)自動(dòng)打開(kāi),當(dāng)人們進(jìn)入或離開(kāi)一段距離后大門(mén)就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,這種情況可以說(shuō)是屢見(jiàn)不鮮,而銀行所使用的能夠自動(dòng)開(kāi)關(guān)的就是自動(dòng)門(mén)。自動(dòng)門(mén)在銀行中的使用可以說(shuō)大大方便了人們的進(jìn)出,并且在進(jìn)出頻繁的時(shí)候能夠有效緩解人流量大時(shí)所帶來(lái)的問(wèn)題??梢哉f(shuō)在銀行中自動(dòng)門(mén)已成為不可或缺的一部分。下面我們就來(lái)看一下自動(dòng)門(mén)在銀行中的應(yīng)用.下面認(rèn)識(shí)一下自動(dòng)門(mén),如圖1-1所示圖1—1自動(dòng)門(mén)圖片1.2自動(dòng)門(mén)的組成部件主要部件包括主控制器:它是自動(dòng)門(mén)的指揮中心.感應(yīng)開(kāi)關(guān):負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)。動(dòng)力馬達(dá):提供開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)的動(dòng)力。門(mén)扇行進(jìn)軌道:主要是約束門(mén)扇的吊具走輪系統(tǒng)。門(mén)扇吊具走輪系統(tǒng):用于吊掛活動(dòng)門(mén)扇,牽引動(dòng)門(mén)扇運(yùn)行.同步皮帶:用于傳輸馬達(dá)產(chǎn)生的動(dòng)力。下部導(dǎo)向系統(tǒng):是門(mén)扇下部的導(dǎo)向與定位裝置。輔助配置包括行程開(kāi)關(guān):用來(lái)判斷自動(dòng)門(mén)所處的位置.防夾人光柵:防止自動(dòng)門(mén)的夾人。后備電源:保證停電時(shí)自動(dòng)門(mén)能工作正常。2自動(dòng)平移門(mén)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案2.1自動(dòng)平移門(mén)的構(gòu)造和參數(shù)自動(dòng)門(mén)門(mén)面結(jié)構(gòu)如圖2—1所示:圖2-1自動(dòng)門(mén)門(mén)面結(jié)構(gòu)示意圖像銀行這類(lèi)公共場(chǎng)所的自動(dòng)平移門(mén)使用的非常頻繁,但是任何自動(dòng)門(mén)的使用次數(shù)和使用壽命都是有限的,為了使門(mén)體更加堅(jiān)固耐用,本文所設(shè)計(jì)自動(dòng)門(mén)的材質(zhì)使用鋼化玻璃,為了滿(mǎn)足實(shí)際需要,所以必須對(duì)自動(dòng)門(mén)各方面進(jìn)行全面考慮,設(shè)定合適的具體參數(shù)。具體參數(shù)如表2-1所示:表2-1自動(dòng)門(mén)的具體參數(shù)門(mén)體設(shè)計(jì)項(xiàng)目參數(shù)設(shè)定值單扇門(mén)開(kāi)啟寬度1。5m單扇門(mén)的最大承重1200kg門(mén)體高度2。5m開(kāi)啟保持時(shí)間15s(可調(diào))開(kāi)門(mén)速度80cm/s(可調(diào))2.2自動(dòng)平移門(mén)的機(jī)械結(jié)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖2—2所示。電機(jī)傳動(dòng)輪直徑:D=5cm,大傳動(dòng)輪直徑:D′=25cm,同圓心中傳動(dòng)輪直徑:D〞=10cm.電機(jī)和大傳動(dòng)輪的傳動(dòng)比:i=2πr′/2πr=D′/D=5圖2-2自動(dòng)門(mén)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)2。3自動(dòng)平移門(mén)的系統(tǒng)方案本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)方案主要是PLC控制變頻器達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)正反運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門(mén)開(kāi)關(guān)的控制方式。采用變頻器控制電路,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制方便,可靠性高。交流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使其具有高效率,而它本身的結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單,維護(hù)起來(lái)非常方便,并且具有容易冷卻和壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn).控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2-3所示:圖2-3控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3自動(dòng)平移門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)備選型3.1驅(qū)動(dòng)裝置的選型根據(jù)本論文所設(shè)計(jì)的自動(dòng)平移門(mén)的要求,選用符合國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的絕緣電阻、接地裝置和過(guò)電壓保護(hù)等因素的驅(qū)動(dòng)裝置,其具備低噪音、強(qiáng)穩(wěn)定性等特點(diǎn),在考慮了安全和其它因素,本論文選用的驅(qū)動(dòng)裝置是山東力久特種電機(jī)有限公司生產(chǎn)的三相交流變頻電機(jī),型號(hào)為YVP132M—4型,額定電壓為380V。根據(jù)生廠商提供的電機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖3—1所示;電機(jī)外觀圖如圖3-2所示和電機(jī)尺寸和參數(shù)表如表3—1所示:YVP變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)(B3)產(chǎn)品分類(lèi):YVP系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)座中心高:H80~H355mm?額定輸出功率:0.55kW~315kW

電源電壓:380V,50Hz

(可根據(jù)用戶(hù)定制)?防護(hù)等級(jí):IP54、IP55?絕緣等級(jí):F

冷卻方式:IC416圖3-1電機(jī)尺寸圖圖3—2電機(jī)外觀圖表3—1電機(jī)尺寸(單位mm)和參數(shù)表ABCDEFGHKM216178893880103313212265NPRSTABACADHDL2303000154270275210345510型號(hào)轉(zhuǎn)速頻率電壓電流132M-40—900r/min0-50Hz380V0.5A3.2可編程控制器(PLC)的選型PLC的選擇要求:(1)生產(chǎn)廠家:生產(chǎn)廠家的選擇,主要以用戶(hù)的要求、設(shè)計(jì)者對(duì)PLC的熟悉程度和使用習(xí)慣等方面來(lái)考慮。一般選用大公司生產(chǎn)的產(chǎn)品,其產(chǎn)品質(zhì)量可以得到有效的保證.(2)I/O點(diǎn)數(shù):I/O點(diǎn)數(shù)應(yīng)該以設(shè)計(jì)要求所需為依據(jù)。程序設(shè)計(jì)的輸入點(diǎn)有急停、自動(dòng)、感應(yīng)開(kāi)關(guān)、防夾人光柵、開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)共6個(gè);而輸出點(diǎn)有正轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén)、反轉(zhuǎn)關(guān)門(mén)輸出和開(kāi)、關(guān)門(mén)指示燈、報(bào)警指示燈共有6個(gè).輸入輸出點(diǎn)總計(jì)有12個(gè)。(3)PLC型號(hào):整體式PLC的I/0點(diǎn)數(shù)較少而且相對(duì)固定,所以用戶(hù)選擇的余地較小,多用于較小型的控制系統(tǒng)。主要代表有:西門(mén)子的S7—200系列、松下、三菱的FX系列等.(4)經(jīng)濟(jì)性的考慮:選用PLC時(shí),要考慮經(jīng)濟(jì)性,還有應(yīng)用的擴(kuò)展性、操作性等因素,進(jìn)行比較,最終選擇合適的產(chǎn)品.根據(jù)本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案,選用三菱公司生產(chǎn)的FX2N—16MR系列的PLC。如圖3。2.3-1所示。圖3.2.3-1三菱FX2N—16MR系列PLC三菱FX2N-16MR-D其參數(shù)意義為:三菱FX2N系列的PLC,有16個(gè)I/O分配點(diǎn)(輸入輸出點(diǎn)),繼電器輸出型,使用DC24V電源,DC輸入的基本單元。3.3變頻器的選型根據(jù)本設(shè)計(jì)自動(dòng)門(mén)的需要,配合電動(dòng)機(jī)的選型,變頻器選型要確定以下幾點(diǎn):電壓匹配:本文設(shè)計(jì)選用的三相異步變頻電動(dòng)機(jī)額定輸入的電壓值為380V,所以變頻器輸出的三相電壓應(yīng)為380V。電流匹配:由電機(jī)選型參數(shù)可知電機(jī)YVP型最大電流值為0。5A(chǔ),所用變頻器最大電流應(yīng)大于電機(jī)最大啟動(dòng)電流值。容量匹配:本設(shè)計(jì)選取電機(jī)功率最小為0。55KW,所以選取變頻器時(shí)其容量必須大于0。6KW以上。綜合以上因素,本設(shè)計(jì)采用上海捷芮自動(dòng)化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的艾默生EV1000—4T0007G型號(hào)的變頻器.如圖3-3所示。圖3—3艾默生EV系列變頻器3.4變頻器的參數(shù)設(shè)定根據(jù)本文系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制要求,選用兩線模式1進(jìn)行變頻器的參數(shù)設(shè)定。兩線運(yùn)轉(zhuǎn)模式1的示意圖如圖3-4所示圖3-4兩線運(yùn)轉(zhuǎn)模式1的示意圖本文設(shè)計(jì)開(kāi)門(mén)速度為80cm/s,即電機(jī)皮帶輪線速度為80cm/s由線速度和電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系V=2πnr/60=nr/10(π取3)可得電機(jī)轉(zhuǎn)速:n=80×10/2.5=312r/min由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n′=60f/p=60×50/4=750r/min由此可得轉(zhuǎn)差率S=(n′—n)/n′=(750-312)/750=0。5(近似值)在由三相電機(jī)轉(zhuǎn)速公式n=(1—s)60f/p可得320=(1-0.5)60f/4f=43Hz(近似值)參數(shù)設(shè)定如下:表3—2變頻器參數(shù)設(shè)定表參數(shù)含義FP.02=2恢復(fù)出廠設(shè)置F0.00=0LED鍵盤(pán)顯示上下調(diào)節(jié)F0.02=43HZ運(yùn)行頻率設(shè)定F0.12=50HZ上限頻率F0。