plc課程設(shè)計(jì)---基于plc的物業(yè)供水系統(tǒng)

1、<p>　　《可編程控制器原理及應(yīng)用》設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　基于PLC的物業(yè)供水系統(tǒng)</p><p>　　成 員： </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 電儀09-3班 </p><p>　　指導(dǎo)老師： 　 </p><p>　　所在

2、學(xué)院：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院</p><p>　　2012年6月 14日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，住房制度改革的不斷深入，人們生活水平的不斷提高，城市中各類小區(qū)建設(shè)發(fā)展十分迅速，同時(shí)也對(duì)小區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。小區(qū)供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個(gè)重要方面，供水的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、

3、穩(wěn)定性直接影響到小區(qū)住戶的正常生活和工作，也直接體現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)管理水平的高低。傳統(tǒng)供水方式普遍不同程度的存在效率低、可靠性差、自動(dòng)化程度不高等缺點(diǎn)，難以滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)生活的需要。</p><p>　　本論文針對(duì)住宅小區(qū)的供水要求，設(shè)計(jì)了一套由可編程邏輯控制器PLC、四臺(tái)水泵、壓力傳感器等主要設(shè)備構(gòu)成的全自動(dòng)供水系統(tǒng)，系統(tǒng)分為手動(dòng)模式和自動(dòng)模式。自動(dòng)模式，首先由傳感器把信號(hào)傳給PLC，再由PLC根據(jù)水壓的高低，分析控

4、制四臺(tái)水泵的工作狀態(tài)；手動(dòng)模式下，可以通過各個(gè)水泵的啟動(dòng)停止按鈕獨(dú)立的工作。該系統(tǒng)還設(shè)有過載等保護(hù)功能。該系統(tǒng)設(shè)有低壓報(bào)警和高壓報(bào)警，如果系統(tǒng)經(jīng)常提醒水壓過低，那就提醒使用者需要增設(shè)水泵以保證供水的正常，如果系統(tǒng)提醒水壓偏高，使用者可手動(dòng)關(guān)掉所有水泵。本設(shè)計(jì)是基于PLC的物業(yè)供水系統(tǒng)，通過調(diào)試表明本系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)要求并有很好的使用價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵字： PLC 物業(yè)供水系統(tǒng) </

5、p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the development of China's socio-economic, housing system reform is the deepening of the continuous improvement of people's living standard

6、, various types of residential construction and development in the city very quickly, but also put forward higher requirements for the district's infrastructure. The construction of the residential water supply syste

7、m is one of the important aspects of water supply in the economy, reliability, stability directly affect the normal life and work of the dis</p><p>　　This thesis focuses on the residential quarters of the wa

8、ter supply requirements, design the automatic water supply system consisting of a programmable logic controller PLC, four water pumps, pressure sensors, and other major equipment, systems work hours of manual operation a

9、nd automatic operation, automatic operation, the first signals to the PLC by the sensor according to the level of water pressure signal from the PLC to control the working status of the four water pumps; manual operation

10、 by</p><p>　　Keywords: PLC；property water supply system</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景和意義1</p><p>

11、　　1.2 國(guó)內(nèi)外物業(yè)供水系統(tǒng)發(fā)展與現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 可編程控制器(PLC)的特點(diǎn)及應(yīng)用2</p><p>　　1.4 基于PLC的物業(yè)供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能及特點(diǎn)3</p><p>　　第2章 供水系統(tǒng)的理論分析及方案的確定4</p><p>　　2.1 恒壓供水系統(tǒng)原理4</p><p>　　

12、2.2 系統(tǒng)方案確定4</p><p>　　第3章 供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1 系統(tǒng)主要配置的選型6</p><p>　　3.1.1 水泵機(jī)組的選型6</p><p>　　3.1.2 PLC的選型7</p><p>　　3.1.3 壓力傳感器的選型8</p><p&

13、gt;　　3.2 可編程控制器I/O分配10</p><p>　　3.3 系統(tǒng)電路分析及設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.3.1 系統(tǒng)電源10</p><p>　　3.3.2 供水系統(tǒng)主電路分析與設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.3.3 PLC I/O接線圖12</p><p>　　3.3.4 壓力傳感器信號(hào)

14、處理13</p><p>　　3.3.5 報(bào)警電路設(shè)計(jì)14</p><p>　　第4章 供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.1 軟件開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介16</p><p>　　4.2 供水系統(tǒng)程序流程圖18</p><p>　　4.3 供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)19</p><p>　　

15、4.3.1 供水系統(tǒng)的程序主體思路：19</p><p>　　4.3.2 供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.4 程序調(diào)試及仿真22</p><p>　　4.5 程序調(diào)試及仿真體會(huì)25</p><p>　　第5章 結(jié)束語27</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b>&

16、lt;/p><p><b>　　致謝29</b></p><p><b>　　附錄30</b></p><p><b>　　指令表清單30</b></p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1 課

17、題背景和意義</p><p>　　我們都知道，水是人類生活、生產(chǎn)中不可缺少的重要物質(zhì)，在建設(shè)節(jié)約型時(shí)代特征的前提下，我們這個(gè)水資源和電能短缺的國(guó)家，長(zhǎng)期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動(dòng)化程度低，而隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，以及住房制度改革的不斷深入，城市中各類小區(qū)建設(shè)發(fā)展十分迅速，同時(shí)也對(duì)小區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。小區(qū)供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的

18、一個(gè)重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性直接影響到小區(qū)住戶的正常工作和生活，也直接體現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)管理水平的高低。本系統(tǒng)就是在這種背景下設(shè)計(jì)的。</p><p>　　PLC供水系統(tǒng)集電氣技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。采用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能源日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，對(duì)于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。&l

19、t;/p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外物業(yè)供水系統(tǒng)發(fā)展與現(xiàn)狀 </p><p>　　可編程序控制器(program logical controller)，簡(jiǎn)稱PLC，是一種專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)。世界上第一臺(tái)可編程控制器是美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)于1969年研制的。早期的可編程控制器由分離元件和中小規(guī)模集成電路組成，主要功能是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時(shí)等，PL

20、C將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)與新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，具有可靠性高、功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活、編程簡(jiǎn)單、使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。70年代初期，體積小、功能強(qiáng)和價(jià)格便宜的微處理器被用于PLC，使得PLC的功能大大增強(qiáng)，具有了：可靠性高、具有豐富的I／O接口模塊、采用模塊化結(jié)構(gòu)、編程簡(jiǎn)單易學(xué)安裝簡(jiǎn)單，維修方便等特點(diǎn)。以及良好的工業(yè)環(huán)境工作性能和自動(dòng)控制目標(biāo)實(shí)現(xiàn)性能，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　P

21、LC在物業(yè)供水方面也得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式有恒速泵加壓供水、水塔高位水箱供水、氣壓罐供水、液力耦合器和電池滑差離合器調(diào)速的供水方式、單片機(jī)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)等。這些傳統(tǒng)的供水方式或多或少都存在各自的缺點(diǎn)和不足，比如：恒速泵加壓供水方式無法對(duì)供水管網(wǎng)的壓力做出及時(shí)的反應(yīng)，水泵的增減都依賴人工進(jìn)行手工操作水塔高位水箱供水基建投資大，占地面積大，維護(hù)不方便，水泵電機(jī)為硬起動(dòng)，啟動(dòng)電流大、單片機(jī)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)開發(fā)周期比較長(zhǎng)，對(duì)操作

