电气控制技术综合实验报告水塔供水电气控制系统设计与调试

电气控制技术
综合实验报告
题目水塔供水电气控制系统设计与调试
学院(部) 电控学院
专业电气工程及其自动化
班级32041001
学生姓名赵杏
学号3204100121
12 月10 日至12 月21 日共 2 周
指导教师(签字)
系主任(签字)
年月日
一、实验目的与要求
1、通过对电气控制系统的设计，掌握电气控制系统设计的一般方法，能够设计出满足控制要求的电气原理图，安装布置图、接线图和控制箱的设计，并进行模拟调试。

具有电气控制系统工程设计的初步能力。

2、根据系统的控制要求，采用PLC为中心控制单元，设计出满足控制要求的控制系统并进行联机和调试。

二、实验仪器设备
综合试验台、PLC、控制面板、继电器、导线若干等
三、实验设计及调试
（一）实验内容
某生活小区内生活水塔，三台水泵供水。

水泵电机5.5KW。

1、三台电机起动时间错开，即上一台电机起动5秒后，下一台电机才能起动。

2、三台水泵正常情况下两运行一备用。

为防止备用泵长期闲置锈蚀，备用泵可在操作
台上用按钮任意切换。

运行中，任一台电机出现故障，备用泵自投。

3、起动与停机条件：高低位水箱均设水位信号器。

高位水箱水位达到低位，低位水箱
水位达到高位时，水泵起动；高位水箱水位达到高位或低位水箱水位达到低位时，
水泵停止。

4、设手动、自动工作方式。

手动方式下各台水泵不联锁，用按钮分别对水泵起停控制。

5、各种指示及报警。

（二）实验设计及调试步骤
（1）设计思路：
1，电路中有延时起动环节；
2，要求三台水泵正常情况下两运行一备用，且备用泵可在操作台上用按钮任意
切换，所以设置3个模块（即：一1,2为主动泵，3为备用泵。

二2,3为主动泵，
1为备用泵。

三1,3为主动泵，2为备用泵）。

通过3个按钮选择不同模块。

将
高位水箱水位达到高位或低位水箱水位达到低位的信号作为停止信号，来控制
水泵启动。

在电路中模拟备用泵自投，设置电机断路作为主动泵电机出现故障，
然后备用泵自动投入使用；
3，在电路设计时用四个不同的信号进行串联与并联，实现起停，但在实际电路
中可以仅用两个按钮实现起动与停止，常开触点为最低水位的信号，常闭触点
为最高水位的信号，即可实现；
4，要求电机手动控制，设置3按钮分别控制电机手动。

5，将三个指示灯并联在继电器的周围可以模拟泵的运行，在电路设计时把热继
电器的常开触点与报警器与指示灯并联可实现异常环节的提前保护。

（2）程序调试梯形图
指令代码
根据电路图将电路连接好，在使用华光的PLC将指令代码输入。

运行操作。

（3）操作使用说明
一，自动控制
a、在接线无误、指令正确的的情况下，按下低水位控制按钮（模拟低水位），再选
择想要开启的模块SB6（1,2为主动泵）、SB7（2,3为主动泵）、SB8（1,3为主动泵），按下其中一个即可。

第一台水泵开始启动且相应的显示灯亮，5秒后第二台电机
起动，对应的显示灯亮（若这两台泵有问题，备用泵会自行启动）。

当水位达到高
水位时，水泵自行关闭。

b、再按下SB6、SB7、SB8 其中一个，可切换模块，控制令两台泵启动。

二，手动控制：
旋转手动开关SA1，再根据想使用的水泵，按SB3，SB4，SB5开关启动。

当到达高水位时水泵关闭，或没到高水位可旋转SA2关闭水泵。

（4）I/O分配表
手动模块：1，2号泵为主动泵SA1：I0 手动开启
SA2：I1 手动关闭
SB3：I2 1号泵
SB4：I3 2号泵
SB5：I4 3号泵
SL1：I5 低水位控制
SL2：I6 高水位控制
自动模块：SB6：I10 1，2号泵为主动泵
SB7：I11 2,3号泵为主动泵
SB: I12 1,3号泵为主动泵
故障：SB9：I13
SB10：I14
SB11：I15
（4）实验调试过程中所遇到的问题、解决问题的思路和解决的方法
a、连接电路中
1，PLC中部分输入端没有显示，经排查发现I0-I7，I10-I17个各有一个COM
端要分别与I/O口对应的按钮连接。

2，PLC的输出端没有显示，检查发现输出端的COM端要和电源相连接。

3, 按钮在接线时，要注意常开，常闭端。

4，接线时，注意断电操作，否则容易导致触电。

b、电机手动模式
c、电机自动模块
一，低水位控制
二，1、2主动泵，3备用泵
三，2、3主动泵，1备用泵
四，1、3主动泵，2备用泵
之前使用JMP和NJMP 指令，对三个模块进行控制，通过选择不同的按钮控制模块运行。

但是，每次都是三个电机同时启动，延时模块和备用泵模块不起作用。

延时模块
备用泵模块
在排查过程中，
设想一。

可能是开启自动模块时，手动模块自行启动了。

为此，取消了梯形图中手动模式。

结果不变认识3台电机起动，所以手动部分没有问题。

设想二，可能是控制电机起动部分的自动控制的几个触电，都闭合了。

于是修改梯形图，将各电机启动部分的触电取消，结果有延时，但最后还是3个电机起动，所以问题可能是开启第一模块时，其他的两模块部分内容运行了。

设想三，可能是备用泵模块不起作用。

可是不管如何修改，结果仍和原始结果一样，所以大胆推测问题不在这。

最后排查后发现，由于只使用了一个JMP和NJMP指令，来控制自动的三个模块，但是在JMP与NJMP中三个模块的指令并没有完全分开，当开启第一模块时，第二，第三模块部分的控制也开始运行，所以无法延迟时间，并且三个电机同时开启。

所以修改梯形图，使用3个中间继电器，在每个模块了都增加相应的触点，利用一种触点控制一个模块里的每个电机起动。

如此，彻底将3个模块分开，保证只有了一个模块起动。

四、实验后的经验教训总结
1、实验前必须准备充分，比如梯形图的设计与接线图的设计
2、进实验室后，需将理论与实际联系起来，再次修改梯形图和接线图
3、接线时必须规范，总结小技巧，比如对线头的处理，将粗糙的线头处理好，使其在
接线板上不容易掉下来，而且保证线头不出来，以防造成短接
4、排除故障时要有明确的思路，一部分一部分排除问题的出处，可以很快检测出问题
的源头
5、要有团队合作意识，尽管是每个人独立的课设，但是请教老师和同学是不可避免的，
自己必须清楚弄不清的问题，再请教其他人。

五主要参考资料
1 建筑电气控制技术王俭建筑工业出版社
2 建筑电气控制马小军机械工业出版社
3 各种电器元件产品样本。