13=5HZ下限頻率3.5感應(yīng)開(kāi)關(guān)的選型結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際需要在設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)的人員檢測(cè)上采用深圳市晶創(chuàng)和立科技有限公司生產(chǎn)的D203S型的紅外傳感器。如圖3-5D203S型的紅外傳感器具有易于調(diào)節(jié)的紅外感應(yīng)探頭,可以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合,其非常穩(wěn)定的技術(shù)設(shè)計(jì),使其具備監(jiān)測(cè)范圍大、靈敏度高、安裝角度多向調(diào)節(jié)等特點(diǎn)。其工作原理是利用溫度的變化來(lái)檢測(cè)的:當(dāng)人體進(jìn)入傳感器檢測(cè)區(qū),因?yàn)槿梭w的溫度與環(huán)境的溫度有差別,所以傳感器就會(huì)產(chǎn)生溫度變化,那么就會(huì)有溫度信號(hào)輸出;但是人體進(jìn)入傳感器檢測(cè)區(qū)后不運(yùn)動(dòng),則溫度沒(méi)有變化,相應(yīng)的傳感器也沒(méi)有輸出信號(hào)了.所以這種傳感器也稱(chēng)為人體運(yùn)動(dòng)傳感器。在防夾人感應(yīng)器的選擇上,本設(shè)計(jì)選用北京博星得門(mén)控科技有限公司生產(chǎn)的安全傳感器型號(hào)為WS-210。如圖3—6所示WS-210型安全傳感器主要用于安全防夾人輔助功能。其最大特點(diǎn)是發(fā)射距離遠(yuǎn),安裝方便;固定不易脫落;抗干擾能力強(qiáng),可以不受各種可見(jiàn)光的影響;信號(hào)接點(diǎn)靈活方便.它的工作原理是由安全傳感器發(fā)射出紅外光束,從而產(chǎn)生保護(hù)光柵,而當(dāng)光柵被遮擋時(shí),裝置就會(huì)發(fā)出遮光信號(hào),從而控制有危險(xiǎn)的自動(dòng)門(mén)停止工作。圖3-5D203S型的紅外微波感應(yīng)器圖3—6WS—210型的安全傳感器3.6限位開(kāi)關(guān)的選用限位開(kāi)關(guān)又被稱(chēng)作行程限位開(kāi)關(guān),主要用于控制設(shè)備的行程和限位保護(hù)。在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中,一般是將行程開(kāi)關(guān)安裝在預(yù)先設(shè)定的位置,當(dāng)裝在運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊到行程開(kāi)關(guān)時(shí),行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)就會(huì)動(dòng)作,從而實(shí)現(xiàn)電路的切換。所以,限位開(kāi)關(guān)是一種由運(yùn)動(dòng)部件的行程位置來(lái)切換電路的電器,它的工作原理與按鈕相類(lèi)似。兩者有所不同的是:一個(gè)是手動(dòng)控制,另一個(gè)是由運(yùn)動(dòng)部件的模塊碰撞.當(dāng)外界運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊按鈕使其觸頭動(dòng)作,當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件離開(kāi)后,在彈簧作用下,觸頭就會(huì)自動(dòng)復(fù)位。而在自動(dòng)門(mén)的控制電路中,可以利用限位開(kāi)關(guān)來(lái)控制門(mén)打開(kāi)的限位。本文選用上海天逸電器股份有限公司生產(chǎn)的LX1型限位開(kāi)關(guān),如圖3—7所示。圖3-7LX1型限位開(kāi)關(guān)4控制系統(tǒng)PLC程序設(shè)計(jì)4.1控制要求初始狀態(tài):自動(dòng)控制,自動(dòng)指示燈亮.沒(méi)有人時(shí),自動(dòng)門(mén)始終處于關(guān)閉狀態(tài),門(mén)關(guān)閉的指示燈常亮.當(dāng)感應(yīng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有人時(shí),開(kāi)始執(zhí)行開(kāi)門(mén)程序,門(mén)開(kāi)指示燈亮。當(dāng)門(mén)打開(kāi)到最大時(shí),門(mén)停止打開(kāi),開(kāi)門(mén)延時(shí)15秒.門(mén)開(kāi)15秒后,又執(zhí)行關(guān)門(mén)程序。在關(guān)門(mén)的過(guò)程中,感應(yīng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有人時(shí),此時(shí)中斷關(guān)門(mén)程序,轉(zhuǎn)向開(kāi)門(mén)程序。若發(fā)生緊急事件或需要長(zhǎng)時(shí)間打開(kāi)時(shí),按下手動(dòng)開(kāi)門(mén)按鈕,自動(dòng)門(mén)完全打開(kāi),報(bào)警指示燈將會(huì)閃爍.4.2項(xiàng)目任務(wù)利用PLC實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目控制要求,具體任務(wù)如下:(1)分配I/O地址(2)繪制PLC接線圖(3)編制PLC控制程序(4)設(shè)定變頻器參數(shù)(5)繪制變頻器接線圖4.3I/O分配I/O分配表如表4-1所示表4。3—1I/O分配表PLC輸入名稱(chēng)PLC輸出名稱(chēng)X0手動(dòng)開(kāi)門(mén)按鈕SB1Y0正轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén)X1自動(dòng)按鈕SB2Y1反轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén)X2感應(yīng)開(kāi)關(guān)SB3Y4開(kāi)門(mén)指示燈HL1X3防夾人光柵SB4Y5關(guān)門(mén)指示燈HL2X4開(kāi)門(mén)限位SQ1Y6自動(dòng)指示燈HL3X5關(guān)門(mén)限位SQ2Y7報(bào)警燈HL54.4主電路和PLC接線圖主電路圖如圖4-1所示,PLC接線圖如圖4—2所示.圖4-1主電路圖圖4-2PLC接線圖4。5PLC程序設(shè)計(jì)及說(shuō)明自動(dòng)門(mén)的控制流程圖如圖4—3所示,狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖4—4所示。圖4-3自動(dòng)門(mén)的控制流程圖圖4-4自動(dòng)門(mén)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖PLC程序段說(shuō)明如下:初始狀態(tài)程序段圖如圖4-5所示:M8002為初使脈沖信號(hào),X1表明自動(dòng)門(mén)處于自動(dòng)控制,X3為防夾人光柵一直打開(kāi),X5表明自動(dòng)門(mén)處在關(guān)門(mén)限位,Y5關(guān)門(mén)指示燈和Y6自動(dòng)指示燈有輸出保持常亮。圖4—5初始狀態(tài)程序段圖開(kāi)門(mén)程序段如圖4-6所示:當(dāng)感應(yīng)開(kāi)關(guān)X2檢測(cè)到有人時(shí),Y0有輸出開(kāi)始執(zhí)行開(kāi)門(mén)程序;Y4有輸出,開(kāi)門(mén)指示燈常亮;清除Y5,關(guān)門(mén)指示燈熄滅。圖4-6開(kāi)門(mén)程序段圖開(kāi)門(mén)延時(shí)程序段如圖4-7所示:Y0表示電機(jī)正轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén),X4表示門(mén)打開(kāi)到開(kāi)門(mén)限位時(shí),門(mén)停止打開(kāi);清除Y0,即電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),門(mén)停止打開(kāi);T0有輸出,開(kāi)門(mén)時(shí)間15秒。圖4—7開(kāi)門(mén)延時(shí)程序段圖關(guān)門(mén)程序段圖如圖4-8所示:T0表明開(kāi)門(mén)15秒時(shí)間到后,執(zhí)行關(guān)門(mén)程序;Y5有輸出,關(guān)門(mén)指示燈常亮;清除Y4,開(kāi)門(mén)指示燈熄滅。圖4—8關(guān)門(mén)程序段圖轉(zhuǎn)換程序段如圖4—9所示:X5為關(guān)門(mén)限位,Y1為電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門(mén);在關(guān)門(mén)的過(guò)程中,感應(yīng)開(kāi)關(guān)X2檢測(cè)到有人時(shí),此時(shí)中斷關(guān)門(mén)程序,清除Y1:轉(zhuǎn)向開(kāi)門(mén)程序S20。圖4—9轉(zhuǎn)換程序段手動(dòng)開(kāi)門(mén)程序段如圖4—10所示:當(dāng)自動(dòng)門(mén)出現(xiàn)故障時(shí),因?yàn)榧蓖0加在開(kāi)關(guān)門(mén)程序中,按下手動(dòng)開(kāi)門(mén)急停按鈕X0,自動(dòng)門(mén)停止所有運(yùn)動(dòng),M8013是1秒鐘的脈沖信號(hào),Y7有輸出,急停指示燈以1秒鐘頻率閃爍;其它指示燈全部熄滅。圖4—10手動(dòng)開(kāi)門(mén)程序段4.6PLC梯形圖PLC整個(gè)梯形圖如圖4-5所圖4-5PLC梯形圖圖4—5PLC梯形圖(續(xù))結(jié)束語(yǔ)本設(shè)計(jì)以三菱PLC和艾默生變頻器的綜合運(yùn)用來(lái)控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門(mén)的自動(dòng)化開(kāi)關(guān),利用三菱PLC的可靠性和穩(wěn)定性,來(lái)保證自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)行,利用艾默生變頻器的無(wú)級(jí)調(diào)速的特點(diǎn),保證自動(dòng)門(mén)運(yùn)轉(zhuǎn)和速度控制。PLC控制程序采用梯形圖設(shè)計(jì),編寫(xiě)簡(jiǎn)單,容易識(shí)別,能夠保證程序的準(zhǔn)確性。致謝首先,我的指導(dǎo)老師孫鳳鳴是我首先要感謝的人,我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠成功,孫老師給了我很多的幫助.在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,孫老師耐心的指導(dǎo)我如何完成自己的畢業(yè)論文,并且給了我許多意見(jiàn)和指導(dǎo),還不厭其煩的幫我修改論文,讓我明白了自己論文的寫(xiě)作思路,為畢業(yè)論文的完成打下了基礎(chǔ)。在寫(xiě)作論文的過(guò)程中,我充分認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)的重要性,特別是與自己專(zhuān)業(yè)相關(guān)的知識(shí)。