22、員的素質(zhì)要求比較高，可靠性比較低，維修不方便，且不適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。綜上所述，傳統(tǒng)的供水方式普遍不同程度的存在浪費(fèi)水力、電力資源；效率低；可靠性差；自動(dòng)化程度不高等缺點(diǎn)，在這種情況下人們想到了基于PLC的供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)外基于PLC的供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)比較多，并且有些技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，從簡(jiǎn)單的基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)到基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中后者的變頻技術(shù)是現(xiàn)在研究

23、的核心，變頻技術(shù)是在電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)及電機(jī)控制理論發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。</p><p>　　本文的基于PLC的物業(yè)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)屬于恒壓供水，由于PLC的可靠性高、功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活、編程簡(jiǎn)單、使用方便等特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)相比本系統(tǒng)有很大的實(shí)用價(jià)值。</p><p>　　1.3 可編程控制器(PLC)的特點(diǎn)及應(yīng)用</p><p>　　可編程

24、序控制器(program 109ical controller)，簡(jiǎn)稱PLC，是一種專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，它是以微處理機(jī)為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)等現(xiàn)代科技而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，是當(dāng)今工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家自動(dòng)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備之一。由于PLC采用了“三機(jī)一體化”的綜合技術(shù)即集計(jì)算機(jī)、儀器儀表、電氣控制于一身，具有高可靠性、強(qiáng)抗干擾能力、組合靈活、編程簡(jiǎn)單、維修方便和低成本等諸多特點(diǎn)，因而與

25、其它控制器相比它更加適合工業(yè)控制環(huán)境和市場(chǎng)的要求，再加上PLC發(fā)展過程中產(chǎn)品的系列化、產(chǎn)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化，使之從早期的邏輯控制、順序控制迅速擴(kuò)展到了連續(xù)控制，開始進(jìn)入批量控制和過程控制領(lǐng)域，并迅速成為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的支柱。目前，PLC在小型化、大型化、大容量、強(qiáng)功能等方面有了質(zhì)的飛躍。</p><p>　　1.4 基于PLC的物業(yè)供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能及特點(diǎn)</p><p>　　本設(shè)計(jì)是基于PLC的

26、物業(yè)供水系統(tǒng)，具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　供水系統(tǒng)有水泵4臺(tái)，供水管道安裝壓力檢測(cè)開關(guān)K1，K2和K3。K1接通，表示水壓偏低；K2接通，表示水壓正常；K3接通，表示水壓偏高。</p><p>　?。?）系統(tǒng)分手動(dòng)工作和自動(dòng)工作兩種狀態(tài)，自動(dòng)工作時(shí)，當(dāng)用水量少，壓力增高，K3接通，此時(shí)可延時(shí)30s后撤除1臺(tái)水泵工作，要求先工作的水泵先切斷；當(dāng)用水量多時(shí)，壓力降低，K1接通，此時(shí)可延

27、時(shí)30s后增設(shè)1臺(tái)水泵工作，要求未曾工作過的水泵增加投入運(yùn)行；當(dāng)K2接通，表示供水正常，可維持水泵運(yùn)行數(shù)量。</p><p>　?。?）各水泵工作時(shí)，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。</p><p>　?。?）手動(dòng)工作時(shí)，要求4臺(tái)水泵可分別獨(dú)立操作（分設(shè)起動(dòng)和停止開關(guān)），并分別具有過載保護(hù)，可隨時(shí)對(duì)單臺(tái)水泵進(jìn)行斷電控制（若輸入點(diǎn)不夠，可減少一個(gè)過載保護(hù)收入）。</p><p>

28、　?。?）設(shè)有“自動(dòng)/手動(dòng)”切換開關(guān)（ON——手動(dòng)，OFF——自動(dòng)），另設(shè)自動(dòng)運(yùn)行控制開關(guān)（ON——自動(dòng)運(yùn)行，OFF——自動(dòng)運(yùn)行停止）。</p><p>　?。?）設(shè)有高壓報(bào)警和低壓報(bào)警。高壓報(bào)警指示燈，當(dāng)只有一臺(tái)水泵在工作，但是，水壓還是超過正常值，這時(shí)就要報(bào)警來提醒工作人員，由工作人員決定是否手動(dòng)關(guān)掉所有水泵。低壓報(bào)警指示燈，當(dāng)4臺(tái)水泵都投入工作，但是，水壓還是低于正常值，如果這種狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生，那么，這個(gè)系統(tǒng)

29、就要考慮增設(shè)水泵以保證供水的正常。</p><p>　　第2章 供水系統(tǒng)的理論分析及方案的確定</p><p>　　2.1 恒壓供水系統(tǒng)原理</p><p>　　恒壓供水系統(tǒng)的供水部分主要由水泵、電動(dòng)機(jī)、管道和閥門等構(gòu)成。通常由異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵旋轉(zhuǎn)來供水，并且把電機(jī)和水泵做成一體，通過調(diào)節(jié)電機(jī)機(jī)組工作電機(jī)的數(shù)量，從而改變水泵的出水流量而實(shí)現(xiàn)恒壓供水的。因此，恒壓供

30、水系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是電機(jī)的工作控制。電動(dòng)機(jī)的控制通常使用接觸器，PLC通過控制接觸器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制電機(jī)機(jī)組的電機(jī)從而實(shí)現(xiàn)了恒壓供水。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)方案確定</p><p>　　恒壓供水的原理分析可知，該系統(tǒng)主要有壓力傳感器、壓力變送器、恒壓控制單元、水泵機(jī)組以及低壓電器組成。系統(tǒng)主要的設(shè)計(jì)任務(wù)是利用恒壓控制單元控制多臺(tái)水泵，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定壓力供水，可供選擇的方案有：<

31、;/p><p>　　1、人工控制+水泵機(jī)組+壓力傳感器</p><p>　　這種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來也比較容易，就是派專人看著壓力傳感器傳輸過來的數(shù)據(jù)，人工選擇哪臺(tái)水泵工作和控制幾臺(tái)水泵機(jī)組工作。這種控制比較落后，可靠性不高。需要工作人員一直守在控制室里，實(shí)時(shí)控制，效率低。因此不選并用此方案。</p><p>　　2、單片機(jī)+水泵機(jī)組+壓力傳感器</p>

32、;<p>　　這種方式控制精度高、控制算法靈活、參數(shù)調(diào)整方便，具有較高的性能價(jià)格比。但開發(fā)周期長(zhǎng)，程序一旦固化，修改較為麻煩，因此現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的靈活性差，同時(shí)在運(yùn)行時(shí)，將產(chǎn)生干擾，水泵的功率越大，產(chǎn)生的干擾越大，所以必須采取相應(yīng)的抗干擾措施來保證系統(tǒng)的可靠性。該系統(tǒng)適用于某一特定領(lǐng)域的小容量的恒壓供水系統(tǒng)中。</p><p>　　3、PLC+ 水泵機(jī)組+壓力傳感器</p><p>

