【正文】 電 氣 自 動(dòng) 控 制 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 7 圖 22 電氣連線圖 PLC I/O 點(diǎn)分配 控制系統(tǒng) I/0 數(shù)量 通過(guò)分析控制任務(wù)，共需要 13個(gè)數(shù)字量輸入和 8個(gè)數(shù)字量輸出， CPU 型號(hào)可以選擇S7300PLC 的 CPU312（本機(jī)上有 16個(gè)數(shù)字量輸入和 16個(gè)數(shù)字量輸出）。 4． 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、電 氣 自 動(dòng) 控 制 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 5 排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。故選擇 PLC來(lái)實(shí)施本次設(shè)計(jì)。主、備用泵應(yīng)能單獨(dú)手動(dòng)啟停，兩臺(tái)泵的工作關(guān)系應(yīng)能輪換，分為手動(dòng)輪換和自動(dòng)定時(shí)輪換； （ 4）集水井水位上升到主用泵啟動(dòng)水位時(shí)，應(yīng)自動(dòng)投入主用水泵； （ 5）當(dāng)工作泵發(fā)生故障或來(lái)水量大增，使集水井水位上升到備用泵啟動(dòng)水位時(shí)，應(yīng)自動(dòng)投入備用水泵； （ 6）當(dāng)備用泵投入時(shí)，應(yīng)同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)（光報(bào)警）； （ 7）由控制高壓水 路的電磁閥來(lái)控制泵的抽水，電磁閥由雙線圈控制，并由位置信號(hào)電 氣 自 動(dòng) 控 制 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 4 返回 PLC； （ 8）電磁閥按 5A設(shè)計(jì)主回路； （ 9）使用埋電極的方法測(cè)水井的水位，應(yīng)設(shè)計(jì)出驅(qū)動(dòng)電路； （ 10）系統(tǒng)有過(guò)高水位、工作泵啟動(dòng)水位、水泵停止水位觸點(diǎn)信號(hào)輸入 PLC。 對(duì)于本課題來(lái)說(shuō)，集水井排水系統(tǒng)部分是一個(gè)較大規(guī)模工業(yè)控制系統(tǒng)的改適升級(jí)，控制裝置需 要根據(jù)企業(yè)設(shè)備和工藝現(xiàn)況來(lái)構(gòu)成并需盡可能的利用舊系統(tǒng)中的元器件。上世紀(jì) 80年代至 90年代中期是可編程控制器發(fā)展 最為迅速的時(shí)期，其能力得到各方面的提高并且逐漸進(jìn)入了控制領(lǐng)域。很好的將書本和實(shí)際結(jié)合到了一起。本設(shè)計(jì)采用西門子 S7300 型 PLC， CPU312 為主要裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)射流泵的控制。此時(shí)的可編程控制器已經(jīng)逐漸進(jìn)入成熟階段?？刂朴扇斯た刂频阶詣?dòng)控制，由模擬控制到微機(jī)控制，使功能的實(shí)現(xiàn)由一到多而且更加趨于完善。泵運(yùn)行時(shí)應(yīng)有運(yùn)行指示； （ 3）兩臺(tái)泵的工作關(guān)系應(yīng)能做出選擇（手動(dòng)、自動(dòng)、備用的選擇）。而相對(duì)于以上三種控制方式， PLC 為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、控制功能強(qiáng)大、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)自動(dòng)化的首選控制裝置。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 其中本次設(shè)計(jì)中的集水井排水控制系統(tǒng)由線圈驅(qū)動(dòng)。 2．功能強(qiáng)、弱適當(dāng) 對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制的工程項(xiàng)目，根據(jù)水電站集水井排水系統(tǒng)的控制要求，選用西門子公司的 S7300 系列機(jī)。物料混合控制 系統(tǒng)控制要求比較簡(jiǎn)單選擇整體式結(jié)構(gòu)的 PLC。 PLC 容量選擇 PLC 容量包括兩個(gè)方面：一是 I/O 的點(diǎn)數(shù)；二是用戶存儲(chǔ)器的容量（字?jǐn)?shù)）。由于目前 I/O 點(diǎn)數(shù)較多的 PLC 價(jià)格也較高，若備用的 I/O 點(diǎn)的數(shù)量太多，將使成本增加。根據(jù)實(shí)際需要， PLC 相應(yīng)有許多種 I/O 接口模塊，包括開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊及模擬量輸出模塊，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行 選擇使用。二是高密度的輸入模塊，如 32 點(diǎn)輸入模塊，能允許同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。感性負(fù)載在斷開(kāi)瞬間會(huì)產(chǎn)生較高反電壓，必須采取抑制措施。以下步驟為選擇電源的一般規(guī)則： 1．確定電源的輸入電壓； 2．將框架中每塊 I/O 模塊所需的總背板電流相加，計(jì)算出 I/O 模塊所需的總背板電流值； 3． I/O 模塊所需的總背板電流值再加上以下各電流： 1） 框架中帶有處理器時(shí)，則加上處理器的最大電流 值； 2） 當(dāng)框架中帶有遠(yuǎn)程適配器模塊或擴(kuò)展本地 I/O 適配器模塊時(shí)，應(yīng)加上其最大電流值。 