用logo配合plc增强供水控制的可靠性.doc
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1、成人高等教育 毕业设计(论文)题 目用LOGO配合PLC增强供水控制的可靠性 学 院 自动化学院 专 业 电气工程及其自动化 年 级 姓 名 指导教师 (2011 年 5月)广东工业大学继续教育学院制用LOGO配合PLC增强供水控制的可靠性摘要本文对我厂供水系统的常见故障进行了分析,故障主要来源于控制水泵机组的高压真空开关和液压控制阀门两大部分。真空开关故障会造成电机不能启动而无法抽水,水泵的控制阀门故障又会造成无法正常供水。为此,本人提出了用LOGO对真空开关和液控阀门进行编程改造,其中核心为在真空开关上进行了“三选二”的信号模式和在液控阀上增加了压力传感器控制,并对中控PLC进行了论述。通
2、过论述其原理及改造过程,反映出这次改造的成果,并论证了这次改造的可行性及可靠性,具有一定的实用价值和推广意义。我在一家自来水厂的远程取水点(分厂)工作,工厂运行约10年,设备已进入了故障多发期,而传统的继电控制线路由于长期频繁开停工作,已经常出现触头烧坏或接线不良现象,但大家也知到供水是不能停下来的,为了减小控制系统中的连接导线和机械触点的运行,提高控制的可靠性。采用可编程序控制器已成为首先,为了既能节约成本和减小工作量,又能实现可靠控制的目的,为此,本次改造采用了廉价的西门子LOGO配合原有的S300系列PLC,在不增加信号电缆的低成本和少工作量的基础下,完成水泵程序可靠控制的全过程。目前,
3、采用可编程序控制器不但工作可靠,而且还能节约导线材料(铜材),可称得上是环保的控制方式。关健词:供水控制,LOGO,PLC,可靠性AbstractAuthor:Guo Jian YeTutor:Cui Zheng PingIn this article, I plant the common water supply system failure analysis, High-pressure water pump control problems mainly from the vacuum switch and hydraulic control valves in two parts.
4、Vacuum switch failure may cause the motor does not start, can not pump water, pump control valve failure will prevent this water supply. To this end, I propose that the use of LOGO on the vacuum switch and the hydraulic control valve reconstruction program, which the core is in a vacuum switch on th
5、e three selected two signal mode and the hydraulic control valve increases the pressure sensor control and are discussed in the PLC control. The principle and by discussing the transformation process, reflecting the outcome of this transformation and demonstrates the feasibility and reliability of t
6、his transformation, has some practical value and popularization.I have a water plant intake point (branch) of the work, the factory about 10 years of operation, the device has entered a period of multiple failures, The traditional relay control device to open frequently stopped due to the long work
7、of burned out or have frequent contact wiring negative phenomena,But we also know that water can not be stopped, in order to reduce the control system wiring and mechanical contact of the operation, improve the reliability of control,Programmable process controller has become the first, in order to