33、;　　這種控制方式靈活方便。具有良好的通信接口，可以方便地與其他的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通用性強(qiáng)，由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶可靈活組成各種規(guī)模和要求不同控制系統(tǒng)。在硬件設(shè)計(jì)上，只需確定PLC的硬件配置和I／O的外部接線，當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，可以方便地通過Pc機(jī)來改變存貯器中的控制程序，所以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試方便。同時(shí)由于PLC的抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高，因此系統(tǒng)的可靠性大大提高。因此該系統(tǒng)能適用于各類不同要求的恒壓供水場(chǎng)合，并且與供水機(jī)組的

34、容量大小無關(guān)。</p><p>　　通過對(duì)以上這幾種方案的比較和分析，可以看出“PLC+水泵機(jī)組+壓力傳感器”的控制方式更適合于本系統(tǒng)。這種控制方案既有擴(kuò)展功能靈活方便、便于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，又能達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定性及控制精度的要求。</p><p>　　第3章 供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 系統(tǒng)主要配置的選型</p><p>　　

35、3.1.1 水泵機(jī)組的選型</p><p>　　水泵機(jī)組的選型基本原則，一是要確保平穩(wěn)運(yùn)行；二是要經(jīng)常處于高效區(qū)運(yùn)行，以求取得較好的節(jié)能效果。要使泵組常處于高效區(qū)運(yùn)行，則所選用的泵型必須與系統(tǒng)用水量的變化幅度相匹配。</p><p>　　本文以某小區(qū)的實(shí)際生活用水的數(shù)據(jù)進(jìn)行選型，該小區(qū)生活用水具體要求為：</p><p>　　1)由多臺(tái)水泵機(jī)組實(shí)現(xiàn)供水，流量范圍60

36、0m2／h，揚(yáng)程60米左右，出水口水壓大小為0.4Mpa；</p><p>　　2)設(shè)置一臺(tái)水泵作用于小流量時(shí)的供水；供水壓力要求恒定，尤其在換泵時(shí)波動(dòng)要??；</p><p>　　3)系統(tǒng)能自動(dòng)可靠運(yùn)行，為方便檢修和應(yīng)急，應(yīng)具備手動(dòng)功能。</p><p>　　4)具有完善的過載保護(hù)功能，系統(tǒng)要求較高的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性能。</p><p>　　根據(jù)以

37、上系統(tǒng)要求的總流量范圍、揚(yáng)程大小，確定供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)秒流量和設(shè)計(jì)供水壓力(水泵揚(yáng)程)，考慮到用水量類型為連續(xù)型低流量變化型，確定采用4臺(tái)上海熊貓機(jī)械(集團(tuán))有限公司生產(chǎn)的SFL系列主水泵機(jī)組。</p><p>　　表3.1 控制器I/O口分配表</p><p>　　3.1.2 PLC的選型</p><p>　　PLC是整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心，它要完成對(duì)系統(tǒng)中所

38、有輸入信號(hào)的采集、所有輸出單元的控制、恒壓的實(shí)現(xiàn)以及對(duì)外的數(shù)據(jù)交換。因此我們?cè)谶x擇PLC時(shí)，要考慮PLC的指令執(zhí)行速度、指令豐富程度、內(nèi)存空間、通訊接口及協(xié)議、帶擴(kuò)展模塊的能力和編程軟件的方便與否等多方面因素，以日本三菱PLC為例，該P(yáng)LC有FX、A、Q三大系列，在FX系列中又有FX1S，F(xiàn)X1N和FX2N三種型號(hào)。依據(jù)控制任務(wù)，從PLC的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)器容量、輸入／輸出接口模塊類型等方面等來選PLC型號(hào)。在供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們

39、選擇三菱FX1N-40MR-001型PLC。FX1N-40MR-001的主要參數(shù)為：</p><p>　　I／O點(diǎn)數(shù)：24／16；</p><p><b>　　基本指令：27條；</b></p><p>　　功能指令：298條；</p><p>　　基本指令執(zhí)行時(shí)間：0.55-0.7微秒；</p><

40、p>　　用戶程序步驟：8K；</p><p><b>　　通信功能：強(qiáng)；</b></p><p><b>　　輸出形式：繼電型；</b></p><p>　　輸出能力：2A／點(diǎn)；</p><p>　　三菱FX1N-40MR-001是三菱電機(jī)推出的功能強(qiáng)大的普及型PLC。具有擴(kuò)展輸入輸出，模擬量

41、控制和通訊、鏈接功能等擴(kuò)展性。是一款廣泛應(yīng)用于一般的順序控制三菱PLC。</p><p>　　特點(diǎn)：三菱FX1N-40MR-001 PLC擁有相當(dāng)快的速度， FX是從16路到256路輸入/輸出的多種應(yīng)用的選擇方案； FX1N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當(dāng)于FX系列中高檔次的超小形程序裝置。 除輸入輸出16-25點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于在多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套

42、可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。 </p><p>　　三菱FX1N-40MR-001在基本單元上連接擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊，可進(jìn)行16-256點(diǎn)的靈活輸入輸出組合?？蛇x用16/32/48/64/80/128點(diǎn)的主機(jī)，可以采用最小8點(diǎn)的擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展?？筛鶕?jù)電源及輸出形式，自由選擇。 程序容量：內(nèi)置800步RAM（可輸入注釋）可使用存儲(chǔ)盒，最大可擴(kuò)充至16K步。豐富的軟元件應(yīng)用指令中有多個(gè)可使用的簡(jiǎn)單指令、高速處理

43、指令、輸入過濾常數(shù)可變，中斷輸入處理，直接輸出等。便利指令數(shù)字開關(guān)的數(shù)據(jù)讀取，16位數(shù)據(jù)的讀取，矩陣輸入的讀取，7段顯示器輸出等。數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運(yùn)算、平方根、浮點(diǎn)小數(shù)運(yùn)算等。特殊用途、脈沖輸出（20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V），脈寬調(diào)制，PID控制指令等。</p><p>　　3.1.3 壓力傳感器的選型</p><p>　　壓力傳感器是供水系統(tǒng)中

44、的主要傳感器。PLC自動(dòng)控制水泵的工作情況的信息全部來自壓力傳感器，它必須要有很高的可靠性，如果壓力傳感器出錯(cuò)，將會(huì)帶來災(zāi)難性的事故，很可能是管道爆裂或者是水壓不足，造成居民用水的不方便，因此壓力傳感器的選用很關(guān)鍵。</p><p>　　根據(jù)供水系統(tǒng)的具體的要求，我們選擇佛山一眾傳感儀器有限公司的水壓傳感器PY206。它有以下特點(diǎn)：</p><p>　　水壓傳感器，廠家采用進(jìn)口高精度感應(yīng)芯

