【文章內(nèi)容簡介】 電動閥發(fā)出 開 關 的指令，保證容器達到設定水位。進水程序完成后，溫控部份的計算機向供給熱媒的電動閥發(fā)出 開 的指令，于是系統(tǒng)開始對容器內(nèi)的水進行加熱。到設定溫度時。控制器才發(fā)出關閥的命令、切斷熱源，系統(tǒng)進入保溫狀態(tài)。程序編制過程中，確保系統(tǒng)在沒有達到安全水位的情況下，控制熱源的電動調(diào)節(jié)閥不開閥，從而避免了熱量的損失與事故的發(fā)生。 主 泵 1 備 用 泵主 泵 2池 1 池 2 池 3 池 4控 制 器排 水 溝電 機 2 電 機 3電 機 1驅(qū) 動 器 3驅(qū) 動 器 2驅(qū) 動 器 1閥 1 閥 2 閥 3 閥 4對電磁閥的控制輸出信號各 池 水 位 傳 感 器 對 P L C 的 反 饋 信號各 電 機 過 流 過壓 過 熱 反 饋 信號聲 光 報 警 信 號P C 接 口 數(shù) 據(jù) 線電 機 驅(qū) 動 輸 出 信 號水 泵 由 電 機 驅(qū) 動箭 頭 指 向 為水 流 流 向重慶科技學院?？粕厴I(yè)設計 系統(tǒng)硬件選型 10 閥門的選擇 閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有截止、調(diào)節(jié)、導流、防止 逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能， ZBSF 不銹鋼電磁閥為分步動作直接先導式電磁閥，根據(jù)斷電時所處開關狀態(tài)的不同，可分為常閉電磁閥和常開電磁閥。常閉電磁閥，線圈通電后銜鐵在電磁力作用下先帶動副閥工啟，主閥形成的介質(zhì)壓差和電磁力的作用下而開啟。線圈斷電，銜鐵部件復位，主副閥利用介質(zhì)壓力而緊密關關閉。 常開電磁閥，線圈通電后，銜鐵在磁力作用下下移，推動副閥閥塞下移，直到和副閥座壓緊，副閥關閉，由于主閥閥杯上下壓差趨于相等，主閥閥杯由磁力和自重壓緊緊密封面，閥門關閉。線圈斷電，磁力為零，銜鐵和副閥閥塞由彈簧作用上升 ，副閥打開，主閥閥杯內(nèi)介質(zhì)經(jīng)副閥流走，壓力下降，主閥閥杯由下下壓差作用向上升起，主閥打開，閥門開啟。 圖 閥門結構圖 泵的選擇 GDD 型泵是管道式安裝的立式單級單吸清水離心泵，廣泛應用于農(nóng)業(yè)給排水、自來水加壓、高層建筑消防生活供水以及空調(diào)冷暖循環(huán)系統(tǒng)，主要供輸送稀釋的、不腐蝕的清水及物理化學性質(zhì)類似水，不含固體顆?；蚶w維的液體。 GDF25020 性能參數(shù)： 表 GD25020 水泵詳細參數(shù) 品牌：冠星水泵 型號： GD25020 材質(zhì)：鑄鐵 性能：防爆 用途：管道泵 泵軸位 置：邊立式 重慶科技學院?？粕厴I(yè)設計 系統(tǒng)硬件選型 11 葉輪結構：封閉式葉輪 葉輪吸入方式：單吸式 流量： 327（ m3/h） 葉輪數(shù)目： 6 揚程： 20（ m） 汽蝕余量： （ m） 軸功率： （ kW） 吸入口徑： 250（ mm） 排出口徑： 250（ mm） 結構原理：噴射泵 規(guī)格： GD4015 電機的選擇 與單相異步電動機相比，三相異步電動機運行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結構的不同，三相異步電動機可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機結構簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應用，其主要缺點是調(diào)速困難。 表 Y90L2 電機詳細參數(shù) 型號 Y90L2 額定功率 額定轉(zhuǎn)速 2840r/min 額定電流 效率 82% 功率因數(shù) cosφ = 堵轉(zhuǎn)電流 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 由于本系統(tǒng)僅控制電機的啟停與工作狀態(tài)的保持，只需讓電機保持在額定功率的運行即可，故選用成本較低的鼠籠式三相異步電機。 