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S7-300 PLC水電站集水井排水電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試

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ID:447541 發(fā)表于 2018-12-16 23:36 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
目錄

第一章 引  言
1.1課題的意義
1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況
第二章 總體設(shè)計(jì)
2.1 主要內(nèi)容
2.2 具體要求
2.3 方案設(shè)計(jì)
第三章 硬件設(shè)計(jì)
3.1  PLC選擇
3.2 主電路設(shè)計(jì)
3.3控制電路設(shè)計(jì)
3.4 輸入和輸出分配表
3.5 PLC輸入和輸出接線圖
3.6 器件清單
第四章 軟件設(shè)計(jì)
4.1 PLC 內(nèi)部使用地址
4.2 硬件配置
4.3  定義符號(hào)
4.4 編輯界面
4.5 PLC程序設(shè)計(jì)
第五章 調(diào)試
結(jié) 論
參考文獻(xiàn)
致    謝
附 錄
附錄1 電氣原理圖
摘   要
本課題是供水壓力PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),采用西門子的S7-300 PLC,選擇其中的CPU314-2DP,本體含24路數(shù)字量輸入,16路數(shù)字量輸出,5路模擬量輸入,2路模擬量輸出,外加ABB 變頻器,2臺(tái)泵,進(jìn)行恒壓供水設(shè)計(jì)。通過分析控制要求,進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì),包括選擇了PLC,設(shè)計(jì)了主電路圖,控制電路圖和PLC接線圖,分配了輸入和輸出,進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì),定義了PLC內(nèi)部使用地址,進(jìn)行了硬件組態(tài),設(shè)計(jì)了梯形圖程序,最后進(jìn)行了模擬仿真測(cè)試,經(jīng)測(cè)試達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的。
第一章   言
1.1課題的
意義

隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)生活飲用水品質(zhì)要求的不斷提高,變頻恒壓供水系統(tǒng)以其環(huán)保、節(jié)能和高品質(zhì)的供水質(zhì)量等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于多層住宅小區(qū)及高層建筑的生活、消防供水中。變頻恒壓供水的調(diào)速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無級(jí)調(diào)速,依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求,是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中如何充分利用專用變頻器內(nèi)置的各種功能,對(duì)合理設(shè)計(jì)變頻恒壓供水設(shè)備、降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等有著重要意義。變頻恒壓供水方式與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比,不論是設(shè)備的投資,運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有無法比擬的優(yōu)勢(shì),而且具有顯著的節(jié)能效果。目前變頻恒壓供水系統(tǒng)正向著高可靠性、全數(shù)字化微機(jī)控制、多品種系列化的方向發(fā)展。追求高度智能化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化,是未來供水設(shè)備適應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)中成片開發(fā)、智能樓宇、網(wǎng)絡(luò)供水調(diào)度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢(shì)。

變頻恒壓供水系統(tǒng)能適用生活水、工業(yè)用水以及消防用水等多種場(chǎng)合的供水要求,該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):

(1)供水系統(tǒng)的控制對(duì)象是用戶管網(wǎng)的水壓,它是一個(gè)過程控制量,同其他一些過程控制量(如:溫度、流量、濃度等)一樣,對(duì)控制作用的響應(yīng)具有滯后性。同時(shí)用于水泵轉(zhuǎn)速控制的變頻器也存在一定的滯后效應(yīng)。

(2)用戶管網(wǎng)中因?yàn)橛泄茏琛⑺N等因素的影響,同時(shí)又由于水泵自身的一些固有特性,使水泵轉(zhuǎn)速的變化與管網(wǎng)壓力的變化成正比,因此變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)是一個(gè)線性系統(tǒng)。

(3)變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)要具有廣泛的通用性,面向各種各樣的供水系統(tǒng),而不同的供水系統(tǒng)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)、用水量和揚(yáng)程等方面存在著較大的差異,因此其控制對(duì)象的模型具有很強(qiáng)的多變性。

