96分基于S7-200PLC的地铁排水控制系统毕业设计优秀论文

清华大学毕业设计 系统硬件选型

Q2.7 Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7 Q4.0 Q4.1 Q4.2 池4低水位指示 池4排水位指示 池4满水位指示 第一台电机运行指示 第二台电机运行指示 第三台电机运行指示 第一台电机工作时间指示灯 第二台电机工作时间指示灯 第三台电机工作时间指示灯 第一台电机故障报警指示 第二台电机故障报警指示 第三台电机故障报警指示 由表3-1可以看出，本次共需要17个输入接口，29个输出接口，而实验室的西门子西门子S7-200 CPU224型PLC有22输入18输出，输入满足条件，输出不够，这应该添加扩展模块。

3.2 系统控制方案图

对于一个系统，我们应该有其工作的方案图，通过工作的方案图，可以明显的看出系统的工作过程，对于本系统，我有以下设计：

①设计了四个水池，每个水池都有进出水阀门，每个阀门引一条线给予控制器，通过控制器的控制来确定阀门的开关；

②设计了三个电动机，每个电动机有一个驱动器来进行驱动，电动机来带动水泵的运行，水泵的排水管道进入市政不同的排水沟；

③每台电动机有过电流反馈信号，通过这个信号，可以确保电机不会因为电流过大而导致损坏；

④本系统有声光报警信号，可以提供故障报警； ⑤本系统设计了PC数据口接线，可以进行与PC通讯。

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PC接口数据线声光报警信号控制器对电磁阀的控制输出信号电机驱动输出信号驱动器1各池水位传感器对PLC的反馈信号驱动器2驱动器3各电机过流过压过热反馈信号池1池2池3池4电机1阀4电机2电机3阀1阀2阀3水泵由电机驱动箭头指向为水流流向主泵1主泵2备用泵排水沟 图3.1 系统控制方案图

3.3 传感器的选择

LC-SW1型水位传感器容器内的水位传感器，将感受到的水位信号传送到控制器，控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出\开\关\的指令，保证容器达到设定水位。进水程序完成后，温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出\开\的指令，于是系统开始对容器内的水进行加热。到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源，系统进入保温状态。程序编制过程中，确保系统在没有达到安全水位的情况下，控制热源的电动调节阀不开阀，从而避免了热量的损失与事故的发生。

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3.4 阀门的选择

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能，ZBSF不锈钢电磁阀为分步动作直接先导式电磁阀，根据断电时所处开关状态的不同，可分为常闭电磁阀和常开电磁阀。常闭电磁阀，线圈通电后衔铁在电磁力作用下先带动副阀工启，主阀形成的介质压差和电磁力的作用下而开启。线圈断电，衔铁部件复位，主副阀利用介质压力而紧密关关闭。

常开电磁阀，线圈通电后，衔铁在磁力作用下下移，推动副阀阀塞下移，直到和副阀座压紧，副阀关闭，由于主阀阀杯上下压差趋于相等，主阀阀杯由磁力和自重压紧紧密封面，阀门关闭。线圈断电，磁力为零，衔铁和副阀阀塞由弹簧作用上升，副阀打开，主阀阀杯内介质经副阀流走，压力下降，主阀阀杯由下下压差作用向上升起，主阀打开，阀门开启。

图3.1 阀门结构图

3.5 泵的选择

GDD型泵是管道式安装的立式单级单吸清水离心泵，广泛应用于农业给排水、自来水加压、高层建筑消防生活供水以及空调冷暖循环系统，主要供输送稀释的、不腐蚀的清水及物理化学性质类似水，不含固体颗粒或纤维的液体。

GDF250-20性能参数：

表3.2 GD250-20 水泵详细参数

品牌：冠星水泵 性能：防爆 型号：GD250-20 用途：管道泵 材质：铸铁 泵轴位置：边立式

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叶轮结构：封闭式叶轮 叶轮数目：6 轴功率：2.4（kW） 结构原理：喷射泵 叶轮吸入方式：单吸式 扬程：20（m） 吸入口径：250（mm） 流量：327（m3/h） 汽蚀余量：3.5（m） 排出口径：250（mm） 规格：GD40-15 3.6 电机的选择

与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。

表3.3 Y90L-2 电机详细参数 型号 额定功率 额定转速 额定电流 效率 功率因数 堵转电流 堵转转矩 最大转矩 Y90L-2 2.2kw 2840r/min 4.7A 82% cosφ=0.86 7.0A 2.2 2.2 由于本系统仅控制电机的启停与工作状态的保持，只需让电机保持在额定功率的运行即可，故选用成本较低的鼠笼式三相异步电机。

3.7 接触器的选择

对于本系统，应该采用交流接触器，交流接触器主要由四部分组成:(1) 电磁系统，包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯；(2)触头系统，包括三组主触头和一至两组常开、常闭辅助触头，它和动铁芯是连在一起互相联动的； (3)灭弧装置，一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置，以便迅速切断电弧，免于烧坏主触头。

查新简明电工手册选择CJXIF-9型交流接触器 主要技术参数: ①额定电流:9A ②线圈控制电压：220V

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