45、體，先進(jìn)的貼片工藝，配套帶有零點(diǎn)、滿量程補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償?shù)母呔群透叻€(wěn)定性放大集成電路，將被測(cè)量介質(zhì)的壓力轉(zhuǎn)換成0～5VDC標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào) 。采用全不銹鋼封焊結(jié)構(gòu)，具有良好的防潮能力及優(yōu)異的介質(zhì)兼容性。廣泛用于工業(yè)設(shè)備、水利、化工、醫(yī)療、電力、空調(diào)、金剛石壓機(jī)、冶金、車輛制動(dòng)、樓宇供水等壓力測(cè)量與控制。</p><p><b>　　產(chǎn)品概述及特點(diǎn)：</b></p><p>

46、　　A、采用進(jìn)口感壓芯片；</p><p>　　B、先進(jìn)的貼片工藝，具有零點(diǎn)、滿量程補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償；</p><p>　　C、高精度和高穩(wěn)定性放大集成電路；</p><p>　　D、全封焊結(jié)構(gòu)、抗沖擊、耐疲勞、可靠性高；</p><p>　　E、輸出信號(hào)多樣化（有電流型、電壓型）；</p><p>　　F、結(jié)構(gòu)小巧，安

47、裝方便；</p><p>　　G、采用高溫補(bǔ)償最高介質(zhì)溫度可達(dá)350度；</p><p><b>　　產(chǎn)品主要參數(shù)： </b></p><p>　　被測(cè)介質(zhì)： 氣體、液體及蒸氣（弱腐蝕性）</p><p><b>　　壓力類型： 表壓</b></p><p>　　量 程

48、： -100KPa-0.6Mpa～60 Mpa～120 Mpa間任意可選（量小量程為0.6MPa,量大量程為120MPa）</p><p>　　輸 出：4～20mA（二線制）、0～5VDC、0～10VDC、0.5～4.5VDC（三線制） </p><p>　　綜合精度： ±0.1%FS（量程60MPa以下）、±0.25%FS、±0.5%FS</p&

49、gt;<p>　　供 電： 24V DC（15～30VDC）</p><p>　　絕緣電阻： ≥1000 MΩ/100VDC</p><p>　　負(fù)載電阻: 電流輸出型：最大800Ω 電壓輸出型：大于50KΩ </p><p>　　介質(zhì)溫度： -20～85℃、-20～150℃、-20～200℃、-20～300℃（可選）</p>&

50、lt;p>　　環(huán)境溫度：-20～85℃</p><p>　　儲(chǔ)存溫度：-40～90℃</p><p>　　相對(duì)濕度： 0～95% RH</p><p>　　密封等級(jí)：IP65/IP68</p><p>　　過載能力： 150%FS</p><p>　　響應(yīng)時(shí)間：≤10mS</p><p>

51、　　穩(wěn) 定 性：≤±0.15%FS/年</p><p>　　振動(dòng)影響：≤±0.15%FS/年（機(jī)械振動(dòng)頻率20Hz～1000Hz）</p><p>　　電氣連接：緊線螺母直接出線；標(biāo)準(zhǔn)配線3米</p><p>　　壓力連接：M20×1.5，其它螺紋可依據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)</p><p>　　連接螺紋材料：304/31

52、6L不銹鋼</p><p><b>　　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖：</b></p><p>　　圖 3-1水壓傳感器PY206結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.2 可編程控制器I/O分配</p><p>　　表3.2 控制器I/O口分配表</p><p>　　3.3 系統(tǒng)電路分析及設(shè)計(jì)</p>&l

53、t;p>　　3.3.1 系統(tǒng)電源</p><p>　　供電系統(tǒng)的設(shè)定直接影響到控制系統(tǒng)的可靠性，因此在設(shè)定供電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考</p><p><b>　　慮下列因素：</b></p><p>　　1)輸入電源電壓在一定的允許范圍內(nèi)變化；</p><p>　　2)當(dāng)輸入交流電斷電時(shí)，應(yīng)不破壞控制器程序和數(shù)據(jù)；</p

54、><p>　　3)當(dāng)控制系統(tǒng)不允許斷電的場(chǎng)合，要考慮供電電源的冗余；</p><p>　　4)當(dāng)外部設(shè)備電源通斷電時(shí)，應(yīng)不影響控制器的供電；</p><p>　　5)要考慮電源系統(tǒng)的抗干擾措施。</p><p>　　為實(shí)現(xiàn)以上要求，在主電路和控制電路加上了保護(hù)，包括過載保護(hù)，當(dāng)主電路因某些原因出現(xiàn)故障時(shí)，比如水泵過載，這時(shí)過載保護(hù)工作，水泵停止運(yùn)

55、行既使水泵安全，也使電源供電安全確保PLC的電源正常。</p><p>　　3.3.2 供水系統(tǒng)主電路分析與設(shè)計(jì)</p><p>　　由設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求可知，本設(shè)計(jì)需要用到四臺(tái)水泵，水泵的型號(hào)都為：150sfl160-20x4，55kw，1450轉(zhuǎn)/分，380V，144A。在設(shè)計(jì)主電路時(shí)水泵以電動(dòng)機(jī)代替，圖中的KM為接觸器線圈，F(xiàn)R為熱繼電器，主電路并設(shè)有短路過載保護(hù)。</p>

56、<p>　　硬件設(shè)設(shè)計(jì)主電路圖如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2 硬件設(shè)計(jì)主電路圖</p><p>　　圖中的三相電接入口處有熔斷器，當(dāng)水泵因故障或其他原因過載時(shí)，主電路上的電流超過正常值時(shí)熔斷器自動(dòng)熔斷，起到保護(hù)水泵和主電路的作用。在每臺(tái)水泵上單獨(dú)再安裝熔斷器FU1、2、3、4，因?yàn)椋?臺(tái)水泵的工作狀態(tài)不同主電路的電流不同，主電路上的熔斷器只能起到保護(hù)主電路的作

57、用，所以，在每臺(tái)水泵上單獨(dú)再裝上熔斷器以保證當(dāng)水泵超載時(shí)可單獨(dú)切斷電源。刀開關(guān)QS1、2、3、4由人工手動(dòng)控制，PLC控制電路失靈時(shí)刀開關(guān)是切斷電源的唯一方法。接觸器KM1、2、3、4是由PLC自動(dòng)控制水泵的開關(guān)。FR1、2、3、4是熱繼電器，把它們穿在電機(jī)的繞組中，當(dāng)水泵過載時(shí)，熱繼電器動(dòng)作，切斷電源。M1、2、3、4代表四臺(tái)水泵。</p><p>　　3.3.3 PLC I/O接線圖</p>&

58、lt;p>　　圖3-3供水系統(tǒng)PLC I/O接線圖</p><p>　　如圖3-3所示，按鍵S1-S16分別為不同信號(hào)輸入，COM口為公共端，Y001-Y015分別為不同控制信號(hào)輸出端，輸出控制信號(hào)控制執(zhí)行電路的工作狀態(tài)。其中，S3是自鎖開關(guān)，當(dāng)S3接通時(shí)系統(tǒng)工作在手動(dòng)模式，當(dāng)S3斷開時(shí)，系統(tǒng)工作在自動(dòng)模式，而S3的默認(rèn)狀態(tài)是斷開的。S4是當(dāng)系統(tǒng)工作在自動(dòng)模式時(shí)的開關(guān)，當(dāng)S4接通時(shí)，自動(dòng)工作有效，當(dāng)S4斷開

