毕业论文—基于plc的音乐喷泉系统设计

毕业论文—基于plc的音乐喷泉系统设计内容摘要：

罗母固定。 泵与电机之间用机械密封档水圈隔开，死以防漏水并保证电机安全运行。 表 2— 4 水泵的型号及规格 型号 额定流量(m3/h) 额定扬程(m) 额定功率(kW) 效率 (n%) 额定电流(A) 额定电压(V) 300 2 4 71 380 250 4 71 380 170 6 4 71 380 300 3 71 12 380 Q1006/23 120 5 3 72 380 120 4 71 380 100 3 71 380 80 6 72 380 250 5 70 12 380 170 2 71 380 本设计中采用潜水泵，根据已知条件中所提供的潜水泵的型号如表 2— 4 所示，其 型 号 从 一 到 四 号 圈 分 别 为 ： Q160— — 型 ， 两 台 ； Q100— 4— 型。 Q100— 4— 型。 Q250— 64型。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 1 13 3 喷泉控制系统硬件设计及器件选择 导线截面的选择与校验 导线是供电系统中传诵和分配电能的主要设备，需要消耗大量的有色金属，因此 在导线选择时要保证供电系统安全，可靠的运行；充分利用导线的载荷能力。 节约有色金属，降低综合投资。 导线的选择必须满足的 条件 （一）发热条件 导线通过正常计算电流时，其发热所产生的温升，不应超过正常运行时的最高允许温度，以防止因过热引起的导线绝缘损坏或加速老化。 （二）电压损失 导线通过正常计算电流时产生的电压损失，应小于正常运行时的允许电压损失，以保证供电质量（所谓电压损失就是指线路首末端电压的代数差）。 （三）经济电流密度 对高电压、长距离输电线路和大电流低压线路，其导线的截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年综合运行费用最小，节约电能和有色金属。 （四）机械强度 正常工作时，导线应有足够的机械强度 ，以防断线。 通常要求所选截面应不小于改道县在相应敷设方式下的最小允许截面，由于电缆具有高强度的内外护套，机械强度很高，因此不必校验其机械强度，但需要校验其短路热稳定度。 此外，对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求，在工程设计中，应根据技术紧急的综合要求选择导线；一般低压动力线路的电流较大，线路较段 =短，可先按发热条件选择导线截面，在校验其电压损失和机械强度。 综上所述，本设计中 380v 动力母线的截面按发热条件来选择。 按发热条件选择导线的截面 供电系统中的相线、中性线及保护先对截面的要求不同 ，在选择时应分别考虑。 （一）相线截面的选择 电流通过导线时会产生电能损耗，使导线发热。 如果通过导线的电流超过其允许值时，会使绝缘导线和电缆的温度升高，加速老化，甚至烧毁。 裸导线接头处，因湿度过高而氧化加剧，增大接触电阻，使之进一步氧化甚至烧断。 为保证导线发热所产生的温升不超过正常运行时的最高允许值，按发热条件选择导线相线截面。 （二）中性线（ N）线截面的选择 在三相四线制系统中，正常情况下中性线通过的电流仅为三相不平衡电流、零序电流及三次斜波电流，通常都很小。 （三）保护线（ PE线）截面的选择 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 1 14 正常情况 下，保护线不通过负荷电流，但当三相系统发生单相接地时，短路故障电流要通过保护线，因此保护线要考虑单相短路电流通过时的短路热稳定度，按GB50054— 1994《低压配电设计规范》规定，保护线的截面。 （四）保护中性线（ PEN）截面的选择 保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，其截面选择应满足上述二者的要求，并取其中较大的截面作为保护中性线截面。 根据上述条件选择低压动力母线 根据已知条件可知：从一到三号圈的四个潜水泵都为 ，中心的水泵为 4kw，即 Q160— — 型， 两台，扬程为 2m； Q100— 4— 型 , 扬程为 3m。 Q100— 4— 型 ,扬程为 4m。 Q250— 64型 , 扬程为 6m。 （一）电压损失的校验 根据已知条件，母线 L=，。 所以可得线路的电压损失为 满足电压损失要求。 （二）机械强度的校验 经查资料可得： 380V 穿管敷设绝缘导线的最小截面 小于所选标准截面。 既所选的 BLV— 500 型绝缘导线满足机械强度要求。 （三）潜水泵的直接启动校验 除了负载因素以外，异步电动机能否全压启动，主要取决于供电电网的容量的大小。 一般全压启动只能在几 个千瓦以下的小功率电机使用。 当功率大时需要进行校验。 计算其启动电流倍数是否满足要求。 开关设备的选择 尖峰电流的计算 根据已知条件，一到三号圈的潜水泵额定功率均为 ，额定电流为 ；四号圈潜水泵额定功率为 4kw，额定电流为 ； 尖峰电流既启动电流 ，三相异步电动机直接启动的话，启动电流是额定电流的4— 7 倍，选启动电流倍数为 7 倍。 全部投入时的尖峰电流如下表表 31： 表 31 参数 电动机 12M 2M 3M 4M 额定 电流  2 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 1 15 启动 电流  2 开关设备的选择 （一）熔断器的选择： 选择熔断器的条件： 熔断器的额定电压不低于线路的额定电压； 熔断器的额定电流应不小于它所装 熔体的额定电流； 熔断器类型应符合安装条件（户内或户外）及被保护设备 .启动时间在三秒以下轻载，启动 K＝ ～。 熔体电流应躲过线路的尖峰电流，因此，满足躲过尖峰电流的条件为：.N FE PKI kI。 对于单台电动机频繁启动时，取 K=— ，对于多台电动机的线路，取 K=— 1。 经过查资料得： FA（ 1～ 4）选 RL160/25A 型； FA5 选 RL160/40A； （二）低压断路器的选择： 低压断路器 QA 是保护消防电动机过电流，短路和欠压电压的保护设备， QA 在电机主回路中，额定电压 U 应为 AC380V，其低压断路器过电流脱扣器的额定电流应大于线路的计算电流；其动作电流应整定为躲过线路的尖峰电流。 （ DZ 系列断路器取）。 QA 的额定电流只要大于电机额定电流就可正确动作，所以经过查资料得： QA选 DZ550/30A 型； 1～ 4QA1 选 DZ520/6A 型； QA15选 DZ520/10A 型； QA31选 DZ1260/60A 型； （三）交流接触器的选择： 该控制系统中的接触器均选交流 接触器。 电机所选用的接触器主触头在主电路中，所以主触头通断负载额定电压为被控制线路额定电压 AC380V，线圈在控制回路中线圈电压取 DC24V。 通过计算并查资料选择： 1～ 4QA2 选 CJ10380/6A 型； QA25选 CJ10380/10A 型； （四）热继电器得选择： 系统中热继电器 1～ 4BB，热继电器是保护水泵电机过载和断相保护的元件。 一般情况下，可按电动机额定电流选取若继电器，热继电器的整定值为电动机额定电流的 ～ 倍，则一到三号潜水泵额定电流为 ，四号潜水泵额定电流为。 取系数为 1，则热继电器的整定值分别为 7A， 10A。 经查阅资料， BB1～ 4 选 JR166/3A； BB5 选 JR1610/3A 型； （五）控制按钮的选择： 按钮是短时切换小电流控制电路的开关，依据控制功能，选择按钮的结构形式及颜色，如果急操作选择蘑菇形钮帽的紧急按钮，特殊需要选择带指示灯的按钮，停止按钮用红色，启动按钮用绿色。 可根据同时控制的路数，通或断选择触头对数及种类，确定所需型号的按钮。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 1 16 其中： SF2 停止按钮，选 LAY37 型红色按钮； SF1 启动按钮，选用 LAY37 绿色按钮； SF3， SF4 为单周期 /循环按钮，选 LA25－ 11型绿色按钮。 （六）其它器件： 电流表只需选用读数范围与线路电流相等即可，选用 42L6－ A型电流表； 由于供水系统工作在潮湿环境，所以对于导线的选择应选择防水型导线； 低压电缆母线选择 BLV— 500，（ 3*10+PEN10） G32； 彩灯的选择为： LED 灯，一到三号喷圈为 3W，四号喷圈为 15W。 元件选型后，按元件所在电控柜分类制成元件明细表如下表 3－ 2 所示： 表 3－ 2 元器件目录表 代号 名称 数量 规格型号 备注 PLC 可编程控制器 1 CPM1A10CDT 晶体管输出型 SF1 启动按钮 1 LAY37 绿色 SF2 停止按钮 1 LAY37 红色 SF SF4 单周期 /循环按钮 各 1 LAY37 绿色 1～ 4QA1 低压断路器 5 DZ520/6 脱扣电流值为 6A QA15 低压断路器 1 DZ520/10 脱扣电流值为10A QA 低压断路器 1 DZ550/30 脱扣电流值为30A QA31 低压断路器 1 DZ560/60 脱扣电流值为60A 1～ 4QA2 交流接触器 5 CJ10380/6 线圈电压 24VDC QA25 交流接触器 1 CJ10380/10 线圈电压 24VDC FA1～ 4 熔断器 5 RL160/25 熔体 25A FA5 熔断器 1 RL160/40 熔体 40A BB1～ 4 热继电器 5 JR166/3 整定值为 6A BB5 热继电器 1 JR1610/3 整定值为 10A 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 1 17 1～ 72EA1 彩灯 72 ABS12V LED 显示，12VDC,3W， 为黄色 1～ 30EA2 彩灯 30 ABS12V LED 显示，12VDC,3W， 为绿色 1～ 14EA3 彩灯 14 ABS12V LED 显示，12VDC,3W， 为兰色 1～ 24EA4 彩灯 24 ABS12V LED 显示，12VDC,15W， 为白色 M1～ M2 潜水泵 2 潜水泵 (三相交流异步 ) M3～ M4 潜水泵 2 潜水泵 (三相交流异步 ) M5 潜水泵 1 QY25064 潜水泵 (三相交流异步 ) 1 号 喷头 216 KTB117 万向直流喷头 2 号 喷头 10 HZB113 花柱喷头 3 号 喷头 42 KTB115 万向直流喷头 4 号 喷头 8 SZB310 中心水柱喷头 A 电流表 3 42L6A TA 电流互感器 1 BLV 三相电缆 1 BLV3*10 30alIA 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 1 18 PLC 控制系统硬件的设计 PLC 概况和发展 （一）国外 PLC 发展概况 PLC 自问世以来，经过 40 多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成为重要的产业之一。 世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种 不断翻新。 产量产值大幅度上升而价格则不断下降。 1968 年美国 GM(通用汽车 )公司提出取代继电器控制装置的要求，第二年美国数字公司研制出了第一代可编程序控制器，满足了 GM 公司装配线的要求。 随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有第五代 PLC 产品了。 在以改变几何形状和机械性能为特征的制造工业和以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征的过程工业中，除了以连续量为主的反馈控制外，特别在制造工业中存在了大量的开关量为主的开环的顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作号按照时序动作。 另外还有与顺序、时序无 关的按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制。 以及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量的越限报警等状态量为主的 — 离散量的数据采集监视。 由于这些控制和监视的要求，所以 PLC 发展成了取代继电器线路和进行顺序控制为主的产品。 在多年的生产实践中，逐渐形成了 P。