【正文】 負載的計算電流要考慮實際工作環(huán)境和工況，對于啟動時間長的負載，半小時峰值電流不能超過約定發(fā)熱電流；按短時的動，熱穩(wěn)定校驗，線路的三相短路電流不應超過接觸器允許的動，熱穩(wěn)定電流，當使用接觸器斷開短路電流時，還應校驗接觸器的分斷能力。 在控制系統(tǒng)中，所有設備是根據(jù)控制面板上的按鈕情況或者根據(jù)傳感器的反饋值進行動作的，因此需要 PLC 根據(jù)當前的工作情況， 以及按鈕的情況來控制所有設備的啟停，在此用到了大量接觸器：格柵井電磁閥接觸器，調節(jié)池進水閥接觸器， SBR 反應池進水閥接觸器，空壓機接觸器，污泥泵接觸器， SBR 排水閥接觸器，除鹽系統(tǒng)排水閥接觸器，手動格柵池進水電機接觸器，手動調節(jié)池進水電機接觸器，手動反應池進水電機接觸器，手動空壓機接觸器，手動排污泵接觸器。為此該系統(tǒng)選用施耐德LC1D0901M5C 交流接觸。 圖 414 LC1D0901M5C 交流接觸 空氣開關的選型 1. 空氣開關的工作原理 空氣開關是用來做電路保護的，一旦出現(xiàn)短路事故就會斷開電路，因為采用空氣作為滅弧介質，所以稱為空氣開關。 空氣開關的基本原理是短路電流很大于正常的負載電流，短路電流導致脫扣器脫扣，動觸頭在彈簧作用下與靜觸頭分開，使得電路斷開。短路電流導致脫扣器脫扣有多種實現(xiàn)方式，一般是 電磁鐵的原理實現(xiàn)的，線圈中經(jīng)過負載電流時電磁鐵吸力小，經(jīng)過短路電流時侯吸力足以使銜鐵動作，帶動脫扣器脫扣。 本系統(tǒng)所選的電機為 Y2200L26E，電壓為 380V，功率范圍為 ~90KW。所以三相電動機的最大的額定電流為 I= 90 ?? =，電流取整，三相電動機的最大第四章 硬件的設計 21 額定的電流 I=170A，所以空氣開關電流 I=170? 2=340A，所以所選大的空氣開關的型號為GMB800M 2408R 400A。 圖 415 空氣開關 I/O 分配表 表 41 I/O 輸入輸出分配表 輸入 名稱 符號 輸入地址 名稱 符號 輸入地址 啟動開關 SB1 X000 停止開關 SB2 X013 格柵池高位開關 SV1 X001 手動格柵 池進水啟動 SB3 X014 格柵池低位開關 SV2 X002 手動調節(jié)池進水啟動 SB4 X015 調節(jié)池高位開關 SV3 X003 手動反應池進水啟動 SB5 X016 調節(jié)池低位開關 SV4 X004 手動空壓機啟動 SB6 X017 SBR 反應池低位開關 SV5 X005 手動排污泵啟動 SB7 X020 SBR 反應池高位開關 SV6 X006 手動反應池排水啟動 SB8 X021 除鹽池低位開關 SV7 X007 手動除鹽池排水啟動 SB9 X022 除鹽池高位開關 SV8 X010 輸出 名稱 符號 輸出地址 名稱 符號 輸出地址 格柵池電磁閥 YV1 Y000 空壓機接觸器 KM1 Y012 調節(jié)池進水閥 YV2 Y001 污泥泵接觸器 KM2 Y013 SBR 反應池進水閥 YV3 Y002 手動格柵池進水接觸器 KM3 Y014 SBR 排水閥 YV4 Y003 手動調節(jié)池進水接觸器 KM4 Y015 除鹽池排水閥 YV5 Y004 手動反應池進水接觸器 KM5 Y016 格柵池高位報警 HL1 Y005 手動空壓機接觸器 KM6 Y017 調節(jié)池高位報警 HL2 Y006 手動排污泵接觸器 KM7 Y020 SBR 反應池高位報警 HL3 Y007 手動反應池排水接觸器 KM8 Y021 除鹽池高位報警 HL4 Y010 手動除鹽池排水接觸器 KM9 Y022 高濃度檢測報警 HL5 Y011 常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說 明書 22 污水處理系統(tǒng)的主電路圖 由主電路可以看出，本次設計的污水處理系統(tǒng)共有 9 個電機，分別是空壓機、污泥機、格柵池電機、調節(jié)池電機、反應池進水電機、手動空壓機、手動排污泵、手動反應池排水電機和除鹽池電機。分別由接觸器 KM KM KM KM KM KM KM KM8 和 KM9 來控制。 