机电传动课程设计
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机电传动控制教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)理解机电传动控制的基本概念;(2)掌握机电传动控制系统的组成及工作原理;(3)学会分析机电传动控制系统的性能指标;(4)能够设计简单的机电传动控制系统。
2. 过程与方法:(1)通过实例分析,培养学生对机电传动控制系统的认识;(2)通过实验操作,培养学生对机电传动控制系统的实际操作能力;(3)通过项目实践,培养学生解决实际问题的能力。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对机电传动控制技术的兴趣;(2)培养学生勇于探索、积极向上的科学精神;(3)使学生认识到机电传动控制技术在现代社会中的重要性。
二、教学内容1. 机电传动控制的基本概念(1)机电传动控制的定义;(2)机电传动控制系统的组成;(3)机电传动控制系统的分类。
2. 机电传动控制系统的组成及工作原理(1)控制器;(2)执行器;(3)传感器;(4)传动机构。
3. 机电传动控制系统的性能指标(1)静态性能指标;(2)动态性能指标;(3)稳态性能指标。
4. 机电传动控制系统的分析与设计(1)机电传动控制系统的分析方法;(2)机电传动控制系统的优化设计;(3)机电传动控制系统的可靠性与稳定性。
5. 机电传动控制系统的应用实例(1)电机控制系统;(2)机械臂控制系统;(3)生产线自动化控制系统。
三、教学重点与难点1. 教学重点:(1)机电传动控制的基本概念;(2)机电传动控制系统的组成及工作原理;(3)机电传动控制系统的性能指标;(4)机电传动控制系统的应用实例。
2. 教学难点:(1)机电传动控制系统的分析与设计;(2)机电传动控制系统的优化设计;(3)机电传动控制系统的可靠性与稳定性。
四、教学方法1. 讲授法:讲解机电传动控制的基本概念、原理和性能指标;2. 案例分析法:分析机电传动控制系统的应用实例;3. 实验操作法:进行机电传动控制系统的实验操作;4. 项目实践法:完成机电传动控制系统的实际设计。
成绩:课程设计报告书所属课程名称机电传动控制(含PLC)题目霓虹灯饰的控制系统(十组)分院机电学院专业、班级学号学生姓名指导教师2012年07月25日目录一、课程设计任务书 (1)二、总体设计 (2)(一)设计方案的比较和论证 (2)(二)总体设计方案 (4)三、硬件系统设计 (5)(一)PLC的介绍 (5)(二)S7-200可编程控制器部分指令 (6)(三)可编程控制器I/O端口分配 (7)(四)外部接线图 (8)四、程序设计 (9)(一)程序设计框图 (9)(二)梯形图 (10)(三)语句表 (13)五、程序调试及问题处理 (17)(一)程序调试 (17)(二)设计实物图 (17)(三)问题处理 (19)六、总结 (20)七、参考文献 (21)一、课程设计任务书课程设计题目:霓虹灯饰的控制系统(十组)课程设计时间:自 2012 年 7 月 16日起至 2012 年 7 月 27日课程设计要求:合上启动按钮,按以下规律显示:1→2、8→3、7→4、6→5→4、6→3、7→2、8→1→1、2→1、2、3、4→1、2、3、4、5、6→1、2、3、4、5、6、7、8→3、4、5、6、7、8→5、6、7、8→7、8→1、5→4、8→3、7→2、6→1、3、5、7→2、4、6、8→1、3、5、7→2、4、6、8→全部闪烁3次→9→10→1……学生签名:年月日课程设计评阅意见评阅教师:2012年月日二、总体设计(一)设计方案的比较和论证此次设计根据设计需要,我们设计的题目的实质就是控制灯的循环闪烁,然后通过灯的布局来达到美化的目的。
选用S7-200可编程控制器作为编程工具。
●选用定时器优点:首先,在平时的PLC学习中,我们经常使用该指令进行一些程序的编写,对它的实际应用也有比较深刻的理解。
其次,选用定时器,使编写的程序更加容易理解,也便于修改,从而,根据实际情况更好的调试程序。
缺点:该指令也存在很大的问题,通过该指令编写的程序一般都比较冗长,稍有不细心,就会在时间的控制上出现错误,导致整个程序不能按实际的设计要求达到目的。
