電氣畢業(yè)設(shè)計---汽車變速器試驗臺測控系統(tǒng)硬件設(shè)計

1、<p><b>　　指導(dǎo)教師；彭軍</b></p><p><b>　　1 開篇</b></p><p>　　時光穿梭如箭，似水流年，輾轉(zhuǎn)冬春，即逝于夏。-----</p><p><b>　　Begin</b></p><p><b>　　課題的提出<

2、;/b></p><p>　　水和電是人類生活、生產(chǎn)中不可缺少的重要物質(zhì)，在節(jié)水節(jié)能已成為時代特征。我們這個水資源和電能源短缺的國家，面臨城市污水肆意排放，生活用水水質(zhì)日益下降，如何使水質(zhì)達(dá)到日常生活、工業(yè)生產(chǎn)可靠性、穩(wěn)定性的要求，直接影響著居民正常工作和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。</p><p>　　隨著工業(yè)制造的迅速發(fā)展，儀器設(shè)備對水質(zhì)的要求也越來越高。傳統(tǒng)方式普遍不同程度的存在浪費(fèi)水力、電力

3、資源；效率低；可靠性差；自動化程度不高等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了工業(yè)系統(tǒng)中的用水。目前的供水方式應(yīng)朝著高效節(jié)能、自動可靠的方向發(fā)展，基于PLC電氣控制技術(shù)、電氣自動化技術(shù)于一體。采用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時該系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能源日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計該系統(tǒng)，對于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實意義。</p><p>　　1.2 水處理自動控

4、制的發(fā)展前景</p><p>　　水處理自控系統(tǒng)的發(fā)展始終追隨水處理行業(yè)的發(fā)展趨勢，其目的是使凈水、污水和中水回用的處理更加完善、控制更加準(zhǔn)確、系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、操作更加方便、系統(tǒng)運(yùn)行效率更高、更加環(huán)保和節(jié)能。</p><p>　　1.2.2 水處理行業(yè)自動控制需求</p><p>　　針對水處理行業(yè)發(fā)展的趨勢，水處理行業(yè)對自動控制的需求主要有以下幾個方面：<

5、;/p><p>　　PLC及儀表開放的標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議。由于現(xiàn)場設(shè)備眾多，大部分需要通訊，而不是由一個PLC通過硬接線的方式采集所有設(shè)備的信號，實現(xiàn)控制。在短期內(nèi)，需要PLC能夠支持現(xiàn)場各種儀表和第三方廠家的通訊協(xié)議；從長期考慮，各種PLC以及儀表能夠支持通用的開放通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　上位組態(tài)軟件豐富的驅(qū)動程序。在改造和擴(kuò)建項目中，有很多情況是現(xiàn)場有幾家PLC要與上位組態(tài)軟件通訊

6、，上位組態(tài)軟件需要包含多家PLC的驅(qū)動。即使在新建項目中，也要考慮之后的項目改造和擴(kuò)建，需要上位組態(tài)軟件能夠具有豐富的驅(qū)動程序，能夠同時支持與多家PLC同時通訊和畫面組態(tài)。</p><p>　　水廠運(yùn)行節(jié)能環(huán)保。節(jié)能和環(huán)保是現(xiàn)代社會發(fā)展對各種工廠、產(chǎn)品的需求，在水處理行業(yè)同樣需要考慮到節(jié)能和環(huán)保的問題。這就需要PLC的程序編寫能夠與現(xiàn)場工藝和設(shè)備結(jié)合，使控制更加準(zhǔn)確，使現(xiàn)場設(shè)備在低能耗運(yùn)行以及加氯、加藥適量的情況

7、下滿足出水水質(zhì)的要求。</p><p>　　PLC設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。PLC設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行，是對自動系統(tǒng)的基本要求，也是最高的要求。PLC設(shè)備有較強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時間長，即使在系統(tǒng)故障的情況下，也能夠最低限度的減少故障損失。</p><p>　　提高現(xiàn)場調(diào)試效率。由于污水及中水處理項目大部分是BOT項目，承包商需要最快的資金周轉(zhuǎn)周期，而自動系統(tǒng)的調(diào)試是水廠正常運(yùn)行調(diào)試的最后一個環(huán)節(jié)，

