基于PLC的潜水泵设计

摘?? 要 本论问主要论述了基于S7-200系列PLC的污水潜水泵控制系统基本结构及工作原理，运用西门子S7-200 PLC对污水潜水泵进行控制。根据使用浮球液位控制器，高水位作为起泵信号，低水位作为停泵信号，实现多台水泵轮换起停功能，实现故障自投，互为备用功能，实现应急情况，手动控制功能。并完成PLC程序调试工作。 关键词：污水潜水泵；PLC；浮球液位传感器 目??? 录第1章? 绪论??? 11.1? 污水潜水泵系统概述??? 11.1.1??? 污水潜水泵介绍??? 11.1.2??? 污水潜水泵构造及性能特点??? 11.2??? 污水潜水泵发展与前景??? 31.2.1 污水处理系统的发展与前景??? 31.2.2 污水潜水泵系统的发展??? 41.3 PLC概述??? 41.3.1 PLC系统的应用??? 41.4设计要求??? 6第2章? 系统总体设计??? 12.1 污水潜水泵系统的构成??? 12.2? 污水潜水泵系统的流程设计??? 12.2.1 系统流程图??? 3第3章? 污水潜水泵系统的硬件设计??? 43.1? PLC的优点及选型??? 43.1.1? PLC控制的优点??? 43.1.2 PLC的内部工作方式??? 53.1.3? PLC型号的选择??? 73.2 传感器选型??? 83.2.1浮球液位传感器??? 9第4章? 污水潜水泵系统的软件设计??? 134.1? PLC I/0分配??? 134.2 PLC硬件连接??? 144.3? STEP7-Micro/WIN32软件介绍??? 154.4? PLC程序分析及设计??? 164.4.1 手动自动状态设置程序??? 174.4.2 水泵故障自锁和复位程序??? 174.4.3 手动控制程序??? 184.4.4 自动运行启动和VW300初始程序??? 204.4.5 自动状态扫描和泵选择启动程序??? 214.4.6 液位信号启动泵数量选择程序??? 224.4.7 自动堆栈出栈程序??? 23第5章? 结论??? 27参? 考? 文? 献??? 28致??? 谢??? 29 ?污水潜水泵系统概述? 化工厂、电子厂的漂染冲洗液或电镀冲洗液等工业废水为合乎排放要求，必须经过分离、沉淀等多级处理，使用污水潜水泵对此工业污水进行提升、汇集、调节等处理。PLC因其经济性、灵活性可靠性而得到广泛的应用，PLC的软件可以完成以往传统的接触器继电器式控制无法实现的控制功能，而且程序的编制修改灵活方便。西门子S7200系列PLC因结构紧凑，编程简单方便、指令丰富、功能齐全而得到广大工程技术人员的喜爱，广泛应用于各种中小型自动控制系统之中。 1.1.1??????? 污水潜水泵介绍 污水潜水泵属于无堵塞泵的一种，具有多种形式：如潜水式和干式二种，目前最常的潜水式为WQ型潜水污水泵，最常见的干式污水泵如W型卧式污水泵和WL型立式污水泵二种。主要用于输送城市污水，粪便或液体中含有纤维。纸屑等固体颗粒的介质，通常被输送介质的温度不大于80℃。由于被输送的介质中含有易缠绕或聚束的纤维物。故该种泵流道易于堵塞，泵一旦被堵塞会使泵不能正常工作，甚至烧毁电机，从而造成排污不畅。给城市生活和环保带来严重的影响。因此,抗堵性和可靠性是污水泵优劣的重要因素。