【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 鈕 1FSB2 時(shí)，交流接觸器 1FKM2 線(xiàn)圈得電，輔助常閉觸點(diǎn)1FKM2 打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)互鎖，斷開(kāi)正轉(zhuǎn)控制回路，限制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，即電動(dòng)蝶閥打開(kāi)，避免電動(dòng)蝶閥反正轉(zhuǎn)回路同時(shí)接通，電動(dòng)機(jī)損壞。輔助常開(kāi)觸點(diǎn) 1FKM2 閉合，反轉(zhuǎn)控制回路自鎖，主常開(kāi)觸點(diǎn) 1FKM2 閉合，反轉(zhuǎn)主回路接通，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，即電動(dòng)蝶閥關(guān)閉。 當(dāng)電動(dòng)蝶閥關(guān)閉到位，觸動(dòng)關(guān)到位接 近開(kāi)關(guān)，中間繼電器 1FKA2 線(xiàn)圈得電，常閉觸點(diǎn) 1FKA2 打開(kāi)，反轉(zhuǎn)控制回路斷開(kāi)，交流接觸器 1FKM2 線(xiàn)圈失電，主常開(kāi)觸點(diǎn)打開(kāi)，電動(dòng)蝶閥停止反轉(zhuǎn)，閥門(mén)關(guān)閉到位。常開(kāi)觸點(diǎn) 1FKA2 閉合，指示燈 1FHG 亮，即閥門(mén)關(guān)閉到位指示燈亮。如果限位失靈，閥門(mén)繼續(xù)關(guān)閉，觸動(dòng)過(guò)扭矩接近開(kāi)關(guān)，中間繼電器1FKA3 線(xiàn)圈得電，常閉觸點(diǎn) 1FKA3 打開(kāi)，反轉(zhuǎn)控制 吉林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育 2021 屆 專(zhuān)科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 11 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 51 電動(dòng)蝶閥主回路 回路斷開(kāi)，交流接觸器 1FKM2 線(xiàn)圈失電，主常開(kāi)觸點(diǎn)打開(kāi)，電動(dòng)蝶閥停 止反轉(zhuǎn)，防止閥門(mén)損壞。常開(kāi)觸點(diǎn) 1FKA3 閉合，指示燈 1FHY 亮，即閥門(mén)過(guò)扭矩指示燈亮。 當(dāng)按下閥門(mén)停止按鈕 1FSBS 時(shí) ,整個(gè)控制回路斷開(kāi)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，即電動(dòng)蝶閥停止動(dòng)作。 當(dāng)電動(dòng)蝶閥在運(yùn)行中發(fā)生過(guò)流故障時(shí)，熱繼電器常閉觸點(diǎn) 1FKH 打開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停止，即電動(dòng)蝶閥停止動(dòng)作。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到右側(cè)，選擇集中控制時(shí)，系統(tǒng)由 PLC 控制。 吉林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育 2021 屆 專(zhuān)科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 12 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 52 電動(dòng)蝶閥控制回路 吉林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育 2021 屆 專(zhuān)科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 13 頁(yè) 共 32 頁(yè) 六、硬件設(shè)備選型 （一） 循環(huán)水泵房 系統(tǒng) (1) 循環(huán)水泵房進(jìn)口管道電動(dòng)蝶閥（ ） 2 個(gè)、進(jìn)口管道放散電動(dòng)蝶閥（ ）1 個(gè)、進(jìn)口管道液動(dòng)盲板閥（ 液壓站） 1 個(gè)； (2) 循環(huán)水泵房出口管道電動(dòng)蝶閥（ ） 6 個(gè)。 (3) 循環(huán)水泵房柜周集水坑排水泵電機(jī)（ 3KW） 4 個(gè)、循環(huán)水泵房出口脫水器停水坑排水泵電機(jī)（ 11KW） 3 個(gè)。 (二 )電氣柜設(shè)備選型 控制柜內(nèi)主要元件：斷路器，接觸器，熱繼電器，中間繼電器 (均與對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)裝置數(shù)量、設(shè)備功率相匹配 )。 