生活水泵恒压供水电气控制系统课程设计报告

课程设计报告书
生活水泵恒压供水电气控制系统课程设计报告
一、电气控制电路分析
1、主电路的分析
（1）组成，元件，结构
生活水泵的电气控制主电路原理图
如生活水泵的电气控制主电路图所示:QS1、QS2为电源引入开关，主要作为电源隔离开关用；QF1、QF2为低压断路器；KM1、KM2为接触器；FR1、FR2为热继电器，用来作为水泵M1、M2的过载保护电器；1#、2#分别为工作水泵和备用水泵。

为了保障供水的可靠性，生活水泵分为工作泵和备用泵；当工作泵发生故障时，备用泵应能自动投入, 电源为交流380/220V.
2、控制电路的分析
（1）组成，元件，结构
生活水泵的电气控制电路原理图
2、控制线路的组成为：
（1）在高位水箱中设置水位信号器，由水位信号器控制水泵的自动运行。

当高位水箱水位达到低水位时，生活水泵启动向高位水箱注水；当水箱中水位升至高水位时，自动关闭水泵。

（2）为了保障供水的可靠性，生活水泵分为工作泵M1和备用泵M2；当工作泵发生故障时，备用泵应能自动投入使用
（3）应有水泵电动机运行指示及自动、手动控制的切换装置、备用泵自动投入控制指示。

将转换开关SA转至“Z1”位，其触点5-6、9-10、15-16接通，其它触头断开，控制过程如下。

（4）正常工作时的控制
若高位水箱为低水位，干簧式水位信号器接点SL1闭合，回路1–3–5–2接通，水位继电器KA1线圈得电并自锁，其动合触头闭合，1–7接通，109-107接通，209–207接通，则回路101–109–107–104–102接通，使接触器KM1线圈得电，KM1主触头闭合，使1#水泵M1启动运转。

当高位水箱中的水位到达高水位时，水位信号器SL2动断触点断开，KA1线圈失电，其动合触头恢复断开，109-107断开，KM1线圈失电，KM1主触头断开，使1#水泵M1脱离电源停止工作。

（5）备用泵自动投入控制
在故障状态下，即使高位水箱的低水位信号发出，水位继电器KA1线圈得电，其动合触头闭合，但如果KM1机械卡住触头不动作，或电动机M1运行中保护电器动作导致电动机停车，KM1的动断触头复位闭合，9–11接通，所以回路1–7–9–11–13–2接通，警铃HA 发出事故音响信号，同时时间继电器KT线圈得电，经预先整定的时间延时后，备用继电器KA2线圈通电，其动合触头211–207接通，故回路201–211–207–204–202接通，使KM2线圈通电，其主触头闭合，备用2#水泵M2自动投入。

