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河北联合大学轻工学院本科生毕业设计开题报告题目：基于PLC的工业水循环电控制系统学部：信息科学与技术部专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：2015年3月10日一、选题背景随着工业的发展，人们越来越重视科学、稳定以及环保的生产生活方式；上述生产方式有赖于生产机器的稳定高效的运行，高效的运行可以利用一定的技术手段对设备进行改造达到目的，相应的，由于高效的生产方式，能量消耗的增加必然造成设备热能的散失加剧，这些热能使得设备的内部部件老化程度加快甚至故障，那么相应的冷却系统也就应运而生了。水冷以其卓越的散热效果以及其经济性而倍受青睐，但是在水资源日益缺乏的今天，一次性的水冷无论从它的环保性以及其花费来说都不是好的选择，那么，一个经济高效的水循环系统就满足上述要求。工业水冷系统，不仅安全实用，而且水的吸热量大，被广泛应用于工业生产现场；在国家越来越重视可持续性发展的今天，循环水的应用不仅仅令工厂节约了大量的成本，而且在发展与环境方面做到了协调平衡的作用，减少了资源的浪费，降低了污染。传统的水循环控制系统不仅设计安装复杂，更重要的是由于设备的老化速度快，可靠性较差，抗干扰能力不强，靠继电器线圈控制的回路检修不便，浪费了宝贵的生产时间。近年来流行的PLC控制回路解决了上述问题，不论从设计安装及可靠性，还是抗干扰性都优于传统的控制系统。PLC是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发出来，并逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。目前，PLC已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中，成为最重要、最普及、应用场合的工业控制装置，被公认为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD\CAM）之一。在传统的工业水循环系统中，系统的控制主要是以继电器为主的控制电路来达到目的,然而,传统的控制电路有着不可抗拒的不利因素，从继电器的材料来看，继电器的触点表面是由一层氧化层镀在上面，通常为银制，长期的碰撞和电弧温度的灼烧熔化导致时常要去检修并伴随着短路停机的发生，安全性和抗干扰性较差；同时，继电器一旦用得太多，必然伴随着导线线路的连接增加，检查起来十分不便，并且导线的发热导致电流的不稳定，对需要精确控制的系统带来了很大的不便。由于PLC的引入使得上述的情况得以解决，通过端口的设置及编程使得继电器为主所构成的控制回路可以以编程的形式得以解决，操作较为容易，除主电路外，只需要部分的检测和控制电路就可以达到控制目的，且软件自身拥有的辅助继电器数量不受限制，体积较小安装方便，方便易行，检修容易，抗干扰能力优于传统控制电路，是工厂自动控制的发展趋势和方向。二、设计方案1硬件图设计1.1工业水循环的一般流程概述工业水循环系统中一般有一组水泵作为水循环的动力来源，通过叶片等把储水池里的水打入水管，对要冷却的机器进行降温，降温过后的高温水在厂房上的冷却塔上通过电机带动叶片进行降温，最后把降温后的水排入储水池，循环使用，储水池有一个进水管和一个出水管，进水是温度低的自然水，出水管排放储水池的水。工业水循环示意图如图2-1所示。图1-1工业水循环示意图1.2主电路的设计主电路的构成主要是被控制的电机组件，任务是通过控制电路的作用完成预定的目标，主电路设计的好坏直接关系到整个系统的功能是否完整，所需要的动力是否充足，反应是否灵敏等。1.3检测控制电路的设计在一个控制系统中，检测控制电路是对系统所要求的环境参数进行检测并对其发生的状况发出相应信号，提示工作人员及时进行处理。检测电路主要作用是用来检测水温、水压和潜水泵房的水位，潜水泵水位检测和处理方式在PLC程序内实现储水池进水管出水管水泵输水管冷却塔风机排水管2PLC程序设计2.1水泵及冷却塔风机运行因为运行机制一致，所以水泵和冷却塔风机的程序基本一致，其运行机制为按下相应的启动按钮后控制电机的接触器线圈得电，电机开始运行，当停止按钮按下时，相应的线圈失电，电机停车。2.2潜水泵的运行潜水泵由于分自动控制和手动控制，所以，首先它就要有个控制按钮SA使得它可以在两者之间切换，当它自动运行之时要求当上限水位到达的时候自动启动水泵，即和上述电机一样令管理这个泵的接触器线圈得电，相应的触点得电使电机工作进行排水，同时控制台的指示灯给工作人员相应的信息；同理，手动运行时，要求同一般水泵一样正常控制电机工作。2.3报警系统的运行报警系统的运行机制是当水温水压达到预定值时，控制显示仪表发出电流信号使得相应的继电器线圈得电，相应继电器触点动作使得其控制的警报显示灯发光且发出警报，使工作人员能够快速地得到信息，及时处理。三、进度安排第1周：根据毕业设计任务，查阅搜寻资料，对设计任务进行分析与论证。第2-3周：搜寻文献资料，并综合设计任务要求，进行方案论证，认真完成开题报告。第4-5周：进行理论性分析，对设计方案进行可行性分析，确定设计方案。第6-8周：电气控制系统硬件设计，包括：控制任务分析，PLC选型与组态，各控制回路接线设计，完成中期答辩；第9-10周：控制系统软件设计，包括：系统工作过程分析，PLC的I/O分配，软件流程及代码编写并进行系统调试；第10-13周：总结毕业设计，撰写毕业论文。第14-16周：完成毕业答辩。四、参考文献[1]李建兴.可编程控制器应用技术[M].机械工业出版社,2004.[2]易泓可.电气控制系统设计基础与范例(第2版)[M].机械工业出版社，2008[3]吴晓君，杨向明．电气控制与可编程控制器应用[M]．北京:中国建材工业出版社，2004．[4][5]S7-200CN可编程序控制器手册[M]．西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团，2005．[6]齐占庆，王振臣．电气控制技术[M]．北京:机械工业出版社，2002．[7]史国生.电气控制与可编程控制器技术[M].北京:化学工业出版社，2003.[8]李久胜，马红飞，陈宏军，刘汉奎.电气自动化专业英语[M].哈而滨工业大学出版社,2005.[9]MichelGilles.ProgrammabeLogicControllers:ArchitectureandApplicationWiley.1990.[10]G.L.Batten.ProgrammabeControllers:hardware.softwareandApplication..NewYork:MCGraw-Hill.1994.[11]Cheded.Al-Mulla.Controlofafour-levelelevatorsystemusingaprogrammablelogiccontroller.InternationalJournalofElectricalEngineeringEducation,2003.
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