【正文】 年代中后期，我國開發(fā)應用技術發(fā)展迅速，例如資料介紹東風汽車公司裝備系統(tǒng)從 1986年起，全面采用 PC設備進行更新改造 ，至 1991年止一共改造設備 1000多臺，并取得了明顯的經(jīng)濟效益， 1995 年廣州第二電梯廠，已把 PC成功地應用于技術要求復雜的高層電梯控制上，并已投入大量生產(chǎn)。從近幾年召開的學術會議及有關文獻介紹可見，我國研制尤其是應用技術日益廣泛，日趨成熟。 PLC的發(fā)展方向 1) 向高速、大容量方向發(fā)展 隨著復雜控制系統(tǒng)要求越來越高和微處理器與微型計算機技術的發(fā)展，可編程控制器的信息處理和響應速度要求越來越高，用戶存儲容量也越來越大，例如有的 PLC產(chǎn)品掃描速度 ，用戶存儲容量最大達幾十兆字節(jié) 。 2) 加強網(wǎng)絡和通信能力 PLC網(wǎng)絡控制是當前控制系統(tǒng)和 PC技術發(fā)展的潮長 春 大 學 畢業(yè)設計（論文）紙 共 46 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 流。 PLC與 PLC 之間的聯(lián)網(wǎng)通信、 PLC與上位計算機的聯(lián)網(wǎng)通信以得到廣泛應用。各種 PLC 制造廠都在發(fā)展自身專用的通信模塊和通信軟件以加強 PLC 的聯(lián)網(wǎng)能力。廠商之間也在協(xié)議制定通用的通信標準，以構成更大的網(wǎng)絡系統(tǒng)，目前幾乎所有 PLC制造廠都宣布自己的 PLC產(chǎn)品都能與通用局域網(wǎng) MAP 相聯(lián)， PLC已成為集散控制系統(tǒng) (DCS)不可缺少的重要組成部分。 3) 致力于開發(fā)新型智能 I/O功能模塊 智能 I/O模塊是以微處理為核心的功能部件，是一 種多 CPU 系統(tǒng)，他與主機 CPU 并行工作，占用主 CPU 的時間很少，有利于提高 PC系統(tǒng)的運行速度，信息處理速度和控制功能。專用 I/O功能模塊還能滿足某些特殊控制對象的特殊控制要求。 4) 增強外部故障的檢測和處理能力 根據(jù)統(tǒng)計分析，在 PLC控制系統(tǒng)的故障中， CPU占 5%， I/O通道占 15%，傳感器占 45%，執(zhí)行器件占 30%，線路占 5%。前二項共 20%故障屬 PC本身原因，它可以通過 CPU本身的硬，軟件檢測、處理，而其余 80%故障屬于 PC外部故障，無法通過自診斷檢測處理。因此，各廠家都在發(fā)展專用于檢測外部故障的專 用智能模塊，以進一步提高系統(tǒng)的可靠性。 5)編程語言多樣化 多種編程語言的并存，互補與發(fā)展是 PLC 軟件進步的一種趨勢。梯形圖語言雖然方便、直觀、易學易懂，但主要適應于邏輯控制領域。為適應各種控制需要，目前已經(jīng)出現(xiàn)許多編程語言，如：面向順序控制的步進順控語句、面向過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言（匯編、BASIC、 C語言等），還有布爾邏輯語言 。 第 3 章 電氣圖設計 長 春 大 學 畢業(yè)設計（論文）紙 共 46 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 工業(yè)水循環(huán)系統(tǒng)中一般有一組水泵作為水循環(huán)的動力來 源，通過葉片等把儲水池里的水打入水管，對要冷卻的機器進行降溫，降溫過后的高溫水在廠房上的冷卻塔上通過電機帶動葉片進行降溫，最后把降溫后的水排入儲水池，循環(huán)使用，儲水池有一個進水管和一個出水管，進水是溫度低的自然水，出管排放儲水池的水。 示意圖如下： 圖 工業(yè)水循環(huán)示意圖 根據(jù)論文要求一 鋁合金壓鑄廠擁有 250kW 晶閘管中頻熔煉電爐兩臺及400～ 1600t 鋁合金壓鑄機數(shù)臺，這些設備都要用水冷卻，要求冷卻水壓力不應低于 ，溫度不宜 高于 35℃ ,為此配置一套循環(huán)水系統(tǒng)， 3臺離心式水泵流量 Q=50m3/h,揚程 H=32m,電動機功率 PN=，用水量最大時開兩臺水泵就可滿足生產(chǎn)要求，這樣可以在有 1臺水泵損壞需要修理時仍然能滿負荷生產(chǎn)；100m3/h 玻璃鋼冷卻水塔 1 座，其冷卻風機的功率為 3kW，夏季在風機運轉時可使從設備返回的循環(huán)水溫度下降 3℃ ～ 5℃；冷卻水塔下面的儲水池約 50m3。 儲水池進水管出水管水泵輸水管冷卻塔風機排水管長 春 大 學 畢業(yè)設計（論文）紙 共 46 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 水泵出口至生產(chǎn)車間的供水總管上除裝設就地顯示的數(shù)字式壓力表外，還裝了 0～ 壓力傳感器及 pt100 鉑熱電阻等，它們的數(shù)字控制儀安裝在電氣控制柜上 ，當循環(huán)水的供水壓力地于 或溫度達到 35℃以上時，發(fā)出報警信號，提示值班人員及時進行處理。 循環(huán)水系統(tǒng)設備的電氣控制柜裝在水泵房內(nèi)，用戶還要求在生產(chǎn)車間也能對這些設備進行操作，為此在車間里也安裝了一只操作箱。