基于PLC控制的供水系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文

1、基于PLC供水系統(tǒng)設(shè)計批注：1、正確題目是小區(qū)換熱站供水系統(tǒng)控制(PLC) 你的題目是小區(qū)物業(yè)供水系統(tǒng)，題目偏離 ，網(wǎng)上下載都找不對資料 2、文章按照我發(fā)的格式進行排版 3、提供小區(qū)供熱自控部分的 CAD圖紙 基于PLC控制的小區(qū)物業(yè)供水系統(tǒng)設(shè)計文章按照我發(fā)的格式進行排版摘要當(dāng)時的題目是：小區(qū)換熱站供水系統(tǒng)控制(PLC) 你的題目是小區(qū)物業(yè)供水系統(tǒng)，題目偏離城市供水是指城市公共供水和自建設(shè)施供水，城市公共供水是指城市自來水供水企業(yè)以公共供水管道及其附屬設(shè)施向單位和居民的生活、生產(chǎn)和其他各項建設(shè)提供用水；自建設(shè)施供水是指城市的用水單位以其自選建設(shè)的供水管道，及其附屬設(shè)施向本單位的生活、生產(chǎn)和其他

2、各項建設(shè)提供用水。隨著我國各項節(jié)水措施的推進，單位GDP用水量、人均用水量將逐漸減少。但是，由于人口的增加、城市化的深入以及工業(yè)生產(chǎn)的增長，預(yù)計城市供水行業(yè)的總體需求仍將保持平穩(wěn)增長狀態(tài)。在城市化進程迅速的今天，那么大樓供水系統(tǒng)的建設(shè)就顯得尤為重要。而且隨著城市用水量不斷增加，對供水系統(tǒng)的建設(shè)提出了更高的要求。供水的經(jīng)濟性、可靠性、穩(wěn)定性直接影響到大樓用戶的正常生活和工作。本篇設(shè)計詳細介紹了基于PLC的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)的方案設(shè)計，其中包括硬件選擇和電路的設(shè)計、軟件規(guī)劃和編寫，并重點描述了大樓物業(yè)供水系統(tǒng)的工作原理和過程、系統(tǒng)設(shè)計、軟件編程的原則和技巧。關(guān)鍵詞：供水系統(tǒng)，PLC，穩(wěn)定性 目錄第一

3、章 緒論11.1 研究背景11.2 供水系統(tǒng)設(shè)計要求21.3 供水系統(tǒng)設(shè)計思想21.4 供水系統(tǒng)方案確定31.5 供水系統(tǒng)運行和原理31.5.1 系統(tǒng)原理說明31.5.2 系統(tǒng)運行說明4第二章 可編程控制器的概述52.1 可編程控制器介紹52.2 三菱FX系列介紹52.2.1 三菱FX系列PLC主要特點52.2.2 三菱FX系列PLC主要數(shù)據(jù)簡介62.2.3 三菱FX系列PLC基本指令62.3 可編程控制器的特點72.4 可編程控制器的工作原理82.4.1 PLC的等效工作電路82.4.2 PLC的工作過程9第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計103.1 系統(tǒng)的構(gòu)成103.2 系統(tǒng)主要硬件設(shè)備的選型113.2

4、.1 PLC的選型113.2.2 水泵機組的選型123.2.3 壓力傳感器的選型133.3 系統(tǒng)電路分析及設(shè)計143.3.1 系統(tǒng)電源143.3.2 供水系統(tǒng)主電路分析與設(shè)計143.3.3 可編程控制器I/O分配183.3.4 PLC I/O接線圖193.3.5 壓力傳感器信號處理203.3.6 報警電路設(shè)計20第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計224.1 軟件開發(fā)環(huán)境簡介224.2 供水系統(tǒng)程序流程圖234.3 供水系統(tǒng)程序設(shè)計及解析244.3.1 程序的模式選擇、水泵工作程序設(shè)計及解析244.3.2 程序的保護、報警選擇程序設(shè)計及解析254.4 程序調(diào)試及仿真274.5 程序調(diào)試及仿真體會28結(jié) 論3

5、0致 謝31參考文獻32附錄一 系統(tǒng)元件明細表33附錄二PLC I/O口分配表35附錄三 PLC I/O口接線圖36附錄四 供水系統(tǒng)電路圖37附錄五 控制系統(tǒng)梯形圖38附錄六 程序指令清單43引言可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊踢壿嬁刂破鲗嵸|(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，基本構(gòu)成為：電源、中央處理單元(CPU) 、存儲器、輸入輸出接口電