和其它泵一样,叶轮、压水室、是污水泵的两大核心部件。其性能的优劣，也就代表泵性能的优劣，污水泵的抗堵塞性能，效率的高低，以及汽蚀性能，抗磨蚀性能主要是由叶泵和压水室两大部件来保证。 1.1.2??????? 污水潜水泵构造及性能特点 一：叶轮结构型式 叶轮的结构分为四大类：叶片式（开式、闭式）、旋流式、流道式、（包括单流道和双流道）螺旋离心式四种, 开式半开式叶轮制造方便，当叶轮内造成堵塞时，可以很容易的清理及维修，但在长期运行中，在颗粒的磨蚀下会使叶片与压水室内侧壁的间隙加大，从而使效率降低。并且间隙的加大会破坏叶片上的压差分布。不仅产生大量的旋涡损失，而且会使泵的轴向力加大，同时，由于间隙加大，流道中液体的流态的稳定性受到破坏，使泵产生振动，该种型式叶轮不易于输送含大颗粒和长纤维的介质，从性能上讲，该型式叶轮效率低，最高效率约相当于普通闭式叶轮的92%左右，扬程曲线比较平坦。 二：旋流式叶轮 采用该型式叶轮的泵，由于叶轮部分或全部缩离压水室流道。所以无堵塞性能好，过颗粒能力和长纤维的通过能力较强。颗粒在压水室内流动靠叶轮旋转产生的涡流的推动下运动，悬浮性颗粒本身不产生能量，只是在流道内和液体交换能量。在流动过程中，悬浮性颗粒或长纤维不与叶片接触，叶片多磨损的情况较轻，不存在间隙因磨蚀而加大的情况，在长期运行中不会造成效率严重下降的问题，采用该型式叶轮的泵适合于抽送含有大颗粒和长纤维的介质。 从性能上讲，该叶轮效率较低，仅相当于普通闭式叶轮的70%左右，扬程曲线比较平坦。 三：闭式叶轮 该型式的叶轮正常效率较高。且在长期运行中情况比较稳定，采用该型式叶轮的泵轴向力较小，且可以在前后盖板上设置副叶片。前盖板上的副叶片可以减少叶轮进口的旋涡损失和颗粒对密封环的磨损。后盖板上的副叶片不仅起平衡轴向力的作用,而且可以防止悬浮性颗粒进入机械密封腔对机械密封起保护作用。但该型式叶轮的无堵性差，易于缠绕，不宜于抽送含大颗粒（长纤维）等末经处理的污水介质。 四：流道式叶轮 该种叶轮属于无叶片的叶轮，叶轮流道是一个从进口到出口的一个弯曲的流道。所以适宜于抽送含有大颗粒和长纤维的介质。抗堵性好。从性能上讲，该型式叶轮效率高和普通闭式叶轮相差不大，但用该型式叶轮泵扬程曲线较为陡降。功率曲线比较平稳，不易产生超功率的问题，但该型叶轮的汽蚀性能不如普通闭式叶轮，尤其适宜用在有压进口的泵上。 五：螺旋离心式叶轮 该型叶轮的叶片为扭曲的螺旋叶片，在锥形轮毂体上从吸入口沿轴向延伸。该型叶轮的泵兼具有容积泵和离心泵的作用，悬浮性颗粒在叶片中流过时，不撞击泵内任何部位，故无损性好。对输送物的破坏性小。由于螺旋的推进作用，悬浮颗粒的通过性强，所以采用该型式叶轮的泵适宜于抽送含有大颗粒和长纤维的介质，以及高浓度的介质。在对输送介质的破坏有严格要求的场合下具有明显的特点。 从性能上来讲，该泵具有陡降的扬程曲线，功率曲线较平坦。 污水泵采用的压水室最常见的是蜗壳，在内装式潜水泵中多选用径向导叶或流道式导叶。蜗壳有螺旋型、环型和中介型三种。螺旋形蜗壳基本上不用在污水泵中。环形压水室由于结构简单制造方便在小型污水泵上采用的较多。但由于中介型（半螺旋形）压水室的出现环形压水室的应用范围逐渐变小。因中介型压水室兼具有螺旋的高效率性和环形压水室的高通透性。已越来越受到制造厂家的关注。