基于plc的供水控制系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-22 23:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 壓力類型： 表壓 量 程： ～60 Mpa～120 Mpa間任意可選（,量大量程為120MPa） 輸 出：4～20mA（二線制）、0～5VDC、0～10VDC、～（三線制） 綜合精度： 177。%FS（量程60MPa以下）、177。%FS、177。%FS 供 電： 24V DC（15～30VDC） 絕緣電阻： ≥1000 MΩ/100VDC 負載電阻: 電流輸出型：最大800Ω 電壓輸出型：大于50KΩ 介質(zhì)溫度： 20～85℃、20～150℃、20～200℃、20～300℃（可選） 環(huán)境溫度：20～85℃ 儲存溫度：40～90℃ 相對濕度： 0～95% RH 密封等級：IP65/IP68 過載能力： 150%FS 響應(yīng)時間：≤10mS 穩(wěn) 定 性：≤177。%FS/年 振動影響：≤177。%FS/年（機械振動頻率20Hz～1000Hz） 電氣連接：緊線螺母直接出線；標(biāo)準配線3米 壓力連接：M20，其它螺紋可依據(jù)客戶要求設(shè)計 連接螺紋材料：304/316L不銹鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖：圖 31水壓傳感器PY206結(jié)構(gòu)圖 可編程控制器I/O分配 控制器I/O口分配表輸入元件地址編碼輸出元件地址編碼低水壓輸入X000水泵1接觸器Y001正常水壓輸入X001水泵2接觸器Y002高水壓輸入X002水泵3接觸器Y003模式選擇開關(guān)X003水泵4接觸器Y004自動模式開關(guān)X004水泵1工作指示燈Y005水泵1過載X005水泵2工作指示燈Y006水泵2過載X006水泵3工作指示燈Y007水泵3過載X007水泵4工作指示燈Y010水泵4過載X010自動模式指示燈Y011水泵1手動開X011手動模式指示燈Y012水泵1手動關(guān)X012自動模式開關(guān)指示燈Y013水泵2手動開X013高壓報警燈Y014水泵2手動關(guān)X014低壓報警燈Y015水泵3手動開X015水泵3手動關(guān)X016水泵4手動開X017水泵4手動關(guān)X020 系統(tǒng)電路分析及設(shè)計 系統(tǒng)電源供電系統(tǒng)的設(shè)定直接影響到控制系統(tǒng)的可靠性，因此在設(shè)定供電系統(tǒng)時應(yīng)考慮下列因素：1)輸入電源電壓在一定的允許范圍內(nèi)變化；2)當(dāng)輸入交流電斷電時，應(yīng)不破壞控制器程序和數(shù)據(jù)；3)當(dāng)控制系統(tǒng)不允許斷電的場合，要考慮供電電源的冗余；4)當(dāng)外部設(shè)備電源通斷電時，應(yīng)不影響控制器的供電；5)要考慮電源系統(tǒng)的抗干擾措施。為實現(xiàn)以上要求，在主電路和控制電路加上了保護，包括過載保護，當(dāng)主電路因某些原因出現(xiàn)故障時，比如水泵過載，這時過載保護工作，水泵停止運行既使水泵安全，也使電源供電安全確保PLC的電源正常。 供水系統(tǒng)主電路分析與設(shè)計由設(shè)計內(nèi)容和要求可知，本設(shè)計需要用到四臺水泵，水泵的型號都為：150sfl16020x4，55kw，1450轉(zhuǎn)/分，380V，144A。在設(shè)計主電路時水泵以電動機代替，圖中的KM為接觸器線圈，F(xiàn)R為熱繼電器，主電路并設(shè)有短路過載保護。硬件設(shè)設(shè)計主電路圖如圖32所示：圖32 硬件設(shè)計主電路圖圖中的三相電接入口處有熔斷器，當(dāng)水泵因故障或其他原因過載時，主電路上的電流超過正常值時熔斷器自動熔斷，起到保護水泵和主電路的作用。在每臺水泵上單獨再安裝熔斷器FU4，因為，4臺水泵的工作狀態(tài)不同主電路的電流不同，主電路上的熔斷器只能起到保護主電路的作用，所以，在每臺水泵上單獨再裝上熔斷器以保證當(dāng)水泵超載時可單獨切斷電源。