实训项目

实训项目编制部门：辽宁科技学院编制人：编制日期：2003.8项目编号ItemNo.项目名称Item供暖锅炉系统中的PLC控制训练对象电气自动化专业学时Time2课程名称CoursePLC应用技术教材Textbook《可编程控制器教程》目的Objective1、了解PLC基本功能指令的使用方法。2、掌握功能指令的输入方法。3、学习利用功能指令进行综合程序设计。内容（方法、步骤、要求或考核标准及所需工具、材料、设备等）一、所需工具、材料、设备：1、Simatic300可编程控制器一套。2、编程器一套。二、内容：1、任务描述随着城市建设的不断发展，供暖面积不断扩大，要求科学有效地控制和管理供暖系统，使锅炉燃烧工况良好，保证设备运行安全可靠，以满足供暖要求。某建筑的供暖系统有如下要求：锅炉燃烧过程中，要求出水压力和回水压力恒定，这是由循环泵和补水泵的状态决定的。正常工作情况下，只有循环泵工作，通过对循环泵的速度控制，使管道中压力恒定。当由于某种原因使管道中水流失时，3个贮水池，3台水泵（2台主水泵和1台小水泵），采用部分流量的调节方法，即3台水泵中，只有一台水泵在变频跳速器的控制下做变速运动，其余的水泵做恒速运行。当设备启动后，PLC首先接通变频调速器KM0，给变频器供电对小水泵电机M0做软启动及调速运行。当用户用水量大于小水泵的最大供水量时，PLC切断接触器KM0,接通接触器KM1,在变频器的输出端将小水泵电机M0切除，而接通主水泵电机M1,使其软启动并调速运行。当用户用水量大于主泵M1大供水量时，PLC切断接触器KM1到KM2,使M1运行在工频下，然后将变频器的输出端通过接触器KM2接通另一台主水泵电机M2，使M2软启动并调速运行。2、控制任务和要求①通过安装在水泵出水管的压力传感器SP，把供水管网的压力信号变成电信号，经过信号处理，送到PLC的A/D模板，变换为Vp,与PLC的设定压力信号Vs比较后进行数字PID运算，如果运算结果△V=(Vs-Vp)0,经过PLC的D/A模板，产生控制信号Vf送到变频器，控制变频器的输出频率，进而控制水泵电机的转数，使供水管网的压力与设定压力一致。②若每台主泵在工频下的流量为Qk,在调频时的流量为Qf,则有QkQfQt.当用户的水量Qu增大时，每当Qf=Qk时，PLC发出停泵信号St,使先启动的运行在工频状态下的水泵停止工作。依次类推，循环控制。在自动运行过程中，主水泵始终是软启动，先启动先停止，使每台水泵的平均工作时间相同。③为保证系统的安全可靠运行，防止水泵倒转时用变频器软启动损坏变频器，当PLC发出停泵信号的同时，也将对应水泵出口的电磁阀关闭，启动水泵时再把对应的电磁阀打开。④自动完成主水泵和小水泵供水系统的切换。当小流量供水时，PLC启动小水泵供水，自动切断主水泵供水：当大流量供水时，PLC启动主水泵供水，自动切断小水泵供水。⑤完成贮水池供水及水位控制。当系统启动时，PLC先关闭所有贮水池的进水电磁阀及2号、3号贮水池的出水电磁阀，从1号贮水池开始，将1号贮水池的水位（由安装在水池上的浮球水位计检测）与设定的低水位值比较，如果检测到水位与低水位设定值相等，则关闭1号贮水池的出水电磁阀，发出1号贮水池的缺水报警信号，同时打开2号贮水池的出水电磁阀并对其水位进行监控。依次类推，循环控制3个贮水池对生活区的供水。⑥完成贮水池的定时灌水。每天的23时，在市政供水管网的低峰期，PLC依次读出每个贮水池的水位并与设定的高水位值比较，若低于设定的高水位值，则打开相应贮水池的进水电磁阀进行灌水，直到贮水池水位与设定的高水位值相等时，关闭进水电磁阀。3、设计方案提示①本课题涉及到模拟量控制，假定供水压力的设定值恒定，贮水池的低水位和高水位设定值恒定，则需要2路模拟量输入（1路用于检测用户管网压力，1路用于循环检测贮水池的水位）和1路模拟量输出（变频器的频率设定值）。②假定PID的控制参数为：Kc=0.6,Ts=0.3s,T1=5min,Td=10min③假定小水泵的最大供水量为系统额定供水量的20%，主水泵为50%。三、步骤：1、完整的设计任务书。2、完成系统组态或硬件配置。3、正确合理地进行编程元件的地址分配（如果采用分部编程或者结构化编程时，要对变量进行声明）。4、画出输入/输出接线图及相关的图纸。5、设计梯形图控制程序。6、编制系统的操作说明。7、编制系统的调试说明及注意事项。8、设计体会（可选）。9、参考文献。四、考核标准：1、梯形图正确、指令正确但调试运行不成功，扣5分。2、梯形图正确但指令错误，扣10分。3、梯形图不正确，扣15分。1、回答问题时，错一处扣5分。