工控项目实战--水处理项目

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#笔记 #学习

文章目录

一、需求分析

二、控制系统设计&硬件选型

第一步：统计需要控制的设备和采集的信号
第二步：根据设备和仪表统计I/O信号
第三步：根据I/O信号选型配置PLC模块

2.1 设备&仪表分析及IO控制点统计

  1. PLC中I/O点

    • DI
    • DO
    • AI
    • AO
    • RS485

  2. 各设备IO点个数

    设备DIDOAIAORS485
    变频泵2（1个运行反馈1个故障反馈）1（启停信号）0（可选频率反馈）1（控制频率）0（启停可IO，频率可通讯）
    工频泵2（1个运行反馈1个故障反馈）1（启停信号）000（启停可IO，频率可通讯）
    开关阀2（双反馈信号）1（动作信号）000
    调节阀00110
    电动阀2（双反馈信号）2（双动作信号）000
    检测仪表（压力表）00100
    检测仪表（流量计）00001（比模拟量接受精度高）

2.2 PLC& IO模块选型及数量统计

  1. CPU

    CPU型号扩展IO模块用户存储器DI点DO点AI点AI点
    CPU1211无75KB642无
    CPU12122100KB862无
    CPU12148150KB14102无
    CPU12158200KB141022
    CPU12178250KB141022

  2. ET200SP
    ST是普通型

2.3 PLC & IO模块清单–博图TIA Selection

在百度中直接搜博图TIA Selection即可。
博图TIA Selection有在线版和离线版，离线版免安装。
用博图TIA Selection组态后可直接导入博图中，并导出明细表。

2.4 PLC电源模块的选型

PLC、IO模块、传感器的电源供电–开关电源。
直流电源选型：输入电压、输出电压、额定电流
默认 输入电压-单相AC220V、输出电压DC24V、额定电流 ？
可以用博图TIA Selection 软件计算电源选型，以便于确定额定电流

负载消耗电流就算：（1000mA = 1A）
DI：每点4mA
DO：取决于负载，中间继电器电流40mA左右
AI：每点20mA估算
AO：每点20mA估算

电源选择别太抠搜！！！

2.5 三相异步电机额定电流的计算与估算

估算功率与电流：电流=2*功率，默认电压380V

2.6 低压元件选型–断路器

低压元器件选型配置

序号名称
1断路器
2按钮指示灯
3UPS
4中间继电器
5接线端子
6变频器
7接触器
8热继电器
  1. 断路器分类：
    1. 总断路器 -> 电流总和
    2. 电机等动力设备的配电
    3. 开关电源等柜内设备配电 （2P）
    4. 直流控制电流的配电
  2. 断路器选型：
    1. 极数 - 1P/2P/3P/4P
    2. 脱口曲线 - C型/D型。C型给照明、插座等非电机类型使用；D型用于电机等感性负载
    3. 额定电压 - 690V / 400V / 230V
    4. 额定电流
      电机估算：功率<11kw，断路器电流=1.5电机电流；功率>11kw，断路器电流=1.2电机电流
      照明：预留2~3个2P 16A的C型断路器即可
      24V：预留1个1P 16A的C型断路器
      在这里插入图片描述

选型软件：张工选型

2.7 低压元件选型–UPS/中间继电器/端子

  1. 指示灯
    品牌：施耐德

  2. UPS
    品牌：山特
    电机等动力设备一般不用UPS供电

  3. 中间继电器
    品牌：欧姆龙
    线圈电压：DC24V、AC220V
    触电极数：2组、4组
    使用较多的 欧姆龙MY2N-GS DC24 / 欧姆龙MY4N-GS DC24