机电传动控制基础课程设计一、课程背景机电传动控制是机械制造与自动化控制领域中的重要学科。
它涵盖了机械传动、电气控制、计算机控制等多个学科,是机械领域与电气控制领域集合的重要学科。
机电传动控制不仅是制造行业的基础,也是现代工业的重要组成部分。
为使学生更好地掌握机电传动控制的基础知识,促进其在今后工作中的应用,需要进行相应的课程设计来提高其实际操作能力。
二、课程目标本课程设计旨在通过实践操作来提高学生的机电传动控制实际应用能力,达到以下目标:1.熟练掌握机电传动控制基础原理与设计方法;2.熟悉机电传动控制元件的特点与使用方法;3.学会使用计算机进行机电传动控制系统的设计、模拟与控制;4.熟悉机电传动控制系统的调试与故障处理技术。
三、课程内容本课程设计的主要内容包括:1.机械传动控制基础原理与设计方法,包括齿轮、皮带、链条等传动方式的选择与设计方法;2.电气控制基础原理与元件介绍,包括继电器、接触器、开关、按钮等电气元件的使用原理与特点;3.计算机控制基础原理与软件介绍,学习PLC编程、HMI人机界面编程等软件应用;4.机电传动控制系统设计与模拟,包括机电传动系统的选型、设计,并模拟其运行情况;5.机电传动控制系统的调试与故障处理技术,包括故障诊断、故障排除等技术。
四、课程设计方案本课程设计的主要内容为机电传动控制系统的设计、模拟与控制。
具体设计方案如下:1.设计一个带有传感器的传送带控制系统,实现对物品的自动分拣。
传送带系统由PLC控制,通过进料机构、传感器、电机、计数器、液晶显示屏等元件实现对物品的自动分拣。
2.系统的传感器部分包括接近开关、光电开关等,可以实现对不同物品的检测与分拣;3.电机部分可通过PLC控制旋转的速度和转向,从而实现对物品的控制;4.通过计数器和液晶显示屏的设计,可以实现对物品的计算和显示。
通过以上方案的设计,学生可以从实践中掌握机电传动控制系统的设计、模拟与控制方法,提高其实际应用能力。
机电传动控制课程设计一、课程设计教学目的及基本要求1.教学目的电气控制系统是由各种低压电器和PLC控制器按一定要求组成的控制系统。
通过机电传动系统课程设计,进一步掌握各种低压电器和PLC的结构原理、选用及使用;了解器件和系统的关系;培养正确的设计思想、分析问题和解决问题的能力、运用标准与规范的能力。
2.基本要求根据设计要求正确地设计主电路和控制电路,合理地选择各种低压电器和PLC控制器,学习与设计有关的编程方法和语言,独立设计控制程序。
二、课程设计考核方法及成绩评定1、平时成绩占20%遵守纪律,准时上下课,不大声喧哗,不随意走动,不做与课程设计无关的事。
认真查找资料,主动提出问题,分析问题,解决问题。
听从管理,按时完成设计任务。
2、电气图纸占40%手绘图纸(A3或A4幅面,要有边框线和标题栏)绘图符合国家电气制图标准,文字符号图形符号使用规范,图面整洁。
电气装置满足控制要求,可靠性高。
元件选择得当,联锁、保护、显示等满足要求。
3、设计说明书占40%设计说明书不得少于3000字,要求内容完整、文字流畅、图纸规范。
设计论证充分、线路简洁可靠,元件选择正确合理;设计计算步骤详细,结果正确。
设计心得体会真实可信。
用A4纸张打印,字体字号标准:一级标题仿宋字体,小三号字;二级标题仿宋字体,四号字;三级标题仿宋字体,小四号字;正文仿宋字体,小四号字;行距:1.5倍行距。
设计说明书编写目录如下:目录一、课程设计的内容及目的二、系统总体方案设计2.1 控制要求的分析2.2 系统硬件配置及组成原理2.3 系统变量定义及分配表2.4 系统可靠性设计三、控制系统设计3.1 原理图3.1.1 主电路3.1.2 控制电路3.2 PLC程序设计(选做)3.2 元件选型四、小结(设计心得)设计说明书封面如下页《机电传动控制》课程设计说明书院系班级姓名学号指导老师(使用继电器接触器电路实现控制)1.机床概况 该设备用于大批量生产某零件的镗孔与铰孔加工工序。
机电传动控制教案第一章:机电传动控制概述1.1 教学目标了解机电传动控制的基本概念、分类及应用范围。
掌握机电传动控制系统的组成及其工作原理。
1.2 教学内容机电传动控制的概念与分类机电传动控制系统的组成机电传动控制的应用实例1.3 教学方法采用讲授法,讲解机电传动控制的基本概念、分类及应用范围。
