【文章內(nèi)容簡介】 機械密封檔水圈隔開，死以防漏水并保證電機安全運行。 表 2— 4 水泵的型號及規(guī)格 型號 額定流量(m3/h) 額定揚程(m) 額定功率(kW) 效率 (n%) 額定電流(A) 額定電壓(V) 300 2 4 71 380 250 4 71 380 170 6 4 71 380 300 3 71 12 380 Q1006/23 120 5 3 72 380 120 4 71 380 100 3 71 380 80 6 72 380 250 5 70 12 380 170 2 71 380 本設計中采用潛水泵，根據(jù)已知條件中所提供的潛水泵的型號如表 2— 4 所示，其 型 號 從 一 到 四 號 圈 分 別 為 ： Q160— — 型 ， 兩 臺 ； Q100— 4— 型 。Q100— 4— 型 。Q250— 64 型。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 1 13 3 噴泉控制系統(tǒng)硬件設計及器件選擇 導線截面的選擇與校驗 導線是供電系統(tǒng)中傳誦和分配電能的主要設備，需要消耗大量的有色金屬，因此 在導線選擇時要保證供電系統(tǒng)安全，可靠的運行；充分利用導線的載荷能力。節(jié)約有色金屬，降低綜合投資。 導線的選擇必須滿足的 條件 （一）發(fā)熱條件 導線通過正常計算電流時，其發(fā)熱所產(chǎn)生的溫升，不應超過正常運行時的最高允許溫度，以防止因過熱引起的導線絕緣損壞或加速老化。 （二）電壓損失 導線通過正常計算電流時產(chǎn)生的電壓損失，應小于正常運行時的允許電壓損失，以保證供電質(zhì)量（所謂電壓損失就是指線路首末端電壓的代數(shù)差）。 （三）經(jīng)濟電流密度 對高電壓、長距離輸電線路和大電流低壓線路，其導線的截面宜按經(jīng)濟電流密度選擇，以使線路的年綜合運行費用最小，節(jié)約電能和有色金屬。 （四）機械強度 正常工作時，導線應有足夠的機械強度 ，以防斷線。通常要求所選截面應不小于改道縣在相應敷設方式下的最小允許截面，由于電纜具有高強度的內(nèi)外護套，機械強度很高，因此不必校驗其機械強度，但需要校驗其短路熱穩(wěn)定度。 此外，對于絕緣導線和電纜，還應滿足工作電壓的要求，在工程設計中，應根據(jù)技術緊急的綜合要求選擇導線；一般低壓動力線路的電流較大，線路較段 =短，可先按發(fā)熱條件選擇導線截面，在校驗其電壓損失和機械強度。 綜上所述，本設計中 380v 動力母線的截面按發(fā)熱條件來選擇。 按發(fā)熱條件選擇導線的截面 供電系統(tǒng)中的相線、中性線及保護先對截面的要求不同 ，在選擇時應分別考慮。 （一）相線截面的選擇 電流通過導線時會產(chǎn)生電能損耗，使導線發(fā)熱。如果通過導線的電流超過其允許值時，會使絕緣導線和電纜的溫度升高，加速老化，甚至燒毀。裸導線接頭處，因濕度過高而氧化加劇，增大接觸電阻，使之進一步氧化甚至燒斷。為保證導線發(fā)熱所產(chǎn)生的溫升不超過正常運行時的最高允許值，按發(fā)熱條件選擇導線相線截面。 （二）中性線（ N）線截面的選擇 在三相四線制系統(tǒng)中，正常情況下中性線通過的電流僅為三相不平衡電流、零序電流及三次斜波電流，通常都很小。 （三）保護線（ PE 線）截面的選擇 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 1 14 正常情況 下，保護線不通過負荷電流，但當三相系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，短路故障電流要通過保護線，因此保護線要考慮單相短路電流通過時的短路熱穩(wěn)定度，按GB50054— 1994《低壓配電設計規(guī)范》規(guī)定，保護線的截面 。 （四）保護中性線（ PEN）截面的選擇 保護中性線兼有保護線和中性線的雙重功能，其截面選擇應滿足上述二者的要求，并取其中較大的截面作為保護中性線截面 。 根據(jù)上述條件選擇低壓動力母線 根據(jù)已知條件可知：從一到三號圈的四個潛水泵都為 ，中心的水泵為 4kw，即 Q160— — 型， 兩臺，揚程為 2m； Q100— 4— 型 , 揚程為 3m。Q100— 4— 型 ,揚程為 4m。Q250— 64型 , 揚程為 6m。 （一）電壓損失的校驗 根據(jù)已知條件，母線 L=， 。所以可得線路的電壓損失為 滿足電壓損失要求。 （二）機械強度的校驗 經(jīng)查資料可得： 380V 穿管敷設絕緣導線的最小截面 小于所選標準截面。既所選的 BLV— 500 型絕緣導線滿足機械強度要求。 （三）潛水泵的直接啟動校驗 除了負載因素以外，異步電動機能否全壓啟動，主要取決于供電電網(wǎng)的容量的大小。一般全壓啟動只能在幾 個千瓦以下的小功率電機使用。當功率大時需要進行校驗。計算其啟動電流倍數(shù)是否滿足要求。 開關設備的選擇 尖峰電流的計算 根據(jù)已知條件，一到三號圈的潛水泵額定功率均為 ，額定電流為 ；四號圈潛水泵額定功率為 4kw，額定電流為 ； 尖峰電流既啟動電流 ，三相異步電動機直接啟動的話，啟動電流是額定電流的4— 7 倍，選啟動電流倍數(shù)為 7 倍。 全部投入時的尖峰電流如下表表 31： 表 31 參數(shù) 電動機 12M? 2M 3M 4M 額定 電流 ? 2 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 1 15 啟動 電流 ? 2 開關設備的選擇 （一）熔斷器的選擇： 選擇熔斷器的條件： 熔斷器的額定電壓不低于線路的額定電壓； 熔斷器的額定電流應不小于它所裝 熔體的額定電流； 熔斷器類型應符合安裝條件（戶內(nèi)或戶外）及被保護設備 .啟動時間在三秒以下輕載，啟動 K＝ ～ 。熔體電流應躲過線路的尖峰電流，因此，滿足躲過尖峰電流的條件為：.N FE PKI kI?。對于單臺電動機頻繁啟動時，取 K=— ，對于多臺電動機的線路，取 K=— 1。經(jīng)過查資料得： FA（ 1～ 4）選 RL160/25A 型； FA5 選 RL160/40A； （二）低壓斷路器的選擇： 低壓斷路器 QA 是保護消防電動機過電流，短路和欠壓電壓的保護設備， QA 在電機主回路中，額定電壓 U 應為 AC380V，其低壓斷路器過電流脫扣器的額定電流應大于線路的計算電流；其動作電流應整定為躲過線路的尖峰電流。（ DZ 系列斷路器?。?QA 的額定電流只要大于電機額定電流就可正確動作，所以經(jīng)過查資料得： QA選 DZ550/30A 型； 1～ 4QA1 選 DZ520/6A 型； QA15選 DZ520/10A 型； QA31選 DZ1260/60A 型； （三）交流接觸器的選擇： 該控制系統(tǒng)中的接觸器均選交流 接觸器。電機所選用的接觸器主觸頭在主電路中，所以主觸頭通斷負載額定電壓為被控制線路額定電壓 AC380V，線圈在控制回路中線圈電壓取 DC24V。 通過計算并查資料選擇： 1～ 4QA2 選 CJ10380/6A 型； QA25選 CJ10380/10A 型； （四）熱繼電器得選擇： 系統(tǒng)中熱繼電器 1～ 4BB，熱繼電器是保護水泵電機過載和斷相保護的元件。一般情況下，可按電動機額定電流選取若繼電器，熱繼電器的整定值為電動機額定電流的 ～ 倍，則一到三號潛水泵額定電流為 ，四號潛水泵額定電流為 。取系數(shù)為 1，則熱繼電器的整定值分別為 7A， 10A。 經(jīng)查閱資料， BB1～ 4選 JR166/3A； BB5 選 JR1610/3A 型； （五）控制按鈕的選擇： 按鈕是短時切換小電流控制電路的開關，依據(jù)控制功能，選擇按鈕的結構形式及顏色，如果急操作選擇蘑菇形鈕帽的緊急按鈕，特殊需要選擇帶指示燈的按鈕，停止按鈕用紅色，啟動按鈕用綠色。可根據(jù)同時控制的路數(shù)，通或斷選擇觸頭對數(shù)及種類，確定所需型號的按鈕。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 1 16 其中： SF2 停止按鈕，選 LAY37 型紅色按鈕； SF1 啟動按鈕，選用 LAY37 綠色按鈕； SF3， SF4為單周期 /循環(huán)按鈕，選 LA25－ 11 型綠色按鈕。 （六）其它器件： 電流表只需選用讀數(shù)范圍與線路電流相等即可，選用 42L6－ A 型電流表； 由于供水系統(tǒng)工作在潮濕環(huán)境，所以對于導線的選擇應選擇防水型導線； 低壓電纜母線選擇 BLV— 500，（ 3*10+PEN10） G32； 彩燈的選擇為： LED 燈，一到三號噴圈為 3W，四號噴圈為 15W。 