(4)在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中,由于有定量泵的加入控制,而定量泵的控制(包括定量泉的停止和運(yùn)行)是時(shí)時(shí)發(fā)生的,同時(shí)定量泵的運(yùn)行狀態(tài)直接影響供水系統(tǒng)的模型參數(shù),使其不確定性地發(fā)生變化,因此可以認(rèn)為,變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的控制對(duì)象是時(shí)時(shí)變化的。

(5)當(dāng)出現(xiàn)意外的情況(如突然停水、斷電、泵、變頻器或軟啟動(dòng)器故障等)時(shí),系統(tǒng)能根據(jù)泵及變頻器或軟啟動(dòng)器的狀態(tài),電網(wǎng)狀況及水源水位,管網(wǎng)壓力等工況點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行切換,保證管網(wǎng)內(nèi)壓力恒定。在故障發(fā)生時(shí),執(zhí)行專門的故障程序,保證在緊急情況下的仍能進(jìn)行供水。

(6)水泵的電氣控制柜,其有遠(yuǎn)程和就地控制的功能和數(shù)據(jù)通訊接口,能與控制信號(hào)或控制軟件相連,能對(duì)供水的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送,以便顯示和監(jiān)控以及報(bào)表打印等功能。

(7)用變頻器進(jìn)行調(diào)速,用調(diào)節(jié)泵和固定泵的組合進(jìn)行恒壓供水,節(jié)能效果顯著,對(duì)每臺(tái)水泵進(jìn)行軟啟動(dòng),啟動(dòng)電流可從零到電機(jī)額定電流,減少了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊同時(shí)減少了啟動(dòng)慣性對(duì)設(shè)備的大慣量的轉(zhuǎn)速?zèng)_擊,延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況

目前國(guó)內(nèi)變頻恒壓供水設(shè)備電控柜的控制方式有:

1.邏輯電子電路控制方式

這類控制電路難以實(shí)現(xiàn)水泵機(jī)組全部軟啟動(dòng)、全流量變頻調(diào)節(jié),往往采用一臺(tái)泵固定于變頻狀態(tài),其余泵均為工頻狀態(tài)的方式。因此,控制精度較低、水泵切換時(shí)水壓波動(dòng)大、調(diào)試較麻煩、工頻泵起動(dòng)時(shí)有沖擊、抗干擾能力較弱,但其成本較低。

2.單片微機(jī)電路控制方式

這類控制電路優(yōu)于邏輯電路,但在應(yīng)付不同管網(wǎng)、不同供水情況時(shí),調(diào)試較麻煩;追加功能時(shí)往往要對(duì)電路進(jìn)行修改,不靈活也不方便。電路的可靠性和抗干擾能力都不太好。

3.帶PID回路調(diào)節(jié)器或可編程序控制器(PLC)的控制方式

該方式變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源。實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級(jí)調(diào)速,從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。傳感器的任務(wù)是檢測(cè)管網(wǎng)水壓,壓力設(shè)定單元為系統(tǒng)提供滿足用戶需要的水壓期望值。壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)在輸入可編程控后,經(jīng)可編程控制器內(nèi)部PID控制程序的計(jì)算,輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。還有一種辦法是將壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)送入PID回路調(diào)節(jié)器,由PID回路調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)器內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算后,輸入給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號(hào)。

由于變頻器的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)是由可編程控制器或PID回路調(diào)節(jié)器給出的,所以對(duì)可編程控制器來講。既要有模擬量輸入接口,又要有模擬量輸出接口。由于帶模擬量輸入,輸出接口的可編程控制器價(jià)格很高,這無形中就增加了供水設(shè)備的成本。若采用帶有模擬量輸入,數(shù)字量輸出的可編程控制器,則要在可編程控制器的數(shù)字量輸出口端另接一塊PWM調(diào)制板,將可編程控制器輸出的數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量。這樣,可編程控制器的成本沒有降低,還增加了連線和附加設(shè)備,降低了整套設(shè)備的可靠性。如果采用一個(gè)開關(guān)量輸入,輸出的可編程控制器和一個(gè)PID回路調(diào)節(jié)器,其成本也和帶模擬量輸入,輸出的可編程控制器差不多。所以,在變頻調(diào)速恒壓給水控制設(shè)備中,PID控制信號(hào)的產(chǎn)生和輸出就成為降低給水設(shè)備成本的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