8、both save costs and reduce the workload, but also aim to achieve reliable control, The transformation of this cheap Siemens LOGO used with the original S300 series PLC, the signal cable at no additional cost and less workload basis, Reliable control of pump program the whole process.Currently, the u
9、se of programmable process controller not only reliable but also saves wire material (copper), can be regarded as environmentally friendly control method.Key words: Water supply Control,LOGO,PLC,Reliability 目录1绪论11.1可编程控制器的发展过程和趋势11.2用可编程控制器控制水泵的意义31.3本文在组织结构上的安排42原供水控制系统52.1液压控制阀门52.1.1液压系统分析52.1.2
10、液控阀电气分析72.2真空断路器102.2.1概述102.2.2结构122.2.3真空断路器内部接线原理132.3泵站中央控制系统132.3.1泵站监控系统简述132.3.2泵站机组监视与控制152.3.3报警213根据缺陷提出新控制构思233.1原控制缺陷233.1.1液控阀存在缺陷233.1.2真空断路器存在缺陷233.2新控制方案243.2.1液控阀新控制方案243.2.2真空断路器新控制方案244用LOGO实现新控制要求274.1LOGO的简介274.1.1如何识别LOGO274.1.2证书和认证274.1.3回收和处理284.1.4模块化的LOGO最大设置284.1.5存储器空间和电
11、路程序大小294.2液控阀的LOGO控制324.2.1液控阀的LOGO外部电路324.2.2液控阀的LOGO内部程序334.3真空断路器的LOGO控制374.3.1真空断路器的LOGO外部电路374.3.2真空断路器的LOGO内部程序38结论39致谢40参考文献41附录A42附录B44附录C46501 绪论1.1 可编程控制器的发展过程和趋势可编程逻辑控制器,又称可编程控制器,有过多种定义。可以看作是一种经过特殊设计的工业计算机,整个的设计原则就是简单与实用。1968年美国通用汽车公司(GM),根据市场形势的发展,对生产提出了“多品种,小批量,不断翻新汽车品牌型号”的战略。但汽车生产流水线的自
12、动控制系统基本上是由继电器控制装置构成的,汽车的每一次改型都直接导致生产流水线中的继电器控制装置的重新设计和安装。显然,这种继电器式的控制装置已无法满意足这种小批量、多品种、经常改型的生产需要。有没有一种能方便地改变控制方案的新型工业控制装置呢?这种新的工业控制装置又是什么样子?当时大家都不知道。通用公司用“编程简单方便,可在现场修改程序”、“模块化结构”、“体积小”、“可靠性高”、“维修方便”等十项功能指标,描述了这种设想的全新工业控制装置。1969年美国通用汽车公司(DEC),按通用公司的功能要求,研制出了这种新型工业控制装置,这就是世界上第一台可编程控制器(简称PLC),型号为PDP14
13、,具有逻辑控制及顺序控制的功能。其后,美国的MODICON公司也推出了同名的084控制器,1971年日本推出了DSC80控制器,1973年西欧国家的各种可编程控制器也研制成功。这些早期的控制器满足了最初的要求,并且打开了新的控制技术的发展大门。但是,随着微电子技术的发展,现今的PLC已具有运动控制、数据处理、联网通信等功能的名符其实的“多功能控制器”,PLC及其网络已被公认为实现现代工业自动化支柱之一(PLC、机器人、CADCAM)。因此,国际电工委员会给PLC的最新定义是:“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计,它采用了可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻
14、辑运算,顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备,都按易于与工业系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计”。PLC的发展也是与计算机技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关,正是这些高新技术的发展推动了可编程控制器的发展。从控制功能来看,可编程控制器的发展大致经历了4个阶段:1、 初级阶段:从第一台PLC问世到20世纪70年代中期由于第一代PLC是为了取代继电器的,因此,主要功能是逻辑运算和计时、计数功能。CPU由中小规模数字集成电路构成。主要产品有:MODICON公司的0
15、84,AB公司的PDQIL,DEC公司的PDP14,日立公司的SCY022等。第一阶段就采用了梯形图语言作为编程方式,尽管有些枯燥,但却形成了工厂的编程标准。2、 扩展阶段:从20世纪70年代中期到70年代末期这一阶段PLC产品的控制功能得到很大扩展。扩展的功能包括数据的传送、数据的比较和运算、模拟量的运算等功能。这一阶段的产品有MODICON的184,284,384,西门子公司的SIMATICS3系列,富士电机公司的SC系列产品。3、 通信阶段:20世纪70年代末期到80年代中期这一阶段产品与计算机通信的发展有关,形成了分布式通信网络。但是,由于各制造商各自为政,通信系统也是各有各的规范。由