在孫鳳鳴老師的指導(dǎo)下,我學(xué)會(huì)了綜合利用所學(xué)的各種知識(shí),設(shè)計(jì)出了符合要求的畢業(yè)論文。而后,我還要感謝幫助過(guò)我的同學(xué)們,是你們和我一起找資料,幫助我解決論文中的難題,謝謝你們的相助。我的論文能夠完成,你們也功不可沒(méi)。參考文獻(xiàn)1、余成波.聶春燕.張佳薇。感器原理與應(yīng)用。華中科技大學(xué)出版社.20102、黃鴻。吳石增。傳感器及其應(yīng)用技術(shù).北京理工大學(xué)出版社。20083、何勇.光電傳感器及其應(yīng)用?;瘜W(xué)工業(yè)出版社。20044、初航.三菱FX系列PLC編程及應(yīng)用.電子工業(yè)出版社。20115、豈興明。PLC與變頻器快速入門(mén)與實(shí)踐.人民郵電出版社.20116、趙斌.胡志剛。變頻器系統(tǒng)安裝與調(diào)試.中國(guó)紡織出版社.20127、李智明.電氣控制與PLC及變頻器技術(shù)應(yīng)用.大連理工大學(xué)出版社.2013摘要本論文主要是以鍋爐的自動(dòng)輸煤系統(tǒng)為研究對(duì)象,自動(dòng)輸煤系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅僅解決了在鍋爐輸煤過(guò)程中只能使用人力的現(xiàn)狀,也解決了工作強(qiáng)度大、工作時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。論文首先簡(jiǎn)述了鍋爐概況,對(duì)自動(dòng)輸煤系統(tǒng)的工藝流程進(jìn)行分析設(shè)計(jì),然后對(duì)輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行分配,設(shè)計(jì)了主電路,對(duì)PLC進(jìn)行分析選擇,最后畫(huà)出梯形圖。通過(guò)對(duì)原有鍋爐輸煤系統(tǒng)控制方面存在的問(wèn)題進(jìn)行分析,采用PLC控制系統(tǒng)選用日本三菱F1—30MR型PLC,通過(guò)硬件選取,軟件調(diào)試,實(shí)現(xiàn)整體控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理,運(yùn)轉(zhuǎn)良好的目的.個(gè)機(jī)械之間均涉及安全連鎖保護(hù)控制共嫩:系統(tǒng)的輸煤電機(jī)啟停有嚴(yán)格控制順序,彼此間有相應(yīng)的聯(lián)鎖互動(dòng)關(guān)系,當(dāng)啟停某臺(tái)輸煤系統(tǒng)設(shè)備時(shí)。從該設(shè)備下面流程的最終輸煤設(shè)備開(kāi)始向上逐級(jí)啟用,最后才能使該臺(tái)設(shè)備啟動(dòng);當(dāng)停止某臺(tái)輸煤設(shè)備或某臺(tái)設(shè)備故障時(shí),從該設(shè)備上面流程的源頭給煤設(shè)備開(kāi)始向下逐級(jí)停機(jī),左后才能使該臺(tái)設(shè)備停止.這樣就保證了上煤傳輸?shù)恼_\(yùn)行在線控制煤流量,避免了皮帶上煤的堆積,也保護(hù)了皮帶.PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)布局合理,工作可靠,操作,維護(hù)方便,工作良好。用PLC輸煤程控系統(tǒng)。用PLC來(lái)對(duì)鍋爐輸煤系統(tǒng)進(jìn)行控制。鍋爐輸煤系統(tǒng),是指從卸煤開(kāi)始,一直到將合格的煤塊送到煤倉(cāng)的整個(gè)工藝過(guò)程,它包括以下幾個(gè)主要環(huán)節(jié):卸煤生產(chǎn)線、煤場(chǎng)、輸煤系統(tǒng)、破碎與篩分、配煤系統(tǒng)以及一些輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)中主要研究的是其中的輸煤系統(tǒng)部分,即煤塊從給煤機(jī)傳輸?shù)皆簜}(cāng)的過(guò)程。采用了順序控制的方法.不但實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化管理和監(jiān)控.提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性,而且改善了工作環(huán)境,提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和工作效率。因此PLC電氣控制系統(tǒng)具有一定的工程引用和推廣價(jià)值.關(guān)鍵詞:PLC;自動(dòng)輸煤系統(tǒng);煤料自動(dòng)控制目錄緒論…………………4第1章輸煤電控系統(tǒng)的概況………51.1鍋爐的概述………………51。2自動(dòng)輸煤系統(tǒng)的工藝過(guò)程…………。5第2章輸煤系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)………………72.1輸入和輸出點(diǎn)地址分配及設(shè)備選擇……。..72.2主電路設(shè)計(jì)…………?!?02。3PLC控制電路設(shè)計(jì)…………………..11第3章輸煤系統(tǒng)軟件控制設(shè)計(jì)………………123。1系統(tǒng)控制流程圖………。.。123.2梯形圖…………………133。3指令表…………。16總結(jié)…………..18致謝………………。.19參考文獻(xiàn)………….20緒論鍋爐自動(dòng)輸煤系統(tǒng)的主要任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)對(duì)煤料的輸送、除雜、破碎、提升等工作過(guò)程,以達(dá)到按時(shí)保質(zhì)保量為機(jī)組(原煤倉(cāng))提供原煤的目的。整個(gè)輸煤控制系統(tǒng)是鍋爐安全可靠運(yùn)行十分重要的支持系統(tǒng),它是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要條件。由于輸煤控制系統(tǒng)在整個(gè)鍋爐控制中心中的重要性,且工作時(shí)間長(zhǎng)、煤場(chǎng)面積大、工作環(huán)境惡劣、人工作業(yè)通訊難以暢通,利用現(xiàn)代技術(shù)可編程邏輯控制器(PLC)和現(xiàn)代總線網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)其控制功能。PLC是八十年代發(fā)展起來(lái)的新一代工業(yè)控制裝置,是自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是一種專(zhuān)門(mén)用于各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備.由于控制對(duì)象的復(fù)雜性,使用環(huán)境的惡劣性和運(yùn)行的長(zhǎng)期連續(xù)性,使PLC在設(shè)計(jì)上有自己明顯的特點(diǎn):可靠性高,適應(yīng)性廣,具有通信功能,編程方便,結(jié)構(gòu)模塊化。自動(dòng)輸煤控制系統(tǒng)有程序控制、連鎖手動(dòng)、解鎖手動(dòng)三種控制方式。程序控制為系統(tǒng)的最佳控制方式,設(shè)備的空載運(yùn)行時(shí)間最短,操作員的操作步序最少。連鎖手動(dòng)方式是對(duì)要啟動(dòng)的流程中設(shè)備按逆煤流方向一對(duì)一的啟動(dòng),按順煤流方向一對(duì)一停車(chē),設(shè)備的保護(hù)動(dòng)作均同自動(dòng)控制方式.解鎖手動(dòng)是在設(shè)備間解除了連鎖關(guān)系的情況下,一對(duì)一啟動(dòng)設(shè)備,此方式絕不可帶負(fù)載運(yùn)行,因設(shè)備已經(jīng)不存在聯(lián)跳功能.鍋爐輸煤控制系統(tǒng)各主要任務(wù)就是卸煤,堆煤、上煤和配煤.已達(dá)到按時(shí)保質(zhì)保量為機(jī)組提供燃煤的目的。整個(gè)輸煤系統(tǒng)是鍋爐安全可靠運(yùn)行十分重要的支持系統(tǒng),他是保證機(jī)組滿(mǎn)發(fā)的重要條件?;谳斆嚎刂葡到y(tǒng)過(guò)載整個(gè)鍋爐控制中心的重要性,且煤場(chǎng)面積大,工作環(huán)境惡劣,人工作業(yè)通訊難以通暢,在故障停機(jī)情況下,可操作上位機(jī)的急停按鈕或同時(shí)按空盒子臺(tái)右側(cè)紅色的急停按鈕,它將使現(xiàn)場(chǎng)所有運(yùn)行中格的收控設(shè)備立即停機(jī).第1章輸煤電控系統(tǒng)的概況1。1鍋爐概況鍋爐的燃料多分為煤和燃油,還有天然氣等。按其蒸發(fā)能力大小可分為三類(lèi):小型鍋爐、中型鍋爐、大型鍋爐。鍋爐共有六大系統(tǒng):點(diǎn)火系統(tǒng)、燃料配給系統(tǒng)、燃煤系統(tǒng),水循環(huán)系統(tǒng),補(bǔ)水系統(tǒng),送引風(fēng)系統(tǒng)。從控制角度,鍋爐的特點(diǎn)及注意事項(xiàng)如下:(1)設(shè)備相互之間往往有一定時(shí)間限制的控制順序.如點(diǎn)火時(shí),給水泵先啟動(dòng),然后除渣;引風(fēng)機(jī)起動(dòng)數(shù)秒后鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng);停爐時(shí),先停鼓風(fēng)和爐排,數(shù)秒后停引風(fēng)和和除渣,最后停水泵。(2)設(shè)備間往往有連鎖如給煤機(jī)和運(yùn)輸機(jī)、碎煤機(jī);又如鼓風(fēng)和引風(fēng)機(jī).(3)設(shè)備間往往有聯(lián)動(dòng),如鍋爐故障時(shí),汽泡極低水位;蒸汽壓力過(guò)高時(shí),應(yīng)自動(dòng)停止排風(fēng)、爐排,起停給水泵等。(4)一般鍋爐屬于二級(jí)負(fù)荷,無(wú)起動(dòng)給水的蒸汽鍋爐,以補(bǔ)水定壓的高溫?zé)崴仩t的給水泵應(yīng)保證可靠供電。(5)每臺(tái)鍋爐宜單獨(dú)設(shè)置控制屏,宜由鍋爐配套、宜設(shè)集控室,并將其置與室內(nèi)。(6)線纜宜穿金屬管及金屬橋架,必須注意敷設(shè)時(shí)與高溫設(shè)備的間距.(7)鍋爐間、除氧間、水處理和風(fēng)機(jī)間,頂層料倉(cāng)等的檢修照明,宜采用12V安全電壓。1.2自動(dòng)輸煤系統(tǒng)的工藝過(guò)程1)輸煤系統(tǒng)組成輸煤系統(tǒng)的組成如圖1-1所示煤料經(jīng)人工或者抓煤機(jī)構(gòu)送給給料器。給料器將煤料送到送煤機(jī)P1上的皮帶上,煤料隨送煤機(jī)的皮帶進(jìn)去破碎機(jī)上,皮帶上有磁選料器,磁選料器的目的是將煤料中的雜質(zhì)鐵去除掉。送入破碎機(jī)中的大塊煤被破碎機(jī)打碎變成可以容易使用的小快煤,經(jīng)過(guò)破碎的煤料在經(jīng)提升機(jī)運(yùn)到高處,在經(jīng)過(guò)送煤機(jī)P2將煤送至卸煤倉(cāng)或者直接送入鍋爐中??刂葡到y(tǒng)對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行控制,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的采樣反饋和報(bào)警系統(tǒng)決定系統(tǒng)的啟停。