余-PLC-滤水器

1、湖南工程学院课程设计任务书课程名称 PLC原理与应用 课题名称 旋转式滤水器控制系统 专业班级 测控1101 姓 名 李先贵 学 号 201101200104 指导教师 余晓霏、赖指南、刘星平、谭梅 审 批 汪超 任务书下达日期 2014年11月24日课程设计完成日期 2014年12 月5日设计内容与要求一. 课程设计的性质与目的 本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程

2、知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。 二. 课程设计的内容 1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。2.绘制旋转式滤水器控制系统的电气原理图、控制系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。 3.选择电器元件，列出电器元件明细表。 4.编写设计说明书。 三. 课程设计的要求 1.所选控制方案合理，所设计的控制系统能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。 2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB472884电气图用图形符号、GB698887电气制图、GB715987电气技

3、术中的文字符号制定通则。 3.所编写的设计说明书应重点突出，层次清楚，条理分明，篇幅不少于7000字。主要设计条件1.电气控制技术课程设计题选（赖指南编，院内印书）一本。实物PLC设计说明书装订顺序1.课程设计说明书封面。2.课程设计任务书。3.说明书目录。4.前言。5.正文（按设计内容逐项书写）。6.总结。7.参考文献。8.附录。9.课程设计评分表。设计进度安排1. 第一周星期一上午：课题内容介绍。2. 第一周星期一下午：仔细阅读设计任务书，明确设计任务与要求，收集设计资料，准备设计工具。3. 第一周星期二第一周星期五：确定控制方案。绘制旋转式滤水器控制系统的电气原理图、控制系统的PLC I

4、/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。选择电器元件，列出电器元件明细表。4. 第二周星期一第二周星期三：试验调试5. 第二周星期四第二周星期五：编写设计说明书,答辩。参考文献1.可编程序控制器的编程方法与工程应用 廖常初 重庆大学出版社2.可编程序控制器及其应用 万太福 重庆大学出版社3.毕业设计指导 刘祖润 机械工业出版社4.新旧图形符号对照读本 兵器工业出版社5.电力拖动与控制 谢桂林 中国矿业大学出版社6.工厂常用电气设备手册（上、中、下） 水利电力出版社7.电气控制技术实验指导书 刘星平 湖南工程学院1.课题介绍及控制要求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

5、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。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

6、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，差压控制器内微动开关

7、长时间动作（810min），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) 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。2.设计要求 根据以上动作顺序和要求有PLC设计控制系统。 目录第1章 概述11.1 设计目的11.2 设计内容11.3 设计要求1第2章 课题详述22.1 设计进度安排22.2 课题介绍22.3 控制要求3第3章 系统方案设计53.1 主电路设计53.2 设计流程图6第4章 程序调试

8、74.1 手动调试和检修74.2 人工除杂和压差自动排污74.3 压差判定和计数84.4 定时自动除杂排污104.5 其它程序11第5章 总结与体会13附录14参考文献15程序16 第1章 概述 1.1 设计目的 本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。 课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设

9、计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。1.2 设计内容 首先根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。然后绘制旋转式滤水器控制系统的电气原理图、控制系统的PLC I/O接线图和梯形图，接着写出指令程序清单。最后选择电器元件，列出电器元件明细表编写设计说明书。 1.3 设计要求 1.3.1 所选控制方案合理，所设计的控制系统能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可

10、靠，操作方便。 1.3.2 所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB472884电气图用图形符号、GB698887电气制图、GB715987电气技术中的文字符号制定通则。 1.3.3 所编写的设计说明书应重点突出，层次清楚，条理分明，篇幅不少于7000字。 第2章 课题详述 2.1 设计进度安排 2.1.1 第一周星期一上午：课题内容介绍。2.1.2 第一周星期一下午：仔细阅读设计任务书，明确设计任务与要求，收集设计资料，准备设计工具。2.1.3 第一周星期二第一周星期五：确定控制方案。绘制旋转式滤水器控制系统的电气原理图、控制系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。选择电器元件

11、，列出电器元件明细表。2.1.4 第二周星期一第二周星期三：试验调试 2.1.5 第二周星期四第二周星期五：编写设计说明书,答辩。2.2 课题介绍 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。 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

12、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1-1所示。 图1-1旋转式滤水器控制框图2.3 控制要求 2.3.1 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

13、。 2.3.2 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。 2.3.3 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。 2.3.4 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

14、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。 2.3.5 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，差压控制器内微动开关长时间动作（810min），需要立即停车，并发出声光报警。 2.3.6 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）。 2.3.7 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。 第3章 系统方案设计3.1 主电路设计 主回路中交流接触器KM3控制滤水器电动机M1、液压泵电动

