旋转式滤水器电气控制系统-课设.doc
《旋转式滤水器电气控制系统-课设.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《旋转式滤水器电气控制系统-课设.doc（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
燕山大学课程设计说明书
x大学
课程设计说明书
题目：
旋转式滤水器电气控制系统
学院：
电气工程学院
年级专业：
0x
学号：
0x
学生姓名：
x
指导教师：
xx
教师职称：
副教授讲师
燕山大学课程设计（论文）任务书
院（系）：
电气工程学院基层教学单位：
自动化仪表系
学号
x
学生姓名
x
专业（班级）
x
设计题目
4、旋转式滤水器电气控制系统
设
计
技
术
参
数
熔断器脱口电流IQF＝5A，熔断电流≥2＝2×3A＝6A，
指示灯HL：
10mA，DC24V。
电铃HA：
8W，AC220V。
差压变送器测量范围：
0.3～0.8MPa可调，电感性电接点输出：
AC220V，1A。
设
计
要
求
编制旋转式滤水器控制PLC应用程序，有条件可以利用模拟开关板调试程序，进行模拟运行。
工
作
量
10天（7月5日—7月15号）
工
作
计
划
7月4日—7月7日：
上午：
讲课，总体安排，布置设计题目，借阅书籍
下午：
阅读文献
7月8日—7月10日：
相关理论学习、设计方法;
7月11日—7月14日：
程序设计和调试
参
考
资
料
1、张凤珊.电气控制及可编程程序控制器[M].2版.北京:
中国轻工业出版社，2003.
2、马志溪.电气工程设计[M],.北京:
机械工业出版社,2002.
指导教师签字
基层教学单位主任签字
说明：
此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2011年7月14日
目录
第一章摘要 4
第二章旋转式滤水器电器控制系统 5
2.1设备介绍 5
2.2设备控制基本原理 6
2.3设计的控制要求 7
第三章PLC电气控制简介 8
第四章旋转式滤水器控制系统的设计 9
4.1主要构成 9
4.2主电路设计 9
4.3PLC控制电路设计 11
第五章总结 22
参考文献 23
第一章摘要
摘要：
目前，我国部分水电厂还采用传统的老式滤水器，由于设计落后、自动化程度低，污物不能有效排除。
特别是夏季暴风雨季节，水中污物更加突出，再加上近年来越来越多的塑料瓶、袋等杂物的增多，给电厂安全经济运行造成困难，机组人员需经常进行人工清理，不但造成经济损失，而且增加了工人的劳动强度。
本文讨论的用PLC实现的全自动控制旋转式滤水器主要用于水力发电厂的生产用水过程中，对进入水厂原水中2cm3以上的漂浮杂物进行过滤除杂。
该设备安装在水处理车间的进水管道入口处，根据生产用水量的实际需要，既可单台使用，也可多台并联运行。
旋转式滤水器的基本工作原理是根据旋转式滤水器进水口、出水口之间的水位压力差来控制旋转式滤水器的除杂排污，本次课设利用PLC控制设计一种污水滤水器。
关键词：
滤水器，自动控制，PLC控制，排污
第二章旋转式滤水器电器控制系统
2.1设备介绍
旋转式滤水器主要用于水力发电厂的生产用水过程，对进入水厂原水中的漂浮物进行过滤除杂，旋转式滤水器具有手动控制和自动控制两种方式，可实现手动调试和检修，人工除杂排污，定时自动除杂排污，差压自动除杂排污，超压停机，计数功能等多种功能。
旋转式滤水器的工作过程主要有以下两个部分：
正常滤水过程：
由于旋转式滤水器进水与出水口的水流正常，产生的压力差低于差压控制器设定值，因此，差压控制器内微动开关无动作输出，原水正常过滤。
除杂排污过程：
由于旋转式过滤器长时间过滤原水，势必在滤水器内的过滤孔中阻塞大量的水中漂浮物，使得进水口的水压大于出水口的水压，出水量减少，进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值，这时差压控制器内微动开关动作输出，常开触点闭合，接通控制系统进行除杂排污。
除杂排污后旋转式滤水器又恢复正常滤水状态，生产供水系统安全运行。
旋转式滤水器控制框图如图1所示。
图1旋转式滤水器控制框图
2.2设备控制基本原理
由图1可以看出，旋转式滤水器接入管道系统后，水就会从进水口进入滤水器，过滤后的水从出水口流出，当水中杂质通过网芯时，由于体积大于网芯孔，而被截留在网芯上，当聚积到一定数量时，即造成进水口和出水口有一定压差。
这时可转动网芯进行自动反冲洗，杂质将会从排污口自行排出。
2.3设计的控制要求
（1）手动调试和检修 SA1手柄指向左45º时，接点SA1-1接通，通过SB1、SB2控制按钮，手动开/关电动阀，通过SB3、SB4控制按钮，手动开/关滤水器电动机，以便于系统调试和检修。