圖1—1輸煤系統(tǒng)組成示意圖1、給煤間;2、提升機(jī);3、送煤機(jī)P2;4、運(yùn)轉(zhuǎn)間;5、破碎機(jī);6、磁選料器;7、送煤P1;8、受煤坑;9、給料器、電磁鐵門(mén)、堵煤振動(dòng)器;10、受煤斗2)輸煤機(jī)工作過(guò)程由于被控制對(duì)象使用環(huán)境的特殊性和運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)期連續(xù)性,據(jù)供煤系統(tǒng)要求,流程啟動(dòng)時(shí),只按逆煤流方向逐臺(tái)啟動(dòng)開(kāi)車(chē)順序:送煤機(jī)P2→提升機(jī)→破碎機(jī)→送煤機(jī)P1→給煤器→電磁鐵門(mén)→堵煤振動(dòng)器。當(dāng)系統(tǒng)停車(chē)時(shí),過(guò)程按順煤流方向如圖1-2逐臺(tái)停機(jī),停車(chē)順序與開(kāi)車(chē)順序相反.圖1-2輸煤機(jī)工作過(guò)程示意圖第2章輸煤系統(tǒng)硬件控制設(shè)計(jì)2.1輸入和輸出點(diǎn)地址分配及設(shè)備選擇1)輸入點(diǎn)確定輸煤系統(tǒng)中分為自動(dòng)和手動(dòng)兩個(gè)部分,分別由旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA1-1、SA1-2控制,在整個(gè)過(guò)程中還需要有自動(dòng)開(kāi)車(chē)按鈕、自動(dòng)停車(chē)按鈕、緊急停車(chē)按鈕,分別用SB1、SB2、SB3表示。在手動(dòng)控制中控制電動(dòng)機(jī)的按鈕分別由SB4、SB5、SB6、SB7、SB8表示。在系統(tǒng)中有正常運(yùn)行信號(hào)和過(guò)載保護(hù)信號(hào)裝置分別由KM、FR表示。綜上所述自動(dòng)輸煤系統(tǒng)輸入端點(diǎn)需要12個(gè).2)輸出點(diǎn)確定在輸煤系統(tǒng)中有五臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別由五個(gè)接觸器控制,分別由KM1、KM2、KM3、KN4、KM5表示。在系統(tǒng)中各個(gè)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行又有相對(duì)應(yīng)的單機(jī)運(yùn)行指示燈HL1、HL2、HL3、HL4、HL5來(lái)指示。當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行或者停止時(shí)報(bào)警電鈴示警,報(bào)警電鈴由HA表示。當(dāng)按下自動(dòng)開(kāi)車(chē)按鈕、自動(dòng)停車(chē)按鈕、緊急停車(chē)按鈕時(shí),相對(duì)應(yīng)的緊急停車(chē)指示燈、正常運(yùn)行指示燈、故障指示燈指示,其分別由HL7、HL8、HL9表示.綜上所述自動(dòng)輸煤系統(tǒng)輸出端點(diǎn)需要15個(gè)。3)PLC的選擇三菱公司FN系列PLC吸收了整體式和模塊式可編程序控制器的優(yōu)點(diǎn),它的基本單元、擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊的高度和寬度相同。它們相互連接不用基板,僅用扁平電纜連接,緊密拼裝后組成一個(gè)整齊的長(zhǎng)方體.其體積小,很適合用于在機(jī)電一體化產(chǎn)品中。在FX系列中,F(xiàn)X2N是其中功能最強(qiáng)、速度最快的微型可編程序控制器。FX2N有3000多點(diǎn)輔助繼電器,1000點(diǎn)狀態(tài)繼電器、200多點(diǎn)定時(shí)器、200點(diǎn)16位加計(jì)數(shù)器、35點(diǎn)32加/減計(jì)數(shù)器、8000多點(diǎn)16位數(shù)據(jù)寄存器、128點(diǎn)跳步指針、15點(diǎn)中斷指針.這位應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)提供了豐富的資源。所以本文選擇FX2N系列的可編程控制器。在選擇PLC中FX2N是FX系列中功能最強(qiáng),速度最快的微型可編程序控制器.在輸煤系統(tǒng)中確定使用13個(gè)輸入端口和15個(gè)輸入端口,又考慮到需要備用端口,所以選用三菱FX2N—48MS-001來(lái)完成硬件結(jié)構(gòu)配置。4)I/O分配表由上述內(nèi)容分析可知,共需要輸入端點(diǎn)12個(gè)和輸出端點(diǎn)15個(gè),具體PLC分配如表2—1所示:自動(dòng)輸煤系統(tǒng)是由五臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)M1~M5和一臺(tái)磁選料器YA組成,SA1為自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),SB1和SB2為自動(dòng)開(kāi)車(chē)/停車(chē)按鈕,SB3為事故緊急停車(chē)按鈕,SB4~SB8為五個(gè)控制按鈕.HA為開(kāi)車(chē)/停車(chē)電鈴示警,用來(lái)提示在輸煤機(jī)附近的工作人員注意安全。八個(gè)指示燈HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL7、HL8、HL9,主要用于各電動(dòng)機(jī)運(yùn)行或停止指示。表2—1自動(dòng)輸煤系統(tǒng)輸入/輸出點(diǎn)地址分配表輸入輸出1SA1-1系統(tǒng)手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)X0KM1給料器和磁選料器接觸器Y02SA1-2系統(tǒng)自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)X1KM2送煤機(jī)P1接觸器Y13SB1自動(dòng)開(kāi)車(chē)按鈕X2KM3破碎機(jī)接觸器Y24SB2自動(dòng)停車(chē)按鈕X3KM4提升機(jī)接觸器Y35SB3緊急停車(chē)按鈕X4KM5送煤機(jī)P2接觸器Y46SB4給料器和磁選料器手動(dòng)按鈕X5HL1給料器和磁選料器接觸器運(yùn)行指示Y57SB5送煤機(jī)P1手動(dòng)按鈕X6HL2送煤機(jī)P1運(yùn)行指示Y68SB6破碎機(jī)手動(dòng)按鈕X7HL3破碎機(jī)運(yùn)行指示Y109SB7提升機(jī)手動(dòng)按鈕X10HL4提升機(jī)運(yùn)行指示Y1110SB8送煤機(jī)P2手動(dòng)按鈕X11HL5送煤機(jī)P2運(yùn)行指示Y1211KA磁選料器運(yùn)行正常信號(hào)X12HA報(bào)警電鈴Y1312FR1-FR5電機(jī)過(guò)載保護(hù)信號(hào)X13HL6手動(dòng)運(yùn)行指示燈Y1413HL7緊急停車(chē)指示燈Y1514HL8正常運(yùn)行指示燈Y1615HL9故障指示燈Y175)主要設(shè)備的選擇A、電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)實(shí)際考察估算,選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為:給料器、破碎機(jī)選擇Y132S1-2,功率5.5KW,額定電壓380V、額定電流11.1A.送煤機(jī)P1、送煤機(jī)P2,提升機(jī)選擇Y225M-2,功率為45KW,額定電壓380V、額定電流83。9A。B、熔斷器選擇熔斷器熔體的額定電流Ier的選擇必需滿(mǎn)足下列條件:熔體在線路中或電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)不應(yīng)熔斷需滿(mǎn)足:Ier≥Ijs式中Ijs為正常運(yùn)行時(shí)流經(jīng)熔體的工作電流。對(duì)于單臺(tái)電動(dòng)機(jī)支線,Ijs就是電動(dòng)機(jī)的額定電流(A);熔體在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)不應(yīng)熔斷需滿(mǎn)足:Ier≧式中為躲開(kāi)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的計(jì)算系數(shù),其值與電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)情況(輕載或重載啟動(dòng))、熔斷器的型號(hào)特性及熔體的額定電流Ier值得大小因數(shù)有關(guān)。根據(jù)上述條件,經(jīng)查《工業(yè)企業(yè)供電》中表3-3,《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》經(jīng)計(jì)算所選相應(yīng)熔斷器。保護(hù)給料器、破碎機(jī)相應(yīng)熔斷器為RL150/30,保護(hù)送煤機(jī)P1、提升機(jī)、送煤機(jī)P2相應(yīng)熔斷器為RL1200/150。C、接觸器選擇根據(jù)要求接觸器選擇SUNWORLDCJ20系列220V交流接觸器,接觸器適用于不間斷工作制,斷續(xù)周期工作制,各設(shè)備所選對(duì)應(yīng)接觸器為給料器、破碎機(jī)對(duì)應(yīng)接觸器為CJ20-25型號(hào),送煤機(jī)P1、提升機(jī)、送煤機(jī)P2對(duì)應(yīng)的接觸器為J20-100型號(hào)。D、繼電器選擇電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4、M5分別由繼電器FR1、FR2、FR3、FR4、FR5來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù),使用中應(yīng)該考慮電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境、啟動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)等因素具體應(yīng)按以下幾個(gè)方面來(lái)選擇。(1)根據(jù)被保護(hù)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間選取6倍額定電流下具有相應(yīng)可返回時(shí)間的熱繼電器。一般熱繼電器的可返回時(shí)間大約為6倍額定電流下動(dòng)作時(shí)間的50%~70%。(2)熱元件額定電流一般可按式2-1確定In=(0.95~1.05)Imn(2-1)式中:In為熱元件額定電流,Imn為電動(dòng)機(jī)的額定電流根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流可選擇給料器、破碎機(jī)所對(duì)應(yīng)的熱繼電器選擇TR16—20/3D型號(hào),送煤機(jī)P1、提升機(jī)、送煤機(jī)P2對(duì)應(yīng)的熱繼電器選擇TR16-150/3型號(hào)。E、電鈴與指示燈的選擇其中指示燈功率選擇為0.25KW,電鈴HA選擇為8W,電源都為交流電220V。2.2主電路設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)出電路如圖2—1所示圖2-1鍋爐車(chē)間運(yùn)煤機(jī)組系統(tǒng)主電路圖1)給料器、送煤機(jī)P1、破碎機(jī)、提升機(jī)、送煤機(jī)P2的電動(dòng)機(jī)分別為M1、M2、M3、M4、M5,它們分別由繼電器FR1、FR2、FR3、FR4、FR5來(lái)控制實(shí)現(xiàn)電路的過(guò)載保護(hù).2)QF為電源總開(kāi)關(guān),電源總開(kāi)關(guān)既可以完成主電路的短路保護(hù),又起到分段三相交流電源的作用,而且電源總開(kāi)關(guān)使用和維護(hù)也很方便。