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正文內(nèi)容

污水廠粗格柵自動控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)

2025-07-26 15:16 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 0A。設(shè)瞬時脫扣電流整定為3倍,即IOP=1003=300A。而KrelIpk==,滿足IOPKrelIpk的要求,即滿足脫扣電流躲過尖峰電流的要求。3.變頻柜斷路器選擇小型斷路器,其額定電流(ln)為IN=40A I30=,額定絕緣電壓(Ui)為600V,額定沖擊耐受電壓(Uimp)為 4KV,額定短路分斷能力(I)均能滿足要求。4.粗格柵機斷路器和輸送機斷路器選擇小型斷路器,其額定電流(ln)為IN=20A I30=,額定絕緣電壓(Ui)為600V,額定沖擊耐受電壓(Uimp)為 4KV,額定短路分斷能力(I)均能滿足要求。5.水泵斷路器選擇小型斷路器,其額定電流(ln)為IN=16A I30=,額定絕緣電壓(Ui)為600V,額定沖擊耐受電壓(Uimp)為 4KV,額定短路分斷能力(I)均能滿足要求。6.室內(nèi)照明和控制柜斷路器選擇額定電流(ln)IN=16A額定絕緣電壓(Ui)為600V,額定沖擊耐受電壓(Uimp)為 4KV,額定短路分斷能力(I)均能滿足要求。 低壓隔離開關(guān)選擇低壓隔離開關(guān)主要功能是保證電氣設(shè)備及裝置在檢修工作時的安全,不能用于切斷、圖34 低壓隔離開關(guān)投入負荷電流或開斷短路電流,僅可允許用于不產(chǎn)生強大電弧的某些切換操作。本系統(tǒng)只有動力柜和粗格柵機、輸送機、水泵控制柜需要安裝低壓隔離開關(guān),需滿足UN USN,即電氣設(shè)備的額定電壓UN不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓USN的條件選擇,滿足IN應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax,即IN Imax,滿足動穩(wěn)定及熱穩(wěn)定校驗即可。低壓隔離開關(guān)如圖34所示。電氣設(shè)備控制選型統(tǒng)計表如表31所示。表31 電氣設(shè)備控制選型序號設(shè)備名稱型號額定電流熔體電流/脫扣電流備注1動力柜熔斷器RM10200200A160A2格柵機、輸送機熔斷器RM106060A25A3水泵熔斷器RM101515A15A5變頻柜熔斷器RM106060A60A6動力柜斷路器DW16630160A7格柵機、輸送機熔斷器DW16630100A8水泵熔斷器DZ476315A9變頻柜熔斷器DZ476340A 變頻器的選型及應(yīng)用 變頻器簡介變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。通過改變電源的頻率來達到改變電源電壓的目的, 根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓,進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的,隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高,變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。下面以這圖35 變頻器基本構(gòu)成圖種常見的交-直-交型變頻器,交-直-交變頻器的工作可分為兩個基本過程,其一為交-直變換過程:就是先把不可調(diào)的電網(wǎng)的三相(或單相)交流電經(jīng)整流橋整流成直流電;其二是直-交變換過程:就是反過來又把直流電 “逆變”成電壓和頻率都任意可調(diào)的三相交流電。變頻器的基本結(jié)構(gòu)由主回路(包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器)和控制回路組成,其變頻器基本構(gòu)成圖如上圖35所示。 變頻器的選型與接線設(shè)計本次系統(tǒng)負載為風機、泵類負載應(yīng)選擇MM430變頻器,選擇變頻器時應(yīng)以實際電機電流值為變頻器選擇的依據(jù),電機的額定功率只能作為參考。圖36為變頻器接線圖,R、S、T為三相交流電的輸入端,經(jīng)過變頻器整流、逆變由U、V、W端子輸出給水泵。ADC1+、ADC1為自控頻率輸出端子也就是頻率模擬量采集端(420mA時電流信號),+24V、X1為數(shù)字量采集端子,是為現(xiàn)場手自動控制按鈕。U、V、W為輸出控制電機端子,DAC1+、DAC—為頻率輸出指示端子,NO、CON為變頻器運行指示輸出和故障報警輸出。圖36 變頻器接線圖 電氣主接線及設(shè)計 一次回路主接線設(shè)計圖37是格柵機、輸送機和水泵控制的主電路圖,其中KMKM2和KM3為控制電機的交流接觸器,改變KMKM2和KM3就能改變電機的起動與停止操作。圖中的FR為熱繼電器,在電機過載時,它的常閉觸點斷開,使接觸器的線圈斷電,電機停轉(zhuǎn)。本次電機使用的是三相交流電,使用了斷路器來保護電機,使之免受損壞。圖37 電氣一次接線圖 配電系統(tǒng)接線設(shè)計主接線圖即主電路圖,是表示供電系統(tǒng)中電能輸送和分配路線的電路圖,亦稱一次電路。圖38是配電系統(tǒng)主接線圖,下面以其電源進線、母線和出現(xiàn)的順序?qū)Υ伺潆娧b置作分析介紹。此裝置采用的電源進線是常用的380V工廠用電等級,根據(jù)所有裝置所需的動力符合要求選擇DW16630160A/3P斷路器型號,并選擇一定隔離能力的開關(guān)。由于系統(tǒng)要求等級不高,采用單母線分配電壓,這種母線方式可保證電源并列工作,又可使任意一條出線都可以從任意一個電源獲得電能。