8、這就需要現(xiàn)場調(diào)試的效率高。效率主要體現(xiàn)在兩個方面，一個是調(diào)節(jié)周期短，二是調(diào)試效果好，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定合理。</p><p>　　1.2.3 水處理行業(yè)自控系統(tǒng)發(fā)展趨勢</p><p>　　為適應(yīng)水處理行業(yè)的發(fā)展趨勢，滿足水處理行業(yè)對自控系統(tǒng)的需求，水處理行業(yè)的自控系統(tǒng)在未來發(fā)展主要方向包含以下幾個方面。</p><p>　　1.2.3.1 冗余的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 由于水

9、處理項目自動化控制對安全性的要求比較高，而現(xiàn)在通常應(yīng)用的冗余系統(tǒng)中，多數(shù)為雙機(jī)架冗余，成本相對單機(jī)系統(tǒng)會提高一倍，而低成本、高可靠性的單機(jī)架冗余方案將是PLC在水處理行業(yè)發(fā)展的趨勢。采用單機(jī)架冗余方案中，每套PLC選用一個冗余的機(jī)架，兩個支持冗余系統(tǒng)的CPU。冗余系統(tǒng)配置主要目的是提高PLC設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，保證水廠不間斷的正常運(yùn)行，保證出水水質(zhì)。</p><p>　　1.2.3.2 PLC合理的通訊

10、端口設(shè)置 在水處理廠智能儀表與現(xiàn)場設(shè)備集成的PLC分布比較分散，通訊擴(kuò)展接口應(yīng)該可以，通過在主站以及從站任意槽位上增加通訊接口模塊實現(xiàn)。即通訊接口模塊的使用不能受到本地背板或遠(yuǎn)程背板的限制。</p><p>　　1.2.3.3 組態(tài)軟件豐富的驅(qū)動程序 組態(tài)軟件應(yīng)開發(fā)各種廠家的PLC、儀表、移動通訊設(shè)備以及其他具有通訊功能的自控設(shè)備的驅(qū)動程序，以便在項目改造、擴(kuò)建過程中上位組態(tài)軟件與下位自控設(shè)備兼容，使水處

11、理項目可以通過一個組態(tài)軟件實現(xiàn)對現(xiàn)場所有工藝進(jìn)行監(jiān)控，提高系統(tǒng)的集成度和現(xiàn)場工作人員的工作效率，同時降低項目成本</p><p>　　1.2.3.4 專業(yè)程序模塊 由于水處理工藝多樣性，針對不同規(guī)模、不同工藝的水處理廠應(yīng)該開發(fā)專業(yè)的程序模板。在PLC以及組態(tài)軟件功能日趨完善，產(chǎn)品質(zhì)量也逐步提高的情況下，誰能夠為客戶提供更加完善的服務(wù)將成為成敗的主導(dǎo)競爭方式。</p><p>　　1.2

12、.3.5 數(shù)據(jù)分析、技術(shù)支持 在水廠的管理上，除了要能夠支持遠(yuǎn)程監(jiān)控，還要將現(xiàn)場IO服務(wù)器采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)長時間的存儲，使用專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而得出最佳的運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)修改現(xiàn)場控制站的程序。</p><p>　　1.2.3.6 遠(yuǎn)程監(jiān)控 在水廠控制中心通過聯(lián)網(wǎng)發(fā)布軟件實現(xiàn)監(jiān)控界面。將來PLC編程軟件實現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄也是一個發(fā)展趨勢，編程人員可以在任何能夠登錄Internet的地方修

13、改PLC程序，進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試。</p><p><b>　　PLC概述</b></p><p><b>　　可編程控制器的定義</b></p><p>　　可編程控制器，簡稱PLC(Programmable logic Controller)，是指以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會(Intern

14、ational Electrical Committee)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義:“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計?！?lt;/

15、p><p>　　本設(shè)計是以工業(yè)用水處理系統(tǒng)為控制對象，采用PLC控制技術(shù)，設(shè)計了一套滿足工業(yè)水質(zhì)要求的自動化水處理系統(tǒng)，并利用觸摸屏對水處理系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控和管理，保證整個系統(tǒng)運(yùn)行可靠，安全，獲得最佳的運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　PLC控制的水處理系統(tǒng)主要有可編程控制器、液位計、電磁閥、高低壓力開關(guān)和現(xiàn)場的水泵機(jī)組一起組成一個完整的水處理系統(tǒng)，本設(shè)計中有3個貯水池，3臺水泵，采用部