3)熔斷器FU1、FU2、FU3、FU4、FU5分別實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各負(fù)載回路的短路保護(hù)。當(dāng)發(fā)生過(guò)載時(shí)熔斷器斷掉,使系統(tǒng)不能工作。4)主電路中接觸器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5分別控制三相異步電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4、M5.2。3PLC控制電路繪制PLC控制電路接線圖如下圖2-2所示:圖2—2PLC控制電路接線圖第3章輸煤系統(tǒng)軟件控制設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)流程圖根據(jù)輸煤系統(tǒng)控制要求,建立自動(dòng)輸煤系統(tǒng)流程圖,如下圖所示,表達(dá)出各控制對(duì)象的動(dòng)作順序,相互的制約關(guān)系。在明確PLC寄存器空間分配,進(jìn)行控制的程序設(shè)計(jì),包括主程序編制,其它各功能子程序編制,其它輔助程序的編制等.圖3-1系統(tǒng)自動(dòng)控制流程圖1)正常開(kāi)車(chē)當(dāng)按下系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)車(chē)按鈕X2,報(bào)警電鈴運(yùn)行10S,送煤機(jī)P2電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,對(duì)應(yīng)的單機(jī)運(yùn)行指示燈HL1點(diǎn)亮,并延時(shí)10S;10S后,提升機(jī)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,對(duì)應(yīng)的單機(jī)運(yùn)行指示燈HL2點(diǎn)亮,并延時(shí)10S;10S后,破碎電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,對(duì)應(yīng)按鈕的單機(jī)運(yùn)行指示燈HL3點(diǎn)亮,并延時(shí)10S;10S后,送煤機(jī)P2電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,對(duì)應(yīng)的單機(jī)運(yùn)行指示燈HL4點(diǎn)亮,并延時(shí)10S;10S后,給料器和磁選料器電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,對(duì)應(yīng)的單機(jī)運(yùn)行指示燈HL5點(diǎn)亮,并延時(shí)10S;10S后,點(diǎn)亮系統(tǒng)正常運(yùn)行指示燈HL6,輸煤系統(tǒng)正常運(yùn)行。2)正常停車(chē)當(dāng)按下系統(tǒng)自動(dòng)停車(chē)按鈕X3,報(bào)警電鈴運(yùn)行10S,延時(shí)10S后,給料器和磁選料器電動(dòng)機(jī)停車(chē),對(duì)應(yīng)的單機(jī)運(yùn)行指示燈HL5熄滅,并延時(shí)10S。10S后,送煤機(jī)P2電動(dòng)機(jī)停車(chē),對(duì)應(yīng)的單機(jī)運(yùn)行指示燈HL4熄滅,并延時(shí)10S。10S后,破碎電動(dòng)機(jī)停車(chē),對(duì)應(yīng)的單機(jī)運(yùn)行指示燈HL3熄滅,并延時(shí)10S.10S后,提升機(jī)電動(dòng)機(jī)停車(chē),對(duì)應(yīng)的單機(jī)運(yùn)行指示燈HL2熄滅,并延時(shí)10S.10S后,送煤機(jī)P2電動(dòng)機(jī)停車(chē),對(duì)應(yīng)的單機(jī)運(yùn)行指示燈HL1熄滅,并延時(shí)10S,輸煤機(jī)組全部正常停機(jī)。3)過(guò)載保護(hù)輸煤系統(tǒng)中有三相異步電動(dòng)機(jī)M1~M5,每臺(tái)電動(dòng)機(jī)都有相對(duì)應(yīng)的過(guò)載保護(hù)裝置熱繼電器,在系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)如果發(fā)生故障必須立即全線停車(chē),來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)不被損害,停車(chē)后系統(tǒng)故障指示燈HL9,HA電鈴連續(xù)報(bào)警20S,HL9一直亮到故障處理完畢后,繼續(xù)正常開(kāi)車(chē),恢復(fù)正常生產(chǎn).4)緊急停車(chē)在輸煤系統(tǒng)中,可能會(huì)有很多事故發(fā)生,如果不及時(shí)處理的話(huà),會(huì)造成很大的損失,因此在系統(tǒng)中還需要設(shè)置緊急停車(chē)按鈕,防止事故的擴(kuò)大化.當(dāng)按下緊急停止按鈕時(shí),整個(gè)系統(tǒng)必須立即停止運(yùn)行,HA報(bào)警電鈴連續(xù)10S停止,相對(duì)應(yīng)的指示燈HL7連續(xù)閃亮,輸煤系統(tǒng)停止。5)系統(tǒng)正常運(yùn)行指示輸煤系統(tǒng)如果正常運(yùn)行時(shí)HL8點(diǎn)亮。3。2梯形圖根據(jù)自動(dòng)輸煤系統(tǒng)的要求,畫(huà)出梯形圖如圖3-2所示:0~44為主程序,45~80為保護(hù)程序,81~222為自動(dòng)程序。圖3—2梯形圖3.3指令表0LDX0011CJP04LDX0005OUTY0146MPS7ANDX0058OUTY0009OUTY00510MRD11ANDY00612OUTY00113OUTY00614MRD15A(chǔ)NDX00716OUTY00217OUTYO1018MRD19ANDX01020OUTY00321O(jiān)UTY01122MPP23ANDX01124OUTY00425OUTY01226LDY00027ORY00128ORY00229ORY00330ORY00431PLSM033PLFM135LDM036ORM137SETY01338LDY01339OUTT2K10042LDT2043RSTY01344FEND45LDX01346ANIT1247ANDM800248LDX00049ANIT1350ORBS51OUTY01452LDX01353ZRSTS20S2558OUTY01759OUTT12S2562LDX00063ZRSTS20S2568MPS69ANIT1370OUTT13K10073MRD74ANIT1475A(chǔ)NDM800276OUTY01577MPP78OUTT14K10081LDX00282PLSM084LDM085SETS087STLS088ZRSTS20S2593LDX00294ANIX00095A(chǔ)NIX01396SETS2098STLS2099OUTY013100OUTT1K100103LDT1104SETS21106STLS21107SETY004108SETY012109OUTT2K100112LDT2113SETS22115STLS22116SETY003117SETY011118OUTT3K100121LDT3122SETS22124STLS23125SETY002126SETY010127OUTT4K100130LDT4131SETS24133STLS24134SETY011135SETY006136OUTT5K100139LDT5140SETS25142STLS25143SETY000144SETY005145OUTT6K100148LDT6149SETS26151STLS26152LDY004153ANDY003154ANDY002155A(chǔ)NDY001156ANDY000157SETY016158LDY016159OUTY017160LDY017161ZRSTS20S25166LDX003167ANIY016168SETS27170STLS27171OUTY013172OUTT7K100175LDT7176SETS28178STLS28179RSTY000180RSTY005181RSTY016182OUTT8K100185LDT9186SETS29188STLS29189RSTY001190RSTY006191O(jiān)UTT9K100194LDT9195SETS30197STLS30198RSTY002199RSTY010200OUTT11K100203LDT10204SETS31206STLS31207RSTY003208RSTY011209OUTT11K100212LDT11213SETS32215STLS32216RSTY004217RSTY012218LDT12219OUTS0220RSTY016221RET222END總結(jié)經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的艱苦努力,畢業(yè)論文就要告一段落,通過(guò)本次設(shè)計(jì),令我學(xué)到了很多的知識(shí),仿佛又再次經(jīng)歷了一次系統(tǒng)學(xué)習(xí)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)前一直認(rèn)為沒(méi)有什么困難,但在實(shí)際運(yùn)作過(guò)稱(chēng)中才清楚的認(rèn)識(shí)到自己的不足和短練,端正了學(xué)習(xí)態(tài)度。本次設(shè)計(jì)使我加深鞏固了理論知識(shí),更深刻的意識(shí)到理論知識(shí)的重要性,了解了具體應(yīng)用范圍和應(yīng)用方法。提高了動(dòng)手和實(shí)際解決問(wèn)題的能力,提高了對(duì)問(wèn)題系統(tǒng)解決的意識(shí)。能夠把握畢業(yè)論文的核心,而且還提高了自己對(duì)資料的查詢(xún)能力。也認(rèn)識(shí)到了人際交往在工作學(xué)習(xí)中的重要性.自動(dòng)輸煤系統(tǒng)是鍋爐上重要的組成部分,自動(dòng)輸煤系統(tǒng)中原煤經(jīng)過(guò)給料器、送煤機(jī)P1、磁選料器、破碎機(jī)、提升機(jī)、送煤機(jī)P2送到工作地點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了煤料的自動(dòng)輸送。解決了工作時(shí)間長(zhǎng)、環(huán)境惡劣、工作強(qiáng)度大的問(wèn)題??删幊炭刂破魇且环N將計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)相互結(jié)合在一起的新型工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備。它是把繼電器控制的優(yōu)點(diǎn),與計(jì)算機(jī)的功能齊全、靈活性、通用性相結(jié)合,用計(jì)算機(jī)編程軟件邏輯代替繼電器接線邏輯的通用性自動(dòng)控制備。是一種較理想的新型工業(yè)控制裝置。?通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉,使我更加自信,更加智慧。使我更快的融入到將來(lái)的社會(huì)。經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的努力,終于有了一個(gè)較成型的設(shè)計(jì)展現(xiàn)在了我面前,加深了對(duì)PLC控制系統(tǒng)的了解,更加清楚的認(rèn)識(shí)到其在現(xiàn)代化工業(yè)中起到的巨大作用.