通过案例分析,使学生了解机电传动控制系统的组成及其工作原理。
1.4 教学资源教材:《机电传动控制》课件:机电传动控制概述1.5 教学评价课堂问答:了解学生对机电传动控制的基本概念、分类的掌握情况。
课后作业:分析机电传动控制系统的组成及其工作原理。
第二章:机电传动控制系统的组成2.1 教学目标掌握机电传动控制系统的组成及其作用。
了解机电传动控制系统中各组成部分的基本原理。
2.2 教学内容机电传动控制系统的组成各组成部分的作用及基本原理2.3 教学方法采用讲授法,讲解机电传动控制系统的组成及其作用。
通过实例分析,使学生了解机电传动控制系统中各组成部分的基本原理。
2.4 教学资源教材:《机电传动控制》课件:机电传动控制系统的组成2.5 教学评价课堂问答:了解学生对机电传动控制系统组成的掌握情况。
课后作业:分析机电传动控制系统中各组成部分的基本原理。
第三章:机电传动控制装置3.1 教学目标掌握机电传动控制装置的类型及工作原理。
了解机电传动控制装置在实际应用中的选择及安装。
3.2 教学内容机电传动控制装置的类型机电传动控制装置的工作原理机电传动控制装置的选择及安装3.3 教学方法采用讲授法,讲解机电传动控制装置的类型及工作原理。
通过案例分析,使学生了解机电传动控制装置在实际应用中的选择及安装。
3.4 教学资源教材:《机电传动控制》课件:机电传动控制装置3.5 教学评价课堂问答:了解学生对机电传动控制装置的类型及工作原理的掌握情况。
课后作业:分析机电传动控制装置在实际应用中的选择及安装。
第四章:机电传动控制电路4.1 教学目标掌握机电传动控制电路的组成及工作原理。
机电传动课程设计目录第1章绪论 (2)第2章设计任务 .................................................. 3 第3章总体方案的确定 (5)3.1 电机的初步选择 (5)3.2 进给传动系统示意图 ......................................... 7第4章机械传动部件的计算与选型.. (8)Fmax 4.1 块承受载荷的计算 .........................................84.2 电动机转轴上总转动惯量的计算 (8)4.3 不同工况下电机轴上的等效负载转矩 (10)4.4 确定最大静转矩 (11)4.5 确定电机型号并列写参数 (12)4.6 电动机性能校核 (12)4.6.1 最高进给转速时电动机输出转矩校核 (12)4.6.2 最快空载移动时电动机输出转矩校核 (12)4.6.3 电动机最高连续运行频率校核 (13)4.6.4 启动频率校核 (13)第5章驱动电路原理图及其框图 ................................... 14 心得体会参考文献 (21)1第1章绪论数控机床作为一种高精度的自动化机床,综合应用了电子、计算机、自动控制和机床制造领域的先进技术,在我国工业生产中起着极其重要的作用。
它很好的解决了现代机械生产中加工工件精度要求高、结构复杂、品种多批量小的问题,而且加工质量稳定,生产效率大幅提高。
但是,综合我国国情,目前国内中小企业多采用经济型数控系统,其加工速度慢、编程复杂、人机界面不友好,因此生产效率低、工人劳动强度大。
因此研制和开发数控系统、改善人机界面、提高加工速度、方便操作人员编写用户加工程序,对提高企业生产效率、改善工人的工作环境有很大的实际意义。
在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
机电传动钻床课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并掌握机电传动钻床的基本结构、工作原理及其在机械加工中的应用;2. 学生能够掌握机电传动钻床的主要技术参数,并了解其与加工质量的关系;3. 学生能够了解并掌握机电传动钻床的常见故障及其排除方法。