59、時(shí)，自動(dòng)工作停止。S4-S8是過載保護(hù)的輸入，以開關(guān)形式代替。過載保護(hù)，除了有硬件上的保護(hù)還有PLC程序中的保護(hù)，以確保系統(tǒng)的可靠性。S9-S16是手動(dòng)模式下的功能選擇，使4臺(tái)水泵可以任意設(shè)置其工作狀態(tài)，4臺(tái)水泵在手動(dòng)控制模式下是相互獨(dú)立的，相互之間沒有影響。</p><p>　　Y1-Y4是水泵的接觸器控制端，由于選用的PLC是繼電器輸出型，因此可以直接驅(qū)動(dòng)接觸器，為了增加系統(tǒng)的安全系數(shù)，在接觸器和PLC組成的

60、回路中加入了熱繼電器。Y5-Y10是各個(gè)水泵工作狀態(tài)指示燈口，Y11是自動(dòng)模式指示燈控制口，Y12是手動(dòng)模式指示燈控制口，Y13是自動(dòng)模式開關(guān)狀態(tài)之燈控制接口。Y14是高壓報(bào)警指示燈，當(dāng)只有一臺(tái)水泵在工作，但是，水壓還是超過正常值，這時(shí)就要報(bào)警來提醒工作人員，由工作人員決定是否手動(dòng)關(guān)掉所有水泵。Y15是低壓報(bào)警指示燈，當(dāng)4水泵都投入工作，但是，水壓還是低于正常值，如果這種狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生，那么，這個(gè)系統(tǒng)就要考慮增設(shè)一臺(tái)水泵以保證供水的正常。

61、</p><p>　　3.3.4 壓力傳感器信號(hào)處理</p><p>　　壓力傳感器選用的是佛山一眾傳感儀器有限公司的水壓傳感器PY206。PY206能將水壓轉(zhuǎn)換成0～5VDC標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。采用進(jìn)口高精度感應(yīng)芯體，先進(jìn)的貼片工藝，配套帶有零點(diǎn)、滿量程補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償?shù)母呔群透叻€(wěn)定性放大集成電路。采用全不銹鋼封焊結(jié)構(gòu)，具有良好的防潮能力及優(yōu)異的介質(zhì)兼容性。</p><p&g

62、t;　　壓力傳感器PY206能將水壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成0～5VDC標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，但是，PLC需要的是三個(gè)分立的信號(hào)：低水壓信號(hào)，正常水壓，高水壓信號(hào)。因此，就必須把壓力傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為此我們?cè)O(shè)計(jì)了如圖3-4所示的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。</p><p>　　圖3-4 壓力傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　此電路，主要由電壓比較器Lm393，數(shù)字芯片非門芯片74f04、同或門74ls266組成

63、。通過電阻橋式電路分壓，設(shè)定了高水壓和低水壓的參考電壓，由于水壓傳感器PY206的輸出信號(hào)是0～5VDC標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，因此，可以采用這種形式。傳感器信號(hào)接到電壓比較器Lm393的2腳和5腳，通過由Lm393組成的窗口比較器電路將水壓轉(zhuǎn)換成低中高三檔信號(hào)送給PLC。</p><p>　　3.3.5 報(bào)警電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.必要性分析</b></

64、p><p>　　確定供水系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的基本依據(jù)是設(shè)計(jì)供水能力能滿足系統(tǒng)最不利點(diǎn)的用水需求，同時(shí)還需要結(jié)合用戶用水量變化類型，考慮方案適用性、節(jié)能性及其它技術(shù)要求。根據(jù)用戶的用水時(shí)段特點(diǎn)，可將用戶用水量變化類型分為連續(xù)型、間歇型兩大類，根據(jù)流量的變化特點(diǎn)，還可進(jìn)一步細(xì)分為高流量變化型，低流量變化型，全流量變化型等。不同季節(jié)、不同月份，流量變化類型也會(huì)改變。</p><p>　　連續(xù)型是指一天

65、內(nèi)很少有流量為零的時(shí)候，或本身管網(wǎng)的正常泄漏就保持有一定的流量；間歇型指一天內(nèi)有多段用水低谷時(shí)間，流量很小或?yàn)榱?。各種類型的水流量變化關(guān)系曲線如圖3-5所示</p><p>　　圖 3-5用戶用水量變化類型</p><p>　　a)連續(xù)型(全流量變化型) b)連續(xù)型(高流量變化型)</p><p>　　c)連續(xù)型(低流量變化型) d)間歇型</

66、p><p>　　根據(jù)以上分析知道：由于居民用水的集中性，當(dāng)只有1臺(tái)水泵在工作時(shí)，如果水壓傳感器還檢測(cè)到水壓過高，這時(shí)就要采取行動(dòng)，不然會(huì)使水壓過高造成管道破裂，造成水資源和電能的浪費(fèi)。在用水高峰期，4臺(tái)水泵都投入工作，如果水壓傳感器傳回?cái)?shù)據(jù)仍顯示水壓低，這時(shí)，部分用戶的用水將受到影響。如果經(jīng)常出現(xiàn)低壓報(bào)警，那么，就提醒管理者增加水泵個(gè)數(shù)，以保證用水正常。</p><p><b>　　

67、2.報(bào)警電路</b></p><p>　　圖3-6 報(bào)警電路電路圖</p><p>　　如圖3-6所示，當(dāng)報(bào)警控制信號(hào)為1時(shí)，報(bào)警器發(fā)聲報(bào)警。這時(shí)管理者就要根據(jù)實(shí)際情況作出相應(yīng)回應(yīng)，如果是高壓報(bào)警則可以通過系統(tǒng)的手動(dòng)功能，將所有水泵都關(guān)掉，或者是低壓報(bào)警，這就要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加水泵的數(shù)量以確保用戶用水的正常。</p><p>　　第4章 供水系統(tǒng)的軟

68、件設(shè)計(jì)</p><p>　　供水系統(tǒng)概況：供水系統(tǒng)有水泵4臺(tái)，供水管道安裝壓力檢測(cè)開關(guān)K1，K2和K3。K1接通，表示水壓偏低；K2接通，表示水壓正常；K3接通，表示水壓偏高。

69、

70、 </p><p><b>　　1. 控制要求：</b></p><p>　?。?）自動(dòng)工作時(shí)，當(dāng)用水量少，壓力增高，K3接通，此時(shí)可延時(shí)30s后撤除1臺(tái)水泵工作，要求先工作的水泵先切斷；當(dāng)用水量多時(shí)

71、，壓力降低，K1接通，此時(shí)可延時(shí)30s后增設(shè)1臺(tái)水泵工作，要求未曾工作過的水泵增加投入運(yùn)行；當(dāng)K2接通，表示供水正常，可維持水泵運(yùn)行數(shù)量。工作時(shí)，要求水泵數(shù)量最少為1臺(tái)，最多不得超出4臺(tái)。</p><p>　?。?）各水泵工作時(shí)，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。</p><p>　?。?）手動(dòng)工作時(shí)，要求4臺(tái)水泵可分別獨(dú)立操作（分設(shè)起動(dòng)和停止開關(guān)），并分別具有過載保護(hù)，可隨時(shí)對(duì)單臺(tái)水泵進(jìn)行斷電控制。&