刀開關(guān)QS4由人工手動控制，PLC控制電路失靈時刀開關(guān)是切斷電源的唯一方法。接觸器KM4是由PLC自動控制水泵的開關(guān)。FR4是熱繼電器，把它們穿在電機的繞組中，當(dāng)水泵過載時，熱繼電器動作，切斷電源。M4代表四臺水泵。 PLC I/O接線圖圖33供水系統(tǒng)PLC I/O接線圖 如圖33所示，按鍵S1S16分別為不同信號輸入，COM口為公共端，Y001Y015分別為不同控制信號輸出端，輸出控制信號控制執(zhí)行電路的工作狀態(tài)。其中，S3是自鎖開關(guān)，當(dāng)S3接通時系統(tǒng)工作在手動模式，當(dāng)S3斷開時，系統(tǒng)工作在自動模式，而S3的默認狀態(tài)是斷開的。S4是當(dāng)系統(tǒng)工作在自動模式時的開關(guān)，當(dāng)S4接通時，自動工作有效，當(dāng)S4斷開時，自動工作停止。S4S8是過載保護的輸入，以開關(guān)形式代替。過載保護，除了有硬件上的保護還有PLC程序中的保護，以確保系統(tǒng)的可靠性。S9S16是手動模式下的功能選擇，使4臺水泵可以任意設(shè)置其工作狀態(tài)，4臺水泵在手動控制模式下是相互獨立的，相互之間沒有影響。Y1Y4是水泵的接觸器控制端，由于選用的PLC是繼電器輸出型，因此可以直接驅(qū)動接觸器，為了增加系統(tǒng)的安全系數(shù)，在接觸器和PLC組成的回路中加入了熱繼電器。Y5Y10是各個水泵工作狀態(tài)指示燈口，Y11是自動模式指示燈控制口，Y12是手動模式指示燈控制口，Y13是自動模式開關(guān)狀態(tài)之燈控制接口。Y14是高壓報警指示燈，當(dāng)只有一臺水泵在工作，但是，水壓還是超過正常值，這時就要報警來提醒工作人員，由工作人員決定是否手動關(guān)掉所有水泵。Y15是低壓報警指示燈，當(dāng)4水泵都投入工作，但是，水壓還是低于正常值，如果這種狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生，那么，這個系統(tǒng)就要考慮增設(shè)一臺水泵以保證供水的正常。 壓力傳感器信號處理壓力傳感器選用的是佛山一眾傳感儀器有限公司的水壓傳感器PY206。PY206能將水壓轉(zhuǎn)換成0～5VDC標(biāo)準電信號。采用進口高精度感應(yīng)芯體，先進的貼片工藝，配套帶有零點、滿量程補償，溫度補償?shù)母呔群透叻€(wěn)定性放大集成電路。采用全不銹鋼封焊結(jié)構(gòu)，具有良好的防潮能力及優(yōu)異的介質(zhì)兼容性。壓力傳感器PY206能將水壓信號轉(zhuǎn)換成0～5VDC標(biāo)準電信號，但是，PLC需要的是三個分立的信號：低水壓信號，正常水壓，高水壓信號。因此，就必須把壓力傳感器的輸出信號進行轉(zhuǎn)換，為此我們設(shè)計了如圖34所示的信號轉(zhuǎn)換電路。圖34 壓力傳感器信號轉(zhuǎn)換電路此電路，主要由電壓比較器Lm393，數(shù)字芯片非門芯片74f0同或門74ls266組成。通過電阻橋式電路分壓，設(shè)定了高水壓和低水壓的參考電壓，由于水壓傳感器PY206的輸出信號是0～5VDC標(biāo)準電信號，因此，可以采用這種形式。傳感器信號接到電壓比較器Lm393的2腳和5腳，通過由Lm393組成的窗口比較器電路將水壓轉(zhuǎn)換成低中高三檔信號送給PLC。 報警電路設(shè)計 確定供水系統(tǒng)總體設(shè)計方案的基本依據(jù)是設(shè)計供水能力能滿足系統(tǒng)最不利點的用水需求，同時還需要結(jié)合用戶用水量變化類型，考慮方案適用性、節(jié)能性及其它技術(shù)要求。根據(jù)用戶的用水時段特點，可將用戶用水量變化類型分為連續(xù)型、間歇型兩大類，根據(jù)流量的變化特點，還可進一步細分為高流量變化型，低流量變化型，全流量變化型等。不同季節(jié)、不同月份，流量變化類型也會改變。連續(xù)型是指一天內(nèi)很少有流量為零的時候，或本身管網(wǎng)的正常泄漏就保持有一定的流量；間歇型指一天內(nèi)有多段用水低
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