技能目标:1. 学生能够正确操作机电传动钻床,完成简单的零件加工;2. 学生能够运用所学知识,对机电传动钻床进行日常维护和故障排查;3. 学生能够运用CAD/CAM软件进行简单的钻床程序编制。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对机械加工行业的热爱,增强职业责任感;2. 学生通过学习,提高团队合作意识,培养沟通协调能力;3. 学生树立安全意识,养成遵守操作规程的习惯。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,注重理论知识与实际操作的相结合。
学生特点:学生具备一定的机械基础知识,具有较强的动手能力和学习兴趣。
教学要求:教师需结合学生特点,采用讲授、示范、实践相结合的教学方法,注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际工作中,提高综合职业素养。
二、教学内容1. 机电传动钻床的基本结构及工作原理- 钻床的结构组成及其功能- 钻床的工作原理及加工过程2. 机电传动钻床的主要技术参数- 钻床的性能指标及其影响- 加工精度与表面质量的关系- 钻床安全操作规程3. 钻床的日常维护与故障排除- 钻床的日常保养方法- 常见故障现象及其原因分析- 故障排除方法及注意事项4. 钻床操作技能训练- 钻床基本操作方法- 钻孔、扩孔、铰孔等加工技巧- 钻床程序编制与加工实践5. 教学内容的安排与进度- 理论教学与实践操作相结合,共计16课时- 第1-4课时:机电传动钻床的基本结构及工作原理- 第5-8课时:机电传动钻床的主要技术参数与日常维护- 第9-12课时:钻床操作技能训练- 第13-16课时:故障排除与实践加工教学内容依据教材相关章节,确保科学性和系统性。
机电传动课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握机电传动的基本原理、基本方法和基本技能。
通过本课程的学习,学生应该能够:1.知识目标:理解机电传动的基本概念、原理和特点;熟悉机电传动系统的基本组成部分和常见类型;掌握机电传动的基本设计和分析方法。
2.技能目标:能够运用机电传动的基本原理和方法分析实际问题;具备一定的机电传动系统设计和优化能力;能够进行简单的机电传动系统安装、调试和维护。
3.情感态度价值观目标:培养学生的创新意识和团队合作精神,提高学生解决实际问题的能力,使学生认识到机电传动技术在现代工业中的重要地位和作用。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.机电传动的基本概念、原理和特点;2.机电传动系统的基本组成部分和常见类型;3.机电传动的基本设计和分析方法;4.机电传动系统的安装、调试和维护;5.机电传动技术在现代工业中的应用。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标,我们将采用以下几种教学方法:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握机电传动的基本概念、原理和特点;2.讨论法:通过分组讨论,使学生更好地理解机电传动系统的基本组成部分和常见类型;3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生掌握机电传动的基本设计和分析方法;4.实验法:通过动手实验,使学生熟悉机电传动系统的安装、调试和维护过程。
四、教学资源为了保证本课程的教学质量,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用国内知名出版社出版的机电传动教材,作为学生学习的主要参考资料;2.参考书:推荐学生阅读一些与机电传动相关的参考书籍,以拓宽知识面;3.多媒体资料:制作精美的PPT,生动形象地展示机电传动的相关概念和实例;4.实验设备:准备一定的实验设备,让学生能够亲自动手进行实验,提高实际操作能力。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化、全过程的方式进行,以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估方式包括:1.平时表现:通过课堂参与、提问、小组讨论等环节,评估学生的学习态度和课堂表现;2.作业:布置适量的作业,评估学生的理解和应用能力;3.考试:进行期中考试和期末考试,全面测试学生的知识掌握和应用能力;4.实验报告:评估学生在实验过程中的操作技能和分析解决问题的能力;5.课程设计:评估学生的综合设计能力和创新能力。