16、分流量調(diào)節(jié)方法，即3臺水泵中只有1臺水泵在變頻器控制下作變速運(yùn)行，其余水泵做恒速運(yùn)行。PLC根據(jù)管網(wǎng)壓力自動控制各個水泵之間切換，并根據(jù)壓力檢測值和給定值之間偏差進(jìn)行PID運(yùn)算，輸出給變頻器控制其輸出頻率，調(diào)節(jié)流量，使供水管網(wǎng)壓力恒定。各水泵切換遵循先起先停、先停先起原則。</p><p>　　根據(jù)以上控制要求，進(jìn)行系統(tǒng)總體控制方案設(shè)計。硬件設(shè)備選型、PLC選型，估算所需I/O點(diǎn)數(shù)，進(jìn)行I/O模塊選型，繪制系統(tǒng)硬

17、件連接圖：包括系統(tǒng)硬件配置圖、I/O連接圖，分配I/O點(diǎn)數(shù)，列出I/O分配表，熟練使用相關(guān)軟件，設(shè)計梯形圖控制程序，對程序進(jìn)行調(diào)試和修改并設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p>　　系統(tǒng)的理論分析及控制方案確定</p><p>　　2.1 水處理自動控制系統(tǒng)的控制要求</p><p>　　2.1.1 系統(tǒng)控制</p><p>　　采用PLC控

18、制方式實現(xiàn)自動控制，設(shè)有手動／自動轉(zhuǎn)換功能。</p><p>　　可以隨時根據(jù)系統(tǒng)各設(shè)備的運(yùn)行狀況對系統(tǒng)的控制方式及工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　在手動方式下，對各單元（如自動閥，水泵）進(jìn)行獨(dú)立操作。</p><p>　　生產(chǎn)過程中系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，及時發(fā)出警報。</p><p>　　主要的工藝參數(shù)（如壓力，電導(dǎo)率等），均可直接在盤面

19、或現(xiàn)場儀表上讀出，實時了解系統(tǒng)各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。</p><p>　　2.1.2 報警及保護(hù)</p><p>　　高液位報警：原水箱、中間水箱、純水箱水位高過高設(shè)定值，發(fā)出高液位信號，受控單元停止工作。</p><p>　　中液位報警：原水箱、中間水箱、純水箱水位，水位低過中設(shè)定值，發(fā)出中液位信號，受控單元啟動工作。</p><p>　　

20、低液位報警：原水箱、中間水箱、純水箱水位，水位低過低設(shè)定值，發(fā)出低液位信號并停止出水泵。</p><p>　　高壓泵低壓保護(hù)：進(jìn)水壓力低于低壓開關(guān)設(shè)定值，發(fā)出水壓低信號并停止高壓泵及RO系統(tǒng)。</p><p>　　高壓泵高壓保護(hù)：進(jìn)水壓力高于高壓開關(guān)設(shè)定值，發(fā)出水壓高信號并停止高壓泵及RO系統(tǒng)。</p><p>　　水泵故障報警：水泵熱繼電器動作，發(fā)出故障信號，并停

21、止故障泵</p><p>　　2.1.3 手動／自動轉(zhuǎn)換功能手動操作方式</p><p>　　主要用于應(yīng)急或檢修，以保證生產(chǎn)供水需求自動操作方式：平時正常工作普遍采用的方式，其整個工作過程不需要人員干預(yù)，全自動運(yùn)行。</p><p>　　2.1.4 系統(tǒng)單元控制</p><p>　　預(yù)處理單元石英砂過濾器、活性炭過濾器為全自動操作運(yùn)行

22、和反洗。</p><p>　　RO單元RO系統(tǒng)的啟動、運(yùn)行、沖洗、停機(jī)備用等過程均可由PLC實現(xiàn)自動控制。同時，RO系統(tǒng)還設(shè)置一塊就地儀表盤和一塊就地操作盤，在就地盤上可讀出RO的有關(guān)工藝參數(shù)，以及能在就地操作盤上啟停RO進(jìn)水高壓泵及相關(guān)的自動閥門。對RO系統(tǒng)的重要參數(shù)如電導(dǎo)率等均設(shè)有檢測儀表當(dāng)高壓泵管路前各進(jìn)水閥門打開時，進(jìn)水壓力達(dá)到要求后，可啟停高壓泵，檢測高壓泵沒有故障，同時打開產(chǎn)水不合格排放閥，進(jìn)水壓力達(dá)

23、到反滲透工作壓力，然后自動調(diào)整濃水排放閥來調(diào)節(jié)產(chǎn)水流量（調(diào)整后，以后基本不用調(diào)整），當(dāng)產(chǎn)水電導(dǎo)達(dá)到預(yù)定值時，關(guān)閉產(chǎn)水不合格排放閥。</p><p>　　反滲透正常運(yùn)行過程保護(hù)說明：</p><p>　　檢測進(jìn)水壓力是否達(dá)到要求的設(shè)備為進(jìn)水低壓壓力開關(guān)；為確保反滲透的正常運(yùn)行，考慮到運(yùn)行過程中以及高壓泵啟動時，對管路會造成瞬時或不間斷的壓力失常、損失等情況，會造成壓力開關(guān)的誤動作，從而造成系