4.新型變頻調(diào)速供水設(shè)備

針對(duì)傳統(tǒng)的變頻調(diào)速供水設(shè)備的不足之處,國(guó)內(nèi)外不少生產(chǎn)廠家近年來紛紛推出了一系列新型產(chǎn)品,如華為的TD2100;施耐德公司的Altivar58泵切換卡;SANKEN的SAMCO— I系列;ABB公司的ACS600、ACS400系列產(chǎn)品;富士公司的GIIS/PIIS系列產(chǎn)品;等等。這些產(chǎn)品將PID調(diào)節(jié)器以及簡(jiǎn)易可編程控制器的功能都綜合進(jìn)變頻器內(nèi),形成了帶有各種應(yīng)用的新型變頻器。由于PID運(yùn)算在變頻器內(nèi)部,這就省去了對(duì)可編程控制器存貯容量的要求和對(duì)PID算法的編程,而且PID參數(shù)的在線調(diào)試非常容易,這不僅降低了生產(chǎn)成本,而且大大提高了生產(chǎn)效率。由于變頻器內(nèi)部自帶的PID調(diào)節(jié)器采用了優(yōu)化算法,所以使水壓的調(diào)節(jié)十分平滑,穩(wěn)定。同時(shí),為了保證水壓反饋信號(hào)值的準(zhǔn)確、不失值,可對(duì)該信號(hào)設(shè)置濾波時(shí)間常數(shù),同時(shí)還可對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行換算,使系統(tǒng)的調(diào)試非常簡(jiǎn)單、方便。


第二章 總體設(shè)計(jì)

2
.1 主要內(nèi)容

              水電站集水井排水系統(tǒng)運(yùn)行框圖及梯形圖控制的編制、和調(diào)試,畫出硬件接線圖;完成PLC+變頻器電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2.2 具體要求

(1)系統(tǒng)由水位信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)和停止主用泵和備用泵,維持集水井水位在規(guī)定的范圍內(nèi);水泵為離心泵。

(2)系統(tǒng)由PLC和變頻器控制兩臺(tái)水泵組成,系統(tǒng)正常情況下,一臺(tái)為主用泵,一臺(tái)為備用泵,電機(jī)運(yùn)行時(shí)應(yīng)有指示。

(3)系統(tǒng)中的兩臺(tái)泵每一臺(tái)都可以選擇為主用泵或選為備用泵,每次選擇只能是一主一備,不可兩臺(tái)都選擇為主用泵或備用泵,如果兩臺(tái)選為一樣,系統(tǒng)應(yīng)不能運(yùn)行并給出指示。

(4)每臺(tái)泵都各自單獨(dú)做出手動(dòng),主用、備用的選擇,主、備用泵應(yīng)能單獨(dú)手動(dòng)啟停。

(5)系統(tǒng)由變頻器控制,當(dāng)主用泵啟動(dòng)條件滿足時(shí),由變頻器控制按斜坡啟動(dòng)主用泵,當(dāng)備用泵啟動(dòng)條件滿足要求時(shí)將主用泵投給工頻恒速運(yùn)行,備用泵再由變頻器帶的完成按斜坡啟動(dòng),兩臺(tái)泵均采用自由停車。

(6)當(dāng)備用泵投入時(shí),應(yīng)同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)(光報(bào)警);

(7)按電動(dòng)機(jī)功率10kW設(shè)計(jì)主回路;

(8)水位由電極檢測(cè),應(yīng)設(shè)計(jì)出驅(qū)動(dòng)電路(電路應(yīng)采用低壓電控制)。

(9)兩臺(tái)電機(jī)各自有過載保護(hù),過載故障時(shí)應(yīng)有指示(聲光報(bào)警,其中聲報(bào)警應(yīng)能消除)。