由于本人水平有限,難免有考慮不足之處,所以懇請(qǐng)老師和同學(xué)批評(píng)指正。致謝畢業(yè)論文暫告收尾,這也意味著我在南通廣播電視大學(xué)的四年的學(xué)習(xí)生活既將結(jié)束?;厥准韧约阂簧顚氋F的時(shí)光能于這樣的校園之中,能在眾多學(xué)富五車(chē)、才華橫溢的老師們的熏陶下度過(guò),實(shí)是榮幸之極。在這四年的時(shí)間里,我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺。這除了自身努力外,與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開(kāi)的論文的寫(xiě)作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的。寫(xiě)作是理論界一直探討的熱門(mén)話(huà)題,老師的諄諄誘導(dǎo)、同學(xué)的出謀劃策及家長(zhǎng)的支持鼓勵(lì),是我堅(jiān)持完成論文的動(dòng)力源泉。在此,我特別要感謝我的導(dǎo)師陸麗麗老師。本文從選題的確定,論文的寫(xiě)作,修改到最后定稿得到了我的指導(dǎo)老師陸麗麗老師的悉心指導(dǎo)。特別是他多次詢(xún)問(wèn)我寫(xiě)作進(jìn)程,并為我指點(diǎn)迷津,幫助我開(kāi)拓思路,精心點(diǎn)撥,熱忱鼓勵(lì)。他嚴(yán)肅的教學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神,精益求精的工作作風(fēng)深深的感染和激勵(lì)著我。在此,謹(jǐn)此向陸老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意,感謝陸感謝機(jī)電系的各位同學(xué),與他們的交流使我受益頗多。最后要感謝我的家人以及我的朋友們對(duì)我的理解、支持、鼓勵(lì)和幫助,正是因?yàn)橛辛怂麄儯宜龅囊磺胁鸥幸饬x;也正是因?yàn)橛辛怂麄儯也庞辛俗非筮M(jìn)步的勇氣和信心。謝謝!參考文獻(xiàn)[1]謝存禧機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,(1999)[2]胡泓、姚伯威機(jī)電一體化原理及應(yīng)用北京:國(guó)防工業(yè)出版社,(1999)[3]黃大貴微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)成都:電子科技大學(xué)出版社,(1996)[4]黃俊等電力電子變流技術(shù)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,(1999)[5]鄭堤、唐可洪機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,(1997)[6]龐振基精密機(jī)械設(shè)計(jì)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,(2000)[7]譚福年常用傳感器應(yīng)用電路成都,電子科技大學(xué)出版社,(1996)[8]馮辛安機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,(1999)[9]梁景凱機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,(1997)[10]張淑清單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)北京:國(guó)防工業(yè)出版社,(2001)[11]張根保自動(dòng)化制造系統(tǒng)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,(1999)[12]賴(lài)壽宏微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,(2000)[13]黃賢武傳感器原理及應(yīng)用成都:電子科技大學(xué)出版社,(1999)[14]徐志毅機(jī)電一體化實(shí)用技術(shù)上海:上??茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,(1995)[15]張建民機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)北京:北京理工大學(xué)出版社,(1996)[16]何立民單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編北京:北京航空航天大學(xué)出版社,(1996)[17]秦曾煌電工學(xué)北京:高等教育出版社,(1999)?

電氣工程學(xué)院設(shè)計(jì)題目:水塔水位PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)系別:年級(jí)專(zhuān)業(yè):學(xué)號(hào):學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:電氣工程學(xué)院《課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書(shū)課程名稱(chēng):電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)基層教學(xué)單位:電氣工程及自動(dòng)化系指導(dǎo)教師:學(xué)號(hào)學(xué)生姓名(專(zhuān)業(yè))班級(jí)設(shè)計(jì)題目水塔水位PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)采用PLC構(gòu)成水塔水位電氣控制系統(tǒng).控制要求查閱相關(guān)文獻(xiàn).設(shè)計(jì)要求1)根據(jù)控制要求,進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì),包括PLC硬件配置電路。2)根據(jù)控制要求,編制PLC控制程序3)按要求編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)并繪制A1幅面圖紙一張。參考資料2、圖書(shū)館各類(lèi)期刊文獻(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)3、相關(guān)電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)周次第一周第二周應(yīng)完成內(nèi)容完成全部方案設(shè)計(jì):周一、二:查、閱相關(guān)參考資料周二至周五:方案設(shè)計(jì)周六、日:設(shè)計(jì)方案完善周一、二:完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)周三、四:繪制A1設(shè)計(jì)圖紙周五:答辯考核指導(dǎo)教師簽字基層教學(xué)單位主任簽字摘要目前,大量的高位生活用水和工作用水逐漸增多.因此,不少單位自建水塔儲(chǔ)水來(lái)解決高層樓房的用水問(wèn)題。最初,大多用人工進(jìn)行控制,由于人工無(wú)法每時(shí)每刻對(duì)水位進(jìn)行準(zhǔn)確的定位監(jiān)測(cè),很難準(zhǔn)確控制水泵的起停.要么水泵關(guān)停過(guò)早,造成水塔缺水;要么關(guān)停過(guò)晚,造成水塔溢出,浪費(fèi)水資源,給用戶(hù)造成不便.利用人工控制水位會(huì)造成供水時(shí)有時(shí)無(wú)的不穩(wěn)定供水情況.后來(lái),使用水位控制裝置使供水狀況有了改變,但常使用浮標(biāo)或機(jī)械水位控制裝置,由于機(jī)械裝置的故障多,可靠性差,給維修帶來(lái)很大的麻煩。因此為更好的保證供水的穩(wěn)定性和可靠性,傳統(tǒng)的供水控制方法已難以滿(mǎn)足現(xiàn)在的要求。本文采用的是三菱FXZN型PLC可編程控制器作為水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)核心,對(duì)水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能性進(jìn)行了需求分析。主要實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)傳感器檢測(cè)水塔的實(shí)際水位,將水位具體信息傳至PLC構(gòu)成的控制模塊,來(lái)控制水泵電機(jī)的動(dòng)作,同時(shí)顯示水位具體信息,若水位低于或高于某個(gè)設(shè)定值時(shí),就會(huì)發(fā)出危險(xiǎn)報(bào)警的信號(hào),最終實(shí)現(xiàn)對(duì)水塔水位的自動(dòng)。關(guān)鍵詞:水位自動(dòng)控制、三菱FX2N、水泵、傳感器目錄TOC\o”1—3"\h\z\uHYPERLINK1。1本課題的選題背景與意義PAGEREF_Toc328677395\h1HYPERLINK\l”_Toc328677396”1.2可編程邏輯控制器簡(jiǎn)述PAGEREF_Toc328677396\h1HYPERLINK\l"_Toc328677397"第二章水塔水位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)PAGEREF_Toc328677397\h22。1基于PLC的水塔水位控制系統(tǒng)基本原理PAGEREF_Toc328677398\h22。2水塔水位控制系統(tǒng)要求PAGEREF_Toc328677399\h3HYPERLINK\l"_Toc328677400”2。3水塔水位控制系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)8677400\h4HYPERLINK2.4系統(tǒng)硬件元器件選擇PAGEREF_Toc328677401\h5HYPERLINK\l"_Toc328677402”2。5I/O口的分配及PLC外圍接線PAGEREF_Toc328677402\h6HYPERLINK\l”_Toc328677403"第三章水塔水位系統(tǒng)的PLC軟件設(shè)計(jì)PAGEREF_Toc328677403\h10HYPERLINK3.1水位控制系統(tǒng)的流程圖PAGEREF_Toc328677404\h10HYPERLINK\l"_Toc328677405”3。2PLC控制梯形圖PAGEREF_Toc328677405\h11HYPERLINK\l"_Toc328677406”3.3水位控制系統(tǒng)的具體工作過(guò)程PAGEREF_Toc328677406\h17第四章總結(jié)PAGEREF_Toc328677407\h18HYPERLINK\l”_Toc328677408”參考文獻(xiàn)PAGEREF_Toc328677408\h19第一章緒論1.1本課題的選題背景與意義在工業(yè)生產(chǎn)中,電流、電壓、溫度、壓力、液位、流量、和開(kāi)關(guān)量等都是常用的主要被控參數(shù).其中,水位控制越來(lái)越重要。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天,水在人們正常生活和生產(chǎn)中起著越來(lái)越重要的作用。一旦斷了水,輕則給人民生活帶來(lái)極大的不便,重則可能造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故及損失。