其中斷路器具有開合電器的專用的滅弧裝置,可以開斷或閉合負荷電流和開斷短路電流,顧用來作為接通或切斷電路的控制電器,隔離開關(guān)是用來設(shè)備停運后退出工作時斷開電路,保證與帶電部分隔離,起隔離電壓作用。在電機的線路中需要設(shè)置熱繼電器保護電機,使電機免受損壞。本裝置中有計量裝置、保護裝置、監(jiān)視裝置均為做出介紹。圖38 配電系統(tǒng)主接線圖 二次回路接線設(shè)計二次回路接線圖如圖39所示。“SA手動/自動”是現(xiàn)場手動和PLC自動兩種啟動模式。當選擇現(xiàn)場手動開關(guān),設(shè)備將受本身的開停開關(guān)控制,這種狀態(tài)主要是為了檢修設(shè)備和開啟使用設(shè)備時使用;當選者自動模式時,設(shè)備受PLC控制,設(shè)備將會按照自控要求自動運行?!癒M1”是繼電器是控制電機啟停的設(shè)備,“FR”是熱繼電器,保護電機設(shè)備的裝置,“HY”是電機運行狀態(tài)指示,主要在自控柜中顯示電氣運行狀態(tài)指示。圖39 二次回路接線圖 第4章 自動控制系統(tǒng)設(shè)計 PLC的結(jié)構(gòu)與工作原理PLC由傳統(tǒng)的生產(chǎn)機械自動裝置即繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展成為先進的自動控制裝置,把計算機編程方法和程序輸入方式加以簡化,采用面向控制過程、面向?qū)ο蟮恼Z言編程。PLC是采用“順序掃描,不斷循環(huán)”的方式進行工作的。即在PLC運行時,CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序,按指令步序號(或地址號)作周期性循環(huán)掃描,如無跳轉(zhuǎn)指令,則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序,直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令,開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中,還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC工作原理圖如圖41所示。圖41 PLC工作原理圖表41 控制系統(tǒng)數(shù)字量輸入/輸出地址序號設(shè)備編號信號名稱類型地址1格柵系統(tǒng)S2011T自動轉(zhuǎn)換DI2格柵系統(tǒng)S2012T手動轉(zhuǎn)換DI3格柵系統(tǒng)S2013T液位控制DI4格柵系統(tǒng)S2014T時間控制DI51粗格柵S2011F故障DI62粗格柵S2012F故障DI續(xù)表41 控制系統(tǒng)數(shù)字量輸入/輸出地址序號設(shè)備編號信號名稱類型地址7輸送機S2013F故障DI81進水泵S2014F故障DI92進水泵S2015F故障DI103進水泵S2016F故障DI114進水泵S2017F故障DI125進水泵S2018F故障DI131粗格柵S2011S開停狀態(tài)DI141粗格柵S2011T自動轉(zhuǎn)換DI152粗格柵S2012S開停狀態(tài)DI162粗格柵S2012T自動轉(zhuǎn)換DI17輸送機S2013S開停狀態(tài)DI18輸送機S2013T自動轉(zhuǎn)換DI191進水泵S2014S開停狀態(tài)DI201進水泵S2014T自動轉(zhuǎn)換DI212進水泵S2015S開停狀態(tài)DI222進水泵S2015T自動轉(zhuǎn)換DI233進水泵S2016S開停狀態(tài)DI243進水泵S2016T自動轉(zhuǎn)換DI254進水泵S2017S開停狀態(tài)DI264進水泵S2017T自動轉(zhuǎn)換DI275進水泵S2015S開停狀態(tài)DI285進水泵S2015T自動轉(zhuǎn)換DI291粗格柵S2011F電機運行DO302粗格柵S2012F電機運行DO31輸送機S2013F電機運行DO321進水泵S2014F電機運行DO332進水泵S2015F電機運行DO343進水泵S2016F電機運行DO354進水泵S2017F電機運行DO365進水泵S2018F電機運行DO371粗格柵液位LD201液位測量AIPIW256382粗格柵液位LD202液位測量AIPIW25839集水井液位LD203液位測量AIPIW26040頻率反饋LD204頻率檢測AIPIW26241頻率輸出FO1031頻率輸出AOPQW256本設(shè)計題目所選用的是西門子S7300系列的是PLC。S7300為模塊化中小型PLC系統(tǒng),可以滿足中等性能的要求的應(yīng)用,其大范圍的功能模塊可以非常好的滿足和適應(yīng)自動控制任務(wù),簡單實用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力使其具有靈活的適應(yīng)性,當控制任務(wù)增加時可以自由的擴展模塊。1.CPU型號選取根據(jù)細格柵污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的要求,以及其復(fù)雜程度,從經(jīng)濟型、可靠性等方面來考慮,選擇西門子S7300系列的PLC作為粗格柵污水處理控制系統(tǒng)的控制主機。由于本次設(shè)計系統(tǒng)環(huán)境條件和要求并不苛刻,故選擇標準型CPU,選擇CPU313就能滿足系統(tǒng)需求,CPU313具有擴展程序存儲區(qū)的低成本的CPU,比較適用于需要高速處理的小型設(shè)備。訂單號為6ES7 3131AD000AB0。2.電源模塊PS選取根據(jù)系統(tǒng)要求電源能力要求選擇PS 307。10A電源模塊。PS307。10A電源模塊屬性有輸出電源為10A,輸
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