机电传动与控制第四版课程设计一、前言机电传动与控制是机械工程专业的核心课程,是机械工程师必须掌握的基础技能之一。
本课程设计旨在通过实际案例,让学生深入理解机电传动与控制的理论知识,提高学生的实践能力和综合素质。
二、课程设计内容1. 实验目的通过机电传动与控制实验,让学生掌握以下知识和技能:•了解机电传动系统的组成和原理;•掌握机械和电气控制元件的基本原理和操作方法;•掌握机械和电气控制组合实验的方法和步骤;•能完成简单机电传动和控制系统的设计和实现。
2. 实验设备•每组实验设备包括电机、变速器、离合器、制动器、减速器、传感器、执行器、控制器、触摸屏、电源、CAD软件等;•实验器具包括电动机试验台、机械传动试验台、控制电脑等设备。
3. 实验内容本课程设计根据机电传动控制主题,提出以下实验内容:实验一:机械运动控制系统实验目的:通过机械齿轮传动、链传动、皮带传动等方式,构建机械运动控制系统,掌握机械传动系统的原理和控制方法。
实验步骤:•利用CAD软件进行机械齿轮传动、链传动、皮带传动等设计和模拟;•搭建机械运动控制系统,安装电机、变速器、离合器、制动器、减速器等组件,通过触摸屏控制机械运动;•分析机械运动过程中的参数变化和传动效率。
实验二:电气控制系统实验目的:通过实验学习电气元件的基本原理和操作方法,掌握电气控制系统的组成和控制方法。
实验步骤:•学习电气元件的基本原理和类型;•设计和搭建基本电气控制系统,包括电路图设计、元件选型、布线、调试等;•实际操作电气控制系统,了解控制信号与执行信号的关系,分析电气控制系统在实际工作过程中的控制效果。
实验三:机电组合控制系统实验目的:通过机电组合实验,综合运用机械传动、电气控制和计算机控制技术,构建完整的机电组合控制系统。
实验步骤:•基于实验一和实验二的结果,进行机械和电气组合控制系统的设计和搭建;•编写控制程序并调试,控制机械的运动;•分析实际机电组合控制系统的控制效果,评估实验结果。
机电传动控制课设是工程类专业中常见的实践项目,旨在培养学生对机电传动原理和控制技术的理解与应用能力。
下面是一个简要的机电传动控制课设的实施方案:课设名称:基于机电传动的自动化生产线控制系统设计一、课设目标:1. 理解机电传动系统的工作原理和控制方法。
2. 掌握自动化生产线的概念和基本设备。
3. 学习PLC编程和控制信号的处理。
4. 能够设计和实现一个基于机电传动的自动化生产线控制系统。
二、课设内容:1. 初步调研:对自动化生产线的基本构成进行调研,包括传动装置、传感器、控制单元等。
2. 设计方案:根据调研结果,设计一个基于机电传动的自动化生产线控制系统的方案,包括系统框架、传动链设计、控制方式选择等。
3. 传动系统设计:选取适当的机电传动装置,设计传动链的布置、传动比计算、执行机构的选择等。
4. 传感器选择与布置:根据生产线的需求,选择合适的传感器,并进行布置和连接。
5. PLC编程:根据设计方案和传感器布置,编写逻辑控制程序,实现自动化控制功能,包括传感器数据采集、信号处理和执行机构控制等。
6. 系统调试和优化:完成硬件的连接和软件的加载后,进行系统整体调试,优化控制算法和参数,确保系统的稳定性和准确性。
7. 报告编写和展示:根据课设要求,撰写课设报告,介绍设计方案、系统操作、测试结果和问题分析等,并进行现场展示。
三、实施步骤:1. 开展调研工作,了解自动化生产线的基本原理和技术要求。
2. 设计系统方案,包括传动链设计、控制器选用、传感器布置等。
3. 进行传动系统设计和传感器的选择、布置工作。
4. 编写PLC逻辑控制程序,实现传感器数据采集和执行机构控制。
5. 搭建实验平台,进行系统组装和调试。
6. 进行测试和优化工作,确保系统的正常运行。
7. 撰写课设报告,总结设计过程和测试结果。
8. 进行课设展示,分享设计思路和实验成果。
通过完成以上课设,学生可以深入理解机电传动系统与自动化控制的关系,掌握实际应用中的设计和调试技术,并培养团队协作和问题解决的能力。