72、lt;/p><p>　?。?） 設(shè)置“自動(dòng)/手動(dòng)”切換開 關(guān)（ON——手動(dòng)，OFF——自動(dòng)），另設(shè)自動(dòng)運(yùn)行控制開關(guān)（ON——自動(dòng)運(yùn)行，OFF——自動(dòng)運(yùn)行停止）。</p><p>　　2. 擴(kuò)展功能報(bào)警功能，當(dāng)只有1臺(tái)水泵工作，水壓仍然高，發(fā)生高壓報(bào)警，當(dāng)4臺(tái)水泵都工作，水壓仍然低，發(fā)生低壓報(bào)警。</p><p>　　4.1 軟件開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介</p>&l

73、t;p>　　本設(shè)計(jì)所使用的編程環(huán)境為三菱公司開發(fā)的PLC編程軟件GX Developer8.52。該軟件適用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能。使用簡(jiǎn)單，操作方便，是PLC編程人員比較親賴的開發(fā)環(huán)境之一。</p><p>　　圖4-1

74、 GX Developer8.52啟動(dòng)畫面</p><p>　　圖4-2 GX Developer8.52工作界面</p><p>　　GX Developer的特點(diǎn)：</p><p>　　1.軟件的共通化 GX Developer能夠制作Q系列，QnA系列，A系列（包括運(yùn)動(dòng)控制（SCPU））,FX系列的數(shù)據(jù),能夠轉(zhuǎn)換成GPPQ,GPPA格式的文檔。</p&g

75、t;<p><b>　　2.程序的標(biāo)準(zhǔn)化</b></p><p>　　3.能夠簡(jiǎn)單設(shè)定和其他站點(diǎn)的鏈接</p><p>　　4.能夠用各種方法和可編程控制器CPU連接</p><p>　　5.能夠?qū)xcel,Word等作成的說明數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，粘貼，并有效利用。</p><p>　　4.2 供水系統(tǒng)程序流程

76、圖</p><p><b>　　圖4-3程序流程圖</b></p><p>　　4.3 供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　4.3.1 供水系統(tǒng)的程序主體思路：</p><p>　?。?）自動(dòng)工作時(shí)，當(dāng)用水量少，壓力增高，K3接通，此時(shí)可延時(shí)30s后撤除1臺(tái)水泵工作，要求先工作的水泵先切斷；當(dāng)用水量多時(shí)，壓力降低，K1

77、接通，此時(shí)可延時(shí)30s后增設(shè)1臺(tái)水泵工作，要求未曾工作過的水泵增加投入運(yùn)行；當(dāng)K2接通，表示供水正常，可維持水泵運(yùn)行數(shù)量。工作時(shí)，要求水泵數(shù)量最少為1臺(tái)，最多不得超出4臺(tái)。</p><p>　?。?）各水泵工作時(shí)，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。</p><p>　?。?）手動(dòng)工作時(shí)，要求4臺(tái)水泵可分別獨(dú)立操作（分設(shè)起動(dòng)和停止開關(guān)），并分別具有過載保護(hù)，可隨時(shí)對(duì)單臺(tái)水泵進(jìn)行斷電控制。</p>

78、;<p>　?。?） 設(shè)置“自動(dòng)/手動(dòng)”切換開 關(guān)（ON——手動(dòng)，OFF——自動(dòng)），另設(shè)自動(dòng)運(yùn)行控制開關(guān)（ON——自動(dòng)運(yùn)行，OFF——自動(dòng)運(yùn)行停止）。</p><p>　?。?） 擴(kuò)展功能報(bào)警功能，當(dāng)只有1臺(tái)水泵工作，水壓仍然高，發(fā)生高壓報(bào)警，當(dāng)4臺(tái)水泵都工作，水壓仍然低，發(fā)生低壓報(bào)警。</p><p>　　4.3.2 供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)</p><p&g

79、t;　　1. 主程序的模式選擇部分程序設(shè)計(jì)及解析</p><p>　　這是主程序的模式選擇部分，當(dāng)X3接通時(shí)選擇手動(dòng)模式，在手動(dòng)模式下要打開手動(dòng)模式指示燈即SET Y012，同時(shí)把自動(dòng)模式的指示燈關(guān)掉即RST Y011。再調(diào)用手動(dòng)處理子函數(shù)。然后復(fù)位在自動(dòng)模式下開啟的T0和T1，這時(shí)為下一次進(jìn)入自動(dòng)模式做好準(zhǔn)備；當(dāng)X3斷開時(shí)，系統(tǒng)工作在自動(dòng)模式，這時(shí)要關(guān)閉手動(dòng)模式指示燈同時(shí)打開自動(dòng)模式指示燈，然后調(diào)用自動(dòng)模式子程

80、序。</p><p>　　2. 水壓低處理初始化部分程序設(shè)計(jì)及解析</p><p>　　這是水壓低處理初始化部分。當(dāng)自動(dòng)模式開啟即X4閉合，同時(shí)X000即水壓低輸入I/O口閉合，則程序進(jìn)入。首先，要打開定時(shí)器T0定時(shí)30S,30S之后再增加要增加水泵，這樣的設(shè)計(jì)為的是系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果不延時(shí)，立馬開啟水泵，那么，4臺(tái)水泵會(huì)頻繁的開啟和停止，將嚴(yán)重影響水泵的壽命。</p>&l

81、t;p>　　在進(jìn)入低壓處理部分時(shí)對(duì)T1即高壓延時(shí)定時(shí)器復(fù)位，這是為進(jìn)入高壓處理做好準(zhǔn)備。用以實(shí)現(xiàn)30S延時(shí)，如果不RST T1，有可能剛進(jìn)入高壓處理部分立馬就切斷水泵。</p><p>　　后邊的程序采用MC和MCR指令是為了增加程序的簡(jiǎn)潔和可讀性。</p><p>　　3. 水壓高處理初始化部分程序設(shè)計(jì)及解析</p><p>　　和上面的水壓低處理相同，水壓

82、高處理采用相同的初始化處理方式，這里不再詳細(xì)解析。</p><p>　　4. 過載保護(hù)程序設(shè)計(jì)及解析</p><p>　　雖然硬件上有熱繼電器和熔斷器，但是為了系統(tǒng)的可靠性和完整性，在主程序中還是寫入了過載保護(hù)，當(dāng)過載保護(hù)檢測(cè)到時(shí)，立即停止所有水泵，以保證水泵和整個(gè)電路的安全。這樣的設(shè)計(jì)雖然會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，但是，卻提高了系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　5.

