PLC课程设计水电站说明书
目录摘要………………………………………………………………………………………
引言………………………………………………………………………………………
任务与分析………………………………………………………………………………
1 设计方案……………………………………………………………………………
1.1PLC系统原理图的设计……………………………………………………………
1．1．1压缩机主电路设计……………………………………………………………
1．1．2双线圈电磁阀…………………………………………………………………
1．1.3PLC系统输入输出信号及选型…………………………………………………
1．1．4PLC系统控制电路……………………………………………………………
1.2 I/O口地址分配……………………………………………………………………
1.3梯形图控制程序……………………………………………………………………
结论………………………………………………………………………………………
参考文献…………………………………………………………………………………
摘要
在自动化的水电站中，机组调速器及主阀油压装置的气源通常由专设的厂内高压气系统供给的。通过PLC系控制系统完成系高压空气压缩装置设计。
关键词：高压空气压缩压缩机自动控制
引言
目前，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，PLC已由最初一位机发展到现在的以16位和32位微处理器构成的微机化PC，而且实现了多处理器的多通道处理。如今，PLC技术已非常成熟，不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，使PLC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱。
随着PLC应用领域日益扩大，PLC技术及其产品结构都在不断改进，功能日益强大，性价比越来越高。PLC控制系统有如下优点：（1）编程简单，可以现场修改程序；（2）维护方便，最好是插件式；（3）可靠性高于继电器控制柜；（4）体积小，功耗低；（5）可
将数据直接送入到管理计算机；（6）功能强，性价比高。基于上述优点因此水电站高压空气压缩装置采用PLC控制系统设计。
任务与分析
在自动化的水电站中，机组调速器及主阀油压装置的气源通常由专设的厂内高压气系统供给的。本此设计的主要目的是将原来的接线复杂的自动高压空气压缩装置改为由PLC控制系统的自动控制，从而简化了线路，调试方便，易于控制，提高了系统的可靠性，降低了成本。
水电站高压空气压缩装置的具体要求有：（1）系统应具有自动向储气罐充气，维持储气的气压在规定的范围内；（2）系统有两台压缩机组成，系统正常情况下，一台为工作压缩机，一台为备用压缩机。电机运行有指示；（3）两台压缩机的工作关系应能做出选择（手动，自动，备用的选择）。在手动轮换时主、备用空气压缩机应能单独手动启停，手动启停不受系统压力的影响；两台压缩机的工作关系应能轮换，分为手动轮换和自动定时轮换；（4）空气压缩机启动和停止过程中，没有无负荷启动阀；电机直接启动；（5）当储气罐气压降到工作压力下线时，主用空压机应自动投入；（6）当储气罐气压降到工作压力过低下限时，备用空气压缩机自动投入工作；（7）当备用空气压缩机投入时，应能同时发出报警信号（光报警）；（8）当压力过高或压缩机出口温度过高时发出报警信号（光报警）；（9）电磁阀由双线圈控制（开线圈和关线圈），并有位置信号返回PLC；（10）按电机功率5.5KW设计主回路，电磁阀（5A）应单独的设计驱动电路，不能有PLC直接驱动；（11）两台电机有各自的过载保护，过载时应有指示（声光报警，其中报警声能消除）；（12）系统有压力过高，压力正常，压力下降，压力过低和出口温度高触电信号输入PLC;使用电接点压力表测量压力（为开关量）。
自动操作：将SF1切换到自动位置，当出气筒气压下降到工作压力及的启动压力时，QA2线圈得电，QA2的主触电闭合，工作空气压缩机的电动机启动，从而带动高压气机向贮气筒储气。当压力上升到正常时，QA2线圈失电，QA2的主触电断开，空气压缩机的电动机停止工作。
备用投入：将SF2切换到备用位置，由于某种原因使贮气筒压力继续下将到备用的启动压力，则备用压缩机的电动机启动。当贮气筒压力上升到正常压力时，备用压气机的电动机停止运转。
手动操作：此时压气机的启动和停止不是由压力控制器控制，而是由值班人员压力表的指示，人工进行操作。当贮气筒压力下降启动压力值时，值班人员手动将切换开关SF1或SF2切换到手动位置，以后的动作与上诉自动操作相同。
PLC控制系统系统设计包括：控制系统原理图、I/O口地址分配、梯形图控制程序。
1 设计方案
1.1PLC系统原理图的设计
1．1．1压缩机主电路设计
由QA2，QA3线圈的主触电分别对压缩机MA1和MA2动作进行启停，用BB1和BB2进行过载保护控制（详见图1压缩机主电路）。
图1压缩机主电路
1．1．2双线圈电磁阀
由双线圈电磁阀1和双线圈电磁阀2组成，用于压缩机出口温度过高时打开阀门冷却压缩机，通过QA4线圈主触电闭合打开电磁阀MB1，通过QA5线圈的主触电关闭打开电磁阀MB2。通过QA6线圈主触电闭合打开电磁阀MB3，通过QA7线圈的主触电关闭打开电磁阀MB4。
图2 双线圈控制电路
1．1.3PLC系统输入输出信号及选型
压缩机1有自动，手动，备用三种模式（3个输入），压缩机2有自动，手动，备用三种模式（3个输入），轮换模式选择：进行自动轮换和手动轮换（1输入），电磁阀1和电磁阀2的开通和关闭判断利用行程开关具有反馈（4个输入），利用电接点压力表对气压反馈，有压力过高、压力正常、压力低、压力过低返回PLC（4个输入），一个按扭取消过载报警（1个输入），BB1和BB2热继电器用于检测电机是否过载（2个输入），两个温度继电器BT1和BT2分别用于检测压缩机1和压缩机2的出口温度（2个输入）。总计需要占用20个PLC的输入口资源。
压缩机1线圈QA2和压缩机2线圈QA3（2个输出），电磁阀1开线圈QA4，电磁阀1开线圈QA5（2个输出），电磁阀2开线圈QA6，电磁阀2关线圈QA7（2个输出），气压过低报警、气压过高报警、备用投入报警、过温报警（4个输出），电机1过载报警和电机2过载报警，警铃（3个输出）。总计需要占用13个PLC的输出口资源。
根据占用的输入，输出口资源。选用了CPU226AC/DC继电器。
1．1．4PLC系统控制电路图
图3 双线圈控制电路
1.2 I/O口地址分配
1.3梯形图控制程序
结论
水电站高压空气压缩装置的电气控制部分采用了S7200系列的PLC，简化了原来的复杂接线控制，控制简单，实现了水电站高压空气压缩的电气自动控制。
【参考文献】
[1]王永华，《现代电气控制及PLC应用技术》，北京：北京航空航天大学出版社，2003.9
[2]SIEMENS公司，SIMATIC S7-200系统手册
[3]SIEMENS公司的低压电器手册