机电传动电梯课程设计机电传动是一个非常重要的领域,它涉及到各种不同类型的机械、电气和控制系统。
其中,电梯是机电传动领域中最常见、最重要的应用之一。
在本文中,我们将探讨机电传动和电梯的课程设计。
一、机电传动1. 什么是机电传动?机电传动是指利用各种不同类型的机械、电气和控制系统来实现物体运动或能量转换的过程。
这些系统包括齿轮、皮带、链条、蜗杆等等。
2. 为什么需要学习机电传动?学习机电传动可以帮助我们了解各种不同类型的机械、电气和控制系统,从而更好地理解它们在现代工业中的应用。
此外,学习机电传动还可以提高我们的设计和制造技能,并帮助我们更好地理解现代工业生产流程。
3. 课程设计内容在学习机电传动时,通常包括以下内容:(1)齿轮和齿轮箱(2)皮带和链条传动(3)蜗杆与蜗轮(4)离合器与制动器(5)电机和电气控制系统(6)传感器和反馈控制二、电梯1. 什么是电梯?电梯是一种用于垂直运输人员和物品的机械设备。
它由一个或多个升降机、驱动系统、控制系统和安全装置组成。
2. 为什么需要学习电梯?学习电梯可以帮助我们了解现代城市建设中的重要设施,同时也可以提高我们的设计和制造技能,并帮助我们更好地理解现代工业生产流程。
3. 课程设计内容在学习电梯时,通常包括以下内容:(1)电梯结构和工作原理(2)驱动系统和控制系统(3)安全装置和紧急停车装置(4)维护和保养方法三、机电传动与电梯课程设计在机电传动与电梯课程设计中,通常会涉及到以下内容:1. 机电传动系统的设计与应用:通过学习不同类型的机械、电气和控制系统,了解其应用场景及其优缺点,并通过实践操作来提高自己的设计与制造技能。
2. 电梯的设计与应用:通过学习电梯的结构和工作原理,了解驱动系统和控制系统的设计及其应用场景,并通过实践操作来提高自己的设计与制造技能。
3. 安全装置和紧急停车装置的设计与应用:了解不同类型的安全装置和紧急停车装置的工作原理,以及它们在电梯中的应用,以提高电梯的安全性。
机电传动课程设计题目:污水净化处理系统的PLC控制姓名刘念专业机械设计制造及其自动化班级机自081学号200800314105指导教师靳继勇完成日期2011-12-23目录第一章引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2设计目的 (1)1.3设计任务及分析 (1)1.3.1任务及要求 (1)1.3.2任务分析 (1)第二章污水净化处理系统设计方案选择 (3)2.1物理法处理技术方案选择 (3)2.2各污水处理方案的分析和比较 (4)2.3方案的确定 (4)2.4方案三的具体实施 (5)2.4.1系统的组成介绍 (5)2.4.2工艺流程 (5)2.4.3系统布局 (6)第三章 I/O分配表 (7)3.1硬件的设计 (7)3.1.1确定PLC的CPU型号和扩展模块型号 (7)3.1.2压差检测仪表的选择 (7)3.1.3其它的输入和输出元件的选择 (7)3.2软件的设计 (8)3.2.1主程序的设计 (8)3.2.2输出故障检测和报警 (8)3.2.3软件设计的可行性 (9)第四章 PLC硬件接线图 (10)第五章系统控制流程图 (11)第六章编程过程说明 (12)第七章调试说明 (13)7.1系统调试 (14)7.2系统可行性阐述 (15)结束语 (16)参考文献 (17)附录 (18)附录1:系统主程序 (18)附录2:故障诊断子程序 (24)第一章引言1.1课题背景可编程控制器即PLC是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一种新型的、通用的自动控制装置。
现在可编程控制器已经成为最重要、最可靠、应用场合最广泛的工业控制微型计算机。
它具有功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于编程以及适应工业环境等一系列优点。
为了提高污水处理厂的运行管理水平,PLC 也成为了该系统的重要组成单元之一,在该系统中各单元按一定拓扑结构互相连接构成污水处理厂的控制系统。
1.2设计目的在冶金企业中,有大量的工业用水用于冷却,为此每天消耗大量的水资源,由于用过的冷却水含有氧化铁杂质,不宜多次循环使用。