24、統(tǒng)報警、停止，故在檢測進(jìn)水壓力動作時，考慮了一定的延時。</p><p>　　檢測高壓泵是否故障的設(shè)備為高壓泵保護(hù)器。</p><p>　　濃水管道設(shè)置高壓保護(hù)開關(guān)，檢測到濃水側(cè)壓力過高時，系統(tǒng)報警并打開濃水排放電動閥門，進(jìn)行瀉流。</p><p>　　RO啟停保護(hù)在RO停止使用時，首先停止高壓泵，同時打開濃水端排放閥和產(chǎn)水閥，預(yù)處理延遲運(yùn)行一段時間，用經(jīng)預(yù)處理的原

25、水對RO膜組件自動低壓沖洗5min，以避免濃水中的高濃度鹽類在RO膜表面沉積結(jié)垢而影響膜的性能，然后自動關(guān)閉濃水電動閥，并停止沖洗。長時間停運(yùn)，在沖洗后應(yīng)注入保護(hù)液。 </p><p>　　清洗系統(tǒng)由于清洗裝置是反滲透系統(tǒng)的維護(hù)設(shè)備，運(yùn)行時間和頻率比較低，一般幾個月運(yùn)行一次，建議采用手動控制方式進(jìn)行；清洗進(jìn)行時，首先確保清洗水箱有足夠的清洗液，并且清洗泵、及清洗過濾器進(jìn)出口各閥門都處于開啟狀態(tài)，檢查清

26、洗設(shè)備和反滲透裝置之間的管道連接，開啟清洗水泵，清洗裝置進(jìn)入開啟狀態(tài)。</p><p>　　2.2 水處理系統(tǒng)工藝流程概述</p><p>　　2.2.1 雙級RO系統(tǒng)</p><p>　　原水到達(dá)原水電磁閥，電磁閥開，原水流入原水箱內(nèi)。原水箱內(nèi)的水通過原水泵流經(jīng)兩個石英砂過濾器罐體，將水質(zhì)中泥沙過濾在其中。過濾后的水流入活性炭過濾器罐體，活性炭吸附微笑顆粒

27、。</p><p>　　預(yù)處理后的水通過預(yù)處理閥的開啟流入到一級保安過濾器內(nèi)，將大于5um的顆粒過濾。一級保安過濾器過濾后的水經(jīng)過一級高壓泵的揚(yáng)程使其流入一級反滲透裝置，反滲透相當(dāng)于半透膜，將濃度高的水排除。為了防止反滲透內(nèi)結(jié)垢，在預(yù)處理閥管道后插接阻垢劑加藥裝置的管道，阻垢劑通過計量泵與預(yù)處理后的水一同流入一級保安過濾器。一級反滲透后的水流入中間水箱內(nèi)，中間水箱內(nèi)水經(jīng)過中間水泵的揚(yáng)程到達(dá)二級保安過濾器。在中間水

28、泵后插接PH調(diào)節(jié)裝置，PH劑通過計量泵與中間水一同流入二級保安過濾器。二級保安過濾器將大于3um的顆粒過濾。二級保安過濾器過濾后的水經(jīng)過二級高壓泵的揚(yáng)程使其流入二級反滲透裝置。二級保安過濾器處理后的水流入純水箱。純水箱內(nèi)的水經(jīng)過純水泵的揚(yáng)程使其經(jīng)過紫外燈殺菌到達(dá)用水點(diǎn)。</p><p>　　2.2.2 清洗系統(tǒng)</p><p>　　當(dāng)雙級RO系統(tǒng)長時間不運(yùn)行的情況下，反滲透裝置內(nèi)會由于

29、細(xì)菌的滋生不緊影響水質(zhì)還會縮短其使用壽命。那么就有必要在雙級RO系統(tǒng)停止運(yùn)行時對其進(jìn)行清洗。</p><p>　　經(jīng)過二級反滲透的水經(jīng)過手動蝶閥的開通使其流入清洗水箱內(nèi)。清洗水箱內(nèi)的水經(jīng)過清洗水泵的揚(yáng)程到達(dá)清洗過濾器。清洗過濾器將大于3um的顆粒過濾過后分支到達(dá)一級反滲透的進(jìn)水口和二級反滲透進(jìn)水口。將沖洗后的水排除，完成清洗過程。</p><p>　　2.2.3 循環(huán)水系統(tǒng)</p