  4. 端子：
    品牌：菲尼克斯
    端子数量估算：IO点个数的1.8倍
    在这里插入图片描述

2.8 低压元件选型–变频器/接触器/热继

2.8.1 变频器

ABB的变频器 ACS510常用于风机、水泵

变频器选型：
- 工作电压
- 额定功率
- 额定电流
按电机额定电流 选 变频器

2.8.2 接触器 + 热继

接触器按电机额定电流选
热继的整定电流大于等于电机额定电流

2.9 电气柜尺寸预设计

用Eplan软件对电气柜粗略布局，确定电气柜尺寸

2.10 成本估计 & 报价清单

报价阶段工作：
第一步：统计需要控制的设备和采集的信号
第二步：根据设备和仪表统计IO信号
第三步：选型配置PLC和IO模块&低压电气元件
第四步：成本预估&报价清单

三、电气图设计

电气图内容包含四类：
- 总览表：封页、目录、部件汇总表
- 外观总览+安装板布局图
- 电气原理图、接线图
- 端子图标

3.1 元器件布局+控制柜尺寸设计

防爆柜在柜子底部需要预留电缆室。 理解类似于塞北项目，柜子下方的地基台子，防爆柜需要留类似的台子空间，作为一体，用于穿防爆软管。
非防爆柜底座100~200mm高，防爆柜350~400mm.

触摸屏中心高度在1.55m较为合适。

柜门上的按钮、灯：（至少）上电指示、急停按钮、蜂鸣器。每个按钮间隔至少80mm。

柜子参考颜色：7032（灰白色）

元器件布局原则：
- 体积大、重量大的元件安装的底部。
- 发热量的元件在上面
- 经常操作的元件不能太高
- 尽量强弱电分开
- 元器件之间留出间隔，每一行元器件到上下两排线槽之间预留35mm间隔。
- 考虑电缆走向

3.2 电气图-图纸概览+设计思路

电气原理 图（接线图）：
- 主回路接线
- 控制回路接线
- PLC&IO模块接线

3.3 电气图-把握设计细节

注意细节：
- 中间继电器的使用
- 线号的命名
- 电缆直径及颜色标注
- 模拟量输入+隔离栅：隔离栅可以不加，成本大。
- 端子的的设计

3.4 电气材料清单统计

四、PLC程序编写

4.1 TIA Selection组态导入博图

准备TIA Selection导出的选型文件，导入博图 （暂时发现博图V16不行，V18可以）
在这里插入图片描述

4.2 PLC和IO模块硬件组态

手动组态
模拟量模块的通道类型需要修改。

4.3 变量符号（IO标签）组态

方法一：类似于WinCC中标签导入，可以在默认变量表中导出个模板，然后批量导入标签。
在这里插入图片描述

方法二：在硬件组态中直接添加IO通道标签。有快速方法，在Eplan中用打开一张接线图，全选一组IO点，右键选择表格式编辑器，在功能文本中全选文本复制，粘贴到博图中对应IO地址中。如果式CAD图纸则没有简单办法。
在这里插入图片描述

4.4 设备控制要求分析

手自动无扰动切换

系统手自动和单个设备手自动

泵的连锁投入/摘除无扰动切换

累计流量，如果用模拟量采集会导致偏差

阀门控制，手自动+无扰动切换

4.5 PLC程序框架规划

程序功能划分：
1. IO映射
2. 水泵和阀门控制
3. 仪表模拟量信号采集
4. 流量计485-RTU通信
5. 模拟量输出控制
6. 报警和连锁保护
7. 设备自动控制
8. 急停和复位
9. 定时锁机