83、水泵工作狀態(tài)指示程序設(shè)計(jì)及解析</p><p>　　每一臺(tái)水泵的工作狀態(tài)，可以通過PLC的Y005、 Y006、 Y007， Y010控制的指示燈上看到，這樣方便管理監(jiān)測(cè)和維護(hù)水泵。能夠?qū)崟r(shí)的看到PLC的控制結(jié)果，而不必到現(xiàn)場(chǎng)看水泵的工作狀態(tài)，相當(dāng)于起到了人機(jī)交互的作用，體現(xiàn)了系統(tǒng)的人性化設(shè)計(jì)理念。</p><p>　　6. 低壓報(bào)警程序設(shè)計(jì)及解析</p><p>

84、　　低壓報(bào)警，當(dāng)4臺(tái)水泵都投入工作，但是，水壓還是低于正常值，將會(huì)對(duì)用戶造成很大的不便。如果這種狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生，那么，系統(tǒng)就會(huì)提醒管理人員增設(shè)水泵以保證供水的正常。</p><p>　　7. 高壓報(bào)警程序設(shè)計(jì)及解析</p><p>　　高壓報(bào)警，當(dāng)只有一臺(tái)水泵在工作，但是，水壓還是超過正常值，這時(shí)就要通過報(bào)警來提醒工作人員，由工作人員決定是否手動(dòng)關(guān)掉所有水泵。因?yàn)?，如果水壓過高將會(huì)對(duì)管道造成

85、破壞，很有可能是管道破裂，造成水資源的浪費(fèi)。</p><p>　　8. 水泵工作狀態(tài)和順序記憶程序設(shè)計(jì)及解析</p><p>　　這是工作順序記憶程序，因?yàn)橹挥杏涀×四呐_(tái)水泵先工作，才能“實(shí)現(xiàn)先工作的先停止，沒工作過的先工作”。</p><p>　　這是記憶的復(fù)位，因?yàn)椋洃浰玫墓ぷ黜樞?，如果不?fù)位，那么，它的效果將和沒有記憶效果一樣。</p>&l

86、t;p>　　4.4 程序調(diào)試及仿真</p><p>　　打開軟件，選定選用的PLC型號(hào)。把編好的程序轉(zhuǎn)換，在工具菜單里點(diǎn)擊“梯形圖邏輯測(cè)試啟動(dòng)”，如下圖所示界面。</p><p>　　圖 4-4 調(diào)試界面1</p><p>　　出現(xiàn)上述界面以后，單擊過“梯形圖邏輯測(cè)試啟動(dòng)”將會(huì)出現(xiàn)以下界面</p><p>　　圖 4-5 調(diào)試界面2&l

87、t;/p><p>　　在這之后，在菜單欄中點(diǎn)擊“在線”按鈕，在下來菜單中選擇“調(diào)試”，然后在左菜單中點(diǎn)擊“軟元件測(cè)試”</p><p>　　圖 4-6 調(diào)試界面 3</p><p><b>　　將出現(xiàn)以下界面：</b></p><p>　　圖 4-7 軟元件測(cè)試界面</p><p>　　在軟元件測(cè)試對(duì)

88、話框中，把相應(yīng)的軟元件，按照可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行仿真。例如：</p><p>　　1.仿真自動(dòng)模式下的低水壓</p><p>　　可在軟元件中輸入X4，然后，單擊 “強(qiáng)制ON”，把軟元件X4強(qiáng)制ON，這時(shí)，程序進(jìn)入自動(dòng)模式。在自動(dòng)模式下，程序會(huì)檢測(cè)水壓的高低，因?yàn)椋蟆爸辽儆幸慌_(tái)水泵工作”，因此，它會(huì)立馬打開1臺(tái)水泵，然后繼續(xù)檢測(cè)水壓，如果，水壓仍然低，程序會(huì)延時(shí)30S后在增加一臺(tái)水泵，延

89、時(shí)30S的作用是使系統(tǒng)更加穩(wěn)定防止出現(xiàn)，水泵頻繁開啟和關(guān)閉的情況。如果，30S之后，仍然檢測(cè)到低壓，程序會(huì)選擇沒有工作過的水泵優(yōu)先工作。每打開1臺(tái)水泵，程序會(huì)把這個(gè)信息寄到中間繼電器M中，以便以后實(shí)現(xiàn)“先工作先停止，沒工作過的優(yōu)先工作”做好準(zhǔn)備。</p><p>　　2..仿真自動(dòng)模式下的高水壓</p><p>　　當(dāng)出現(xiàn)高水壓時(shí)，程序會(huì)根據(jù)“先工作的先停止”（ 這樣有利于保護(hù)水泵，延長(zhǎng)水

90、泵的使用壽命）原則和程序中記憶的水泵工作順序，把先工作的水泵關(guān)掉。同時(shí)更新信息，把下一個(gè)相對(duì)先工作的放到第一位，為下一次關(guān)閉“先工作的” 水泵做好準(zhǔn)備。</p><p><b>　　3.手動(dòng)模式仿真</b></p><p>　　當(dāng)把“X3”強(qiáng)制ON時(shí)，程序?qū)⑦M(jìn)入手動(dòng)模式。在這個(gè)模式下，按動(dòng)相應(yīng)按鈕，將實(shí)現(xiàn)任何一臺(tái)水泵的啟動(dòng)和停止控制。</p><p

91、>　　4.5 程序調(diào)試及仿真體會(huì)</p><p>　　在程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試、仿真過程中，我們體會(huì)到了PLC程序設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題。</p><p><b>　　程序的記憶功能</b></p><p>　　要實(shí)現(xiàn)“先工作先停止，沒工作先工作”必須要求程序具有記憶功能，要把水泵的每一步動(dòng)作都記錄下來，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)。記憶的信息必須要實(shí)時(shí)更新

92、，要不然會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。</p><p>　　在寫這個(gè)程序之前，考慮過使用先入先出指令“SFWR”先入先出寫指令和“SFRD”先入先出讀指令。但是，使用這個(gè)功能指令不僅沒有簡(jiǎn)化程序的復(fù)雜程度，還使程序更加復(fù)雜，經(jīng)過和指導(dǎo)老師討論，最終放棄了功能指令“SFWR” 和“SFRD”的使用。改為現(xiàn)在這種算法。</p><p>　　體會(huì)：功能指令不一定比普通指令能簡(jiǎn)化程序。</p><

93、;p><b>　　定時(shí)器的清零</b></p><p>　　定時(shí)器在程序中是用來延時(shí)啟動(dòng)和停止水泵的，如果不在模式轉(zhuǎn)換和水壓狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)清零定時(shí)器，水泵將會(huì)不經(jīng)過延時(shí)直接啟動(dòng)，或者水泵永遠(yuǎn)關(guān)不掉。</p><p>　　體會(huì)：定時(shí)器記住一定要清零</p><p>　　3. “OUT”與“SET”不同</p><p>　

94、　在使水泵在不同的工作狀態(tài)中，調(diào)整不同的工作狀態(tài)，是通過PLC輸出口控制接觸器實(shí)現(xiàn)的，而PLC的輸出指令有OUT指令和SET指令，程序編寫過程中使用過OUT指令，但是，控制水泵的IO口卻是在閃爍，說明OUT指令只有當(dāng)條件滿足時(shí)才輸出，不滿足時(shí)立馬關(guān)閉，所以才會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。而SET指令是只要條件滿足就置位。如果不使用RST指令，輸出是不會(huì)改變。</p><p>　　體會(huì)：OUT指令適合實(shí)時(shí)的控制，比如說指示燈，在