30、><p>　　用水池內(nèi)的如果水體長時間靜止，水表面塵埃會逐漸積累，同時水體內(nèi)細(xì)菌也會迅速滋生繁衍。那么就應(yīng)該考慮過濾表面的灰塵同時殺除水體內(nèi)細(xì)菌。</p><p>　　用水池上部有一吸水池，將管道伸入吸水池中用于吸水，開啟循環(huán)水泵使水進(jìn)入多介質(zhì)罐體。多介質(zhì)罐體內(nèi)填充不同顆粒大小的石英砂和活性炭。殺菌劑用計量泵與過濾后的水重新流入用水池。</p><p>　　經(jīng)過長時間循

31、環(huán)后，多介質(zhì)罐體內(nèi)會積淀大量塵埃。為了方便除去罐體內(nèi)塵埃，停止循環(huán)水泵運(yùn)行，開啟反洗水泵使水流入罐體，開啟手動排水蝶閥使水排除從而達(dá)到清洗罐體的目的。</p><p>　　3.0 電氣系統(tǒng)原理圖 3.1 電氣系統(tǒng)主回路原理圖 3.1.1 雙級RO系統(tǒng)主回路原理圖</p><p>　　在雙級RO主回路中總負(fù)載約為34KW，選用100A總空開作為整個系統(tǒng)的總開關(guān)。在主電源C相

32、與N相間加入電源指示燈用以起到提醒作用，確保人身安全。主回路各個泵的保護(hù)空開都用GV2系列，GV2系列的優(yōu)點(diǎn)是可以增加一組常開常閉點(diǎn)，方便控制回路的接線。</p><p>　　GV2空開在電路中作接通、分?jǐn)嗪统休d額定工作電流，并能在線路和電動機(jī)發(fā)生過載、短路、欠壓的情況下進(jìn)行可靠的保護(hù)。 </p><p>　　各泵空開連接交流接觸器，接觸器廣泛的用作電力的開斷和控制電路。它利用主接點(diǎn)來開閉

33、電路，用輔助接點(diǎn)來執(zhí)行控制指令。主接點(diǎn)一般只有常開和常閉接點(diǎn)。</p><p>　　3.1.2 清洗系統(tǒng)主回路原理圖</p><p>　　主電源的C相電連接6A1P空開，經(jīng)過空開的火線與零線接入PLC模塊電源線和變壓器，作為兩者的電源。變壓器將220V電壓降到24V電壓，24V電壓用作控制回路電源。變壓器輸出電壓為24V+和24V—。變壓器的主要作用是電壓變換，電壓升高或者降低。主要分

34、類為：生涯變壓器、降壓變壓器。</p><p>　　為了在緊急情況下可以立即停止整個系統(tǒng)運(yùn)行，從主電源C相接入6A1P空開連接急停按鈕，急停按鈕出來的火線與零線作為控制回路220V電使用。</p><p>　　3.1.2 循環(huán)水系統(tǒng)主回路原理圖</p><p>　　10KW及以下的容量的三相異步電動機(jī)，通常采用全壓啟動，即啟動時電動機(jī)的定子繞組直接接在額定電壓的

35、交流電源上。但當(dāng)電動機(jī)容量超過10KW時，因啟動電流較大，線路壓降大，負(fù)載端電壓降低，影響起動電機(jī)附近電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。一般采用減壓起動。所謂減壓起動，是指起動時降低加在電動機(jī)定子繞組上的電壓，待電動機(jī)啟動后再將電壓恢復(fù)到額定值，使之運(yùn)行在額定電壓下。減壓啟動可以減少起動電流，減小線路電壓降，也就減小了起動時對線路的影響。</p><p>　　在循環(huán)水系統(tǒng)中反洗泵22KW的功率如果直接起動會嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)

36、行。為了能起到保護(hù)的作用起動時運(yùn)用星型—三角型減壓起動控制。起動時，定子繞組先接成星型，待電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時，將定子繞組換接成三角形，電機(jī)便進(jìn)入全壓下的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　3.2 電氣系統(tǒng)控制回路原理圖</p><p>　　3.2.1 雙級RO系統(tǒng)控制回路原理圖</p><p>　　整個電氣控制系統(tǒng)利用三位轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)手動、自動的轉(zhuǎn)化。標(biāo)