元件選型后，按元件所在電控柜分類制成元件明細表如下表 3－ 2 所示： 表 3－ 2 元器件目錄表 代號 名稱 數(shù)量 規(guī)格型號 備注 PLC 可編程控制器 1 CPM1A10CDT 晶體管輸出型 SF1 啟動按鈕 1 LAY37 綠色 SF2 停止按鈕 1 LAY37 紅色 SF SF4 單周期 /循環(huán)按鈕 各 1 LAY37 綠色 1～ 4QA1 低壓斷路器 5 DZ520/6 脫扣電流值為 6A QA15 低壓斷路器 1 DZ520/10 脫扣電流值為10A QA 低壓斷路器 1 DZ550/30 脫扣電流值為30A QA31 低壓斷路器 1 DZ560/60 脫扣電流值為60A 1～ 4QA2 交流接觸器 5 CJ10380/6 線圈電壓 24VDC QA25 交流接觸器 1 CJ10380/10 線圈電壓 24VDC FA1～ 4 熔斷器 5 RL160/25 熔體 25A FA5 熔斷器 1 RL160/40 熔體 40A BB1～ 4 熱繼電器 5 JR166/3 整定值為 6A BB5 熱繼電器 1 JR1610/3 整定值為 10A 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 1 17 1～ 72EA1 彩燈 72 ABS12V LED顯示，12VDC,3W， 為黃色 1～ 30EA2 彩燈 30 ABS12V LED顯示，12VDC,3W， 為綠色 1～ 14EA3 彩燈 14 ABS12V LED顯示，12VDC,3W， 為蘭色 1～ 24EA4 彩燈 24 ABS12V LED顯示，12VDC,15W， 為白色 M1～ M2 潛水泵 2 潛水泵 (三相交流異步 ) M3～ M4 潛水泵 2 潛水泵 (三相交流異步 ) M5 潛水泵 1 QY25064 潛水泵 (三相交流異步 ) 1號 噴頭 216 KTB117 萬向直流噴頭 2號 噴頭 10 HZB113 花柱噴頭 3號 噴頭 42 KTB115 萬向直流噴頭 4號 噴頭 8 SZB310 中心水柱噴頭 A 電流表 3 42L6A TA 電流互感器 1 BLV 三相電纜 1 BLV3*10 30alIA? 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 1 18 PLC 控制系統(tǒng)硬件的設計 PLC 概況和發(fā)展 （一）國外 PLC 發(fā)展概況 PLC 自問世以來，經(jīng)過 40 多年的發(fā)展，在美、德、日等工業(yè)發(fā)達國家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。世界總銷售額不斷上升、生產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn)、品種 不斷翻新。產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度上升而價格則不斷下降。 1968 年美國 GM(通用汽車 )公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年美國數(shù)字公司研制出了第一代可編程序控制器，滿足了 GM 公司裝配線的要求。隨著集成電路技術和計算機技術的發(fā)展，現(xiàn)在已有第五代 PLC產(chǎn)品了。 在以改變幾何形狀和機械性能為特征的制造工業(yè)和以物理變化和化學變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征的過程工業(yè)中，除了以連續(xù)量為主的反饋控制外，特別在制造工業(yè)中存在了大量的開關量為主的開環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作 。另外還有與順序、時序無 關的按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制 。以及大量的開關量、脈沖量、計時、計數(shù)器、模擬量的越限報警等狀態(tài)量為主的 — 離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求，所以 PLC 發(fā)展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產(chǎn)品。在多年的生產(chǎn)實踐中，逐漸形成了 PLC、 DC