(10)系統(tǒng)有過高水位(備用泵啟動(dòng)水位)、主用泵啟動(dòng)水位、水泵停止水位觸點(diǎn)信號(hào)輸入PLC。

2.3 方案設(shè)計(jì)

              控制系統(tǒng)方框圖如圖2-1所示。以PLC為控制核心,左邊是數(shù)字量輸入,右邊是數(shù)字量輸出。



            


圖2-1 控制系統(tǒng)方框圖

              整個(gè)系統(tǒng)由二臺(tái)水泵,一臺(tái)變頻調(diào)速器,一臺(tái)PLC和三個(gè)電極水位傳感器及若干輔助部件構(gòu)成。

              啟動(dòng)和停止按鈕接PLC的輸入,用于自動(dòng)啟動(dòng)和停止系統(tǒng)。急停開關(guān)接PLC的輸入,用于有緊急情況,按下急停,停止所有輸出。消聲按鈕接PLC的輸入,用于按下停止聲音報(bào)警。泵1自動(dòng)手動(dòng)為選擇開關(guān),用于選擇泵1自動(dòng)手動(dòng)模式,為ON選擇手動(dòng)模式,為OFF選擇自動(dòng)模式。泵1主用備用用于選擇泵1主備用,為ON選擇泵1主用泵,為OFF選擇泵1備用泵。泵1啟動(dòng)按鈕用于選擇泵1為手動(dòng)模式時(shí),手動(dòng)啟動(dòng)泵1。泵1停止按鈕用于選擇泵1為手動(dòng)模式時(shí),手動(dòng)停止泵1。泵2控制跟泵1類似,都有自動(dòng)手動(dòng)選擇,主備用選擇,和泵2啟動(dòng)和停止按鈕。泵1故障反饋,泵2故障反饋,變頻器故障信號(hào)接PLC的輸入,用于進(jìn)行故障報(bào)警,停止相應(yīng)的系統(tǒng)。水位過高,啟動(dòng)主泵水位,停止水位,接PLC的輸入,用于啟動(dòng)停止泵,啟動(dòng)一臺(tái)還是2臺(tái)泵運(yùn)行。

              PLC輸出接變頻器啟動(dòng),用于啟動(dòng)變頻器。PLC輸出接泵1變頻器啟動(dòng)接觸器,用于啟動(dòng)泵1變頻運(yùn)行。PLC輸出接泵1工頻器啟動(dòng)接觸器,用于啟動(dòng)泵1工頻運(yùn)行。PLC輸出接泵2變頻器啟動(dòng)接觸器,用于啟動(dòng)泵2變頻運(yùn)行。PLC輸出接泵2工頻器啟動(dòng)接觸器,用于啟動(dòng)泵2工頻運(yùn)行。

              PLC輸出接泵1過載指示燈,泵2過載指示燈,變頻器故障指示燈,總故障指示燈,用于狀態(tài)顯示。PLC輸出接報(bào)警,用于聲音報(bào)警提示。



第三章 硬件設(shè)計(jì)

3
.1  PLC選擇

進(jìn)行分析系統(tǒng)共使用了18路數(shù)字量輸入,10路數(shù)字量輸出,沒有使用模擬量輸入和模擬量輸出,系統(tǒng)為小型自動(dòng)化應(yīng)用。

西門子的S7-300 PLC是高性能的中型PLC,其中的S7-314C,性能如下:48 KB 工作內(nèi)存;0.1 ms/1000 條指令;DI24/DO16;集成有 AI5/AO2;4路脈沖輸出(2.5 kHz);4 通道計(jì)數(shù)與測(cè)量增量型編碼器 24 V (60 kHz);集成有定位功能;MPI+ DP 連接器(DP 主站或 DP 從站);多排最多可組態(tài) 31 個(gè)模塊;用于直接數(shù)據(jù)交換的發(fā)送和接收功能;恒定總線循環(huán)時(shí)間;路由;S7 通訊(可加載的 FB/FC);固化程序 V1.0,可以滿足本次控制要求。

