电器控制基础与可编程控制器课程设计--注水系统PLC设计.docVIP

东 北 大 学 课程设计报告 课程名称: 电器控制基础与可编程控制器 自 2014 12 20 日 期: 年 月 日 至 2015 01 09 信息 学院 自动化 专业 2012 年级 组长：姓名（学号） 组员：姓名（学号） 提交日期：2015年1月9日  第一章、引言 1.1 课程设计的目的 由于PLC具有可靠性高，抗干扰能力强，编程简单，功耗低、维护方便等优点，现在PLC被广泛的应用于军事，工业领域。 本设计以某钢铁企业生产冷却供水系统为背景，以小组为单位进行讨论设计。通过这个设计过程使小组成员回顾PLC基本知识并熟悉PLC控制系统的整体设计过程。 1.2课程设计的任务 本设计以某钢铁企业生产冷却供水系统为背景进行。该系统水塔高50m，有2台水泵机组，一用一备。每台水泵机组由额定电压为交流380V的三台水泵供水。 水塔内正常水位的控制由安装在水箱内的上、下液位开关进行检测，设定水位的变化为2m，水位检测可以采用液位继电器、液位变送器等液位测量装置。 供水系统按照以下控制要求运行。 （1）电机额定运行时定子绕组为△连接，采用Y-△变换降压启动，降压启动安全运行的转换时间为5S。三台电机按照错开原则启动，第一台电动机M1启动全压运行10s后，第二台电动机M2才能启动；第二台电动机M2启动10s后，第三台电动机M 3才能启动。 （2）采用手动和自动两种工作方式。 手动方式是由操作者分别启动每台水泵机组。 自动方式下，水泵的启停控制由液位开关自动控制。 （3）正常情况下，2台水泵机组一用一备，为防止备用泵的长期闲置，操作台上可用按钮任意切换。 （4）系统应具有过载、短路保护及其他必须的保护功能。当任一电机出现故障时，应立即切换备用机工作，同时停止故障电机运行。 （5）控制台上应能对水泵运行状态、液位信号进行显示（此功能为选作部分）。 1.3课程设计的要求 1.31技术要求： （1）分别设计传统继电接触控制系统和PLC系统。 （2）设计电气原理图（包括必要的主电路和控制电路）。 （3）根据控制要求，选择合适的设备及元器件，给出所选元器件的型号、规格、数量、市场参考报价等，同时给出选型依据。 （4）在PLC设计时，限定选用西门子S7-300系列产品；给出PLC控制系统的原理图、接线图；给出元器件分配表；编写PLC程序设计。 1.32报告要求 （1）以现有组别为单位，按小组完成设计，每个小组需提供一份设计报告，并由组长负责给出小组成员的分工、工作量及完成质量，报告格式参考东北大学信息学院自动化专业实习报告格式要求。 （2）所有图纸可以手绘制或标准打印。 （3）其他设计过程可以手写，也可以打印。 （4）梯形图用Step-7软件编写，并粘贴在报告中。 （5）组间不允许互相抄袭，否则全部记为零分。 （6）设计方案上交截止时间为2015年1月9日10时，转换成PDF版本在BB平台上进行提交电子版，同时提交纸版（由各班班长或学委研究，委托1人于2015年1月9日10时前送到信息学馆323房间）。 1.4成员分工情况 1.41成员分工 1.42成员工作评判 第2章.正文 2.1工艺分析 如图，水塔内通过液位继电器检测液位高低来控制水泵机组的工作，在本系统中采用两种方式来控制电机的动作。方式一：人为手动控制。方式二：利用液位开关实现对电机的自动控制。(低于下液位开关时水泵机组工作向水塔注水，当液位高于上液位开关时水泵机组停止工作)。水泵机组共两组，一组工作，一组备用。 图 2-1 水泵机组工艺流程图 2.2工作原理 2.21过程分析 本系统对水泵的控制采用两种方式，方式一：手动控制，方式二：液位继电器自动控制。当手动按动启动按钮或者水位低于设定的水位下限时，水泵机组启动运行。两种方式可以通过开关任意切换。水泵机组电机电机额定运行时定子绕组为△连接，电机采用Y—△变换降压启动，其中降压启动安全运行的转换时间为5s，且三台电机按照错开 原则启动，第一台电动机M1启动全压运行10s 后，第二台电动机M2 才能启动； 第二台电动机M2启动10s 后，第三台电动机M3 才能启动。工作水泵机组与备用水泵机组能够任意切换。电动机的分级启动使用通电延时继电器实现。 若电动机运行过程中出现故障，则故障的电动机停止运行，故障指示灯发光，同时自动切换到备用机组。 2.22 电气原理图 图 2-2 机组一主电路 图 2-3 机组二主电路 图 2-4 机组一控制电路 图 2-5 机组二控制电路 图 2-6 指示灯控制电路 2.23系统接线图 2.24梯形图 图 2-7 机组控制电路 图 2-8 指示灯