6、路、功能模塊、通信模塊?？删幊炭刂破髟谖覈鱾€工業(yè)領(lǐng)域中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，它是自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)三者結(jié)合的通用工業(yè)自動化裝置，已成為工業(yè)自動化的三大棱柱之一。為了適應(yīng)這種形勢，我們選擇了三菱FX1N-40MR-001系列可編程控制器編寫這次設(shè)計。本篇設(shè)計分兩部分介紹了大樓物業(yè)供水系統(tǒng)，分別是硬件及軟件設(shè)計。供水系統(tǒng)主要由PLC、四臺水泵、壓力傳感器等組成。系統(tǒng)工作時分手動操作和自動操作，自動操作時首先由傳感器把信號傳給PLC，再由PLC根據(jù)水壓的高低信號分析控制四臺水泵的工作狀態(tài)；手動操作時，可以通過各個水泵的啟動停止按鈕獨立的工作。該系統(tǒng)還設(shè)有過載等保護。本設(shè)計編程軟件

7、則采用三菱公司開發(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。本系統(tǒng)通過調(diào)試表明本系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計要求并有很好的使用價值。具體說明了可編程序控制器在大樓物業(yè)供水系統(tǒng)中的作用。程序涉及到了大樓物業(yè)供水系統(tǒng)工作的絕大部分過程。最終設(shè)計完成的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)具有平穩(wěn)運行、節(jié)能等主要功能，整個系統(tǒng)的開發(fā)體現(xiàn)了在設(shè)計數(shù)字控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實用性本畢業(yè)設(shè)計共有四個章節(jié)：第一章介紹了緒論；第二章介紹了可編程控制器的概述；第三章介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計；第四章介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計，之后還有關(guān)于本次設(shè)計的結(jié)論、致謝及相關(guān)參考文獻；

8、附錄部分有六個部分，分別是系統(tǒng)的元件明細表、PLC I/O分配表、PLC I/O接線圖、供水系統(tǒng)電路圖、系統(tǒng)梯形圖、指令清單。13 第一章 緒論1.1 研究背景水是人民生活必需品，但由于近些年來，隨著人們生活水平的提高，大樓的層數(shù)也在不斷的劇增。再加上受到輸送管道和供水設(shè)施的影響，使居民的生活用水存在著自來水管網(wǎng)壓力不足的現(xiàn)象，尤其是供水高峰期的高層供水尤為突出,給人們的生活帶來了許多困擾。以前為了解決用水難的問題，通常會在樓頂固定一個高位水箱，通過水箱的高度給水提供一定壓力，再供給用戶使用。但這種方案明顯非常落后，不僅投資大而且不利于房屋的維護和抗震。上個世紀(jì)80年代后，氣壓供水逐漸替代了高

9、位水箱供水。但這種供水方式依舊存在很多缺陷。氣壓供水所需要的設(shè)備的主要部件是壓容器，其成本高，耗鋼量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且水泵功率較大，反復(fù)啟動，不僅影響電網(wǎng)，耗費電力資源，而且嚴重縮短了水泵和電磁設(shè)備壽命。尤其是氣壓供水水壓變化較大，縮短了水網(wǎng)，閥門，水表的使用壽命。而水壓過高會導(dǎo)致水管爆裂，造成水資源的大量流失。而水壓過低，則會造成用戶供水不足或無法供水。對于工業(yè)生產(chǎn)和特殊用途的供水而言，供水就更顯得異常重要，例如在工業(yè)生產(chǎn)中如突然供水不足或斷水，就可能會對產(chǎn)品的安全衛(wèi)生產(chǎn)生某些不良影響。而對于滅火水源來講，供水不足則更加致命，對人民的生命財產(chǎn)安全造成極大隱患。面對這些問題，供水的重要性已經(jīng)不

10、言而喻。本文的設(shè)計就是基于PLC供水系統(tǒng)的設(shè)計。液位檢測檢測水管中的水壓得到的數(shù)據(jù)，通過對壓力傳感器對壓力的監(jiān)測，可以使管網(wǎng)中的水壓自動的保持在事先設(shè)定好的壓力值范圍內(nèi)。當(dāng)用戶的用水量增加時，管網(wǎng)中的水壓下降，供水控制器通過PLC使水泵轉(zhuǎn)速加快，供水量相應(yīng)增多，如果一臺水泵不能滿足用戶的供水量，那么則通過控制器加泵；當(dāng)用戶用水量減少時，管網(wǎng)中水壓上升，供水控制器通過PLC使水泵轉(zhuǎn)速降低，供水量減少，如水泵轉(zhuǎn)速降到最低還高出所需供水量，則關(guān)閉一臺水泵。簡單來說就是根據(jù)用戶用水量的大小，通過供水控制器對水泵的數(shù)量和轉(zhuǎn)速的控制，從而使用戶無論用水量的多少，管網(wǎng)中的水壓始終能保持在設(shè)定范圍內(nèi)。既滿足了