選型原則： 斷路器、接觸器根據(jù)電動(dòng)機(jī)銘牌額定電流選擇，通常應(yīng)等于或略大于電動(dòng)機(jī)銘 牌額定電流。對(duì)啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)或啟動(dòng)電流較大的負(fù)載應(yīng)選擇大于銘牌額定電流的20%（即額定電流乘 ）。 控制柜內(nèi)的斷路器，接觸器，熱繼電器等低壓元器件均選用施耐德產(chǎn)品，中間繼電器選用日本和泉產(chǎn)品。每臺(tái)閥門(mén)、水泵等均有主斷路器、熱繼電器，控制柜內(nèi)設(shè)計(jì)主進(jìn)線(xiàn)斷路器。 （三）設(shè)備選型 PLC 控制柜內(nèi)主要元件： S7300PLC CUP、電源、接口模塊、輸入輸出模塊、熱電阻模塊，以及斷路器、熔斷器、中間繼電器等。 表 1 PLC柜元器件型號(hào)及數(shù)量表 PLC柜 名稱(chēng) 型號(hào)規(guī)格 個(gè)數(shù) 備注 電源模塊 6ES7 3071EA010AA0 3 24V DC 5A 中央處理器 CPU 6ES7 3152AG100AB0 1 MMC存儲(chǔ)卡 6ES7 9538LG110AA0 1 以太網(wǎng)通訊模塊 6GK7 3431EX300XE0 1 接口模塊 6ES7 1531AA030XB0 2 24VDC 聯(lián)接單元 6ES7 9720BA120XA0 3 模擬量輸入模塊 6ES7 3317KF020AB0 8Al 5 420mA DC 吉林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育 2021 屆 專(zhuān)科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 14 頁(yè) 共 32 頁(yè) 熱電阻模塊 6ES7 3317PF010AB0 8A1 4 5 開(kāi)關(guān)量輸入 6ES7 3211BL000AA0 (32 點(diǎn) ) 6 開(kāi)關(guān)量輸出 6ES7 3221BL000AA0 (32 點(diǎn) ) 2 前連接器 (20針 ) 6ES73921AJ000AA0 5 前連接器 (40針 ) 6ES73921AM000AA0 14 中間繼電器 日本和泉 (24VDC/2P) 128 溫度變送器 SFGW216D(福光百特 ) 2 儀表電源 S35024V 1 熔斷器 RT1832/1A 12 空氣斷路器 DZX260/2P 32A 1 空氣斷路器 DZX260/2P 20A 2 空氣斷路器 DZX260/2P 10A 16 空氣斷路器 DZX260/2P 5A 9 隔離器 SFGP6060(福光百特 ) 26 配電器 SFGP4060(福光百特 ) 導(dǎo)軌 PLC 柜所用元器件型號(hào)及數(shù)量如表 1 所示。 吉林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育 2021 屆 專(zhuān)科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 15 頁(yè) 共 32 頁(yè) 七、儀表檢測(cè)控制設(shè)計(jì) （一） 儀表檢測(cè)控制簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)主要完成循環(huán)水泵房的壓力、流量、溫度的檢測(cè)、監(jiān)視和報(bào)警?，F(xiàn)場(chǎng)儀表檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)變送器變成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)后送到 PLC，經(jīng)過(guò)上 位機(jī)與下位機(jī)的通訊，最終完成對(duì)壓力、流量、溫度的監(jiān)視和報(bào)警。 （二）檢測(cè)儀表選型說(shuō)明 溫度檢測(cè)儀表選型說(shuō)明 溫度范圍為 200 到 850℃之間測(cè)溫元件主要有 Pt100、銅電阻（ 50 到 150℃）、鎳鉻 鎳硅等幾種方法。 考慮到性?xún)r(jià)比故選擇銅電阻。 壓力檢測(cè)儀表選型說(shuō)明 壓力測(cè)量?jī)x表根據(jù)工藝生產(chǎn)過(guò)程中的不同要求，可以有指示、記錄和帶有遠(yuǎn)傳變送、報(bào)警、調(diào)節(jié)功能等多種形式。壓力表的選擇應(yīng)根據(jù)使用要求，在符號(hào)生產(chǎn)過(guò)程所提出的技術(shù)條件下，本著經(jīng)濟(jì)合理的原則，進(jìn)行種類(lèi)、型號(hào)、量程、精度等級(jí)的選擇。