37、號100的線路經(jīng)過系統(tǒng)選擇選擇開關(guān)標(biāo)號成200的線路，用于手動操作的電源。24V+的線路經(jīng)過系統(tǒng)選擇開關(guān)出來后的線路接到PLC信號輸入端口。當(dāng)滿足Q0.0開啟的條件后，原水進(jìn)水閥開，同時也可手動控制原水進(jìn)水閥的通斷。當(dāng)KA1繼電器通電，KA1常開點(diǎn)閉合，原水進(jìn)水開，原水進(jìn)水閥指示燈亮。</p><p>　　當(dāng)KA2繼電器通電，KA2常開點(diǎn)閉合，原水泵運(yùn)行。原水泵過載，空開QF1斷開，QF1常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，

38、原水泵停止運(yùn)行，原水泵過載指示燈亮。過載I1.4信號輸入到PLC控制模塊。</p><p>　　主回路中原水泵啟動，接觸器KM1通電，KM1常開點(diǎn)閉合，原水泵運(yùn)行指示燈亮。當(dāng)繼電器KA3通電，KA3常開點(diǎn)閉合，預(yù)處理閥開，預(yù)處理指示燈亮。</p><p>　　阻垢劑泵的三位開關(guān)在手動、自動滿足條件的情況下，繼電器KA4通電，KA4常開點(diǎn)閉合，阻垢劑泵運(yùn)行，阻垢劑泵運(yùn)行指示燈亮。</p

39、><p>　　當(dāng)一級高壓泵運(yùn)行，接觸器KM2通電，KM2常開點(diǎn)閉合，一級高壓泵運(yùn)行指示燈亮。一級高壓泵過載，空開QF2斷開，QF2常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，一級高壓泵停止運(yùn)行，一級高壓泵過載指示燈亮。過載I1.5信號輸入到PLC控制模塊。</p><p>　　繼電器KA6通電，KA6常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，一級濃水電磁閥開，一級濃水閥運(yùn)行指示燈亮。</p><p>　　當(dāng)

40、中間水泵運(yùn)行，接觸器KM4通電，KM4常開點(diǎn)閉合，中間水泵運(yùn)行指示燈亮。中間水泵過載，空開QF4斷開，QF4常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，中間水泵停止運(yùn)行，中間水泵過載指示燈亮。過載I2.1信號輸入到PLC控制模塊。</p><p>　　繼電器KA8通電，KA8常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，PH泵運(yùn)行，PH泵運(yùn)行指示燈亮。</p><p>　　當(dāng)二級高壓泵運(yùn)行，接觸器KM3通電，KM3常開點(diǎn)閉合，二級

41、高壓泵運(yùn)行指示燈亮。二級高壓泵過載，空開QF3斷開，QF3常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，二級高壓泵停止運(yùn)行，二級高壓泵過載指示燈亮。過載I2.0信號輸入到PLC控制模塊。</p><p>　　繼電器KA10通電，KA10常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，二級濃水電磁閥開，二級濃水閥運(yùn)行指示燈亮。</p><p>　　當(dāng)純水運(yùn)行，接觸器KM5通電，KM5常開點(diǎn)閉合，純水水泵運(yùn)行指示燈亮。純水過載，空開QF5

42、斷開，QF5常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，純水泵停止運(yùn)行，純水泵過載指示燈亮。</p><p>　　繼電器KA12通電，KA12常開點(diǎn)閉合，紫外燈殺菌器開。</p><p>　　當(dāng)清洗水泵運(yùn)行，接觸器KM6通電，KM6常開點(diǎn)閉合，清洗水泵運(yùn)行指示燈亮。清洗水泵過載，空開QF6斷開，QF6常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，清洗水泵停止運(yùn)行，清洗水泵過載指示燈亮。</p><p>　　

43、為了實時檢測各個水箱的液位，在每個水箱內(nèi)用液位浮球?qū)崟r檢測。置于液位低的浮球在水箱低位的情況下通，置于液位高的浮球在水箱高液位的情況下通。通斷信號傳輸?shù)絇LC輸入端口，輸入信號與24V紅燈連接，當(dāng)水箱內(nèi)的水有低位或高位的情況，相應(yīng)的指示燈亮。</p><p>　　為了保證高壓泵正常運(yùn)行，防止入水低壓，高壓水泵空轉(zhuǎn)影響高壓泵的使用。出水高壓對反滲透裝置沖擊損害，所以在高壓泵的進(jìn)水口和出水口設(shè)置壓力開關(guān)。入水低壓、出

