水箱液位控制系统设计样板.docx

《水箱液位控制系统设计样板.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水箱液位控制系统设计样板.docx（19页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、毕业论文题目：水箱水位的DCS控制的设计电气工程系机电设备维修管理机修09孟凡松20230860杨斌山摘要设计和实现了一种采用可编程序控制器为主控制机的供水控制系统。该控制系统是在老式水箱供水的基础上，加入了DCS、变频器等器件构成，可以实现水箱水位的供水。详细论述了系统硬件构造、操作流程和控制措施，以和各器件之间的协调控制措施，实现了对水箱水位的自动控制，提高了供水质量。关键词：DCS(Programmab1e1ogicContro11er)一概述1二水箱供水自动控制系统方案设计2设计方案2三水箱水位自动控制系统设计错误!未定义书签。1水泵电动机控制电路的设计错误!未定义书签。2水位传感器I

2、句选搔错误味定义书签。四水箱水位自动控制系统的构成错误!未定义书签。1、系统构成和其控制规定错误!未定义书签。2系统框图错误!未定义书签。五DCSH勺设计错误!未定义书签。1可编程序控制器(DCS)简介错误!未定义书签。2DCS工作原理错误!未定义书签。3DCSH勺编程语言一梯形图错误!未定义书签。4SYSMAC-C系列P型机概述错误!未定义书签。5水箱水位自动控制系统的软件设计错误!未定义书签。六结束语(系统总结分析)错误!未定义书签。1系统小J长处错误!未定义书签。2结束语错误味定义书签。参照文献错误!未定义书签。致谢错误!未定义书签。水箱水位的DCS控制系统设计-概述我国的水工业科技发展

3、较快，与国际先进水平的差距正在不停缩小，水工业科技体系已初步形成,拥有一支从事水工业基础科学研究、应用研究、产品研制和工程化产业化开发的科技队伍。不过，在水工业科技领域普遍存在着实用性差、转化率低的状况。这已成为制约我国水工业产业化发展的关键。在水工业科技产业化大潮到来之际，认真分析我国水工业科技发展历程，总结我国水工业科技的特点和专长是寻找水工业产业化突破口的关键。目前，我国的供水自动化系统发展己初有成效。供水自动化系统重要包括水厂自动化和供水管网调度自动化两个方面。我国供水行业是推进水科技产业化的J龙头。给水行业是都市基础设施投资的重要方向之一。在体制上，供水企业体制的变革已成为市场化发展

4、的必然；在技术上，供水行业则面临着关键给水装备国产化、工艺技术成套设备化、自动控制现代化的迫切的技术规定。优质供水是水工业市场化发展的新增长点，同步要倡导节省用水，提高水的反复运用率，并逐渐建立完善的水工业学科体系。完善的水工业学科体系是水工业产业发展的必要保证。老式的给水排水工程学科体系已难以包还水工业的丰富内涵，已不能很好地适应水工业发展的需要，而水工业学科体系正是在给水排水工程学科体系发展而来。由水工业的社会性所决定，水工业的学科体系由多种互相关联的学科构成，包括：水质与水处理技术、水工业工程技术、水处理基础科学、水社会科学、水工业设备制造技术等，它们共同支撑着水工业的工业体系。而在这些

5、学科中水质与水处理技术和水工业工程技术是水工业学科体系中的主导学科。二水箱供水自动控制系统方案设计设计方案设水箱、水池初始状态都为空着的，液位指示灯全亮。当执行程序时，扫描到水池为液位低于水池下限液位时，电磁阀打开，开始往水池离境税，假如进水超过4秒，而水池液位没有超过水池下限位，阐明系统出现故障，系统就会自动报警。若4秒之后水池液位按预定的超过水池下限位，阐明系统在正常的工作，水池下限位的指示灯灭，此时，水池的液位已经超过了下限位了，系统检测到此信号时，由于水箱液位低于水箱水位下限，水泵开始工作，向水箱供水，当水池的液位超过水池上限液位时，水池上限指示灯灭，电磁阀就关闭，不过水箱目前还没有装