因此給水工程往往成為高層建筑或工礦企業(yè)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一.任何時(shí)候都能提供足夠的水量、平穩(wěn)的水壓、合格的水質(zhì)是對(duì)給水系統(tǒng)提出的基本要求。就目前而言,多數(shù)工業(yè)、生活供水系統(tǒng)都采用水塔、層頂水箱等作為基本儲(chǔ)水設(shè)備,由一級(jí)或二級(jí)水泵從地下市政水管補(bǔ)給。傳統(tǒng)的控制方式存在控制精度低、能耗大、可靠性差等缺點(diǎn)。可編程控制器(PLC)是根據(jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來(lái)的,是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點(diǎn),目前水位控制的方式被PLC控制取代。同時(shí),又有PID控制技術(shù)的發(fā)展,因此,如何建立一個(gè)可靠安全、又易于維護(hù)的給水系統(tǒng)是值得我們研究的課題。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活應(yīng)用中,常常會(huì)需要對(duì)容器中的液位(水位)進(jìn)行自動(dòng)控制。比如自動(dòng)控制水塔、水池、水槽、鍋爐等容器中的蓄水量,生活中抽水馬桶的自動(dòng)補(bǔ)水控制、自動(dòng)電熱水器、電開(kāi)水機(jī)的自動(dòng)進(jìn)水控制等。雖然各種水位控制的技術(shù)要求不同,精度不同.但其原理都大同小異。特別是在實(shí)際操作系統(tǒng)中,穩(wěn)定、可靠是控制系統(tǒng)的基本要求。因此如何設(shè)計(jì)一個(gè)精度高、穩(wěn)定性好的水位控制系統(tǒng)就顯得日益重要。采用PLC控制技術(shù)能很好的解決以上問(wèn)題,使水位控制在要求的位置.1.2可編程邏輯控制器簡(jiǎn)述可編程邏輯控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC,是從早期的繼電器邏輯電氣控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái),它不斷吸收微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù),使之功能不斷增強(qiáng)。逐漸適合復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)。PLC之所以有較強(qiáng)的生命力,在于它更加適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和市場(chǎng)要求。具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程方便、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。第二章水塔水位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1基于PLC的水塔水位控制系統(tǒng)基本原理如下圖整個(gè)系統(tǒng)由水位傳感器,一臺(tái)PLC和水泵以及若干部件組成。安裝于水塔上的傳感器將水塔的水位轉(zhuǎn)化成1—5伏的電信號(hào);電信號(hào)到達(dá)PLC將控制控制水泵的開(kāi)關(guān)。水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)由PLC核心控制部件高低位水箱的水位檢測(cè)電路高低水位信號(hào)傳送給PLC水泵電動(dòng)機(jī)控制電路PLC控制啟停及主備切換。圖2—1基于PLC的供水系統(tǒng)原理框圖在水塔水位檢測(cè)系統(tǒng)中通過(guò)液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入PLC中,在通過(guò)PLC控制水泵的啟動(dòng)或關(guān)閉。在系統(tǒng)運(yùn)行中當(dāng)水為低于最低值時(shí)PLC將啟動(dòng)水泵向水塔中加水,當(dāng)水塔中的水達(dá)到最高值時(shí)PLC使水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)即水泵停止向水塔供水。等到水塔水位再次達(dá)到控制最低水位時(shí)系統(tǒng)再次重復(fù)這個(gè)過(guò)程.2。2水塔水位控制系統(tǒng)要求圖2-2水塔水位控制裝置圖1)水塔供水系統(tǒng)的一般裝置如上圖所示,應(yīng)當(dāng)保持水池的水位在S2~S3之間,當(dāng)水池水位低于下限液位開(kāi)關(guān)S3,此時(shí)S3為OFF,控制電磁閥打開(kāi),開(kāi)始往水池里注水,當(dāng)10S以后,若水池水位沒(méi)有超過(guò)水池下限液位開(kāi)關(guān)S3時(shí),則系統(tǒng)發(fā)出警報(bào);若系統(tǒng)正常運(yùn)行,此時(shí)水池下限液位開(kāi)關(guān)S3為ON,表示水位高于下限水位。當(dāng)液面高于上限水位S2時(shí),則S2為ON,電磁閥關(guān)閉,同時(shí)檢測(cè)水池液面是否會(huì)超過(guò)超上S1處,若超過(guò),則水池水將溢出,S1液位開(kāi)關(guān)為ON,向PLC發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)上限報(bào)警,提醒工作人員立即排除故障。2)保持水塔的水位在S5~S6之間,當(dāng)水塔水位低于水塔下限水位開(kāi)關(guān)S6時(shí),則水塔下限液位開(kāi)關(guān)S6為OFF,則驅(qū)動(dòng)電機(jī)M開(kāi)始工作,向水塔供水,電機(jī)啟動(dòng)10秒后,若S6仍舊為OFF,則發(fā)出水塔下限無(wú)水報(bào)警。當(dāng)S3為ON時(shí),表示水塔水位高于水塔下限水位水泵繼續(xù)抽水給水塔。當(dāng)水塔液面高于水塔上限水位開(kāi)關(guān)S5時(shí),則S5為ON,水泵停止抽水,同時(shí)檢測(cè)水塔液面是否會(huì)超過(guò)超上S4處,若超過(guò),則水塔水將溢出,S4液位開(kāi)關(guān)為ON,向PLC發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)上限報(bào)警,提醒工作人員立即排除故障。3)當(dāng)水池水位也低于下限水位時(shí),不論水塔水位是否低于下限,電機(jī)M都不能啟動(dòng).2.3水塔水位控制系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)圖2—3水塔水位控制系統(tǒng)主電路1)本次設(shè)計(jì)使用了兩個(gè)水泵,通過(guò)程序控制當(dāng)水塔下限無(wú)水且水池下限有水時(shí)同時(shí)啟動(dòng)將水池中的水抽向水塔,并通過(guò)定時(shí)在兩水泵同時(shí)運(yùn)行一段時(shí)間后停止其中一個(gè)水泵,通過(guò)這種工作方式可以在較大地減少用戶(hù)缺水的情況,提高了供水的可靠性及效率,同時(shí)停止的水泵做為繼續(xù)工作水泵的暗備用,在另一水泵出現(xiàn)故障之后,通過(guò)PLC程序?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)切換,這樣既保證供水系統(tǒng)有備用水泵,又有效地防止因?yàn)閭溆盟L(zhǎng)期不用發(fā)生銹死現(xiàn)象,提高了設(shè)備的綜合利用率,降低了維護(hù)費(fèi)用,整個(gè)供水系統(tǒng)性能得到極大提高.2)因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)選用的水泵額定功率較大,初始運(yùn)行時(shí)的起動(dòng)電流較大,故在主電路中設(shè)置星—三角減壓變換起動(dòng)電路,以防止起動(dòng)時(shí)的過(guò)電流,通過(guò)軟件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電路切換,并且設(shè)置互鎖延時(shí)程序,防止電路切換時(shí)發(fā)生三相短路事故。此外在水泵電機(jī)供電回路中通過(guò)熱繼電器及熔斷器設(shè)置必要的電機(jī)熱保護(hù)及過(guò)電流保護(hù),保護(hù)電機(jī)的同時(shí)減小電機(jī)故障的影響范圍。2.4系統(tǒng)硬件元器件選擇1)PLC的選擇可編程控制器產(chǎn)品眾多,不同廠家、不同系列、不同型號(hào)的PLC,功能和結(jié)構(gòu)均有所不同,但工作原理和組成基本相同.本系統(tǒng)為單體控制系統(tǒng),對(duì)控制功能無(wú)特殊要求,同時(shí)本次設(shè)計(jì)所需輸入輸出總點(diǎn)數(shù)介于32點(diǎn)與48點(diǎn)之間,因此選用三菱公司生產(chǎn)的的FX2N—48MR—001型PLC,其具結(jié)構(gòu)緊湊,價(jià)格低廉,有極高的性?xún)r(jià)比,適用于小型控制系統(tǒng)的特點(diǎn),該型號(hào)PLC為繼電器輸出型,輸入輸出點(diǎn)數(shù)各為24個(gè)點(diǎn),多余的端子作為備用。2)水泵的選擇選擇水泵的一般原則為1、滿(mǎn)足流量和揚(yáng)程的要求;2、水泵機(jī)組在長(zhǎng)期運(yùn)行中,水泵工作點(diǎn)的效率最高;3、按所選的水泵型號(hào)和臺(tái)數(shù)設(shè)計(jì)的水泵站,要求設(shè)備和土建的投資最??;4、便于操作維修,管理費(fèi)用少。而一般的水塔供水系統(tǒng)中水塔高度都在30米以上,所用水泵電機(jī)在向水池抽水時(shí)消耗的能量較大,同時(shí)因兩水泵互為備用,故綜合考慮后將兩水泵電機(jī)額定功率都選為11KW,型號(hào)為Y2—160L-6,其重要參數(shù)有額定電流為24。23A,額定轉(zhuǎn)速為970r/min.水泵揚(yáng)程為40米,流量為35立方米/小時(shí).3)熔斷器的選擇因?yàn)槿蹟嗥魅垠w電流應(yīng)大于等于兩倍的電機(jī)額定電流,因此電動(dòng)機(jī)供電回路選用熔體電流為50A的熔斷器。4)電子液位位開(kāi)關(guān)的選擇因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)中水池及水塔中各有3處需要檢測(cè)水位信號(hào),因此選用歐姆龍公司生產(chǎn)的61F-GN–G型電極式液位開(kāi)關(guān),該種類(lèi)型的液位開(kāi)關(guān)作為電氣性液位檢測(cè)方式,被廣泛用于以大廈、集中住宅的上下水道為主及鋼鐵、食品、化學(xué)、藥品、半導(dǎo)體等各種工業(yè)、農(nóng)業(yè)水、凈水場(chǎng)、污水處理等的液面控制。一旦電極接觸到液體,通過(guò)液體可以閉合電路,根據(jù)流過(guò)的電流檢知液位控制的動(dòng)作原理,是以所謂的導(dǎo)電性液體為控制對(duì)象的液位開(kāi)關(guān).進(jìn)行檢測(cè)時(shí),直接檢測(cè)液體的電極間電阻,根據(jù)大于或小于已設(shè)定的電阻值,來(lái)判斷有無(wú)液面,61F-GN–G型電極式液位開(kāi)關(guān)含有三個(gè)電極正好用于本系統(tǒng)水位的檢測(cè),同時(shí)其ON電流在4。