空调水泵风机控制系统设计.docx
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空调水泵风机控制系统设计
扬州大学
本科生课程设计报告
题目
课程
专业
班级
学号
姓名
指导老师
完成日期
目录
1绪论…………………………………………………………………………….2
1.1课程题目…………………………………………………………………2
1.2设计目的及要求…………………………………………………………2
1.3原始资料…………………………………………………………………2
1.4课题要求…………………………………………………………………2
1.5日程安排…………………………………………………………………2
1.6主要参考书………………………………………………………………3
2器件选择……………………………………………………………………….4
2.1总体结构…………………………………………………………………4
2.2具体器件的选择…………………………………………………………4
2.2.1液位传感器的选择……………………………………………….…4
2.2.2接触器的选择…………………………………………….……….…4
2.2.3热继电器的选择……………………………………………….….…5
2.2.4时间继电器的选择……………………………………………..……5
2.2.5风机及水泵的选择……………………………………………….…5
3程序设计…………………………………………………………………….…6
3.1总体设计思路…………………………………………………….…….6
3.2PLC输入输出口分配…………………………………….…….……….7
3.3主电路设计……………………………………………….…………….7
3.4输入输出接线图……………………………….………….…………….8
3.5梯形图……………………………………….…………………………..8
4安装、接线及系统联合测试…………………………………………………11
5后期工作………………………………………………………………………12
6总结……………………………………………………………………………13
7参考文献………………………………………………………………………15
1绪论
1.1课程题目
空调水泵风机控制系统设计
1.2设计目的及要求
1．熟悉电气控制系统的一般设计原则、设计内容及设计程序。
2．掌握电气设计制图的基本规范，熟练掌握PLC程序设计的方法和步骤。
3．学会收集、分析、运用电气设计有关资料及数据。
4．培养独立工作和工程设计能力以及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。
1.3原始资料
两台风机、两台水泵分为两组互为备用，协调工作，保证了空调机组的安全、可靠的运行,对于空调机组的节能运行意义重大。
采用PLC对风机和水泵空调机组实现控制，其具体要求如下：
1.两台风机、两台水泵分为两组互为备用；以12小时为时间单位交流运行。
2.水泵由液位控制分上、中、下三个液位：
当上、中液位或上液位无信号时关闭水泵；当三个液位都无信号时同时开启两组水泵。
当水泵关闭一小时后风机开两小时。
3.风机7。
5KW，AC380V，2台，水泵15KW，AC380V，2台。
1.4课题要求
1.设计原则：
国家现行有关电气设计规范及主管部门规定等。
2.设计范围：
控制系统主电路及控制电路设计，电器设备选型。
3.设计成果：
课程设计报告（设计说明书及计算书等），主电路图、控制电路图、流程图、I/O端子接线图、梯形图及程序。
（所有成果均应为打印稿）
1.5日程安排
本次课程设计时间共一周，进度安排如下：
1.设计准备，熟悉有关电气设计规范，熟悉课题设计要求及内容。
（一天）
2.分析控制要求、主电路及控制电路方案设计。
（一天）
3.绘制控制流程图、I/O端子接线图。
（一天）
4.梯形图设计、编制程序及程序说明。
（一天）
5.整理计算书及图纸、写课程设计报告。
（一天）
1.6主要参考书
1.《电气控制与可编程控制器应用技术》 郁汉琪主编 东南大学出版社
2.《工厂电气控制技术》 方承远主编 机械工业出版社
3.《可编程控制器原理应用网络》 徐世许主编 中国科学技术大学出版社
4.《工厂常用电气设备手册》（第２版）上、下册 中国电力出版社
2器件选择
2.1总体结构
根据分析可知，设计的控制系统主要完成开/关水泵，开/关风机的控制。
此系统中有两台风机、两台水泵分为两组互为备用；水泵由液位控制分上、中、下三个液位，故而有三个液位传感器。
2.2具体器件的选择
2.2.1液位传感器的选择
选用LSF-2.5型液位传感器，其中“L”表示光电的，“S”表示传感器，“F”表示防腐蚀的，2.5为最大工作压力。
LSF系列液位开关可提供非常准确、可靠的液位检测。
其原理是依据光的反射折射原理，当没有液体时，光被前端的棱镜面或球面反射回来；当有液体覆盖光电探头球面时，光被折射出去，这使得输出发生变化，相应的晶体管或继电器动作并输出一个开关量。
应用此原理可制成单点或多点液位开关。
LSF光电液位开关具有较高的适应环境的能力，在耐腐蚀方面有较好的抵抗能力。
相关元件只要技术参数如下：
（1）工作压力可达2.5MPa
（2）工作温度上限为125℃
（3）触点寿命为100万次
（4）开关电压为24VDC
（5）触点容量为70W
（6）切换电流为0.5A3.3
在此次课程设计中，I/O接线图中用限位开关来代替液位传感器。
2.2.2接触器的选择