接觸器的選擇 對于本系統(tǒng)，應該采用交流接觸器，交流接觸器主要由四部分組成 :(1) 電磁系統(tǒng)，包括吸引線圈、動鐵芯和靜鐵芯； (2)觸頭系統(tǒng)，包括 三組主觸頭和一至兩組常開、常閉輔助觸頭，它和動鐵芯是連在一起互相聯(lián)動的； (3)滅弧裝置，一般容量較大的交流接觸器都設有滅弧裝置，以便迅速切斷電弧，免于燒壞主觸頭。 查新簡明電工手冊選擇 CJXIF9型交流接觸器 主要技術參數(shù) : ①額定電流 :9A ②線圈控制電壓： 220V 重慶科技學院?？粕厴I(yè)設計 系統(tǒng)硬件選型 12 ③可控電動機的最大功率 4KW ④操作頻率 1000 次 /時 ⑤機械壽命 150000 次 繼電器的選擇 選擇 JZ762中間繼電器 適用于交流 50Hz 或 60Hz，交流電壓至 380V，直流電壓至 220V 的控制電路中，用來控制各種電磁線圈， 以使信號放大或?qū)⑿盘柾瑫r傳遞給有關控制元件。繼電器符合 、 IEC6094751修正件 （ 1999）。 正常工作條件及安裝條件 ① 海拔不超過 2021M ② 周圍空氣溫度上限值不超過 40℃，下限值不低于 5℃。 ③ 空氣的相對濕度不大于 85% ④ 與垂直面的傾斜度不超過 5176。 ⑤ 無顯著搖動和沖擊振動地方 ⑥ 在無爆炸危險的介質(zhì)中，且介質(zhì)中無足以腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體和塵埃（包括導電塵埃） 結構特征 ① 繼電器的結構為開啟型、空氣電磁式，動作結構為直動式，產(chǎn)品軀殼用熱固體性塑料制成，整個結構緊湊，使用 方便。 ② 繼電器的觸頭系統(tǒng)為雙斷點橋式結構，分上、下兩層排列，每層各裝四對觸點。 ③ 為減輕繼電器在閉合過程中的鐵芯撞擊和觸頭振動，鐵芯采用彈性固定，有利于使用壽命的延長。繼電器的接線端采用瓦型墊圈，接線方便可靠。 技術參數(shù) 型號 JZ762。額定電壓交流 380V。直流 220V。消耗功率啟動 75V*A。吸持 13V*A。操作頻率 1200 次 /H。外形尺寸 /mm 60X52X9054X30/25。重慶科技學院?？粕厴I(yè)設計 系統(tǒng)控制硬件設計 13 4 系統(tǒng)控制硬件設計 系統(tǒng)主電路 系統(tǒng)主電路的線路采用了三相四線制，三臺電動機由 KM KM KM3 電 動機有分別控制啟動與停止，每臺電動機配有過電流保護，防止因為電流過大而燒壞電動機。對于 PLC 部分則是由空氣開關 QF2來決定其是否啟動， PLC 采用的是 24V直流電源，所以需要一個變壓器進行變壓，對于整個主回路，我設置了一個空氣開關 QF1，只有閉合了 QF1 方可以啟動電動機，斷開 QF1，則整個主回路將關閉。具體電路圖將附錄一。 輸入回路 對于輸入回路，我采用了 18個輸入回路，通過 18 個按鈕 SB進行控制，通過這些輸入回路按鈕 SB 的打開與關閉，可以實現(xiàn)電動機的啟動和停機，通過輸入回路的狀態(tài)監(jiān)測，使其對輸出回 路進行控制，達到控制不同情況下水池的排水需求。在 CAD 的設計圖紙上，我設計了 3 個輸出回路圖紙，具體圖紙見附錄一。 輸出回路 對于輸出回路，我設計了 28輸出，用來監(jiān)測各種不同狀態(tài)，通過輸入回路給出的信號，我們可以對水位的高低進行監(jiān)測，對四個水池的閥門進行打開和關閉，以此來保證水池的水位正常。在 CAD 的設計圖紙上，我用了 4 個輸出回路的圖紙來進行繪制，圖紙詳見附錄一。重慶科技學院專科生畢業(yè)設計 控制系統(tǒng)的程序設計 14 5 控制系統(tǒng)的程序設計 系統(tǒng)流程圖設計 對于一個好的設計，必須要有流程圖的設計，流程圖的設計 結構清晰，邏輯性強 ， 便于描述，容 易理解 。對于流程圖的設計的設計，我們應該遵循以下原則： ① 對于有判斷的語句，應該用菱形進行表示，且還應該有 Y/N 進行標明； ②所有的線段都要做到對整齊，應該用連接符連接，不使用線條連接，這樣可以做到?jīng)]有歪斜， 線段之間連接需要到位， 沒 有死循環(huán)。 