電 氣 自 動(dòng) 控 制 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 13 第 3 章 水電站集水井射流泵排水控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)的一般方法 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法也叫湊試法。 順序設(shè)計(jì)法 對(duì)那些按動(dòng)作的先后順序進(jìn)行控制的系統(tǒng)，非常適合使用順序控制設(shè)計(jì)法進(jìn)行編程。 2. 梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開(kāi)和常閉，接點(diǎn)可以是 PLC 輸入點(diǎn)接的開(kāi)關(guān)也可以是 PLC 內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。 （ 2） 合上電源開(kāi)關(guān)啟動(dòng)電源，旋鈕 SF1未閉合時(shí) (即 OFF)，此時(shí)為手動(dòng)輪換方式 .當(dāng) 1工作泵選擇開(kāi)關(guān)選為手動(dòng)時(shí) ,閉合工作泵開(kāi)關(guān) (即 ON),此時(shí)手動(dòng)中間觸點(diǎn) ,然后 工作泵啟動(dòng) ,并且指示燈 。但是我們通過(guò)實(shí)驗(yàn) 仿真 驗(yàn)證了程序和各個(gè)輸入 /輸出的正確性。這樣的過(guò)程是非常難得的體驗(yàn)，在不斷糾正的過(guò)程中更新自己，做到真正的學(xué)以致用。其次，這次課程設(shè)計(jì)中還遇到了很多問(wèn)題，通過(guò)本小組中 成 員的相互幫助和講解也都一一得到了解決，也對(duì)我的組員表示熱烈的感謝。不斷的學(xué)習(xí)和實(shí)踐才能夠不斷的提升自己，以后的學(xué)習(xí)生活我也會(huì)這樣堅(jiān)持下去。在這樣逐步深入設(shè)計(jì)的過(guò)程中我一點(diǎn)點(diǎn)的增長(zhǎng)了自己相應(yīng)的知識(shí)，對(duì)如何完成一份課程設(shè)計(jì)也有了一些自己的體會(huì)和感悟，對(duì)我所做的課題也有了一定程度的了解，在以后的學(xué)習(xí)和生活中，我會(huì)把這次的經(jīng)歷作為一種借鑒，使自己在進(jìn)行其他設(shè)計(jì)時(shí)可以做到更好。 當(dāng) 2備用泵選擇開(kāi)關(guān)選為備用時(shí) ,備用泵啟動(dòng)并且指示燈 , ,蜂鳴器 . （ 4） 當(dāng) 1電磁閥閥芯關(guān)閉 行程開(kāi)關(guān)閉合時(shí) ,線圈 SF2導(dǎo)通 (即 ),此時(shí)工作泵停止工作 .并且 . （ 5） 當(dāng) 2電磁閥閥芯關(guān)閉行程開(kāi)關(guān)閉合時(shí) ,線圈 SF4導(dǎo)通 (即 ),此時(shí)備用泵停止工作 .并且 、 燈熄滅、蜂鳴器停止鳴叫 . 電 氣 自 動(dòng) 控 制 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 18 第 4 章 仿真 系統(tǒng)調(diào)試 根據(jù) 集水井射流泵排水 PLC控制系統(tǒng) 所設(shè)計(jì)的梯形圖，選用 STEP7 SIMATIC Manager 軟件進(jìn)行 硬件組態(tài)和程序 調(diào)試。 梯形圖的編制采用 STEP7 Micro/WIN32 軟件， STEP7 Micro/WIN32 軟件是西門子S7300PLC 的開(kāi)發(fā)工具，主要用于開(kāi)發(fā)程序，也可用于實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)，該軟件具有 Windows 應(yīng)用軟件的通用界面 ,易學(xué)易用。 綜上所述，本控制系統(tǒng)采用順序設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。 邏輯設(shè)計(jì)法 工業(yè)電氣控制線路中，有很多是通過(guò)繼電器等電器元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 具體應(yīng)考隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展， PLC 產(chǎn)品的種類越來(lái)越多，而且功能也日益完善。三是允許同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)。其中，繼電器輸出價(jià)格便宜，使用電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力強(qiáng)，且有隔離作用。典型的交流 I/O 信號(hào)為 24～ 240V（ AC），直流 I/O 信號(hào)為 5～ 24V（ DC）。同時(shí)控制器又通過(guò) I/O 接口模塊將控制器的處理 結(jié)果送給工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的被控設(shè)備，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行電 氣 自 動(dòng) 控 制 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 11 機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。通常，一條邏輯指令占用存儲(chǔ)器一個(gè)字。離線編程的 PLC，其主機(jī)和編程器共用