基于PLC的供水控制系统设计(4)

图3-2 硬件设计主电路图

图中的三相电接入口处有熔断器，当水泵因故障或其他原因过载时，主电路上的电流超过正常值时熔断器自动熔断，起到保护水泵和主电路的作用。在每台水泵上单独再安装熔断器FU1、2、3、4，因为，4台水泵的工作状态不同主电路的电流不同，主电路上的熔断器只能起到保护主电路的作用，所以，在每台水泵上单独再装上熔断器以保证当水泵超载时可单独切断电源。刀开关QS1、2、3、4由人工手动控制，PLC控制电路失灵时刀开关是切断电源的唯一方法。接触器KM1、2、3、4是由PLC自动控制水泵的开关。FR1、2、3、4是热继电器，把它们穿在电机的绕组中，当水泵过载时，热继电器动作，切断电源。M1、2、3、4代表四台水泵。

16

3.3.3 PLC I/O接线图

X000 Y001 X001 Y002 X002 Y003 X003 Y004 X004 COM X005 X006 Y005 X007 Y006 X010 Y007 X011 Y010 X012 Y011 X013 Y012 X014 Y013 X015 Y014 X016 Y015 X017 COM X020 PLC FX1N-40MR-001 COM 过载保护继电器KM1KM2KM3KM4220V水压低信号输入水压正常信号输入水压高信号输入自动手动模式开关自动模式开关水泵1过载保护输入水泵2过载保护输入水泵3过载保护输入水泵4过载保护输入水泵1手动启动水泵1手动关闭水泵2手动启动水泵2手动关闭水泵3手动启动水泵3手动关闭水泵4手动启动水泵4手动关闭低压信号正常压信号高压信号水泵1指示灯水泵2指示灯水泵3指示灯水泵4指示灯自动模式指示灯手动模式指示灯自动模式开关指示灯高压报警灯低压报警灯24V24V

图3-3供水系统PLC I/O接线图

如图3-3所示，按键S1-S16分别为不同信号输入，COM口为公共端，

Y001-Y015分别为不同控制信号输出端，输出控制信号控制执行电路的工作状态。其中，S3是自锁开关，当S3接通时系统工作在手动模式，当S3断开时，系统工作在自动模式，而S3的默认状态是断开的。S4是当系统工作在自动模式时的开关，当S4接通时，自动工作有效，当S4断开时，自动工作停止。S4-S8是过载保护的输入，以开关形式代替。过载保护，除了有硬件上的保护还有PLC程序中的保护，以确保系统的可靠性。S9-S16是手动模式下的功能选择，使4台水泵可以任意设置其工作状态，4台水泵在手动控制模式下是相互独立的，相互之间没有影响。

Y1-Y4是水泵的接触器控制端，由于选用的PLC是继电器输出型，因此可以直接驱动接触器，为了增加系统的安全系数，在接触器和PLC组成的回路中加入了热继电器。Y5-Y10是各个水泵工作状态指示灯口，Y11是自动模式指示灯控制口，Y12是手动模式指示灯控制口，Y13是自动模式开关状态之灯控制接

17

口。Y14是高压报警指示灯，当只有一台水泵在工作，但是，水压还是超过正常值，这时就要报警来提醒工作人员，由工作人员决定是否手动关掉所有水泵。Y15是低压报警指示灯，当4水泵都投入工作，但是，水压还是低于正常值，如果这种状态经常发生，那么，这个系统就要考虑增设一台水泵以保证供水的正常。

3.3.4 压力传感器信号处理

压力传感器选用的是佛山一众传感仪器有限公司的水压传感器PY206。PY206能将水压转换成0～5VDC标准电信号。采用进口高精度感应芯体，先进的贴片工艺，配套带有零点、满量程补偿，温度补偿的高精度和高稳定性放大集成电路。采用全不锈钢封焊结构，具有良好的防潮能力及优异的介质兼容性。

压力传感器PY206能将水压信号转换成0～5VDC标准电信号，但是，PLC需要的是三个分立的信号：低水压信号，正常水压，高水压信号。因此，就必须把压力传感器的输出信号进行转换，为此我们设计了如图3-4所示的信号转换电路。

图3-4 压力传感器信号转换电路

此电路，主要由电压比较器Lm393，数字芯片非门芯片74f04、同或门74ls266组成。通过电阻桥式电路分压，设定了高水压和低水压的参考电压，由于水压传感器PY206的输出信号是0～5VDC标准电信号，因此，可以采用这种形式。传感器信号接到电压比较器Lm393的2脚和5脚，通过由Lm393组成的窗口比较器电路将水压转换成低中高三档信号送给PLC。

18

3.3.5 报警电路设计

1.必要性分析

确定供水系统总体设计方案的基本依据是设计供水能力能满足系统最不利点的用水需求，同时还需要结合用户用水量变化类型，考虑方案适用性、节能性及其它技术要求。根据用户的用水时段特点，可将用户用水量变化类型分为连续型、间歇型两大类，根据流量的变化特点，还可进一步细分为高流量变化型，低流量变化型，全流量变化型等。不同季节、不同月份，流量变化类型也会改变。

连续型是指一天内很少有流量为零的时候，或本身管网的正常泄漏就保持有一定的流量；间歇型指一天内有多段用水低谷时间，流量很小或为零。各种类型的水流量变化关系曲线如图3-5所示

图 3-5用户用水量变化类型

a)连续型(全流量变化型) b)连续型(高流量变化型) c)连续型(低流量变化型) d)间歇型

根据以上分析知道：由于居民用水的集中性，当只有1台水泵在工作时，如果水压传感器还检测到水压过高，这时就要采取行动，不然会使水压过高造成管道破裂，造成水资源和电能的浪费。在用水高峰期，4台水泵都投入工作，如果水压传感器传回数据仍显示水压低，这时，部分用户的用水将受到影响。如果经常出现低压报警，那么，就提醒管理者增加水泵个数，以保证用水正常。

19

2.报警电路

图3-6 报警电路电路图

如图3-6所示，当报警控制信号为1时，报警器发声报警。这时管理者就要

根据实际情况作出相应回应，如果是高压报警则可以通过系统的手动功能，将所有水泵都关掉，或者是低压报警，这就要根据实际情况适当增加水泵的数量以确保用户用水的正常。

20

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库基于PLC的供水控制系统设计(4)在线全文阅读。