3.2 主電路設(shè)計(jì)

主電路如圖3-1所示。電源采用3相5線,380V交流電經(jīng)L1,L2,L3,N,PE供設(shè)備使用。L1,L2,L3是三相火線,N是零線,PE是接地線。QA01是總斷路器,可以通斷整臺(tái)設(shè)備電源。

QA02是變頻器斷路器,起到通斷變頻器電源作用。VFD1是變頻器,驅(qū)動(dòng)水泵1,2變頻抽水,變頻器輸出經(jīng)QA11,F(xiàn)R1接MA1,控制泵1變頻運(yùn)行;經(jīng)QA13,F(xiàn)R2接MA2,控制泵2變頻運(yùn)行。PLC輸出的變頻器控制信號(hào)KF1,接變頻器的端子14、15,用于啟動(dòng)變頻器,PLC控制KF1線圈得電,KF1常開觸點(diǎn)閉合,接通變頻器的端子8、12和14、15,啟動(dòng)變頻器。24V接變頻器故障端子17,經(jīng)變頻器內(nèi)部,經(jīng)端子19接PLC的I1.6,用于變頻故障反饋。

MA1是水泵1電機(jī),驅(qū)動(dòng)水泵1抽水。QA11是水泵1電機(jī)變頻啟動(dòng)接觸器,接變頻器VF1的U,V,W,用于泵1變頻運(yùn)行。QA03是水泵1電機(jī)工頻斷路器,QA12是水泵1電機(jī)工頻接觸器,F(xiàn)R1是水泵1電機(jī)過載保護(hù)熱繼電器,起到保護(hù)電機(jī)作用,防止長(zhǎng)時(shí)間過載運(yùn)行燒毀電機(jī)作用。

同樣的,MA2是泵2電機(jī),QA13是水泵2電機(jī)變頻接觸器,QA04是水泵2電機(jī)工頻斷路器,QA14是水泵2電機(jī)工頻接觸器,F(xiàn)R2是水泵2電機(jī)過載熱保護(hù)。

圖3-1 主電路圖


3.3控制電路設(shè)計(jì)

              控制電路如圖3-2所示。外部220V交流電經(jīng)L1,N供控制電路使用。QA05是控制電路斷路器。

              DY1是開關(guān)電源,將交流220V變成24V供PLC的數(shù)字量輸入和輸出,PLC的模擬量輸入和輸出使用。

              PG1是電源指示燈,燈亮表示有電。

圖3-2 控制電路

3.4 輸入和輸出分配表

              PLC輸入和輸出分配表見表3-1,3-2所示。

表3-1 PLC數(shù)字量輸入分配表

名稱
PLC地址
外部編號(hào)
啟動(dòng)按鈕
I0.0
SF1
停止按鈕
I0.1
SF2
急停開關(guān)
I0.2
SF3
消聲按鈕
I0.3
SF4
泵1自動(dòng)手動(dòng)選擇
I0.4
SF5
泵1主備用選擇
I0.5
SF6
泵1啟動(dòng)按鈕
I0.6
SF7
泵1停止按鈕
I0.7
SF8
泵2自動(dòng)手動(dòng)選擇
I1.0
SF9
泵2主備用選擇
I1.1
SF10
泵2啟動(dòng)按鈕
I1.2
SF11
泵2停止按鈕
I1.3
SF12
泵1故障反饋
I1.4
FR1
泵2故障反饋
I1.5
FR2
變頻故障反饋
I1.6
FP1
過高水位
I1.7
SL1
主用泵啟動(dòng)水位
I2.0
SL2
水泵停止水位
I2.1
SL3

