#S100实验指导书1SIEMENS液位控制.docx
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#S100实验指导书1SIEMENS液位控制
烟台项目职业技术学院-机电项目系
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一、系统概述1
二、系统组成1
1.储/蓄水箱1
2.水管管件1
3.检测系统1
4.执行器系统1
5.PLC控制模块与上位机组态1
6.电源与按钮组模块1
7.接线操作模块1
三、操作与维护1
1.操作流程1
2、日常维护1
[过程控制传感器实平台 实验指导书] 适用于大中专职业院校和高等院校实训室建设需要,针对性培养学生传感器应用能力 四、随机附件明细表1 1.随机附件明细表1 2.工具箱明细表1 3.元件说明书1 五、实验步骤索引1 附件1【S100电气BOM单】1 附件2【S100线号表】1 附件3【S100接线对照表】1 附件4【S100程序流程图】1 1/19 系统概述 本系统以工业过程控制为设计蓝本;系统包含了PLC控制系统、储/实训水箱、水管管 件、检测系统、执行器系统等模块。 利用各类工业检测装置及执行器实现对水温、液位、流量、压力四大热工参数的控制实训。 在具备PLC编程、安全配线、组态、电气调试、管路搭建、变频调速、可控硅调压控制的同时,重点突出流体过程控制传感器的配线、信号转换、变送、采集、PID控制、组态控制的主要实训功能。 系统涵盖了扩散硅压力变送器、超声波非接触式液位变送器、涡轮式流量传感器、PT100温度变送器、磁浮球液位开关等常用传感器,覆盖开关量、模拟量、脉冲等三种信号类别。 除此之外系统还可扩展安全配线、多种实训模式切换功能。 该系统适用于大中专职业院校和高等院校实训室建设需要;针对性培养学生传感器应用能力的实训设备;并且以典型工业控制项目为导向,体现压力/流量/温度/液位检测与控 制项目。 二、系统组成 过程控制传感器实训平台采用模块化设计,其中包括: 【储/蓄水箱】、【水管管件】、【检测系统】、【执行器系统】、【PLC控制模块与上位机组态】、【电源与按钮组模块】、【接线操作模块】 1/19 1.储/蓄水箱 功能或工艺过程储水箱: 位于下水位,配有水位标识,用于为实训水箱供水、上水位溢流回收、和温度控制。 蓄水箱: 位于上水位,配有水位标识,用于液位测量和控制实训的实行。 技术参数 水箱容积20L、水箱高度350mm、水箱材质进口亚克力、水箱颜色透明。 2.水管管件 T型三通 内牙直接 弯通 2/19 内牙直接 截止阀 PVC水管 功能或工艺过程 用于管路的搭建;包含<内牙直接、外牙直接、弯通、T型三通、截止阀、PVC水管)。 技术参数 管件颜色黑色、水管颜色灰色、螺纹制式英制1/2英寸<圆柱管螺纹、圆锥管螺纹)。 3.检测系统 3/19 4 液位开关 液位变送器 功能或工艺过程 用于检测管路压力、管路流量、液位高度、液体温度、上下水位报警,并将采集信号输出至控制器。 技术参数 压力变送器: 扩散硅式、量程0-1bar、精度0.5级、模拟量4~20mA输出。 液位变送器: 超声波非接触式、量程50~1200mm、精度1级、模拟量4~20mA输出。 流量传感器: 涡轮式、量程3.8~38LPM、精度0.5级、脉冲输出。 温度变送器: PT100热电阻式、带数显仪表、量程0~100oC、精度1级、模拟量4~ 20mA输出。 液位开关: 磁浮球式、开关量。 4. 执行器系统 5/19 6 功能或工艺过程 根据控制器指令执行如调整加热管功率、调节电动球阀开度、电磁阀开关、调节三相磁力泵频率等工作。 技术参数 磁力泵变频调速: 功率0.37KW、排量20LPM。 电动球阀开度调节: 1/2内螺纹、工作电压24VDC/AC、控制输入0~10V、开度范围0~90o。 加热管可控硅调压: 工作电压AC220V、功率1000W、调压控制输入0~10V。 电磁阀开关: 1/2内螺纹、额定电压、DC24V、不锈钢阀芯。 5.PLC控制模块与上位机组态 S7-200PLC 7/19 技术参数 西门子226CPU、EM231模拟量输入模块、EM232模拟量输出模块、MCGS组态、远程端 子台。 6. 电源与按钮组模块 8/19 技术参数 φ22按钮<启动按钮、停止按钮、复位按钮、急停按钮)、DC24V<100W)开关电源、 总电开关、DC24V电源开关、0~450V电压表、DC24V电压指示灯、三孔带盖电源插孔、信号塔<φ56mm、三层、常亮型、DC24V、红绿黄三色、桌面安装)。 7. 接线操作模块 模式状态指示灯多模式切换选择开关 技术参数: “多模式切换选择开关功能”。 φ3安全插孔。 φ3安全导线。 L=800mm。 A.