M 13 ∽K M 1F R 1P EF U 2F U 1L 1L 3L 2Q F 6Q F 1M 23 ∽K M 2F R 2F U 3Q F 2M 33 ∽K M 3F R 3F U 4Q F 3M 43 ∽K M 4F R 4F U 5Q F 4M 93 ∽K M 9F R 9F U 1 0Q F 9空 壓 機 污 泥 泵 手 動 格 柵 池 進 水電 機手 動 調 節(jié) 池 進 水電 機除 鹽 池 排 水 電 機M 53 ∽K M 5F R 5F U 6Q F 5M 63 ∽K M 6F R 6F U 7Q F 6M 73 ∽K M 7F R 7F U 8Q F 7M 83 ∽K M 8F R 8F U 9Q F 8手 動 空 壓 機 手 動 排 污 泵 手 動 反 應 池排 水 電 機反 應 池 進 水電 機 圖 416 污水處理系統(tǒng)的主接線圖 污水處理系統(tǒng)的外部接線圖 由污水處理系統(tǒng)的外部接線圖可以看出，這個系統(tǒng)共有 18 個輸入點，其中有 1 個為模擬量輸入點，有 19個輸出點。 第四章 硬件的設計 23 2 4 VC O MX 0 2 2X 0 0 0X 0 0 1X 0 0 2X 0 0 3X 0 0 4X 0 0 5X 0 0 6X 0 0 7X 0 1 0X 0 1 1X 0 1 2X 0 1 3X 0 1 4X 0 1 5X 0 1 6X 0 1 7X 0 2 0X 0 2 1Y 0 0 0Y 0 0 1Y 0 0 2Y 0 0 3Y 0 0 4Y 0 0 5Y 0 0 6Y 0 0 7Y 0 1 0Y 0 1 1Y 0 1 2Y 0 1 3Y 0 1 4Y 0 1 5Y 0 1 6Y 0 1 7Y 0 2 0Y 0 2 1Y 0 2 2Y V 1Y V 2Y V 3Y V 4Y V 5H L 1H L 2H L 3H L 4H L 5K M 1K M 2K M 3K M 4K M 5K M 6K M 7K M 8K M 9S B 1S V 1S V 2S V 3S V 4S V 5S V 6S V 7S V 8S B 2S B 3S B 4S B 5S B 6S B 7S B 8S B 9FX2N48MRC O M 5C O M 3C O M 2C O M 1 閥 格 柵 池 電 磁 閥調 節(jié) 池 進 水 閥S B R 反 應 池 進 水 閥S B R 排 水 閥閥除 鹽 系 統(tǒng) 排 水 閥報 警燈格 柵 池 高 液 位調 節(jié) 池 高 液 位S B R 反 應 池 高 液 位報 警燈除 鹽 池 高 液 位高 濃 度 接 觸器空 壓 機污 泥 泵手 動 格 柵 池 進 水 電 機手 動 調 節(jié) 池 進 水 電 機手 動 反 應 池 進 水 電 機手 動 空 壓 機接 觸器手 動 排 水 泵手 動 反 應 池 排 水 電 機手 動 除 鹽 池 排 水 電 機液 位開 關格 柵 池 高 位格 柵 池 低 位調 節(jié) 池 高 位調 節(jié) 池 低 位S B R 反 應 池 低 位S B R 反 應 池 高 位除 鹽 池 低 位液 位開 關除 鹽 池 高 位啟 動按 鈕手 動 格 柵 池 進 水 電 機手 動 反 應 池 進 水 電 機手 動 空 壓 機手 動 調 節(jié) 池 進 水 電 機啟 動按 鈕手 動 排 污 泵手 動 反 應 池 排 水 電 機手 動 除 鹽 池 排 水 電 機NL2 2 0 vF UF X 2 N 4 A DV +V / I I +C H 1C O M 4接 觸器啟 動停 止V +I +V / I C H 2V +V / I I +C H 3V +I +V / I C H 4鹽 濃 度 信 號余氯儀4 ~ 2 0 m A 電 流 信 號2 4 V +2 4 V 2 4 V0 . 1 u F 圖 417 PLC 外部接線圖 常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說 明書 24 本章小結 本章主要介紹了本設計的各個硬件的選型，包括 PLC 的選型，電動機的選型，變頻器的選型，液位傳感器，余氯儀，數(shù)字顯示儀 的選型等，并根據(jù)所選硬件，確定了系統(tǒng)的輸入輸出端口，根據(jù)系統(tǒng)所要完成的工作繪制了 PLC 外部接線圖。 