16、于在很短的时间内,PLC就已经从汽车行业迅速扩展到其它行业,作为继电器的替代品进入了食品、饮料、金属加工、制造和造纸等多个行业。其次,产品功能也得到很大的发展。同时,可靠性进一步提高。这一阶段的产品有西门子公司的SIMATICS6系列,GOULD公司的M84,884等,富士电机的MICRO和TI公司的T1530等。4、 开放阶段:从20世纪80年代中期开始由于国际标准化组织提出了开放系统互连的参考模型OSI,使PLC在开放功能上有较大发展。主要表现为通信系统的开放,使各制造厂商的产品可以通信,通信协议开始标准化,使用户得益。此外,PLC开始采用标准化软件系统,增加高级语言编程,并完成了编程语言
17、的标准化工作。LOGO是西门子(SIEMENS)公司针对控制设备及编程内容较少的场所而开发的集成逻辑编程器,符合早期可编程控制器的定义,但输入点没有电气隔离,与我们常用的光电隔离PLC不同。LOGO具有应用领域广泛、功能强并易于操作的特点,在实际应用领域中具有较高的性价比。但存储器的容量较小,因而要求编程尽可能优化、精简。这次控制采用的是LOGO!230RC、LOGO!DM8 230R和LOGO!AM2。1.2 用可编程控制器控制水泵的意义我在一家自来水厂的远程取水点(分厂)工作,工厂运行约10年,设备也进入了故障多发期,而传统的继电控制线路由于长期频繁开停工作,很容易出现触头烧坏或接线不良现
18、象,但大家也知到供水是不能停下来的,为此,对经常出现故障的电气控制线路进行改造显得由其重要,本次改造采用了西门子的LOGO配合原有的S300系列PLC,在不增加信号电缆的低成本和少工作量的基础下,完成水泵程序控制的全过程。采用PLC控制不但耗电小、运行噪声低,而且还具有以下优点:1、 可靠性PLC不需要大量的活动元件和连线电子元件。它的连线大大减少。使系统维修简单、维修时间短。PLC还采用了一系列可靠性设计的方法进行设计。例如:冗余的设计,断电保护,故障诊断和信息保护及恢复。PLC有较高的易操作性。它具有编程简单,操作方便,维修容易等特点,一般不容易发生操作的错误。PLC是为工业生产过程控制而
19、专门设计的控制装置,它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言。编程出错率大大降低。2、 易操作性对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。程序的输入直接可接显示,更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找,然后进行更改。PLC有多种程序设计语言可供使用。由于梯形图与电气原理图较为接近。容易掌握和理解。PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时,通过硬件和软件的自诊断,维修人员可以很快找到故障的部位。3、 灵活性PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样
20、性使编程简单、易用。总之,可编程控制器的接线简单、运算可靠的特点刚好解决了我厂设备故障的根源。采用LOGO减小了控制系统中的连接导线和机械触点的运行,提高了控制的可靠性,增强了供水的稳定性,这次改造用了低成本和小工作量就能实现了可靠控制、可靠供水的目的,具有一定的实用价值和推广意义。1.3 本文在组织结构上的安排1、 在本章绪论部分着重论述LOGO和PLC在供水控制中的意义。2、 本文第二章为原供水控制系统分析,其中包括液控阀、真空断路器分析和中控PLC简介。3、 第三章,指出存在问题,提出了新的控制构想,并分析其可行性。4、 第四章为实现新的控制要求,包括用LOGO对液控阀和真空开关进行控制
21、设计的全过程。5、 最后为结论,总结了这次改造的成果。本文可以为LOGO的初学者提供了很好的学习机会。由于本人水平有限,加之时间仓促,文中难免有不妥之处,请读者不吝指正。2 原供水控制系统2.1 液压控制阀门我厂采用的是湖北洪城通用机械股份有限公司的蓄能罐式液控缓闭止回蝶阀,型号为Dx7k41x10。该阀必须与泵实现联动控制,虽然该阀有就地操作的功能但该功能仅在阀门调试过程中或管道需同一泵注水时采用,事后整个启泵、停泵操作必须与阀门联动控制。水泵电机的电源为AC10kV,泵的电源与阀门的控制电源不同电压;不能采用同一电源,但阀门的控制电源AC380V必须与泵是同级别的负荷(一级负荷),即一定要
22、保证阀门的控制电源与泵的电源具有同等程度的可靠性。阀门的出厂参数为开阀30s1s;快关8s1s,慢关16s1s,快关6510,慢关2510。但参数可调,具体如下:表2.1液控阀开关参数表阀门通径(DN)10001000开阀时间(s)106030120可 调关阀时间(s)快 关225330慢 关460560关阀角度()快 关6510慢 关25102.1.1 液压系统分析1、 液压工作原理(1)动力源:启动油泵电机,油泵运转,液压油经单向阀6-1、6-2流向系统,YV1、YV2失电,蝶阀处于关闭状态,打开截止阀11-1、11-2,油泵开始向蓄能罐供油,当压力升至17MPa时,压力控制器9发出信号,
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