控制系统电气图设计
交流和直流,24V和非24V进行输入信号归类;按接触器驱动控制、电磁阀控制和指示灯输出进行输出信号归类。
3.3 主要电气接线图的设计
3.3.1 主电路图
主电路图主要是完成主油泵电机、冷却泵电机、电加热器、液压站油缸的控制的电气连接图。详情请见附页(主电路图)。
3.3.2 输入输出接线图
输入输出接线图绘制了PLC各输入输出I/O之间与主令设备或者控制对象间的信号关联关系,详细的阐述了各信号与PLC之间的关联性,具体的输入输出接线图如附页所示。
3.4 本章小结
本章介绍了液压站控制系统的各个控制柜、控制箱和控制设备之间的电气连接关系,对系统的输入输出信号进行了整理和分类,并设计了相应的PLC系统编址表,介绍了主电路图、输入输出接线图等的设计方法和过程,附录中给出了完整的电气图。
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4 PLC控制程序的设计
4.1 程序结构分析与设计
在本程序中,PLC启动时,首先执行OB100中的初始化程序,OB100主要是将各控制设备初始化,防止异常工况的发生(例如将主油泵电机启动标志清零,电磁阀、调节阀处于缺省状态),并且,设置定时中断组织块OB35,OB35主要是将上位机(HMI、DCS)传送的控制指令清零,以防止前一级控制对后级的影响。程序结构如图4.1所示:
图4.1 控制程序结构图
4.2 程序块与数据块规划
表4.1 程序块与数据块规划表1 块 OB1 OB35 FB1 FB2 FB7 FC6 FC7 FC8 FC9 FC11 FC12 FC13 功能描述 主程序组织块 定时中断组织块,用于对DCS和HMI信号清零 隔离门功能块 料层功能块 主油泵电机 1#除渣机 2#除渣机 油温采集 炉排与给料器控制 加热器控制 冷却泵控制 报警与状态指示 12
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表4.2 程序块与数据块规划表2 块 FC11 FC105 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 DB9 DB10 DB11 DB12 DB13 炉排给料器 油温数值标定 1#隔离门数据块(背景数据块) 2#隔离门数据块(背景数据块) 3#隔离门数据块(背景数据块) 4#隔离门数据块(背景数据块) 1#料层背景数据块 2#料层背景数据块 报警与状态指示数据块 DCS发送给PLC通信数据块 PLC发送给DCS通信数据块 HMI与PLC通信数据块 炉排给料器数据块 主油泵数据块 功能描述 4.3 典型程序块设计
4.3.1 主油泵程序设计
①工艺要求
有两个主油泵,其中一个泵工作时,另一个为备用泵,两泵不能同时工作。如果遇到故障或者检修时,则停下工作泵,然后再切换到备用泵。主油泵的控制分为本地、远程和HMI控制,启动方式是Y-△启动(2#主油泵控制同理)。
②启泵条件
本地PLC控制柜上的转换开关(本地/远程/HMI)打在本地时,本地1#主油泵手动启动按钮动作;当转换开关打在HMI,点击WinCC监控画面上的起泵按钮;当控制模式切换到DCS控制时,DCS远程发送启动信号。
③停泵条件
在本地控制时,1#主油泵启停按钮动作;本地急停按钮动作;来自DCS的紧急停车信号;当转换开关打开HMI控制时,点击监控画面上的停泵按钮;本地控制柜上的转换开关打在远程DCS控制时,远程主油泵停止信号;液位超低、油路通行程开关信号断开主油泵自动停泵;
④切换油泵条件(即故障信号)
当主油泵在工作的过程中空开断开,主油泵电机过载,主油泵行程开关断开
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时工作中的1#主油泵切换为2#主油泵。在切换的过程中星三角启动但不卸荷。
⑤报警条件
当系统油温高时,液位低,主油路堵,这些条件下,1#号主油泵正常工作,但是会出现报警情况,报警的情况由报警指示灯在HMI上显示。图4.2主油泵程序流程图为主油泵的程序流程图。
启动信号 1#星三角启动 故障 Y 2#星三角启动 N N 停泵 Y 停泵 返 回
图4.2 主油泵程序流程图
4.3.2 冷却泵程序设计
①工艺要求
共有两个冷却泵,启动冷却泵电机前必须先开冷却水阀,其中只能有1台冷却泵工作,两台冷却泵不能同时工作。
②起泵条件
当油站由本地控制时,本地手动启停冷却泵按钮动作;如果油站由HMI监控时同理,当油站切换到远程DCS控制时,冷却泵自动运行,当温度超过冷却泵设定上限时,冷却泵自动启动,低于下限设定值时,停止泵的运行。
③停泵条件
当采集的温度低于设定的油温下限值时或者停止按钮动作,需执行停止冷却泵操作。
④切换泵条件
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当1#冷却泵出现故障时,则切换为2#冷却泵。冷却泵的主要故障为过载。 由于1#冷却水泵与2#冷却水泵工作相似,所以以1#冷却水泵的工作流程图为例进行说明。图4.3为1#冷却泵程序设计流程图。
启动信号 冷却水阀开 Y 油温低 Y 停止1#水泵 N N 油温高 Y 启动1#水泵 N 故障 Y 切换2#水泵 N N 停止信号 Y 停止水泵 返 回
图4.3 1#冷却泵程序流程图
4.3.3 加热器程序设计
①工艺要求
电加热器的控制方式为本地控制,远程DCS控制和HMI控制,本地以及HMI上可以进行手动控制,当油站为DCS控制时,可以自动根据油温设定的上下限自
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