第五章 軟件的設計 25 第五章 軟件的設計 系統(tǒng)軟件設計概念 系統(tǒng)軟件是控制和協(xié)商計算機以及外部設備，支持應用的軟件開發(fā)和運行的系統(tǒng)，是不需要用戶干預的各種程序的集合。主要功能是調度、監(jiān)控和維護計算機系統(tǒng)，負責管理計算機系統(tǒng)中各種獨立的硬件，使得它們可以協(xié)調工作。所以，可以說軟件系統(tǒng)是連接需求分析、硬件系統(tǒng)以及使得系統(tǒng)實現(xiàn)的橋梁。 軟件設計是把許多事物和問題抽象起來，并且使他們不同的層次和角度抽象。一般用數(shù)學語言來抽象事物 和問題，因為數(shù)學的本質就是抽象，可以管理的片段比復雜的問題更容易理解。將問題或事物分解會使解決問題變得容易，分解得越細，模塊的數(shù)量也就越多，它的副作用就是設計者所要考慮的個模塊之間的結合問題會更多。 軟件設計的任務是從軟件需求規(guī)格說明書出發(fā)，根據(jù)需求分析階段確定的功能設計系統(tǒng)的整體結構、劃分功能模塊、確定每個模塊的實現(xiàn)算法以及便攜具體的代碼，形成軟件的具體設計方案。 系統(tǒng)軟件的設計原則 系統(tǒng)軟件就是用來控制和協(xié)調計算機以及其他外部設備，支持應用軟件的開發(fā)和運行的系統(tǒng)，是不需要用戶干預的各種程序的集 合，其主要功能是調度，監(jiān)控和維護計算機系統(tǒng)的正常運轉，負責管理計算機系統(tǒng)中每個獨立運行的硬件，使得它們可以協(xié)調工作。所以，可以說軟件系統(tǒng)是連接硬件系統(tǒng)以及使系統(tǒng)得以實現(xiàn)的一個橋梁，軟件設計應首先了解軟件設計的設計原則。 1. 可靠性 當軟件系統(tǒng)規(guī)模越做越大越復雜時，其可靠性將會越來越難以保證。而且應用程序本身對系統(tǒng)運行的可靠性要求也越來越高，設計者自身的名譽和發(fā)展競爭能力是由軟件系統(tǒng)的可靠性決定的。軟件可靠性代表該軟件具有在運行過程中避免發(fā)生故障的能力，就算是發(fā)生故障，也具有解除和排除故障的能力。軟件的可靠 性和硬件的可靠性本質區(qū)別在于：前者是由于設計者的錯誤和設計實現(xiàn)時的錯誤或失誤所致而后者是因為機器的年代久遠所決定的。所以必須在設計階段就應該把軟件的可靠性確定下來，當投入生產(chǎn)和產(chǎn)后檢驗的時候考慮就比較麻煩了。 健壯性 健壯性又叫魯棒性，是指軟件能對設計要求以外的輸入做出判斷，知道這個輸入不符合規(guī)范要求，并且能有合理正確的處理方式。雖然軟件健壯性是一個比較模糊的概念，但它卻是軟件外部量度的一個非常重要的標準。分析設計和編碼人員的水平能由設計的軟件的健壯性直接反應出來。 可修改性 常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書 26 要求用科學的方法去設計 軟件，使其有良好的結構和完備的文檔，系統(tǒng)易于修改調整。 容易理解 軟件的可靠性和可修改性的前提就是可理解性。設計者的洞察力和創(chuàng)造能力，以及對設計對象的掌握的透徹程度決定了設計的可理解性，當然，設計工具的適當運用也是一個方面。 程序簡便 可測試性 可測試性就是建立一個數(shù)據(jù)集合，用于測試調試所建立的系統(tǒng)，使系統(tǒng)得到全面系統(tǒng)的檢測。 效率性 程序執(zhí)行時間以及運行程序時所占用的容量的大小體現(xiàn)了軟件的效率性。 標準化原則 在結構上實現(xiàn)開放，基于業(yè)界開放式標準，符合國家和信息產(chǎn)業(yè)部的規(guī)范。 先進 性 客戶需求得到滿足，可靠的系統(tǒng)性能，方便維護。 可擴展性 軟件設計結束留有升級接口和升級空間。 系統(tǒng)軟件的介紹 本次編程用的是三菱的編程軟件 GX Developer 8，本軟件有以下特點。 1. 軟件的 GX Developer 能夠制作 QnA 系列， Q 系列， A 系列 ， FX系列數(shù)據(jù) ，還能夠轉換成 GPPQ、 GPPA 格式的文檔。 此外， 在 選擇 FX 系列的情況下，還能 轉 換成 FXGP(DOS)、 FXGP(WIN)格式的文檔。 2. 可以 利用 Windows 的優(yōu)越性，使操作性