選擇主要考慮以下 三個(gè)方面： (1) 壓力測(cè)量范圍的選擇 為了保證彈性元件能在彈性變形的安全范圍內(nèi)可靠的工作，在選擇壓力儀表時(shí)，必須根據(jù)被測(cè)壓力的大小和范圍，留有充分的余地。在測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，最大的工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的 2/3；測(cè)量脈沖壓力時(shí)，最大的工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的1/2；測(cè)量高壓時(shí)，最大工作電壓不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的 1/3。一般所選的測(cè)量上限應(yīng)大于至少等于計(jì)算求出的上限值，并且同時(shí)滿(mǎn)足最小值的規(guī)定要求。 (2) 精度等級(jí)的選擇 國(guó)家規(guī)定的精度等級(jí)有： 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 等。在滿(mǎn)足測(cè)量要求的情況下盡可能選擇精度較低、價(jià)廉耐用的儀表，以免造成不必要的投資浪費(fèi)。 (3) 儀表類(lèi)型的選擇 根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)（如溫度高低、粘度大小、腐蝕性、臟污程度、是否易爆易燃等），是否提出特殊要求；是否需要信號(hào)遠(yuǎn)傳、記錄或報(bào)警以及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件（濕度、溫度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、振動(dòng)）等對(duì)儀表類(lèi)型進(jìn)行選擇。對(duì)特殊介質(zhì)要選用專(zhuān)用壓力表。如果吉林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育 2021 屆 專(zhuān)科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 16 頁(yè) 共 32 頁(yè) 要求壓力信號(hào)遠(yuǎn)傳，一般應(yīng)選用壓力傳感器或變送器。 根據(jù)要求壓力信號(hào)需要遠(yuǎn)傳壓力變送器型號(hào)為 1151GP4E22S1M1B3（輸出 420MA 線(xiàn)性模擬 /阻尼可變、單側(cè)遠(yuǎn)程密封顯示表為模擬刻度、線(xiàn)性 0%100%）。 流量檢測(cè)儀表選型說(shuō)明 在工程上，流量是指單位時(shí)間內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)流過(guò)管道截面的數(shù)量。 主要分為體積流量和質(zhì)量流量。主要檢測(cè)儀表有：節(jié)流式流量計(jì)、電磁流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、渦流流量計(jì)、渦街流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等。在轉(zhuǎn)爐氣體和液體流體的檢測(cè)中，多用節(jié)流式流量計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、標(biāo)準(zhǔn)文丘里管等。 其檢測(cè)原理是根據(jù)流體流量與節(jié)流裝置前后差壓的開(kāi)方成正比的數(shù)學(xué)關(guān)系。 結(jié)合上述選型原則，參考儀表工手冊(cè)，在該系統(tǒng)中我們選 用 LZ 型金屬管浮子流量計(jì)，型號(hào)為 LZZ80。 LZ 型金屬管浮子流量計(jì)適用于測(cè)量封閉管道中流動(dòng)的液體、氣體或蒸汽的體積流量，有機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)指示、 4～ 20mA 輸出可供選擇。它廣泛用于石油、化工、醫(yī)藥、冶金等領(lǐng)域的控制系統(tǒng)。 其主要特點(diǎn)： (1)通用性好 液體、氣體和蒸汽均可測(cè)量 (2)低流速 流量小仍有較好的靈敏度 (3)讀數(shù)直觀 指針開(kāi)面大，讀數(shù)清晰 (4)流體溫度 － 80～ 120℃ (120℃特殊訂貨 ) (5)環(huán)境溫度 － 20～ 50℃ (6)相對(duì)濕度 ≤ 80％ (7)工作壓力 ( 時(shí)特殊 訂貨 ) (8)輸出電流 4～ 20mA(四線(xiàn)制 )，適用于控制 (9)壓力損失 ～ (10)電源電壓 24V DC177。 DC (11)傳輸距離 1km(金屬屏蔽電纜 )導(dǎo)線(xiàn)電阻不大于 100Ω （三）儀表的選型主要考慮 儀表的型號(hào)，規(guī)格，測(cè)量范圍，量程，精度等級(jí)，靈敏度以及是否需要遠(yuǎn)傳和具有其他功能如指示，調(diào)節(jié)，記錄，報(bào)警等。