5mA以下且OFF電流1.5mA以下滿(mǎn)足所選PLC的輸入性能指標(biāo),故較為合適.5)熱繼電器的選擇因?yàn)殡姍C(jī)額定電流為24.23A,因此選用JR20-25/5T型熱繼電器,整合電流為21—25A(chǔ).6)接觸器的選擇同理,根據(jù)電機(jī)額定電流,并查手冊(cè)后選擇G20-25型接觸器.2.5I/O口的分配及PLC外圍接線序號(hào)輸入信號(hào)符號(hào)輸入端子口1起動(dòng)按鈕SB1X0002停止按鈕SB2X0013手動(dòng)操作旋鈕SC1-1X0024自動(dòng)操作旋鈕SC1-2X0035水池高水位開(kāi)關(guān)信號(hào)S1X0046水池中水位開(kāi)關(guān)信號(hào)S2X0057水池低水位開(kāi)關(guān)信號(hào)S3X0068水塔高水位開(kāi)關(guān)信號(hào)S4X0079水塔中水位開(kāi)關(guān)信號(hào)S5X01010水塔低水位開(kāi)關(guān)信號(hào)S6X011111#泵手動(dòng)旋鈕SC2X012122#泵手動(dòng)旋鈕SC3X01314電磁閥手動(dòng)旋紐SC4X01415電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)報(bào)警KA1X01516報(bào)警確認(rèn)旋鈕SC5X0161)PLC的輸入接口分配表2)PLC的輸出接口分配表序號(hào)輸出信號(hào)符號(hào)輸入端子口11#泵接觸器1KM1Y00022#泵接觸器1KM2Y0013水池高水位指示燈HL1Y0024水池中水位指示燈HL2Y0035水池低水位指示燈HL3Y0046水塔高水位指示燈HL4Y0057水塔中水位指示燈HL5Y0068水塔低水位指示燈HL6Y0079電磁閥繼電器KA2Y01010電機(jī)熱保護(hù)報(bào)警指示燈HL7Y01111水池高水位報(bào)警HL8Y01212水池低水位報(bào)警HL9Y01314水塔高水位報(bào)警HL10Y01415水塔低水位報(bào)警HL11Y015161#泵接觸器2KM3Y016171#泵接觸器3KM4Y017182#泵接觸器2KM5Y020192#泵接觸器3KM6Y0213)水塔水位控制器外觀圖如下圖2-4水塔水位控制器外觀圖4)系統(tǒng)I/O硬件接線圖根據(jù)PLC輸入、輸出點(diǎn)地址分配表,水塔水位控制系統(tǒng)的I/O接線圖如下:圖2—5PLC外部接線圖第三章水塔水位系統(tǒng)的PLC軟件設(shè)計(jì)3.1水位控制系統(tǒng)的流程圖3.2PLC控制梯形圖本次設(shè)計(jì)PLC梯形圖如下所示各段程序功能如下:1)系統(tǒng)啟動(dòng)停止程序2)手動(dòng)模式自動(dòng)模式選擇程序3)液位顯示程序4)水池、水塔超上限報(bào)警及電機(jī)過(guò)熱報(bào)警程序5)電磁閥控制及水池?zé)o水報(bào)警程序6)電機(jī)M1控制程序7)電機(jī)M2控制程序8)水塔無(wú)水報(bào)警程序3.3水位控制系統(tǒng)的具體工作過(guò)程假設(shè)系統(tǒng)初始運(yùn)行時(shí)水塔、水池中都完全無(wú)水,6個(gè)液位指示燈全滅。系統(tǒng)啟動(dòng)后程序的執(zhí)行是,先由PLC判斷操作人員選擇的是手動(dòng)操作還是自動(dòng)操作,若為手動(dòng)操作,則由工作人員由控制按鈕自行選擇兩個(gè)水泵電機(jī)以及電磁閥的開(kāi)啟與關(guān)閉,當(dāng)其中一個(gè)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)工作人員可方便地自行切換電機(jī)。若選擇自動(dòng)操作,則水池為液位低于水池下限位時(shí),電磁閥打開(kāi),開(kāi)始往水池里進(jìn)水,如果進(jìn)水超過(guò)10S,而水池液位沒(méi)有超過(guò)水池下限位,說(shuō)明系統(tǒng)出現(xiàn)故障,系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警.若10S內(nèi)水池液位按預(yù)定的超過(guò)水池下限位,說(shuō)明系統(tǒng)在正常的工作,水池下限位的指示燈HL3亮。此時(shí),水池的液位已經(jīng)超過(guò)了下限位了,系統(tǒng)檢測(cè)到此信號(hào)時(shí),由于水塔液位低于水塔水位下限,電機(jī)M1及M2開(kāi)始同時(shí)工作并在兩電機(jī)開(kāi)啟后10秒并延時(shí)2秒后實(shí)現(xiàn)星形電路與三角形電路的切換,電機(jī)全壓運(yùn)行向水塔供水,當(dāng)水池的液位超過(guò)水池上限液位時(shí),水池上限指示燈HL2亮,電磁閥就關(guān)閉,同時(shí)時(shí)時(shí)檢測(cè)水池液位是否超過(guò)超上限,若超過(guò),則發(fā)出超上限報(bào)警,水泵電機(jī)開(kāi)啟后定時(shí)10S,若水塔下限液位開(kāi)關(guān)無(wú)信號(hào)輸入,則發(fā)出水塔無(wú)水報(bào)警,水塔下限有水后,水塔下限液位指示燈亮,水泵繼續(xù)供水給水塔,同時(shí)時(shí)時(shí)檢測(cè)水塔超上限液位開(kāi)關(guān)是否有信號(hào)輸入,若有,則啟動(dòng)水塔水位超上限報(bào)警,當(dāng)兩水泵一起運(yùn)行半小時(shí)后,水泵電機(jī)M2停止,另一水泵繼續(xù)工作,直至水池水位低于下限或者水塔水位高于上限,若水泵因水池水位低于下限而停止,則在自動(dòng)工作的模式下重復(fù)以上工作過(guò)程直到水泵因水塔水位高于上限而停止,至此系統(tǒng)的整個(gè)工作過(guò)程結(jié)束。第四章總結(jié)通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì),我受益匪淺,也感觸良多??梢哉f(shuō)是對(duì)以前學(xué)習(xí)的知識(shí)的挑戰(zhàn)與突破。在對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)的材料的搜索進(jìn)行獨(dú)立搜索時(shí),對(duì)于辦公軟件的應(yīng)用有了進(jìn)一步的提高.同時(shí)在對(duì)搜集的材料進(jìn)行整核,結(jié)合所學(xué)理論知識(shí),以及實(shí)際應(yīng)用操作的情況下,提高了實(shí)際操作和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐.讓我更熟練的掌握了三菱的PLC軟件的簡(jiǎn)單編程方法,對(duì)于三菱的PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解.在理論的運(yùn)用中,也提高了我的工程素質(zhì)。剛開(kāi)始學(xué)習(xí)三菱PLC軟件時(shí),由于我對(duì)一些細(xì)節(jié)的不加重視,當(dāng)我把自己想出來(lái)的一些認(rèn)為是對(duì)的程序運(yùn)用到梯形圖編輯時(shí),問(wèn)題出現(xiàn)了。轉(zhuǎn)換成指令表后則顯示不出很多正確的指令程序,這主要是因?yàn)槲覜](méi)有把理論和實(shí)踐相結(jié)合,缺乏動(dòng)手能力而造成的結(jié)果,最后通過(guò)老師的糾正和自己的實(shí)際操作,終于把正確的結(jié)果做了出來(lái),同樣也看清了自己的不足之處。設(shè)計(jì)過(guò)程中得到老師的意見(jiàn)和同學(xué)的提醒,再加上上網(wǎng)搜集到的資料,我也明白了不是每個(gè)問(wèn)題都能自己解決的,只有通過(guò)自己努力以及別人的幫助才能把工作做得更好,古人說(shuō):三人行必有我?guī)煛⑺级粚W(xué)則殆。所以說(shuō)學(xué)習(xí)要善于向別人請(qǐng)教,學(xué)思結(jié)合.然而由于時(shí)間倉(cāng)促,水平有限,本次課題僅僅實(shí)現(xiàn)了初步的功能,要運(yùn)用于實(shí)際,還需要很大的完善。主要在調(diào)速問(wèn)題上的研究,包括水位的有效可靠的自動(dòng)控制。而且系統(tǒng)只用到了簡(jiǎn)單的邏輯開(kāi)關(guān)的控制,對(duì)于PLC的許多高級(jí)指令沒(méi)有應(yīng)用到,同時(shí)水泵電機(jī)的備用不夠合理,沒(méi)有使兩臺(tái)水泵完全平均地分擔(dān)工作量,此外在器件選型方面較為牽強(qiáng),繪圖粗糙,部分程序及功能未能解釋清楚,這是本次設(shè)計(jì)較為明顯的不足,但通過(guò)這樣的查缺補(bǔ)漏,為下次的實(shí)踐提高了能力與效率。參考文獻(xiàn)[1]漆漢宏編《PLC電氣控制技術(shù)》北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008[2]三菱FX2N系列《微型可編程控制器使用手冊(cè)》[3]張萬(wàn)忠.《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001[4]李俊季、趙黎明?!犊删幊炭刂茟?yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)》.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001[5]張桂香.《電氣控制與PLC應(yīng)用》。北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003[6]鐘肇新、范建東.《可編程控制器原理及應(yīng)用(第三版)》.廣州:華南理工大學(xué)出版社,2003[7]呂景泉.《可編程控制器技術(shù)教程》.北京:高等教育出版社,2000基于PLC的全自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[摘要]介紹了可編程序控制器(PLC)在節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,系統(tǒng)具有手動(dòng)灌溉模式,能根據(jù)用戶(hù)要求設(shè)定各灌區(qū)的灌溉順序和灌溉時(shí)間;同時(shí)系統(tǒng)具有自動(dòng)灌溉模式,通過(guò)內(nèi)置程序把濕度傳感器測(cè)定的土壤濕度信號(hào)輸入到PLC,與土壤最佳含水量對(duì)比,進(jìn)一步控制電機(jī)和電磁閥的啟閉;為了減小水泵電機(jī)的啟動(dòng)電流,減輕對(duì)電網(wǎng)形成的沖擊,減小能耗,系統(tǒng)啟動(dòng)采用Y/啟動(dòng)。[關(guān)鍵詞]PLC;節(jié)水灌溉;土壤濕度;Y/啟動(dòng);自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)當(dāng)前,隨著電氣信息技術(shù)在節(jié)水灌溉工程中的應(yīng)用,發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、以色列、荷蘭、加拿大、澳大利亞等成功開(kāi)發(fā)了一系列用途廣泛、功能極強(qiáng)的灌溉控制器。而我國(guó)在開(kāi)發(fā)自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)方面與發(fā)達(dá)國(guó)家差距較大,還處于研制、試用階段,隨著水資源的日趨緊張及信息技術(shù)的發(fā)展,開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)不僅

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