44、水高壓信號傳送到PLC信號輸入端口，當(dāng)遇到故障時指示燈亮，高壓泵停止運(yùn)行。</p><p>　　為了檢測處理后的水是否得到所需要求，用電導(dǎo)率表、電阻率表的探頭伸入反滲透裝置的出水口，用以檢測水質(zhì)。</p><p>　　3.2.2 循環(huán)水系統(tǒng)控制回路原理圖</p><p>　　接觸器KM1A通電，反洗水泵運(yùn)行指示燈亮。KM1A常開點(diǎn)閉合，反洗水泵星型起動，時間繼電

45、器KT1延時通電，KT1常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，反洗水泵三角形起動。KM1B與KM1C互鎖。反洗水泵過載，反洗水泵過載指示燈亮。</p><p>　　當(dāng)循環(huán)水泵1運(yùn)行，接觸器KM2通電，KM2常開點(diǎn)閉合，循環(huán)水泵1運(yùn)行指示燈亮。循環(huán)水泵1過載，熱繼FR2通電，F(xiàn)R2常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，循環(huán)水泵1停止運(yùn)行，循環(huán)水泵1過載指示燈亮。當(dāng)循環(huán)水泵2運(yùn)行，接觸器KM3通電，KM3常開點(diǎn)閉合，循環(huán)水泵2運(yùn)行指示燈亮。循環(huán)

46、水泵2過載，熱繼FR3通電，F(xiàn)R3常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，循環(huán)水泵2停止運(yùn)行，循環(huán)水泵2過載指示燈亮。</p><p>　　接觸器KM2，KM3線圈通電，常開點(diǎn)閉合，繼電器KA1通電，KA1常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，1#進(jìn)水閥開。1#進(jìn)水閥指示燈亮。</p><p>　　接觸器KM2，KM3線圈通電，常開點(diǎn)閉合，繼電器KA2通電，KA2常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，2#進(jìn)水閥開。2#進(jìn)水閥指示燈亮

47、。循環(huán)水箱液位低，液位浮球LS3通，繼電器KA3通電，循環(huán)水箱低位指示燈亮。</p><p>　　KA1，KA2線圈通電，常開點(diǎn)閉合，KA4通電，KA4常開點(diǎn)閉合，加藥泵起動。加藥泵運(yùn)行指示燈亮。</p><p>　　潛污泵手動操作起動、停止。1#潛污泵手動啟動，接觸器KM4通電，常開點(diǎn)閉合，1#潛污泵運(yùn)行指示燈亮。1#潛污泵過載，熱繼FR4斷開，F(xiàn)R4常閉點(diǎn)開，1#潛污泵停止運(yùn)行，過載指

48、示燈亮。</p><p>　　2#潛污泵手動啟動，接觸器KM5通電，常開點(diǎn)閉合，2#潛污泵運(yùn)行指示燈亮。2#潛污泵過載，熱繼FR5斷開，F(xiàn)R5常閉點(diǎn)開，2#潛污泵停止運(yùn)行，過載指示燈亮。</p><p>　　3#潛污泵手動啟動，接觸器KM6通電，常開點(diǎn)閉合，3#潛污泵運(yùn)行指示燈亮。3#潛污泵過載，熱繼FR6斷開，F(xiàn)R6常閉點(diǎn)開，3#潛污泵停止運(yùn)行，過載指示燈亮。</p>&l

49、t;p>　　3.3 PLC的I/O端口分配及外圍接線圖</p><p>　　3.3.1 PLC的I/O分配</p><p>　　3.3.1 PLC的外圍接線圖</p><p>　　4.2 PLC控制系統(tǒng)主回路設(shè)計</p><p>　　為了方便了解水箱內(nèi)水的多少，分別在原水箱、中間水箱、純水箱，試驗水池放入高、中、低浮球。當(dāng)液

50、面到達(dá)指定位置時浮球閉合，將信號傳入控制模塊內(nèi)。</p><p>　　在原水箱水位不滿的情況下，原水電磁閥開，原水流入原水箱。在原水箱水位不低，中間水箱不滿的情況下，原水泵開，預(yù)處理閥開，阻垢劑泵開。預(yù)處理閥開啟延時1s一級高壓泵開，一級濃水電磁閥開，。在一級高壓泵入水低壓、出水高壓的情況下一級高壓泵關(guān)閉。在中間水箱不低，純水箱不滿的情況下，中間水泵開PH調(diào)節(jié)泵開。中間水泵運(yùn)行延時1s后二級高壓泵開，二級濃水電磁