由于儲水池和泵房均在室外地下，平時無人職守，為防止水泵房內(nèi)積水過多，在泵房一角設置了長寬深為 的集水坑，在控制柜上有指示燈及開關等，可以手動或自動啟、停潛水泵，將坑內(nèi)積水排出。 系統(tǒng)采用溫度、壓力數(shù)字顯示控制儀表各一套，溫度儀表設置上限報警，壓力儀表設置下限報 警，系統(tǒng)用一個報警鈴和各一個顯示燈作為報警系統(tǒng)。器應裝在維修人員的值班地點。 儲水池由池子和注水管道及出水管道構成，注水管道上設一浮球閥，當水位低于水位時注入水，當水位過高時關閉閥門，防止水位過高造成資源浪費。出水管道有一個閥門，當水溫過高時避免停機做緊急使用，使水池的熱排放到下水道，水位下降，入水管道的閥門打開補充溫度較低的自來水；由于兩個閥門不為電控故沒在設計圖中畫出。 主電路的設計 主電路 的構成主要是被控制的電機組件，任務是通過控制電路的作用完成預定的目標，主電路設計的好壞直接 關系到整個系統(tǒng)的功能是否完整，所需要的動力是否充足，反應是否靈敏等。 主電路概述 主電路由工業(yè)三相交流 380V 電源構成主線路， M1， M2， M3為型號一樣的離心式水泵，流量 Q=50m3/h，揚程 H=32m，電動機功率 PN=， M4為一臺功率為3kW的電機作為冷卻塔風機電機， M5為潛水泵電機，在主線路和各個支線路上設置組合開關 ,熔斷器和熱繼電器作為過熱過載保護，保護電機和線路安全，同時安裝接觸器，其線圈連在 PLC 上控制開機，由于所有電機為交流異步電機且功率小于等于 kW 且無特殊停車要 求，所以選擇直接啟動，自由停車。 長 春 大 學 畢業(yè)設計（論文）紙 共 46 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 工業(yè)水循環(huán)主電路圖 主電路的器件參數(shù)確定如下： 3個水泵電功率為 PN= 查表可知使用 Y132S22 系列的三項異步電機， PN=，額定轉速 NN =2900r/min，額定電壓 UN=380V，三角形接法，額定電流 IN =15A，額定效率η=% ，功率因數(shù) cosφ =。 電機 M4的電功率為 PN=3kW，電機 M5同樣選擇電功率 PN =3kW。 查表可知所選用的電機為 Y13286 系列的三項異步電機， PN =3kW額定轉速NN =960r/min，額定電壓 UN=380V，三角形接法，額定電流 IN =，額定效率η =83%，功率因數(shù) cosφ =。 由于全部電機都是小容量電機。在一般電網(wǎng)容量下， 為是小容量電機，我們對與一切 ?NP kW (31) 的籠型異步電機一般都可以采用全壓啟動。 對于一臺電動機的負載的短路保護： 電機額熔體額 II )~(? (32) 上式的系數(shù)視負載性質(zhì)和啟動方式不同而選??；對輕載啟動、啟動次數(shù)少，時間短或降壓啟動，取小值；對重載啟動、啟動頻繁、啟動時間長或全壓啟動時，取大值。 對于多臺電動機的短路保護： 電流其余電動機的計算負荷最大電機額熔體額 ?? II )~( (33) 長 春 大 學 畢業(yè)設計（論文）紙 共 46 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 熔斷器選用時其電流應大于熔體的額定電流。 故 M1， M2， M3的支路熔斷器電流 熔體額I = 電機額I =15= 所以選擇的熔斷器型 號為 RL1，額定電壓為交流 380V，熔斷器額定電流為60A，熔體額定電流為 40A的有填充料封閉螺栓式熔斷器。 同理 M4， M5的支路熔斷器電流 熔體額I = 電機額I ==18A 所以選擇的熔斷器型號為 RL2，額定電壓為交流 380V，熔斷器額定電流為25A，熔體額定電流為 20A的有填充料封閉螺栓式熔斷器。 主電路總的熔斷器的選定電流 熔體額I = 最大電機額I +其余電動機的計算負荷電流 熔體額I =15+15+15++= 所以選擇的熔斷器型號為 RL1，額定電壓為交流 380V，熔斷器額定電流為100A，熔體額定電流為 100A的有填充料封閉螺栓式熔斷器。 由于電流比較小，所以選一般的刀開關 HD17系列刀形隔離器，額定通斷電流 200A，額定電壓 380V， 3極。 熱繼電器的額定電流應略大于電動機的額定電流。 所以所選擇的熱繼電器 FR1， FR2， FR3的額定電流應該大 于電動機 M1， M2，M3的電流值即 15A。 所以 FR1， FR2， FR3的型號選為 JR16 系列，額定電壓為 380V 額定電流為 20A的熱繼電器。 同理 FR4， FR5的額定電流應該大于電動機 M4， M5的額定電流即 。 所以 FR4， FR5的型號選為 JR15 系列，額定電壓為 380V 額定電流為 10A 的熱繼電器。 6．接觸器的選擇 一般情況下，接觸器的主觸點的額定電流應大于等于負載或電動機的額定電流，計算公式： （ 24） 式中： NI ：主觸點的額定電流 K ：經(jīng)驗常數(shù)，一般取 1～ ； NP ：被控電動機額定功率； NU ：被控電機額定電壓； 所以 M1， M2， M3接觸器的額定電流計算： NNN KUPI 310??長 春 大 學 畢業(yè)設計（論文）紙 共 46 頁 第 11 頁