高低位水箱供水系统电气控制系统的设计与调试.doc

PAGE / NUMPAGES 《建筑电气控制技术》课程设计 题 目 高低位水箱供水电气控制系统设计与调试 学院部 电子与控制工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学生## 学 号 月 日至 月 日 共 周 指导教师签字 系 主 任签字 年 月 日 一、设计任务书 1、设计内容及要求 通过对电气控制系统的设计,掌握电气控制系统设计的一般方法,能够设计出满足控制要求的电气原理图,以及安装布置图、接线图和控制箱的设计,具有电气控制系统工程设计的初步能力。 根据系统的控制要求,采用PLC为中心控制单元,设计出满足控制要求的控制系统。 2、设计原始资料 1、高低位水箱均设水位信号器。高位水箱水位达到低位,低位水箱水位达到高位时,水 泵起动；高位水箱水位达到高位或低位水箱水位达到低位时,水泵停止。 2、两台水泵分工作泵和备用泵,可以互换,只有一台水泵工作。当工作泵出现故障时, 备用泵自投。水泵功率7.5KW。 3、具有手动、自动工作方式。 4、各种指示及报警。 3、设计完成后提交的文件和图表 1、 计算说明书部分： 1〕系统工作原理说明 2〕程序调试 3〕操作使用说明 2、图纸部分： 电气原理图：主电路、控制电路、梯形图、指令系统 电气箱面板布置图,电气箱内部布置图 接线图。〔相对编号法〕 4〕元件明细表 5〕控制箱尺寸 4、进程安排 1、第1周完成主电路、控制电路、梯形图设计及元件选型 2、 第2周完成元件布置图、接线图的设计,并完成综合实验报告书 3、第1周1-20号完成程序的调试 4、第2周 21-43号完成程序调试 5、主要参考资料 1、建筑电气控制技术 王俭 建筑工业 2、建筑电气控制技术 马小军 机械工业 3、各种电器元件产品样本 二、分析设计 在高层建筑中,水泵及其控制室一般位于建筑物的地下层,水箱通常设于大厦的顶部。这样,将水箱的水位信号传输到控制柜需要相当长的距离。为了避免信号在传输过程中因为各种干扰而引起继电器误动作,信号控制回路通常采用220V的电压。另外,由于水位信号为小容量的继电器,其触点不适合于直接控制接触器,因此,需要通过中间继电器进行中间转换。总体来说,为了便于线路的维修,管理等,应将辅助线路分为信号控制回路和电动机控制回路等几部分,这样,才能使控制线路的分工更加明确,可读性更强。 本系统能过实现自动和手动的控制水泵供水,在自动模式下,系统能过自动见识高低位水箱水位情况,并根据水位信号器采集到的信号来决定是否启动水泵。同时本系统设置了两台水泵,当其中一台水泵出现了故障时,另一台水泵能过及时的投入到使用中,保障了高层的供水。同时在使用前应对系统进行检验,检查的主要能容包括：检查线路的连接是否正确,连接是否可靠；检查信号灯是否损坏,若损坏要及时更换；检查PLC的接线是否正确；对水泵进行空载试验观察其各项指标是够合格；同时在使用时,要经常的对高低位水箱进行清洁,以免影响水位信号开关的性能。 1、主电路设计 根据控制要求及水泵的功率,经计算可确定两台水泵电机均可直接启动,如图原理图2-1所示,每个电机分别用1个接触器控制其电源,1个热继电器进行过载及1个低压断路器进行短路瞬时保护. PLC选择及 I/O分配 根据本系统设计只用到20个口〔由原理图看以看出〕,但是考虑的系统在将来可能会改进,这里用了32点的华光PLC。I/O口的分配如下表所示。 I/O分配表 输入 输出 水泵1 M1 M1启动灯H1 Q3 水泵2 M2 M2启动灯H2 Q4 M1启动按钮SB1 I1 M1故障显示灯H3 Q5 M2启动按钮SB2 I2 M2故障显示灯H4 Q6 高水箱高水位 I3 故障报警 Q7 低水箱低水位 接触器KM1 Q1 高水箱低水位 I4 接触器KM2 Q2 低水箱低水位 M1热继电器FR1 I12 M2热继电器FR2 I13 M1关机按钮SB3 I10 M2关机按钮SB4 I11 选择开关 SA 手动 I5 自动A1档 I6 自动A2档 I7 图2-2 I/O分配表 3、PLC接线图设计 根据I/O分配表即可将连接电路,如原理图2-3所示.输入、输出各点共用交流220伏电源. 三、系统工作原理 系统具体控制过程如下,如原理图所示。 自动部分：当水位条件满足高位水箱达到低位且低位水箱达到高位时,当旋钮SA在A1档时,M1泵为工作泵,M2泵为备用泵,M1泵得电运行,M1泵运行指示灯亮。同理,当旋钮SA在A2档时M2泵为工作泵,M1泵为备用泵,M2泵得电运行,M2泵运行指示灯亮。当高位水箱达到高位或低位水箱到