51、閥開。當(dāng)二級高壓泵入水低壓、出水高壓的情況下二級高壓泵關(guān)。在純水箱不低、試驗水池不滿的情況下，純水泵開、紫外燈開。</p><p>　　原水箱水位高位的情況下，原水電磁閥關(guān)。原水箱水位低、中間水箱水位高位的情況下原水泵停止運(yùn)行。原水泵停止運(yùn)行延時1s阻垢劑泵、一級高壓泵停止運(yùn)行，一級濃水電磁閥關(guān)。原水箱水位低、純水箱水位高的情況下中間水泵停止運(yùn)行。中間水泵停止運(yùn)行延時1s后PH泵、二級高壓泵停止運(yùn)行，二級濃水電磁

52、閥關(guān)。在純水箱水位低二級高壓泵、試驗水池水位高的情況下純水水泵停止運(yùn)行，紫外燈關(guān)。</p><p>　　4.3 PLC控制系統(tǒng)主回路梯形圖</p><p><b>　　5 結(jié)束語</b></p><p>　　本文針對工業(yè)對水質(zhì)要求的特點(diǎn)，設(shè)計開發(fā)了一套基于PLC的電氣自動化控制的水處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用PLC實現(xiàn)對多臺水泵電機(jī)的啟動和停止運(yùn)行

53、，同時把水泵電機(jī)控制納入自動控制系統(tǒng)。壓力傳感器將電信號傳送給控制模塊根據(jù)壓力大小控制高壓泵起停，保證了高壓泵的安全運(yùn)行。利用電導(dǎo)率表、電阻率表實時監(jiān)控產(chǎn)水質(zhì)量，該系統(tǒng)不僅有效地保證了水處理系統(tǒng)產(chǎn)水質(zhì)量，而且具有工作可靠、施工簡單、節(jié)能效果顯著、全自動控制、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　通過對控制過程和原理的分析，利用西門子V4.0 STEP 7 Micro WIN SP6編程軟件設(shè)計了一個用于純水處理

54、系統(tǒng)的程序。</p><p>　　為了方便監(jiān)控各個水箱水位和各泵的運(yùn)行情況，將PLC的信號輸入到觸摸屏內(nèi)。從觸摸屏上就可觀測到整個系統(tǒng)的運(yùn)行情況，不緊大大節(jié)省了人力的損耗，而且對系統(tǒng)的操作更便捷。</p><p>　　當(dāng)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)停止運(yùn)行，發(fā)出故障報警信號。利用電控柜上的指示燈來觀察每一臺水泵是否正常運(yùn)行。相對應(yīng)的綠色指示燈亮說明水泵正常運(yùn)行，當(dāng)水泵過載時對應(yīng)紅色指示燈亮，系統(tǒng)停止運(yùn)

55、行。</p><p>　　為了方便操作與維修，此系統(tǒng)可手動運(yùn)行和自動運(yùn)行。利用三位開關(guān)切換手動/自動。</p><p>　　通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅使我鞏固了對原有知識的掌握，還拓寬了我的知識面。在提高自己的同時，我也更加清楚的認(rèn)識到自己的一些不足之處。比如：在硬件設(shè)備之間的連接，I/O端口的分配，地址的分配這幾方面自己起初不是很了解，但經(jīng)過這半年的自學(xué)，以及向老師、同學(xué)們請教，我對這些知識

56、有了更深入的理解。通過這半年的實踐和學(xué)習(xí)，我學(xué)到了很多課本中無法涉及到的知識，體會到了工程設(shè)計的復(fù)雜與困難，也感受到了親自做出成績的成功與喜悅，這些都為即將開始的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。在以后的學(xué)習(xí)和生活中，我會不斷的提高、充實自己，爭取獲得更大的成績。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　首先衷心的感謝我的論文指導(dǎo)老師彭軍老師。在我做畢業(yè)設(shè)計

57、的過程中得到了彭老師的悉心指導(dǎo)。從設(shè)計的開始到論文的定稿，整個過程處處凝結(jié)著老師的心血。淵博的學(xué)識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，務(wù)實的工作作風(fēng)都深深地影響著我，并將成為我以后學(xué)習(xí)和工作的榜樣。在此謹(jǐn)向彭老師最衷心的感謝。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計的過程中，我還得到了本組同學(xué)、本班同學(xué)的大力幫助，我們一起學(xué)習(xí)，一起探討問題、解決問題。當(dāng)我遇到困難時，他們給了我許多好的建議和無私的幫助。在此，對所有給予我?guī)椭耐瑢W(xué)表示衷心的