95、本程序中用到的OUT指令就是實(shí)現(xiàn)指示燈的。SET指令適合控制狀態(tài)控制，只要一觸發(fā)條件就動(dòng)作，只有當(dāng)執(zhí)行RST指令時(shí)才復(fù)位。</p><p><b>　　順序問題</b></p><p>　　在實(shí)現(xiàn)記憶功能時(shí)，輸出是有先后順序的。為實(shí)現(xiàn)“先工作的先停止，沒工作的先工作”對(duì)4臺(tái)水泵實(shí)行編號(hào)處理，并且，水泵的工作按照固定的順序工作和停止的。如果，把對(duì)Y1的控制放在第1位，而

96、后邊的程序以Y1的狀態(tài)為參考的。如果本次的動(dòng)作觸發(fā)了Y1動(dòng)作，Y1將會(huì)影響后邊程序的執(zhí)行。因此，只有把Y4放到程序的第1位，才能實(shí)現(xiàn)，本次的狀態(tài)不影響其他輸出。</p><p>　　體會(huì)：邏輯問題有時(shí)跟程序?qū)懙奈恢靡灿泻艽箨P(guān)系，需要仔細(xì)推敲。 </p><p><b>　　第5章 結(jié)束語</b></p><p>　　經(jīng)過將近一周的供水系統(tǒng)PLC

97、課程設(shè)計(jì)，我們收獲頗豐，不僅熟悉了供水系統(tǒng)的工作過程，同時(shí)了解到了其內(nèi)部硬件電路的構(gòu)成、每部分電路的設(shè)計(jì)等，還學(xué)會(huì)了PLC軟件開發(fā)環(huán)境的使用、各種編程指令的應(yīng)用等。此次軟件編程使用了主控指令，嘗試過功能指令，雖然效果不好，但是卻明白指令不需要很復(fù)雜只要能實(shí)現(xiàn)功能就行。</p><p>　　通過此次課程設(shè)計(jì)的鍛煉，我們加深了對(duì)PLC的認(rèn)識(shí)和理解，也知道了PLC應(yīng)用于工業(yè)控制的優(yōu)點(diǎn)，更重要的是我們看到了自己知識(shí)的匱乏

98、，也堅(jiān)定了以后要不斷的學(xué)習(xí)，不斷的向身邊的人虛心請(qǐng)教，同時(shí)要借助于圖書館和網(wǎng)絡(luò)來擴(kuò)充自己的知識(shí)面的決心。也只有這樣，在以后的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中，自己才能有立足之地，才能有所作為。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 董愛華. 可編程控制器原理及應(yīng)用. 北京：中國(guó)電力出版社，2009</p><p>　　[2] 謝文

99、輝,張志芳. PLC應(yīng)用技術(shù)易讀通. 北京：中國(guó)電力出版社，2008</p><p>　　[3] 常曉玲. 電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.2</p><p>　　[4] 賀哲榮,石帥軍. 流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)（三菱FX2系列）. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.3</p><p>　　[5] 夏路易,石宗義. 電路原理圖與

100、電路板設(shè)計(jì)教程.北京：北京希望電子出版社，2002.6</p><p>　　[6]廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.第2版. 北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2007</p><p>　　[7]王兆晶.維修電工（高級(jí)）.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2007</p><p>　　[8]熊幸明.工廠電氣控制技術(shù).北京.清華大學(xué)出版社.2005</p><p>　　[9]

101、黃凈.電氣控制與可編程序控制器.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2004</p><p>　　[10]三菱電機(jī).FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC編程手冊(cè).2005</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在可編程控制器課程設(shè)計(jì)過程中，我得到指導(dǎo)老師和同學(xué)的無私幫助。我們想向曾經(jīng)給予我?guī)椭椭С值娜吮硎局孕牡母兄x！感謝我們的指

102、導(dǎo)老師xx，本課程設(shè)計(jì)論文是在xx老師的關(guān)懷和指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我們，在此謹(jǐn)向xx老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。我們還要感謝在一起愉快的度過課程設(shè)計(jì)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我們才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。</p><p>　　同時(shí)，我們要感謝信儀系的各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我們學(xué)到了

103、專業(yè)知識(shí)，并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。我們?cè)冈谖磥淼膶W(xué)習(xí)和研究過程中，以更加豐厚的成果來答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過我們的所有老師、同學(xué)、和朋友，學(xué)無止境。明天，將是我們終身學(xué)習(xí)另一天的開始！ </p><p>　　最后，再次對(duì)關(guān)心、幫助我們的老師和同學(xué)表示衷心地感謝！</p><p><b>　　附錄</b></p><p>

104、<b>　　指令表清單</b></p><p><b>　　0 LD X003</b></p><p>　　1 SET Y012</p><p>　　2 RST Y011</p><p><b>　　3 CALL P1</b></p><p><b

105、>　　6 RST T0</b></p><p><b>　　8 RST T1</b></p><p>　　10 LDI X003</p><p>　　11 SET Y011</p><p>　　12 RST Y012</p><p>　　13 CALL P0</p>

106、<p>　　16 LD Y001</p><p>　　17 OUT Y005</p><p>　　18 LD Y002</p><p>　　19 OUT Y006</p><p>　　20 LD Y003</p><p>　　21 OUT Y007</p><p>　　22 LD Y

107、004</p><p>　　23 OUT Y010</p><p>　　24 LDI Y002</p><p><b>　　25 RST M2</b></p><p><b>　　26 LDI M3</b></p><p><b>　　27 RST M3</b

108、></p><p>　　28 LDI Y004</p><p><b>　　29 RST M4</b></p><p>　　30 LD X005</p><p>　　31 RST Y001</p><p>　　32 LD X006</p><p>　　33 RST Y

109、002</p><p>　　34 LD X007</p><p>　　35 RST Y003</p><p>　　36 LD X010</p><p>　　37 RST Y004</p><p><b>　　38 FEND</b></p><p><b>　　39

110、 P0</b></p><p>　　40 LD X004</p><p>　　41 OUT Y013</p><p>　　42 LD X004</p><p>　　43 AND X000</p><p>　　44 OUT T0 K30</p><p><b>　　47 RS

111、T T1</b></p><p><b>　　49 LD T0</b></p><p>　　50 MC N0 M100</p><p><b>　　53 LD T0</b></p><p><b>　　54 RST T0</b></p><p&g

112、t;　　56 LD Y001</p><p>　　57 AND Y002</p><p>　　58 AND Y003</p><p>　　59 AND Y004</p><p>　　60 OUT Y015</p><p>　　61 LD Y001</p><p>　　62 AND Y002<

113、;/p><p>　　63 AND Y003</p><p>　　64 ANI Y004</p><p>　　65 LDI Y001</p><p>　　66 AND Y002</p><p>　　67 AND Y003</p><p>　　68 ANI Y004</p><p&g

114、t;<b>　　69 ORB</b></p><p>　　70 LDI Y001</p><p>　　71 ANI Y002</p><p>　　72 AND Y003</p><p>　　73 ANI Y004</p><p><b>　　74 ORB</b></p&