表3-2 PLC數(shù)字量輸出分配表

名稱
PLC地址
外部編號(hào)
泵1變頻
Q0.0
QA11
泵1工頻
Q0.1
QA12
泵2變頻
Q0.2
QA13
泵2工頻
Q0.3
QA14
變頻啟動(dòng)
Q1.0
KF1
泵1過載指示燈
Q1.1
PG6
泵2過載指示燈
Q1.2
PG7
變頻故障指示燈
Q1.3
PG8
總故障指示燈
Q1.4
PG9
報(bào)警聲音
Q1.5
HA1
3.5 PLC輸入和輸出接線圖

              PLC輸入和輸出接線圖見圖3-3,3-4所示。

圖3-3  數(shù)字量輸出接線圖

圖3-4  數(shù)字量輸入接線圖

3.6 器件清單

主要器件清單見表3-3所示。


表3-3 器件清單


第四章 軟件設(shè)計(jì)
4.1 PLC 內(nèi)部使用地址
為了編程方便,定義了部分PLC內(nèi)部使用地址,如下
表4-1 PLC內(nèi)部使用內(nèi)存位地址
名稱
PLC地址
自動(dòng)運(yùn)行標(biāo)志
M       0.0
選擇主備用錯(cuò)誤標(biāo)志
M       0.1
主用泵變頻運(yùn)行備用停止
M       1.0
主泵工頻運(yùn)行備變頻運(yùn)行
M       1.1
4.2 硬件配置

              總的硬件配置如圖4-1所示,插入S7-300機(jī)架,然后插入電源PS307 5A,插入CPU314-2DP,雙擊DI24/DO16,更改地址為數(shù)字量輸入開始地址為0,數(shù)字量輸出開始地址為0

圖4-1 硬件配置

4.3 定義符號(hào)

              為了方便閱讀,定義符號(hào)

圖4-2 定義符號(hào)

4.4 編輯界面

              編程界面如下

圖4-3編程界面

4.5 PLC程序設(shè)計(jì)

              OB1是主程序,循環(huán)執(zhí)行。開始是自動(dòng)運(yùn)行程序控制。然后是啟動(dòng)一臺(tái)泵,二臺(tái)泵運(yùn)行條件判斷程序。然后是選擇主用備用錯(cuò)誤判斷程序。然后是泵1變頻,泵1工頻,泵2變頻,泵2工頻控制程序。然后是各故障指示輸出程序,聲音報(bào)警和消聲程序。

詳細(xì)的程序如下:


第五章 調(diào)試

              STEP7編程軟件里,點(diǎn)編程軟件的打開/關(guān)閉仿真器,啟動(dòng)仿真。

圖5-1 打開仿真器

              仿真器初始畫面如下,

圖5-2 仿真初始畫面

              仿真器打開后,點(diǎn)下載按鈕,下載程序到PLC。

圖5-3 下載程序

              插入需要監(jiān)控的變量,例如IB0,IB1,IB2,MB0,MB1,QB0,QB1等

圖5-4 添加變量

              點(diǎn)RUN-P,啟動(dòng)PLC,觀察到PLC從STOP變?yōu)榫G色的RUN。觀察到Q1.4點(diǎn)亮,故障燈亮。觀察到M0.1為ON,主用備用泵選擇錯(cuò)誤標(biāo)志有效,因?yàn)闆]有選擇泵1或者泵2為主用泵。

圖5-5 啟動(dòng)PLC

              選擇泵1為主用泵,點(diǎn)I0.5,觀察到Q1.4熄滅,故障消失,M0.1變?yōu)镺FF。

圖5-6 選擇泵1為主用泵

              點(diǎn)啟動(dòng)按鈕SB1,啟動(dòng)系統(tǒng),觀察到自動(dòng)運(yùn)行標(biāo)志有效,M0.0為ON,預(yù)設(shè)泵1泵2都為自動(dòng),I0.4為OFF,I1.0為OFF。水位不到,沒有泵運(yùn)行。

圖5-7 啟動(dòng)系統(tǒng)