为保护环境、节约用水,需要对含有氧化铁杂质的污水进行净化处理。
1.3设计任务及分析1.3.1任务及要求(1)两台机组的滤水工序可单独进行,也可同时进行。
而反洗工序只允许单台机组进行工作,一台机组反洗时,另一台必须等待。
两台机组同时要求反洗时,1号机组优先。
(2)为保证滤水工艺的正常进行,在每台机组的管道上均安装了压差检测仪表,只要出现了“管压差高”信号,则应立即停止滤水工序,自动进入反洗工序。
(3)为增强系统的可靠性,将每台机组的磁滤器及各个电磁阀线圈的接通信号反馈到PLC输入端,一旦某一输出信号不正常,要立即停止系统工作,这样可避免发生事故。
(4)接触器输出故障检测报警。
1.3.2任务分析(1) 两台机组的滤水工序可单独进行,要求有独立的启动/停止按钮。
(2) “管压差高”检测和反洗铃在每台机组上均单独配置。
压力传感器监测到的压力值直接关系到整个控制系统的可行性,在选择差压变送器的精度要他到±3%RH的以上的精度,使得差压传感器在工作的时候能够准确的接收和发送出准确的信号。
用一个PLC模拟量输入模块和一个输出模块。
让差压传感器接收的信号传送到PLC的模拟量的输入模块使模拟量转换成数字量,为了使防止在输入触点抖动或外部干扰脉冲引起错误的输入信号,在输入电路中设置RC滤波电路,可以增加可靠性。
CPU模块的内部的工作电压一般是DC 5V,输出信号电压一般较高,一般是DC24V和AC 220V。
采用DC 0~10V,模拟量输出模块用于控制电动出水阀、进水阀、水泵等执行器。
(3) 所谓将每台机组的磁滤器及各个电磁阀线圈的接通信号反馈到PLC的输入端,如图1-1所示。
考虑到由接触器控制这些线圈,当接触器线圈通电时,其动合触点应当闭合,动断触点应当断开;反之亦然,如果接触线圈通电时,其动合触点不能闭合或者动断触点不能闭合,或动断触点不能断开,可能发生事故。
图1-1输出反馈信号接线图第二章污水净化处理系统设计方案选择污水处理的基本原理是利用物理法、化学法和生物法三大类。
而在冶金业中污水的处理方案,就有它的独特的处理方案。
对冶金业中所产生的污水中含有大量的固体渣滓污染物,对于固体渣滓污染物的处理方法一般采用物理法,物理法的基本原理是利用物理作用是悬浮状态的污染物质与水分离,在处理过程中污染物质的性质不发生变化,而在物理法的处理方法中又有以下多种处理方法。
2.1 物理法处理技术方案选择方案一: 截留法通常都以格栅或筛网作为污水处理厂的第一个处理工序,其主要作用是去除废水中粗大的悬浮物质,以保护后续的处理设备如污水泵,并防止管道堵塞。
格栅由一组平行的金属栅条构成,其截留悬浮物质的效率决定于栅条间隙的宽度。
当格栅设在污水泵站前时,缝隙宽常大于50mm,当设在沉沙池前时,一般采用15~40mm。
通过格栅的水流速度应保持在0.6~1.0m/s之间。
当通过格栅的水头损失超过10cm时,应清除格栅前的污物,以免涌水现象。
大型处理厂应采用机械清除格栅。
格栅截留的污物被清除后,应妥善处理,方法有填埋、焚烧、堆肥或与其它污泥混合后进行消化处理,也可以将污染物粉碎后送进污水厂进口。
方案二: 膜分离的电渗析法利用过滤性膜选择透过性对水中杂质进行浓缩、分离的方法,统称为膜分离。
根据膜孔隙的大小及过滤是的动力,膜分离可分为微过滤、超过滤、纳米过滤、电渗析反渗透等。
对于冶金工业废水的处理一般采用电渗析处理方法。
电渗析:电渗析是在电场作用下使溶液中离子通过膜进行传递的过程,所应用的膜为离子交换膜。
阳离子交换膜只允许阳离子透过,阴离子交换膜则只允许阴离子通过。
在电渗析设备中,阳离子交换膜和阴离子交换膜交替排列于正负两个电极之间,并用特别的隔板将其隔开,形成脱盐水和浓缩水两个系统。
在直流电场作用下,阳离子向阴极迁移,阴离子向阳极迁移,由于离子交换膜的选择透过性,淡室中的盐水逐渐淡化,浓室中的盐水被浓缩,以此实现脱盐的目的。
电渗析用于重金属工业的废水处理。
方案三: 磁力分离法磁力分离是利用磁场力截留和分离废水中污染物质的方法。
主要应用于去除废水中磁性及非磁性悬浮物和重金属离子,对废水中有机物和营养物的去除也有帮助。
当废水通过磁场时,水中磁性粒子同时受磁场吸引力、外力和重力、粒子互相作用等的作用,如磁力大于外力磁性粒子既能被磁场捕获,从水中分离出来。
