水电站自动化课程设计大学论文.doc

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1、武汉大学动力与机械学院水电站自动化课程设计专业：能源与动力工程设计人：班级：学号：指导老师：完成时间：2017年1月11日武汉大学动力与机械学院目录目录-1-第一章设计原始资料-2-第二章电动机主电路设计-3-2.1电机的选择-3-2.2主回路接线原理图-3-2.3主回路设备的选择-7-2.4电机的保护-10-第三章系统控制回路设计-11-3.1系统控制结构-11-3.2控制系统的工作原理-12-第四章PLC控制回路的设计-14-4.1PLC的选择-14-4.2I/O端子分配及接线图-15-4.3梯形图程序设计及说明-15-4.4语句指令表-15-4.5设

2、备清单-15-附表-16-参考文献-17--25-武汉大学动力与机械学院第一章设计原始资料集水井排水装置自动控制某水电站渗漏排水系统有二台相同的渗漏排水泵，一台工作，一台备用。水泵类型为深井泵，单台配套电动机容量：90kW，电压：AC380V。每台水泵出水管道上安装一只电动阀门，水泵抽水时电动阀门打开，水泵停止时电动阀门关闭，电机功率1.5kW。排水井水位和高程：渗漏排水井底板高程3.0m，停泵水位高程5.0m，工作泵启动水位高程11.5m，备用泵启动水位高程12.0m，报警水位高程12.2m。控制要求（机构系统图如图1）：（1）深井泵启动前3秒必须先给润

3、滑水，泵启动后2min切断润滑水，润滑水由机组技术供水系统供给，供水管径20mm，通过电磁阀自动控制，该电磁阀的工作可自动合/分，也可手动合/分。（2）盘面上要有电源指示灯，运行指示灯和故障指示灯。控制柜有电时电源指示灯亮，抽水泵电动机运转时运行指示灯亮，控制柜有故障时故障指示灯亮，故障信号：（a）接触器故障（b）启动超时（45s）（3）深井泵工作方式：自动/手动。自动方式时，控制装置依据控制流程要求自动实现水泵的启/停控制。手动方式时，通过操作面板上的操作开关直接控制水泵，该方式仅供设备调试或检修使用。（4）蓄水池水位达到报警水位时，控制柜内喇叭要发出断

4、续的蜂鸣声，电铃要响。（5）出水管道上的阀门电动机正反转时要有硬件互锁和软件互锁，避免电气短路。-25-武汉大学动力与机械学院（1）工作水泵和备用泵每周轮换一次。图1-1集水井排水装置机构系统图第二章电动机主电路设计2.1电机的选择（1）水泵电动机的选择根据本设计深井泵的工作环境、方式以及电动机的容量：90KW,电压：AC380V,可选择Y280M-2电动机，其具体参数如表2-1所示。（2）电动阀电动机的选择由于电机的功率为1.5KW,则选用Y90S-2电动机，其具体参数如表2-1所示。表2-1电动机技术参数型号额定功率/kw满载时额定转矩质量/kg电流/

5、A转速/(r/min)效率/%Y280M-290166297092.52.2620Y90S-21.53.42840782.3222.2主回路接线原理图考虑到排水装置的控制要求，设计得电动机主回路接线图如图2-1所示，其工作原理如下：合上电源开关QS1，按下启动按钮SB1，接触器KM1得电吸合并自锁，接触器KM2也同时得电吸合，电动机三相绕组在Y形接法下降压启动，同时时间继电器KT1通电计时。-25-武汉大学动力与机械学院经过一段时间的延时后，时间继电器KT1常闭触点打开，常开触点闭合，接触器KM2失电释放，其常闭辅助触点闭合，继电器KM3得电吸合并自锁，将

6、电动机三相绕组接成△形在全压下运行。其中，1号泵电动机由POWER1电源单独供电，2号泵电动机由POWER2电源单独供电，并互为备用。当两路电源中有一路发生故障切除时（1QF、2QF之一断），则备用电源自动切换装置APD将母联断路器（3QF）合上，以保证电动机的正常工作。-25-武汉大学动力与机械学院-25-武汉大学动力与机械学院由于电动机的功率较大，为减小启动电流，故在本设计的电动机主回路中选用Y-△降压启动方式。其控制回路如图2-2所示。-25-武汉大学动力与机械学院图2-2控制电路图2.3主回路设备的选择2.3.1接触器的选择在电气控制电路中，接触器

7、的使用十分广泛，其额定电流和额定电压是随时用条件的不同而变化的，只有根据不同使用条件去正确选用，才能保证它在控制电路中长期可靠运行，充分发挥其作用。接触器用于带有负载主电路的自动接通和切断，分直流和交流接触器两大类，交流接触器主要有CJ0及CJ10系列。机床电器控制电路中应用最多的是交流接触器。在一般情况下，选用交流接触器的主要依据如下：①　吸引线圈电源种类：交流或直流。②　主触点额定电压、额定电流。③　辅触点类型、数量及其额定电流。④　吸引线圈的电源种类，频率和额定电压。⑤　额定操作频率（次/h），即允许每小时接通的最多次数。具体选择时应注意以下四点：①

8、　主触点额定电流应大于或等于被控对象（负载）电流，对于电动机这种负