（2）人工除杂排污 SA1手柄指向右45º时，接点SA1-2接通，人工起动、停止旋转式滤水器进行除杂排污。
（3）定时自动除杂排污：
SA1手柄回零位时，若原水中杂物较少，固体漂浮物也较少，因此，水处理车间的旋转式滤水器长时间正常滤水，不能进行差压自动除杂排污。
由于旋转式滤水器长时间置于水中，各个机械传动机构会锈蚀，影响过滤和除杂排污或导致旋转式滤水器损坏，因此，需要具有定时自动除杂排污功能。
（4）差压自动除杂排污 SA1手柄回零位时，若滤水器进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值时，旋转式滤水器自动进行除杂排污，直到滤水器进、出水口产生的压力小于差压控制器设定值时，旋转式滤水器自动停止除杂排污，恢复正常滤水状态。
（5）超压停机 旋转式滤水器内部的过滤孔被小颗粒杂物堵死无法排出，进、出水口的压力差较高，虽然进行了除杂排污，但是进、出水口的压力差仍然未能降到正常值，差压控制器内微动开关长时间动作（8～10min），需要立即停车，并发出声光报警。
（6）计数功能 该设备不管进行了哪种形式的除杂排污，每次进行除杂排污后都要有记录，因此需要记录除杂排污次数（5位）。
（7）减速机润滑 在旋转式滤水器上装有行星摆线针轮减速机，由输油泵将油室中的润滑油源源地送入减速机，液压泵拖动电动机与滤水器电动机同步运行。
（8）除杂排污阀门的电动装置 内设三相交流异步电动机380V/60W、阀门限位开关和电动机过热保护，通过正、反相运行实现开阀、关阀功能。
（9）其他必要的电气联锁与保护，受控对象运行状态显示等。
（10）相关参数
1）滤水器电动机M1：
Y系列，AC380V，1.5kW，6极；液压泵电动机M2：
Y系列，AC380V，70W，4极；减速机4极减速；电动阀电动机M3：
AC380V，60W，电动阀自带。
2）差压变送器测量范围：
0.3～0.8MPa可调，电感性电接点输出：
AC220V，1A。
3）指示灯HL：
10mA，DC24V。
4）电铃HA：
8W，AC220V。
（11）控制信号说明见表11-9。
第三章PLC电气控制简介
PLC即可编程控制器是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
PLC英文全称ProgrammableLogicController,中文全称为可编程逻辑控制器，它的定义是:
一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用了可编程序的存储器，用于在其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC。
第四章旋转式滤水器控制系统的设计
4.1主要构成
在旋转式滤水器设计中，一个主要的问题就是污物的有效排放，这里采用两台电机：
主电动机（滤水器电动机）和排污电动机（控制排污阀的开关）配合来完成此功能。
总结构如图1所示。
系统的输入包括压力差信号输人和方式选择输入等，滤水器有进水口、出水口、排污出口，与系统进出水口相衔接的部分不再赘述。
4.2主电路设计
（1）旋转式滤水器控制系统的主电路如图2所示。
图2旋转式滤水器控制系统的主电路图
（2）旋转式滤水器控制系统的交流控制电路图如图3所示。
图3旋转式滤水器控制系统交流控制电路图
4.3PLC控制电路设计
（1）旋转式滤水器控制系统的PLC控制电路图如下图4所示。
图4旋转式滤水器控制系统的PLC控制电路图
（2）旋转式滤水器控制系统的PLC输入输出接口功能和相关说明PLC输入接口功能如下表1所示，输出接口功能如下表2所示。
表1旋转式滤水器控制系统的PLC输入接口功能表
程序输入
文字符号
说明
X000
SA1-1
手动控制转换开关（左45度）
X001
SA1-2
人工除杂排污控制转换开关（右45度）
X013
SA1-0
转换开关零位
X002
SB1
手动开电动阀按钮
X003
SB2
手动关电动阀按钮
X004
SB3
手动开滤水器、液压泵按钮
X005
SB4
手动关滤水器、液压泵按钮
X006
KP
差压变送器信号
X007
KM1
开电动阀信号
X008
KM2
关电动阀信号
X009
KM3
滤水器、液压泵电动机运行信号
X010
FR
电动机过载信号
X011
SQ1
电动阀打开限位开关
X012
SQ2
电动阀关闭限位开关
X014
启动开关
表2旋转式滤水器控制系统的PLC输出接口功能表
程序输出
文字符号
说明
Y000
KM1
开电动阀接触器
Y001
KM2
关电动阀接触器
Y002
KM3
滤水器、液压泵运行接触器