對于本系統(tǒng)，我設計繪畫了以下幾個流程圖： ①系統(tǒng)總流程圖，通過總流程圖可以初步了解本系統(tǒng)的工作過程和原理； ②啟動程序流程圖，通過自檢來確保線路沒有損壞，保證系統(tǒng)正常運行； ③排水控制流程圖，對于本系統(tǒng)要求就是排水，通過排水控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)各種情況下不同水位的處理， 保證系統(tǒng)正常運行； ④滿水控制流程圖，對于水池，總有部分時候會達到滿水，這時候我們就應該講多余進行處理，所以對于系統(tǒng)滿水時，我們應該及時處理，避免污水發(fā)生外泄，通過滿水控制系統(tǒng)，能夠完美避免這類情況的發(fā)生； ⑤閥門控制流程圖，為了保證污水及時得到處理，此系統(tǒng)中閥門則是最重要的，閥門的開關是否合理，直接影響污水處理的效果，通過閥門控制流程圖，可以實現(xiàn)各個閥門有序的控制； ⑥定時報警控制流程圖，對于任何一個系統(tǒng)，都需要一個精確的定時系統(tǒng)，才能準確無誤的進行控制各種開關，在本系統(tǒng)中，通過定時控制流程圖，可以實現(xiàn)電 機的替換和故障時系統(tǒng)的關閉； 系統(tǒng)的總流程圖 對于系統(tǒng)的總流程圖，應該反映整個系統(tǒng)的工作過程，對于本系統(tǒng)的設計，從系統(tǒng)總流程圖可以看出系統(tǒng)具備以下功能： ① 在系統(tǒng)上電后，會立即進行自檢，在確保各個部分沒有故障后，方可正常啟動，一旦有部分出現(xiàn)故障，這應該自動啟動故障處理程序，用指示燈進行指示并發(fā)出報警，由在場的工作人員斷開電源，進行故障處理，處理完畢后再上電檢測，確認各個部分沒有問題后再啟動系統(tǒng)； ② 當沒有人存在的情況下，系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，系統(tǒng)設置一個自動關閉程序，用一個定時器進行定時，定時一定時間 后自動關閉系統(tǒng)，保證儀器和設備的完好； 圖 系統(tǒng)的總流程圖 重慶科技學院?？粕厴I(yè)設計 控制系統(tǒng)的程序設計 15 系統(tǒng)啟動并自檢 報警并啟動報警子程序 檢測各水池水位 所有水池都處于排水位以下 任意一水池到達排水位 排水閥門打開 啟動當班排水機組 任意二水池池到達排水位 排水閥門打開 任意三水池池到達排水位 排水閥門打開 啟動第二臺排水機組 啟動第三臺 排水機組 滿水池 =3 打開備用水池進水閥門 關閉備用水池進水閥門 抽水機進入待命狀態(tài) Y Y Y N N N 任意電機故障 定時 10 分鐘后系統(tǒng)斷電 啟動系統(tǒng) 滿水池 =2 重慶科技學院?？粕厴I(yè)設計 控制系統(tǒng)的程序設計 16 啟動程序流程圖 對于每一個系統(tǒng)，系統(tǒng)的啟動是十分最要的的，只有系統(tǒng)正常啟動，才能保證系統(tǒng)下一步順利進行，對于本系統(tǒng)的啟動程序，我設計的流程圖如圖 。 圖 啟動程序流程圖 通過以上的啟動流程圖可以看出本系統(tǒng)在啟動方面有以下幾個特點： ①系統(tǒng)可以通電自檢，有問題的時候不會啟動排水程序，會報警并用指示燈顯示； ②系統(tǒng)擁有手動檢修功能，可以人工關閉系統(tǒng)，檢修完畢后再啟動系統(tǒng)，這時系統(tǒng)依舊會運行自檢程序，無故障后才可運行下一步，有故障則繼續(xù)報警； ③系統(tǒng)還可以自行關閉系統(tǒng)，可以防止故障程序帶病運行。 開 始 系統(tǒng)通電自檢 按下啟動按鈕啟動程序 按下停止按鈕結 束程序 報警并啟用報警程序 10 分鐘后自動關閉程序，等待檢修 手動關閉程序進行檢修 檢修完畢 Y N 檢修無誤 重慶科技學院專科生畢業(yè)設計 控制系統(tǒng)的程序設計 17 排水控制流程圖 在本系統(tǒng)中，最根本就是排水的控制，排水設計的好壞，直接影響系統(tǒng)正常運行的好壞，對于我設計的程序 ，其排水流程圖見圖 。 圖 排水控制流程圖 從流程圖可以看出，我設計的排水系統(tǒng)具有以下功能： ①系統(tǒng)擁有水位檢測功能，當水位到達低水位的時候，指示燈會顯示，當?shù)竭_排水位的時候，指示燈會顯示，電動機會啟動排水直到到達低水位； ②當有兩個水池到達排水位的時候，我則會啟動第二臺電動機，當有三個水池到達排水位是，我會啟用三臺電動機，同時檢測水位，達到滿水位的時候會啟動滿水 程序，到達低水位則會依次關閉電動機。 開 始 排水程序啟動 有一個水池到達排水位，排水指示燈亮 1 個 1 號電動機啟動排水 有兩個水池到達排水位，排水指示燈亮 2 個 有三個水池到達排水位，排水指示燈亮 3 個 2 號電動機啟動排水 備用電機啟動排水 檢測水位 水池到達低水位 水池到達高水位 電動機關閉，等待下次排水 啟