6、满，可此时水箱液位已经超过水箱下限水位，则水箱下限指示灯灭，水泵继续工作，在抽水向水箱供水，水箱抽满时，水箱液位超过水箱上限，水箱上限指示灯灭，但刚刚给水箱供水的时候，水泵已经把水池的水抽走了，此时水箱液位已经低于水池上限，水池上限指示灯亮。本次给水箱供水完毕。三水箱水位自动控制系统设计1水泵电动机控制电路的设计给排水工程中常使用三相异步电动机，水泵上的电动机一般都是单向旋转有如下控制。在水箱水位检测系统中通过水位传感器检测实际水位的高度，当水位低于最低水位时向DCS发出信息启动水泵，通过4分钟检测水箱水位与否提高控制水泵的工作，当水位到达最高水位时向DCS发出信息控制信息停止水泵工作。供水系

7、统的基本原理如图所示，水位闭环调整原理是：通过在水箱中的水位传感器，将水位值变换为电流信号进入DCS,执行较后程序，通过水泵的开关对水箱中小J水位进行自动控制。I4-1水泵的控制图水泵启动工作：当投入作为主电路电源开关的配线切断器KM1时，在收到DCSH勺启动水泵指令后，电磁线圈KM2中有电流流过，电磁接触器KM2运行。当电磁接触器KM2运行时，主电路的主触点KM2闭合，常闭触点KM2-b打开，常开触点KM2-m2闭合，当主触点闭合时，电源电压施加到电动机M上，开始运转。当常闭触点KM2-b打开时，绿灯GNT中无电流流过，绿灯熄灭，当常开触点KM2-m2闭合时，红灯RD-1中有电流流过，红灯点

8、亮。水泵停止工作：当投入作为主电路电源开关的配线切断器KM1时，在收到DCS的停止水泵指令后，电磁线圈KM2中无电流流过，电磁接触器KM2恢复。当电磁接触器KM2恢复时，主电路的主触点KM2打开，常闭触点KM2-b闭合，常开触点KM2-m2打开，当主触点KM2打开时，电源电压施不再施加到电动机M上，电动机M停止运转。当常闭触点KM2-B闭合时，绿灯GNT中有电流流过，绿灯点亮，当常开触点KM2-m2打开时，红灯RD-1中无电流流过，红灯熄灭。KM1：配线切断器是把开闭机构、后动装置等统一装到绝缘容器内的部件，它是运用操作手柄对一般使用状态的电路进行开闭控制的。常常应用于电源电路的开闭中，当发生

9、过载、短路等状况时自动地切断电路。KM2：所谓电磁接触器，就是应用电磁铁对负载电流进行开闭控制口勺接触器，重要用于电源电路的开闭。电磁接触器有主触点和辅助触点构成的触点和电磁线圈与铁心构成的靠做电磁铁部分构成。FR：热敏继电器是由加热器部分和触点机构部分构成的。当够电流流过加热部分时，双金属片由于受热而发生弯曲，因此触点部分被打开而使电路得到保护。2水位传感器的选择根据本设计的规定所选传感器规定在水面和水底都可以使用，且要考虑到对水质的影响，因此选择超声波液位传感器U9U1S系列的U9U1S一一10/100系列。U9U1S系列超声波液位传感器开关使用范国非常广。具有焊接口勺不锈钢传感器探头，没

10、有缝隙不会泄露，此外没有易损的活动部件，它不会受温度、压力、密度和液体类型等参数的影响。在大多数状况下，电子设备放在铸铝的，NEMA4/NEMA7防爆且防水的壳体中。U9U1S具有如下特点：可应用于多种液体中可承受高达IOOOpsi的压力不受气泡、蒸汽、杂质后湍流等原因的影响。长度达121in(303.3cm)可安装在侧面、顶部或底部工作原理：U9U1S系列是予以超声波理论工作的。当超声波在空气中传播时，会被严重衰减相反地，假如在液体中传播时，超声波的传播会被大大增强。电子控制单元发出一系列的电信号，传感器将其转化为超声能量脉冲，并在被探测区内传播。当另一端街道有效信号时，就发出数据有效的信号