Y003
HL1
手动控制指示灯
Y004
HL2
人工除杂排污指示灯
Y005
HL3
定时自动除杂排污指示灯
Y006
HL4
差压自动除杂排污指示灯
Y007
HL5
故障指示灯
Y008
HL6
开电动阀指示灯
Y009
HL7
关电动阀指示灯
Y010
HL8
滤水器、液压泵运行指示灯
Y011
KA2（HA）
报警电铃
至于数字显示计数值，由于设备有限，不能够给出，但是程序中给出了计数值，可以看出每种形式的排污的次数。
（3）滤水器控制系统的程序流程图如下图5
图5滤水器控制系统的程序流程图
（4）滤水器控制系统状态装转移图如下图6所示
图6滤水器控制系统状态装转移图
（5）旋转式滤水器控制系统的PLC步进梯形图如下图7所示。
图7旋转式滤水器控制系统的步进梯形图
（6）滤水器控制系统PLC指令表如下：
1LDM8002
2SETS0
3STLS0
4LDX014
5ANDX013
5ANDX009
6SETS1
7ANDX000
8SETS5
9ANDX001
10SETS8
11STLS1
12OUTY002
13OUTY010
14LDX010
15OUTY007
16LDX006
17SETS3
18OUTT0K36000
19LDT0
20SETS2
21STLS2
22OUTY000
23OUTY008
24OUTY005
25OUTC0
26OUTT1K6000
27LDT1
28SETS4
29LDIX006
30SETS9
31STLS3
32OUTY000
33OUTY008
34OUTY006
35OUTC1
36OUTT2K6000
37LDT2
38SETS4
39LDIX006
40SETS9
41STLS4
42OUTY011
43SETS0
44SETS5
45OUTY003
45LDX004
46SETS6
47LDX002
48SETS7
49STLS6
50OUTY002
51OUTY010
52LDX005
53SETS9
54STLS7
55OUTY000
56OUTY008
57LDX003
58SETS9
59STLS8
60OUTY000
61OUTY004
62OUTY008
63OUTC2
64LDIX001
65SETS9
66STLS9
67OUTY001
68OUTY009
69RST
70END
第五章总结
这次PLC课程设计，我介绍的是旋转式滤水器电气控制系统。
这个题目是有一定难度的虽然我学到的东西还不是很全，更也需还没有达到老师的所希望的水平，但是在这几天的设计中，我和其他同学相互相互讨论，交换意见和建议，并且包括了基础知识的积累、理论的成型。
在这次课程设计中，我知道了PLC的的重要性，就从我的设计题目来看，我们就可以知道它的重要性，因为我们都知道现在又很多地方都用的到PLC。
特别是工业上和智能开发上，那表现的就更加明显了。
所以，我们就可以知道PLC的重要性，
设计的过程中，我很快认识到了自己掌握的知识还不足，某些方面的能力还是不够。
这也让我再次认识到知识的重要性，活到老，学到老，只有不断的充实自己、完善自己的知识理论体系，才能够更好的胜任自己以后的工作。
而且，将理论在某平台的实现是要付出非常的努力和耐心、并不断修正错误多次试验、最后使理论和实践达成统一的过程。
总而言之，在这次课程设计中，在各方面我获得了很多，对我有很大补充。
课设中酸甜苦辣，我们和老师共同度过。
老师给了我们鼓励和动力。
老师的悉心教导和无时无刻的关怀让我有点感动。
最后，向为期两周的PLC课程设计说声拜拜，我会铭记这段时间，铭记这段时间里得到的宝贵经验并感谢老师们的悉心教导和栽培。
参考文献
[1]张凤珊.电气控制及可编程程序控制器[M].2版.北京:
中国轻工业出版社，2003.
[2]马志溪.电气工程设计[M],.北京:
机械工业出版社,2002.
[3]刘淑芳，刘同安．FZLQ型全自动清污滤水器工业试验口]水电站机电技术．1995，lO（增刊）：
56~58
[4]羼文献CKL一3000型自动清洗滤水装置口]电力自动化设备．1995，11
（1）：
46~49
[5]江秀汉，李萍t薄保中．可编程序控制器原理及应用[M]西安：
西安电子科技大学出版社，1996.l
[6]漆汉宏PLC电气控制技术。
机械工业出版社2007.7
电气工程学院课程设计评审意见表
指导教师评语：
认真正确完善完善
较为合理合理
工作态度较认真理论分析一般软件设计一般
不认真较差较差
平时成绩：
指导教师签字：
年月日
图面及其它成绩：
答辩小组评语：
清晰正确
基本掌握优化设计基本正确
原理了解不正确
不清楚
答辩成绩：
组长签字：
年月日
课程设计综合成绩：
答辩小组成员签字：
年月日
22
升级会员 