4.6 IO映射

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

4.7 电动机控制FB封装

电机启停控制最好使用2个点，一个启动信号，一个停止信号

  1. 手自动无扰切换（老师的方法）（连锁投入不用在意，没太理解）
    在这里插入图片描述

4.8 手自动程序–电机控制

4.9 阀门控制FB封装

4.10 手自动程序–阀门控制

4.11 仪表模拟量信号采集

4.12 变频器频率调节 & 调节阀开度控制

4.13 流量计数据采集（RS485通讯）

4.13.1 轮询

在这里插入图片描述

4.14 报警功能

4.15 连锁保护功能

4.16 系统手自动切换

4.17 自动程序

4.18 系统急停复位

4.19 定时锁机

4.19.1 设定运行时长

在这里插入图片描述

4.19.2 系统日期判断

4.20 总结+注释+初始化设置

五、控制柜出厂测试

出厂前测试：
- 外观和安装检查
- 上电测试
- PLC的IO打点测试

5.1 控制柜出厂–上电测试

工具：万用表、信号发生器

步骤：

  1. 查看一次回路（主进线、变频器等）接线是否牢固
  2. 元器件合闸测短路（不上电只合闸），变压器检测需要拆一根线
  3. 断路器、保险丝逐个上电再测短路。

5.2 控制柜出厂–PLC及IO模块打点测试

工具：万用表、信号发生器、短接线

DI点测试：短接线
DO点测试：博图监控表 -> 添加点位 -> 在线监控 -> 修改值 -> 万用表测试端子处
AI点测试：信号发生器测量（0-27648）
AO点测试：博图监控表 -> 添加点位 -> 在线监控 -> 修改值 -> （变频器断电）万用表测试端子处

测试完后所有电器元气断电

5.3 ACS510变频器参数设置（没看）

电机参数：

控制参数：

六、项目现场调试

6.1 现场调试–电缆选型及清单

常用电线/电缆规格：
- RV电线：单芯多股细铜丝的软线（单芯线）。用于机柜内连线
- RVV电缆：RV电线的多芯线。用于仪表的信号线、电源线（24V）
- RVVP电缆：RVV电缆外包裹绝缘层（屏蔽线）。常用于模拟量线
- VV电缆：用于电力传输，给动力设备配电。性能较差最高温度70℃
- YJV电缆：外表于VV电缆相似，但在在外层的黑色皮上印刷电缆的型号。用于电缆传输，给动力设备配电。性能较好最高温度90℃
- RVVPSP：屏蔽双绞线。用于485通讯线

在这里插入图片描述
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电机接地线选型：
- 相线小于16平，接地线于相线同规格；
- 相线16~35平，接地线用16平；
- 相线大于50平，接地线大于相线的一半；

6.2 现场调试–接线清单

16平以上的线一般不经过段子，直接接变频器和电机

7. 我的标准块部分功能

7.1 报警+定时器 案例

##1. 报警+定时器
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

7.2 标准FB块 对象接口 案例

  1. 标准FB块 对象接口 案例
    在这里插入图片描述

八、Eplan操作

8.1 项目结构标识和管理

在这里插入图片描述

8.2 项目页设置

8.2.1 页码快速编号1- 按结构编号

通过这个方法可以快速对页面重新编号，编号后页码顺序将每次重1开始编号
在这里插入图片描述
7b442da05bb703b8c4cfd0.png)

在这里插入图片描述

8.2.2 页码快速编号2- 按顺序编号

通过这个方法可以快速对页面重新编号，编号后页码顺序将按顺序依次排序
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

8.3 创建项目模板

修改本项目的基础信息用于模板，然后创建模板。
在这里插入图片描述

8.4 电气设计方法

8.4.1 面向图形

边画图便配置元件信息

8.4.2 面向对象

先创建元件，画图时直接选中对应的元件。

8.5 属性和全局属性

这里想表述的是，右键元件时，下方有个属性 和 全局属性。这个的两个的区别。
在这里插入图片描述

8.5.1 属性

在这里插入图片描述

8.5.2 全局属性

在这里插入图片描述

8.5.3 切换

直接撞击元件出来的是“属性”选型，但如下配置的话，出来的是“全局属性”。
在这里插入图片描述

8.6 元件属性相关设置

8.6.1 元件说明文字的设置

在这里插入图片描述

8.6.2 元件说明文字的移动

在这里插入图片描述

8.6.3 层

花崎泪
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