模式一: 运行模式;自动激活控制台柜,使其无需完成配线模块直接控制被控部 分。 B.模式二: 接线模式,此时控制部分与被控完全断开,并且未上电,再次模式下进行配线连接,并检查配线结果。 C.模式三: 调试模式;可激活实训台柜,检验系统电源 性,准确无误可控制被控部分。 9/19 三、操作与维护 1.操作流程 清除所有设备上的训练导线将“模式转换开关”切换至“运行模式”给系统供电<220V、24V)检查用电设备供电情况检查储水箱水量<标准水位250mm)电动阀上电后会自动复位<初始状态默认为全开启)将“模式转换开关”切换至“训练模式”,进行接线实训检查无误后,再将“模式转换开关”切换至“调试模式”下载程序在组态上选择实验项目<压力、流量、液位、温度) 按下启动按钮,系统开始运行 按下停止按钮,系统停止运行重新启动设备前,先按下复位按钮,使程序内部参数复位 2、日常维护 实验用水: 使用干净的自来水进行实验,发现污垢后要及时更换实验用水。 储/蓄水箱: 要定期用抹布清洁水箱内壁。 桌面清洁: 平时注意清理设备上的尘土。 配件管理: 平时要保管好实验柜的钥匙、安全导线、测量工件、以及设备相关资料。 四、随机附件明细表 1.随机附件明细表 序号 类别 名称 数量 单位 10/19 1 A 安全导线(? 3、800mm> 60 根 2 A S7-200编程电缆 1 根 3 A 工具箱及配套工具<附明细) 1 套 4 B 《出厂检验合格证》 1 份 5 B 《过程控制传感器实训平台实验指导书》 1 份 6 B 《过程控制传感器实训平台元器件说明书》<附明细) 1 份 7 C 《过程控制传感器实训平台全资料》<附明细) 1 张 注: A=配件;B=资料;C=光盘 2.工具箱明细表 序号 名称 数量 单位 1 烙铁<30W) 1 把 2 十字改锥<小) 1 把 3 一字改锥<大) 1 把 4 一字改锥<小) 1 把 5 偏口钳子 1 把 6 尖嘴钳子 1 把 7 内六角扳手 1 套 8 剥线钳 1 把 3.元件说明书 序号 版本 名称 数量 单位 1 英文版 压力传感器511.911003141 1 份 11/19 2 英文版 超声波传感器LU05-5001 1 份 3 英文版 涡轮流量计3-2100-1H 1 份 4 中文版 温度变送器ST-WZ1PB206S 1 份 5 中文版 功率调整模块TPR-2N 1 份 6 英文版 电动调节球阀VBN2+N10010 1 份 4.光盘明细 序号 1 名称 《过程控制传感器实训平台全资料》 刻录内容 S100运行程序; S100组态画面; 《过程控制传感器实训平台实验指导书》; S7-200安装软件; MCGS安装软件; OPC安装软件 《MCGS培训教程》; 《S7-200可编程控制器系统手册》; 《MM420变频器手册》 数量 1 单位 张 五、实验步骤索引 步骤 内容 参考 步骤1 对设备选型、元件规格、参数进行了解。 附件1【S100电气BOM单】 步骤2 根据元件实际安装情况定义线号分配表。 附件2【S100线号表】 步骤3 根据线号表绘制设备电路原理图。 附件3【S100电路原理图】 步骤4 按照原理图完成电路、气路连接<训练模 式)。 附件4【S100接线对照表】 12/19 步骤5 检查无误后,设备上电<调试模式)。 步骤6 设计设备运动过程,并参照线号表编写 程序流程图。 附件5【S100程序流程图】 步骤7 根据程序流程图中要求、编写PLC程序。 附件6【S100运行程序】 步骤8 进行PLC程序调试,对机械结构进行调整。 步骤9 绘制组态画面,进行变量连接。 附件7【S100组态画面】 步骤10 实现上位机与控制器的通讯,利用组态 画面实时监控系统运行状态。 附件7【S100组态画面】 步骤11 教师考核。 13/19 附件1【S100电气BOM单】 子件品号 货品名称-品牌 规格/参数 数量 单位 DQCG03000033 中央处理单元 -SIEMENS 型号: CPU226CNDC/DC/DC;IO特性: 24DI/16DO;通信功能: 2个RS485接口 1 台 DQCG03000042 模拟量输入模块-SIEMENS 型号: EM231CN;IO特性: 4路12位输入;适用机型: S7-200系列PLC 1 个 DQCG03000008 编程通讯电缆 -SIEMENS 连接形式: DB9;连接协议: PC/PPI;长度: 3M;适用机型: S7-200系列PLC 1 根 DQCG03000039 模拟量输出模块-SIEMENS 型号: EM232CN;IO特性: 2路12位输出;适用机型: S7-200系列PLC 2 个 DQCG04000176 变频器- SIEMENS 型号: MM42;0额定电压: 单相,220V;额 定功率: 0.55KW,0.75HP,3A 1 个 DQCG04000179 