11、，表明有液体存在。这个信号输送到继电器，从而产生输出信号。U9U1S100系列产品具有性能优秀的传感器探头，可在温度为300F和压力为1000PSI的状况下良好的工作。U9U1S一一10系列产品为更靠近池底，将顶端I内探头设计成缺口形状。控制电路设计成小型，密封的构造，可安装在远程的控制地点。特点：10AU勺继电器输出115230VAC,12VDC或24VDC输入高增益。无需效准，工作温度可达300长度可达151.5CM表5.1重要技术指标输入电压115230VAC,50/6OHZ或1224VDCU9U1S10系列增益300：1U9U1S10系列增益1000：1U9U1S10系列输出10ADP

12、DA继电器灭火两线制，4mA-干；20mA-湿U9U1S10系列输出10DPDT继电器延时0.5s反复性2mm外壳NEMA4/NEMA7,防水防爆罩，环氧涂层，铸铝。四水箱水位自动控制系统的构成1、系统构成和其控制规定（图5T水箱水位自动控制系统）水箱水位的工作方式：当水池液位低于下限液位开关S1S1此时为0N,电磁阀打开，开始往水池里注水，当4S后来，若水池液位没有超过水池下限液位开关时，则系统发出报警，若系统正常，此时水池下限液位开关S4为OFF,表达水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位，则S2为0N,电磁阀关闭。当水箱水位低于水箱下限水位时，则水箱下限水位开关S3为0N,水泵开始工作

13、，向水箱供水，当S3为OFF时，表达水箱水位高于水箱下限水位。当水箱液面高于水箱上限水位时，则水箱上限水位开关S4为OFF,水泵停止。当水箱水位低于下限水位，同步水池水位也低于下限水位时，水泵不能启动。原理:在控制系统启动后，若水槽水位低于水槽最低水位时液位传感器将水位信号转化为电信号向DCS发出信号，DCS根据此信号打开补水泵向水槽补水，当水位到达水槽最高水位时液位传感器将水位信号转化为电信号向DCS发出信号停止补水泵的工作，当水箱水位到达最低水位时，液位传感器将水位信号转化为电信号向DCS输出，DeS在收到信号后启动水泵向水箱加水，当水箱水位到达最高水位时传感耀将水位信号转化为电信号向DC

14、S发出信号停止水泵的工作。2系统框图如下图整个系统由一种水位传感器，一台DCS和一台水泵以和若干部件构成。安装于水箱上的传感器将水箱的水位转化成1-5伏的电信号；电信号抵达DCS将控制控制水泵的开关。水箱水位自动控制系统由DCS关键控制部件高下位水箱的水位检测电路高下水位信号传送给DCS水泵电动机控制电路DCS控制启停和主备切换水塔水位检测号DCS水泵(图5-|在水箱水位检测系统中通过超声波液位传感器将水位信号转换为电信号输入DCS中，在通过DCS控制水泵的启动或关闭。在系统运行中当水为低于最低值时DCS将启动水泵向水箱中加水，当水箱中的水到达最高值时DCS使水泵停止运转即水泵停止向水箱供水。

15、等到水箱水位再次到达控制最低水位时系统再次反复这个过程。五DCS的设计1可编程序控制器(DCS)筒介可编程控制器是种数字运算操作的电F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辑运算，次序控制、定期、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制多种类型的机械或生产过程。DCS是微机技术与老式的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电器接触控制系统中触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺陷充足运用微处理器的长处。2 DCS工作原理DCS的工作方式:采用循环扫描方式.在DCS处在运行状态时,从内部处理,通信操作,程序输入,程序执行,程序输出，一直循环扫描工作.DCS的工作过程DCS的工作过程基本上是顾客的梯形图程序H勺执行过程，是在系统软件的控制下顺次扫描各输入点的状态，按顾客程序解算控制逻辑，.然后次序向各个输出点发出对应的控制信号。除此之外，为提高工作的可靠性和和时时接受外来的控制命令，每个扫描周期还要进行故障自诊断和处理与编程器、计算机的通信。因此，DCS工作过程分为如下五步：(1)自诊断自诊断功能可使DCS系统防患于未然，而在发生故障时能尽快的修复，为此DCS每次扫描顾客程