主要從以下幾方面來(lái)選用： A、工藝流程對(duì)測(cè)量的要求，包括量程和精度。在變化緩慢的情況下，規(guī)定被測(cè)壓吉林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育 2021 屆 專(zhuān)科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 17 頁(yè) 共 32 頁(yè) 力的最大值選用壓力表滿(mǎn)刻度值的三分之二；在波動(dòng)壓力的情況下，被 測(cè)壓力的最大值選用壓力表滿(mǎn)刻度的二分之一。常用壓力檢測(cè)儀表的精度等級(jí)有 0． 4 級(jí)、 1． 0 級(jí)、 1． 6級(jí)、 2． 5 級(jí)四個(gè)等級(jí)，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)性和準(zhǔn)確性?xún)煞矫鎭?lái)考慮。儀表最大允許誤差是儀表的量程與精度等級(jí)百分比的乘積，如果誤差超過(guò)工藝要求精度，則需用精度高一級(jí)的壓力儀表。 B、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件，如環(huán)境溫度、濕度、腐蝕、振動(dòng)等，如振動(dòng)環(huán)境選用防震壓力表。 C、被測(cè)介質(zhì)的特性，如粘度、腐蝕性、易燃、易爆、狀態(tài)、溫度等，如氧氣表、乙炔表。帶有“禁油標(biāo)志，專(zhuān)用于特殊介質(zhì)的耐腐蝕壓力表、耐高溫壓力表、隔膜壓力表等。 D、方便觀測(cè)。根據(jù)檢 測(cè)儀表所處位置和照明情況選用儀表。 吉林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育 2021 屆 專(zhuān)科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 18 頁(yè) 共 32 頁(yè) 八、循環(huán)水泵房系統(tǒng) PLC 控制 (一 )設(shè)計(jì)任務(wù) 循環(huán)水泵房控制系統(tǒng)由循環(huán)水泵房系統(tǒng)和加壓機(jī)系統(tǒng)兩部分組成。主要完成循環(huán)水泵房的壓力、流量、溫度、柜位狀態(tài)檢測(cè)、監(jiān)視和報(bào)警，閥門(mén)的控制。 （二） PLC 控制設(shè)備的 I/O 數(shù)量 數(shù)字量輸入點(diǎn) 224 個(gè)，數(shù)字量輸出點(diǎn) 96 個(gè)，模擬量輸入點(diǎn) 48 個(gè)。 （三） PLC 輸入輸出地址分配 由于數(shù)字量輸入、輸出點(diǎn)數(shù)過(guò)多，又具有規(guī)律性，下面為循環(huán)水泵房地址分配 (見(jiàn)表 2)。 表 2 數(shù)字量輸入 PLC 地址分配表 I/O 點(diǎn)說(shuō)明 類(lèi)型 工位號(hào) 地址 冷卻塔 1供水泵主回路接觸器狀態(tài)節(jié)點(diǎn) DI 14M01M 冷卻塔 1供水泵旁路接觸器狀態(tài)節(jié)點(diǎn) DI 14M01M 冷卻塔 1供水泵 PLC 自動(dòng) DI 14M01M 冷卻塔 1供水泵現(xiàn)場(chǎng)急停 DI 14M01M 冷卻塔 1供水泵軟起故障 DI 14M01M 冷卻塔 1供水泵主電源狀態(tài) DI 14M01M 冷卻塔 1供水泵軟起控制電源狀態(tài) DI 14M01M 冷卻塔 1供水泵二次回路控制電源狀 態(tài) DI 14M01M 冷卻塔 2供水泵主回路接觸器狀態(tài)節(jié)點(diǎn) DI 14M02M 冷卻塔 2供水泵旁路接觸器狀態(tài)節(jié)點(diǎn) DI 14M02M 冷卻塔 2供水泵 PLC 自動(dòng) DI 14M02M 冷卻塔 2供水泵現(xiàn)場(chǎng)急停 DI 14M02M 冷卻塔 2供水泵軟起故障 DI 14M02M 冷卻塔 2供水泵主電源狀態(tài) DI 14M02M 冷卻塔 2供水泵軟起控制電源狀態(tài) DI 14M02M 冷卻塔 2供水泵二次 回路控制電源狀態(tài) DI 14M02M 冷卻塔 3供水泵主回路接觸器狀態(tài)節(jié)點(diǎn) DI 14M03M 冷卻塔 3供水泵旁路接觸器狀態(tài)節(jié)點(diǎn) DI 14M03M 冷卻塔 3供水泵 PLC 自動(dòng) DI 14M03M 冷卻塔 3供水泵現(xiàn)場(chǎng)急停 DI 14M03M 冷卻塔 3供水泵軟起故障 DI 14M03M 冷卻塔 3供水泵主電源狀態(tài) DI 14M03M 冷卻塔 3供水泵軟起控制電源狀態(tài) DI 14M03M 冷卻塔 3供水泵二次回路控制電源狀態(tài) DI 14M03M 空冷器 1過(guò)濾器供水泵集中 DI 25M01100 空冷器 1過(guò)濾