BOP基本操作板-SIEMENS 适用机型: 西门子MM系列变频器 1 个 DQCG04000156 继电器座-Weidmuller 用于DRM270024L继电器,DIN导轨安装 2 个 DQCG04000159 继电器-Weidmuller 控制电压: DC24V<带灯);触点: 2NO+2N;C负载: 10A,AC250V;安装: 底座 2 个 DQCG04000009 指示灯-ABB 类型: Φ22,LED;颜色: 绿色;额定电压: AC/DC24V 1 个 DQCG04000011 指示灯-ABB 类型: Φ22,LED;颜色: 红色;额定电 压: AC/DC24V 1 个 DQCG04000013 指示灯-ABB 类型: Φ22,LED;颜色: 黄色;额定电 压: AC/DC24V 1 个 DQCG04000068 钥匙选择开关-ABB 类型: Φ22;三位置;自锁型;三位置均可 钥匙;触点: 2NO 1 个 DQCG04000098 剩余电流动作断路器-ABB 极数: 2;额定电压: AC400V;额定电流: 25A;分断能力: 6KA;额定剩余电流: 100mA;脱扣特性: C 1 个 DQCG04000033 按钮-ABB 类型: Φ22,平钮,复位型,不带灯型;颜色: 绿色;触点: 1NO 1 个 DQCG04000036 按钮-ABB 类型: Φ22,平钮,复位型,不带灯型;颜色: 红色;触点: 1NO 1 个 DQCG04000041 按钮-ABB 类型: Φ22,平钮,复位型,不带灯型;颜色: 黄色;触点: 1NO 1 个 DQCG04000062 急停按钮-ABB 类型: Φ22;不带灯型,扭动释放型,直径 40mm;颜色: 红色;触点: 1NO+1NC 1 个 DQCG04000020 选择开关-ABB 类型: Φ22,短手柄,二位置,自锁型,不带灯型;颜色: 黑色;触点: 1NO 1 个 DQCG04000009 指示灯-ABB 类型: Φ22,LED;颜色: 绿色;额定电 压: AC/DC24V 1 个 DQCG09000010 工业插座-威浦 额定电压: 400V;额定频率: 50-60Hz;额定电流: 10A;级数: 3芯;类型: 插座,孔 2 个 14/19 型;安装方式: 暗装; DQCG04000196 交流电压表- SOKYO 额定电压: 单相、220V;测量范围: 0-600V 1 个 DQCG04000115 开关电源-Meanwell 输入电压: AC220V;输出电压: DC24V;输出电流: 0-4A 1 个 DQCG04000163 多层式信号灯 -QLIGHT 类型: Φ56,灯泡,长亮型;层数: 3;额 定电压: DC24V;颜色: 红,绿,黄;安 装: 桌面 1 个 DQCG08000028 磁力泵-EBARA 额定电压: 3×230-240V/3×400-415V;额定电流: 1.4A;额定功率: 680W;额定电机转速2760r/min;额定频率: 50HZ;额定扬程: 20.7-15m 1 个 DQCG07000021 电动调节球阀 -Honeywell 管径: 3/4内螺纹;额定电压: AC/DC24V;控制信号: 4-20mA;执行时间: 72sec 1 个 DQCG07000003 球阀转接头 用于VBN2+N10010 2 个 DQCG04000206 加热器 功率: 1000W;外形: 附图<不锈钢) 1 个 DQCG05000076 压力传感器- HUBA 检测范围: 0-1bar;开关点功能: 输出4- 20mA;安装方式: G1/4外螺纹;供电电压: DC24V;连接方式: 固定电缆 1 个 DQCG05000055 超声波传感器 -FLOWLINE 检测范围: 50-1200mm;开关点功能: 4- 20mA;安装方式: 顶装;供电电压: DC24V;连接方式: 二线 1 个 DQCG07000022 电磁阀-CS 管径: 1/2内螺纹;额定电压: DC24V 1 个 DQCG05000072 涡轮流量计-GF 检测范围: 3.8-38LPM;开关点功能: 脉冲信号;安装方式: 附件安装;供电电压: DC5-24V;连接方式: 接插型 1 个 DQCG05000003 PVC安装接头-GF 用于GF涡轮流量计<3-2100-1H);规格: 进口1/2英寸,出口1/2英寸 2 个 DQCG05000056 温度变送器-森纳士 检测范围: 0-100°C,功能: 4-20mA;供电电压: DC24V 1 个 DQCG04000130 功率调整模块 -HANYOUNG 额定电压: AC220V,额定电流: 25A;控制输入: 4-20mA,DC1-5V,ON/OFF,外部Volume 1 个 DQCG04000174 浮子开关-芝诺 