              模擬水位到停止水位,點(diǎn)I2.1,I2.1為ON,觀察到還是沒有泵啟動(dòng)。

圖5-8 到停止水位

              模擬水位到啟動(dòng)主泵水位,點(diǎn)I2.0,觀察到Q0.0輸出,泵1為主用泵,泵1變頻運(yùn)行,同時(shí)啟動(dòng)變頻器,Q1.0為ON。M1.0為ON,執(zhí)行主泵變頻運(yùn)行,備泵停止。

圖5-9 泵1為主泵運(yùn)行

              模擬水位繼續(xù)升高,點(diǎn)I1.7過高水位,觀察到Q0.0熄滅,泵1為主用泵,泵1變頻停止,泵1工頻運(yùn)行,Q0.2變?yōu)镺N,泵2變頻運(yùn)行,Q0.2點(diǎn)亮,同時(shí)啟動(dòng)變頻器,Q1.0為ON。M1.1變?yōu)镺N,執(zhí)行主泵工頻,備泵變頻運(yùn)行。

圖5-10 泵1為主泵泵1變頻泵2工頻

              模擬水位降低,I1.7變?yōu)镺FF,I2.0變?yōu)镺FF,觀察到Q0.2熄滅,泵1為主用泵,泵2變頻停止,泵1工頻停止,Q0.1變?yōu)镺FF,泵1變頻運(yùn)行,Q0.0點(diǎn)亮,同時(shí)啟動(dòng)變頻器,Q1.0為ON。M1.0變?yōu)镺N,執(zhí)行主泵變頻,備泵停止運(yùn)行。

圖5-11 泵1為主泵泵1變頻泵2停止

              模擬水位降低,I1.7變?yōu)镺FF,I2.0變?yōu)镺FF,I2.1變?yōu)镺FF,觀察到Q0.0熄滅,泵1為主用泵,泵1變頻停止,同時(shí)Q1.0為OFF,停止變頻器,M1.0變?yōu)镺FF。

圖5-12 泵1為主泵泵1、2停止

              選擇泵2為主泵,I0.5為OFF,I1.1為ON。

圖5-13 選擇泵2為主泵

              模擬數(shù)位上升,點(diǎn)I2.1變?yōu)镺N,I2.0變?yōu)镺N,觀察到M1.0為ON,執(zhí)行主泵變頻,備泵停止。Q0.2為ON,啟動(dòng)泵2變頻運(yùn)行,Q1.0為ON,啟動(dòng)變頻器。

圖5-14 泵2為主泵泵2變頻泵1停止

              其他的測(cè)試類似,不做累述。



結(jié)論

通過本次設(shè)計(jì),采用西門子的S7-300 PLC 為控制核心,外加ABB變頻器,2臺(tái)泵,實(shí)現(xiàn)一拖二恒壓水電站集水井排水。通過檢測(cè)高水位,啟動(dòng)主泵水位,停止水位,根據(jù)水位情況控制泵啟動(dòng)和停止,1臺(tái)或者2臺(tái)運(yùn)行,或者都停止。通過分析控制要求,進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì),軟件設(shè)計(jì),最后進(jìn)行了仿真調(diào)試。

因?yàn)闀r(shí)間倉(cāng)促,和個(gè)人能力有限,設(shè)計(jì)中還是存在著一些不足,還需要改進(jìn)。



致謝

              本設(shè)計(jì)在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成,從課題選擇到具體的寫作過程,無不凝聚著老師的心血和汗水,在本人的課程設(shè)計(jì)期間,老師為本人提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議,沒有這樣的幫助和關(guān)懷,本人不會(huì)這么順利的完成課程設(shè)計(jì)。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。

              本人還要感謝同組的同學(xué),在課程設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里,給了本人很多的啟發(fā),提出了很多寶貴的意見,對(duì)于大家?guī)椭椭С郑诖吮救吮硎旧钌畹馗兄x。



附 錄
附錄1 電氣原理圖

1.jpg

全部資料51hei下載地址(CAD電氣原理圖還有Step7程序及仿真,還有部分選型手冊(cè)):
http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-146339-1.html


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ID:390236 發(fā)表于 2018-12-17 09:18 | 顯示全部樓層
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