15、机M2；KM1、KM2通过正、反转控制电动阀电动机M3,完成开起阀门和关闭阀门的功能。电动机M1、M2、M3由热继电器FR1、FR2、FR3实现过载保护。电动阀电动机M3控制器内还装有常闭热保护开关，对阀门电动机M3实现双重保护。QF为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用和维修方便。熔断器FU1、FU2、FU3分别实现各负载回路的短路保护。FU4、FU5分别完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保护。旋转式滤水器控制系统的主电路如图3-1所示。 图3-1 旋转式滤水器控制系统主电路图3.2 设计流程图 在详细的查阅资料和温习课本后，根据课程设计控制要求，设计

16、如下图所示的流程图。 第4章 程序调试 4.1 手动调试和检修 当开始手动调试和检修（电动阀控制），既当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。如图4-1所示： 图4-1手动调试和检修 4.2 人工除杂和压差自动排污 当开始人工除杂排污时，调试与检修的滤水器与液压泵在此控制，既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。如图所示： 图 4-2 人工除杂 当 SA1手柄回零位时，若滤水器进、出水口产生的压力差高

17、于差压控制器设定值时，旋转式滤水器自动进行除杂排污，如图所示： 图 4-3 压差自动排污 此时电动机启动，如图所示 图 4-4 压差除杂启动电动机4.3 压差判定和计数 当压差过高时，旋转式滤水器自动进行除杂排污，否则进行定时自动除杂排污。如图所示： 图4-5压差判定 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）。如图所示： 图4-6 计数计数显示模块如下图所示： 图4-7 计数显示4.4 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

18、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。如图所示： 图4-8 启动定时除杂当启动定时除杂一段时间后，排污停止，如图所示： 图4-9 排污定时停止4.5 其它程序 当 SA1-2模式下，如图所示： 图4-10 SA1-2模式下滤水机液压开始 当一定时间后电动机定时开启，如图所示： 图4-11 电动机定时开启 当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，差压控制器内微动开关长时间动作（810min），需要立即停车，并发出声光报警。如图所示： 图4-12 超时报警停机当旋转式滤水器

19、内部压差恢复设定值时，各电机断电。如图所示： 图4-13 压差恢复各电机断电 第5章 总结与体会 通过这次为期两周的课程设计实验，我学到了很多。这对我以前的知识有很好的查漏补缺功效，使我受益匪浅，并让我再一次深刻体会到学而怠用之，必有大漏这句话的深刻意义。同时锻炼了我独立思考的能力，培养了我独立研究、发现问题、分析问题、解决问题的能力，也增强了自己的动手能力，使实践与理论很好切合在一起，对书本上的知识也能活学活用。虽然我们的课程设计在规定的时间内按时完成了任务，但是，由于知识和经验的欠缺，整个系统的开发功能还不算太完善，在设计的过程中也遇到了很多困难，比如由于早期的需求分析不充分，给后来系统的

20、具体实现带来了很大的困难，所以中间做了一部分的无用功，但通过我们的不懈努力和老师、同学的帮助，设计才得以圆满按时的完成，所以仅凭个人的力量想设计出一个完美的系统几乎是不可能的。课程设计是对大学所学课程的一个高度的综合。使零散的知识系统化，形成了一种能力，这也是课程设计所要达到的目的。这也为我们走入社会打下一个良好的基础，为走入社会对知识与理论的应用做了一个好的铺垫。14 附录输 入 点序号文字符号程序指令说 明1SA1-1I1.0手动控制转换开关2SA1-2I1.1人工除杂排污控制转换开关3SA1-0I1.2自动除杂排污转换开关4SB1I1.3手动开电动阀按钮5SB2I1.4手动关电动阀按钮6

21、SB3I1.5手动开滤水器、液压泵按钮7SB4I1.6手动关滤水器、液压泵按钮8SQ1I1.7电动阀打开限位开关9SQ2I0.0电动阀关闭限位开关10KPI0.1压差变送器信号输 出 点序号文字符号程序指令说 明1KM1,HL6Q0.0开电动阀接触器与指示灯2KM2,HL7Q0.1关电动阀接触器与指示灯3KM3,HL8Q0.2滤水器、液压泵运行接触器与指示灯4HL1Q0.3手动控制指示灯5HL2Q0.4人工除杂排污指示灯6HL3Q0.5定时自动除杂排污指示灯7HL4Q0.6差压自动除杂排污指示灯8HL5,HAQ0.7故障指示灯及报警电铃9HQ1.0除杂排污次数显示 旋转式滤水器控制系统的PLC输入输出接口表 0 参考文献1.可编程序控制器的编程方法与工程应用 廖常初 重庆大学出版社2.可编程序控制器及其应用 万太福 重庆大学出版社3.毕业设计指导 刘祖润 机械工业出版社4.新旧图形符号对照读本 兵器工业出版社5.电力拖动与控制