选用CJ20-16型接触器，其中“C”表示接触器，“J”表示交流，20为设计编号，10/16为主触头额定电流。
相关元件主要技术参数及原理如下：
（1）操作频率为1200/h
（2）机电寿命为1000万次
（3）主触头额定电流为16次（A）
（4）额定电压为380/22（A）
2.2.3热继电器的选择
选用JR16B-60/3D型热继电器，其中“J”表示继电器，“D”带断相保护。
相关元件主要技术参数及原理如下：
（1）额定电流为20（A）
（2）热元件额定电流为32/45（A）
2.2.4时间继电器的选择
选用JS11-61型时间继电器，此时间继电器是通电延时继电器，3常开，2常闭，同时可延时范围：
0~12h。
2.2.5风机及水泵的选择
风机7.5KW，AC380V，2台；水泵15KW，AC380V，2台。
3程序设计
3.1总体设计思路
经过对上述设计要求的深入思考后，对系统的设计过程有了一定的构架。
具体的想法有以下几点：
系统为空调水泵风机控制，需要对液体的液面高度进行监控，因此，需要运用到传感器进行液面高度的监控。
当液面高度在一定高度时，水泵运行或停止运行；风机根据水泵运行与否在决定自身是否运行。
当信号显示上液位时，两台水泵均不开启；当信号显示为中液位时，开启一台水泵，直至液位达到上液位，关闭水泵，一小时之后开风机两小时；当液位为下液位时，同时开启两台水泵，直至液位达到上液位，关闭水泵，一小时之后开风机两小时。
其控制流程图如下：
3.2PLC输入输出口分配
输入信号
启动按钮SB0
X0.00
停止按钮SB1
X0.01
启动按钮SB2
X1.00
停止按钮SB3
X1.01
指示按钮SB4、SB5、SB6
X0.11X0.12X0.13
输出信号
接触器KM1
Y10.00
接触器KM2
Y10.01
接触器KM3
Y10.02
接触器KM4
Y10.03
信号指示KM1运行
Y0.04
信号指示KM2运行
Y0.05
信号指示KM3运行
Y0.06
信号指示KM4运行
Y0.07
3.3主电路设计
3.4输入输出接线图
3.5梯形图
因为此系统周期较长，故用10s代表12h，7s代表2h,5s代表2h。
图如下。
（续上图）
（续上图）
LD0.00ANDNOT10.00
OR10.00TIM001#50
ANDNOT0.01LD1.00
ANDNOT0.08ANDNOT10.02
LDNOT10.02TIM002#50
OR0.10LD10.00
ANDLDANDTIM001
OUT10.00ANDNOTTIM003
LD1.00OUT10.01
OR10.02OUT10.01
ANDNOT1.01LD10.01
LDTIM000TIM003#70
OR0.10LD10.02
ANDLDANDTIM002
ANDNOT0.09ANDNOTTIM004
LDNOT10.00OUT10.03
OR0.10LD10.03
ANDLDTIM004#70
OUT10.02LD10.00
LD0.11OUT0.04
OUT0.08LD10.01
LD0.12OUT0.05
OUT0.09LD10.02
LD0.13OUT0.06
OUT0.10LD10.03
LD10.00OUT0.07
TIM000#100
LD0.00
4安装、接线及系统联合测试
按照电气设计图完成接线，对程序系统与电气系统进行联合测试，详细步骤略。
如不满足要求，再回去修改程序或检查接线，直到满足要求为止。
5后期工作
5.1操作过程
在此次课程设计中，在实验箱上模拟了空调水泵风机控制系统装置的工作过程，用开关代替液位高度，用信号灯表示风机和水泵的工作状态。
因为此系统周期较长，故用10s代表12h，7s代表2h,5s代表2h。
1.按下启动开关，启动系统。
两台水泵指示灯以10s为时间单位交流运行。
当水泵1运行，其线圈得电，其常闭触电就断开，水泵2就不运行；同理当水泵2运行，其线圈得电，其常闭触电就断开，水泵1就不运行
2.当液位为上液位：
按下开关SB4，线圈上液位得电，上液位常闭触点断开，两水泵均不可以运行。
3.当液位为中液位：
按下开关SB5，线圈中液位得电，中液位常闭触点断开，水泵KM1运行，水泵KM2不运行。
到上液位时，水泵KM1停止运行，定时器1开始计时，5s后，风机1开始运行，同时定时器3开始计时7s，风机1停止运行。
4.当液位为下液位：
按下开关SB6，线圈下液位得电，下液位常开触点闭合，两台水泵同时工作。
到中液位或上液位时，参见弟2、3点。
水泵停止运行，定时器1、2开始计时，5s后，风机1和风机2开始运行，同时定时器3和定时器4开始计时7s，风机停止运行。
6总结
随着人类社会的发展和进步，人们对生活品味的要求逐渐提高，越来越需要从简单的重复劳动中解脱出来。
自动控制技术的出现目的就是为了用更少的人力投入并更高效且稳定的实现这种生产。
PLC控制从20世纪60年代起在汽车生产中的应用中开始以来，越来越表现出顽强的生命力，在一些以前所不曾涉及的区域如模拟量控制方面有了更大的发展。
现在PLC控制技术几乎涉及了所有的工业生产类别。
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的内存，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能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.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合
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