磁场吸引力还可以起到促进絮凝的作用。
使用较多的磁过滤器的主要部分为电磁铁和铁磁性过滤介质金属球、钢毛等。
其次为磁吸离器,它由不锈钢圆盘制成,上面粘结了极性交错排列的数百块永久磁铁,并用铝板覆盖。
运转时圆盘转动,浸没部分吸引水中磁性物质,转离水面后,将表面泥渣即被挂走。
磁性铁粉可以在用分离心法从泥渣中回收。
该分离机以其特有的快速分离的特点在生产中得到了实际应用。
2.2各污水处理方案的分析和比较方案一优点:设备简单,所耗费的资金少,处理过程简单容易控制。
缺点:是一种传统对废水中的粗糙较大的固体污染物进行处理方案,在对废水处理的设计中可能占地面积过大,耗费的人力较多,在反洗过程中需要人工的反清洗,还可能耗费大量的时间而耽误污水的净化效率。
最关键的是不能完全的达到自动化目的。
方案二优点:处理精度较高,目的性明确有较高的可靠性。
缺点:在阴阳离子的分离和替换控制过程中的难度较复杂,设备结构复杂,不容易清洗。
虽然它可用于重金属工业的废水处理中,但对于这种方案不是常用的方案,因为不能直接把废水中的金属杂质直接的处理掉。
方案三优点:操作方便,结构简单,设备简单,清洗时断掉电源,关闭进水阀和出水阀,让压缩空气强行把水箱中的水打入磁滤器中,冲洗磁铁,去掉附着的氧化铁杂质使冲洗后的污水流入污水池,进行二次处理,处理后的固体杂质还可以回收再利用。
对废水中有机物和营养物的去除也有帮助。
缺点:对于其他无磁性的固体杂质不能及时的处理。
2.3 方案的确定对于以上的污水处理方案的分析之后,方案三是选择中最适合用于冶金业的污水处理中,还可以简单的加入PLC 控制,来实现达到自动化的目的。
从而在处理过程中实现经济化、可靠性、安全性超过了方案一、二。
在方案三中的污水处理后,污水不仅得到了净化还可以回收再利用,净化后得到的氧化铁杂质也可以回收再利用。
所以方案三是污水处理系统方案的最佳选择方案。
2.4 方案三的具体实施2.4.1 系统的组成介绍从简单经济可靠性出发,本系统由2台磁滤器,10只电磁阀和连接管道组成。
系统组成示意图2-1所示。
图2-1系统组成示意图2.4.2 工艺流程污水净化处理可分为两道工序,以1号机组为例,其工艺流程图如图2-3所示。
(1)滤水工序:打开进水阀和出水阀,污水流经磁滤器时,如果磁滤器的线圈一直通电,则污水中的氧化铁杂质会附在磁滤器的磁铁上,使水箱中流出的是净化水。
(2)反洗工序:滤水一段时间后,必须清洗附在磁铁上的氧化铁杂质。
这时只要切1号进水阀 2号进水阀污水1号磁滤器 1号水箱 1号出水阀 2号磁滤器2号水箱2号出水阀 1号排水阀 2号排污阀 到污水池1号空气压缩2号空气压缩压缩空气到冷却塔断磁滤器线圈的电源,关闭进水阀和出水阀,让压缩空气强行把水箱中的水打入磁滤器中,冲洗磁铁,去掉附着的氧化铁杂质使冲洗后的污水流入污水池,进行二次处理。
图2-2工艺流程2.4.3 系统的布局图2-3系统拓扑第三章 I/O分配表3.1硬件设计3.1.1 确定PLC的CPU型号和扩展模块型号下表为净水器的1号机组的输进和输出地址分配表1号机组的I/O地址分配表编程元件I\O端子电路元件作用输入继电器I0.0 SB1 1号净水器的启动按钮I0.1 SB2 1号净水器的停止按钮I0.2 YJ1 1号净水器差压检测仪,差压过高开关信号I0.3 SB3 系统急停按钮I0.4 YA1 1号磁滤器辅助触点,用于YA1的故障诊断I0.5 YA2 1号出水阀辅助触点,用于YA2的故障诊断I0.6 YA3 1号进水阀辅助触点,用于YA3的故障诊断I0.7 YA4 1号排污阀辅助触点,用于YA4的故障诊断I1.0 YA5 1号压缩空气阀的辅助触点,用于YA5故障诊断输出继电器Q0.0 YA1 1号磁滤器的线圈Q0.1 YA2 1号出水阀线圈Q0.2 YA3 1号进水阀线圈Q0.3 YA4 1号排污阀线圈Q0.4 YA5 1号压缩空气阀线圈Q0.5 HA 反洗铃Q0.6 HL1 故障指示灯Q0.7 HA1 故障报警器由于1号机组和2号机组的工作原理相同,故净水系统总的输进点数为18点,总的输出点数为16点。
为此选择西门子公司的S7-200系列的CPU224可编程控制器和S7-200的数字量扩展模块EM223,它们可以提供22点输进和18点输出。