触点: 1NO;额定电压: DC24V;安装: 侧 装,Φ18 2 个 DQCG07000008 快插外牙直接 -Dmfit 管径: 15mm;连接形式: 长螺纹,螺接,外螺纹;螺纹制式: 1/2;颜色: 黑色 2 个 DQCG07000010 快插外牙直接 -Dmfit 管径: 15mm;连接形式: 短螺纹,螺接,外螺纹;螺纹制式: 1/2;颜色: 黑色 17 个 DQCG07000004 弯通-Dmfit 管径: 15mm;颜色: 黑色 13 个 DQCG07000013 T型三通- Dmfit 管径: 15mm*3;颜色: 黑色 3 个 DQCG07000007 止水阀-Dmfit 管径: 15mm;黑色 4 个 DQCG07000006 快插内牙直接-Dmfit 管径: 15mm;螺纹制式: 1/2;颜色: 黑色 2 个 15/19 附件2【S100线号表】 形式 序号 名称 I/O 备注 输入 1 供水流量 I0.0 S05 2 低位水箱下限位 I0.1 S01 3 高位水箱上限位 I0.2 S02 4 启动按钮 I1.4 SB1 5 停止按钮 I1.5 SB2 6 复位按钮 I1.6 SB3 7 急停按钮 I1.7 SB4 8 低位水箱温度 AI0 S07 9 供水压力 AI1 S06 10 高位水箱液位 AI2 S04 输出 1 变频器启动 Q0.0 INV 2 溢流电磁阀 Q0.1 YV 3 运行指示灯 Q0.2 HL1 4 停止指示灯 Q0.3 HL2 5 复位指示灯 Q0.4 HL3 6 变频器频率 AQ0 INV 7 调压模块功率 AQ1 EH 8 电动阀开度 AQ2 YM 16/19 附件3【S100接线对照表】 连接位置 连接位置 序号 <数字输入) 序号 <模拟输入) 1 1M→DC24V- 31 A+→S07 2 I0.0→S05 32 A-→DC24V- 3 I0.1→S01 33 RA→A+ 4 I0.2→S02 34 B+→S06 5 2M→DC24V- 35 B-→DC24V- 6 I1.4→SB1 36 RB→B+ 7 I1.5→SB2 37 C+→S04 8 I1.6→SB3 38 C-→DC24V- 9 I1.7→SB4 39 RC→C+ 10 SB1 40 S04<+)→DC24V+ 11 SB2 41 S04<-)→DC24V- 12 SB3 42 S06<+)→DC24V+ 13 SB4 43 S07<+)→DC24V+ 14 S01 15 S02 16 S05<+)→DC24V+ 17 S05<-)→DC24V- 连接位置 连接位置 序号 <数字输出) 序号 <模拟输出) 18 1M→DC24V- 44 M0→INV<-) 19 1L→DC24V+ 45 VO→INV<+) 20 Q0.0→INV 46 M1→EH<-) 21 Q0.1→YV<+) 47 V1→EH<+) 22 Q0.2→HL1<+) 48 M2→YM<-) 23 Q0.3→HL2<+) 49 V2→YM<+) 24 Q0.4→HL3<+) 50 YM 25 2M→DC24V- 26 2L→DC24V+ 27 INV 28 HL1<-)→DC24V- 29 HL2<-)→DC24V- 30 HL3<-)→DC24V- 17/19 附件4【S100程序流程图】 压力测量及控制 选择压力项目(M0.0) 系统扰动 启动 PID调节(系统压力) 当前压力(AIW2) 设定值(VD504) 增益(VD512) 采样时间(VD516) 积分时间(VD520) 微分时间(VD524) 电动阀开度(AQW)4 手动阀(手动) 流量测量及控制 16/19 当前流量(HC0) 设定值(VD504) 增益(VD512) 采样时间(VD516) 积分时间(VD520) 微分时间(VD524) 电动阀开度(AQW)4 手动阀(手动) 液位测量及控制 选择液位项目(M0.2) 系统扰动 当前压力(AIW4)设定值(VD504)增益(VD512)采样时间(VD516)积分时间(VD520)微分时间(VD524)电动阀开度(AQW)4手动阀(手动) 温度测量及控制 选择温度项目(M0.3) 启动 PID调节(低位水箱温度) 输出值(VD508) 系统扰动 当前流量(AIW0) 设定值(VD504) 增益(VD512) 采样时间(VD516) 积分时间(VD520) 微分时间(VD524) 电动阀开度(AQW)4 手动阀(手动) 调压模块功率(AQW)2 17/19
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- S100 实验 指导书 SIEMENS 控制
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