由于线路对称性，当万能转换开关SA手柄转至“Z2”位时，M2为工作泵，M1为备用泵，其工作原理与SA位于“Z1”档类似。

（6）调试控制
将转换开关SA转至“S”档，其触点1-2、3-4接通，其它触头断开，接通M1和M2泵手动控制电路，这时，水泵启停不受水位信号控制。

当按下启动按钮SB1或SB3，使KM1或KM2得电吸合并自锁，可任意启动1号泵M1或2号泵M2。

此档主要用于调试。

（7）信号的显示
合上开关S，绿色信号灯HL1亮，表示电源已接通，水位控制信号回路投入工作。

电动机M1启动时，开泵红色信号灯HL3亮；备用泵M2启动时，开泵红色信号灯HL4亮；当备用泵M2投入使用时，黄色事故信号灯HL2亮。

信号灯采用不同的颜色，可以直观地区别电气控制系统的不同状态。

二、总结设计控制线路的要点
1、明确控制线路的分工，增强线路的可读性。

由于水位信号器为小容量继电器，其触点不适合直接控制接触器，故需要通过中间继电器进行转换，达到扩展触点容量的目的。

为了便于线路的维护、管理等，应将辅助线路分为信号控制回路和电动机控制回路等几部分，这样既使控制线路的分工更加明确，又增强了复杂线路的可读性。

2、区别水泵电动机正常停车和故障状态下的保护停车。

当工作泵不能正常运行时，要求备用水泵电动机能自动投入。

工作泵与备用泵两者运行情况转换的关键是寻找一个合适的转换信号，即能反映工作泵不能正常运行的信号。

接触器的9–11或15–11的闭合与否反映了电动机的工作情况。

为了与正常停车相区别，要求备用泵自投信号仅在工作泵信号发出后方起作用。

即只有高位水箱的低水位信号器发出起泵信号后，水位继电器KA1的线圈得电，其触点1-7闭合后，警铃HA才能发出事故音响信号。

另外，为了判别工作泵是否因故障不能起动，备用泵起泵信号应延时发出，即由时间继电器KT的延时闭合的7-17控制。

3、利用万能转换开关的不同档位进行手动和自动控制之间的转换。

为了实现手动和自动控制的切换，利用万能转换开关的不同档位进行手动和自动控制之间的转换。

自动控制时，由水位信号器发出信号起动工作泵或备用泵；手动控制时，直接由控制柜上的按钮开关送出控制信号。

4、水泵电动机的起动方案由电网功率及电动机功率决定
5、PLC改造方案，基本性质
我们运用PLC工作原理把生活水泵的电气控制原理用PLC原理表示出来。

并且在电气控制中运行的器件，在PLC中用输出表示，并且用亮灯来表示它的运行。

用X来表示输入，用Y来表示输出，来进行PLC程序的编写，并且能实现以下功能：
（1）可以自动进行水位信号的检测。

（2）当水位达到标准水位时，可以自动停止供水。

（3）当主电机不工作时，备用电机可以自行运转。

（4）可以进行自动与手动之间的装换。

三、PLC造型，I/O地址分配
S,SL1,SB1，SB3，SA1-2，SA3-4，SA5-6，SA7-8，SA9-10，SA11-12，SA13-14，SA15-16为输入端X0，X1，X2，X3，X4，X5，X6，X7，X10，X11，X12，X13，.
HA,HL1，HL2，HL3，HL4为输出端Y0，Y1，Y2，Y3，Y4.
四、PLC程序
五、总结
经过这段时间的艰苦奋斗，我的课程设计终于完结了。

我在这次课程设计中可以说是受益匪浅，不仅将书本上的理论知识进行了深入理解，同时也明白了实践的重要性。

要想设计出一个较好的控制电路原理图，光靠书本上的知识还远远不够要结合实际情况全方面的去思考，经过多次不断修改验证后使其达到需要的性能指标。

在设计的过程中方案的选择尤为重要，不经要考虑到是否满足设计的性能指标，还要尽量使其结构简单。

从不忘却“金无足赤，人无完人”，我们换种思维方式，去恶亦是至善，改错亦为至美。

在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。

设计的过程中难免会遇到许多问题，这时则需要我们开动脑筋，查阅资料，结合所学知识去分析解决问题。

课程设计不仅是一门任务，更多的是教会我们怎样灵活运用书本上所学的知识，培养我们善于调查研究，勤于创造思维，勇于大胆开拓的自主学习和工作作风。

虽然这段时间设计非常辛苦，但更多的是收获的喜悦。

最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。

通过本次设计，让我们更进一步的了解到电气控制与PLC应用这门课的实用性.也让我认识到在此次设计原理图中所存在的问题；而通过不断的努力去解决这些问题。

在解决设计问题的同时自己也在其中有所收获。

我这次设计的这个生活水泵恒压供水电气控制系统，对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查询工具书、网络和参考文献来寻找解决方案，掌握电路测试的一般规律；能通过观察、判断、实验、再判断的基本方法解决实验中出现的一般故障；能对实验结果独立地进行分析，进而做出恰当的结论。

这次课程设计让我学到了很多，不仅培养了我的动手能力，也令我的创造性思维得到拓展。

希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些!至善至美，是人类永恒的追求。

成绩评定细则：
1．上课出勤及迟到、早退情况（10分）…………（）分2．图纸（20分）…（）分
3．硬件设计（20分）…………（）分
5．设计实现性或模拟调试（30分）…………（）分6．课程设计报告书（20分）…………（）分
最终给定成绩：
五级制成绩：优良中及格不及格
教师签名。