11、用戶供水量的要求，又不會是水泵空轉(zhuǎn)，造成電能的浪費，同時避免了水箱造成的二次污染。是一種現(xiàn)代化的供水方案。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省資源，抗干擾能力強，可靠高效的供水控制器將是高層建筑供水的研究方向。本文主要采用了由三菱FX系列PLC構(gòu)成的供水控制器，通過傳感器檢測得到的水壓信號，與設(shè)定的水壓數(shù)值比較，再通過PLC來控制水泵的數(shù)量和轉(zhuǎn)速，達到大樓供水的效果。1.2 供水系統(tǒng)設(shè)計要求某大樓物業(yè)供水系統(tǒng)有水泵4臺，供水管道安裝壓力檢測開關(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。其控制有如下四點：1.自動工作時，當(dāng)用水量少，壓力增高，K3接

12、通，此時可延時30s后撤除1臺水泵工作，要求先工作的水泵先切斷；當(dāng)用水量多時，壓力降低，K1接通，此時可延時30s后增設(shè)1臺水泵工作，要求未曾工作過的水泵增加投入運行；當(dāng)K2接通，表示供水正常，可維持水泵運行數(shù)量。工作時，要求水泵數(shù)量最少為1臺，最多不得超出4臺。2.各水泵工作時，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。3.手動工作時，要求4臺水泵可分別獨立操作（分設(shè)起動和停止開關(guān)），并分別具有過載保護，可隨時對單臺水泵進行斷電控制（注：若輸入點不夠，可減少一個過載保護輸入）。4.設(shè)置“自動/手動”切換開關(guān)（ON手動，OFF自動），另設(shè)自動運行控制開關(guān)（ON自動運行，OFF自動運行停止）。1.3 供水系統(tǒng)設(shè)計思想

13、本系統(tǒng)將PLC、水泵、相應(yīng)的傳感器和執(zhí)行機構(gòu)有機地結(jié)合起來，并發(fā)揮各自優(yōu)勢。系統(tǒng)采用三個壓力傳感器（壓力檢測開關(guān)）實時監(jiān)測水位的壓力，采用四臺水泵保證供水量的需求，采用可編程控制器（PLC）來實現(xiàn)系統(tǒng)的自動運行。這個操作方便的自動控制系統(tǒng)，以PLC為核心，以智能供水控制系統(tǒng)取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設(shè)備，起動平穩(wěn)，起動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊；由于水泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等東西的使用壽命；可以消除起動和停機時的水錘效應(yīng)。使得系統(tǒng)調(diào)試和使用都十分方便，而且大大簡化了水廠在管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析等方面的工作量。PLC為主體構(gòu)成的恒壓供水系統(tǒng)不僅能夠

14、最大程度滿足需要，其穩(wěn)定安全的運行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使供水實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力，最終達到高效率優(yōu)質(zhì)運行，降低自來水的生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)管理水平的目的。供水系統(tǒng)的供水部分主要由水泵、電動機、管道和閥門等構(gòu)成。通常由異步電動機驅(qū)動水泵旋轉(zhuǎn)來供水，并且把電機和水泵做成一體，通過調(diào)節(jié)電機機組工作電機的數(shù)量，從而改變水泵的出水流量而實現(xiàn)恒壓供水的。因此，供水系統(tǒng)的實質(zhì)是電動機的工作控制。電動機的控制通常使用接觸器，PLC通過控制接觸器來實現(xiàn)自動控制電機機組的電機從而實現(xiàn)了大樓供水。1.4 供水系統(tǒng)方案確定根據(jù)供水系統(tǒng)設(shè)計要求和思想可知，本供水系統(tǒng)主要由PLC控制單元、壓

15、力傳感器、水泵機組以及低壓電器組成。系統(tǒng)主要的設(shè)計任務(wù)是利用PLC控制單元控制多臺水泵，實現(xiàn)管網(wǎng)水壓的供水?！癙LC+ 水泵機組+壓力傳感器” 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)進行數(shù)據(jù)交換，通用性強，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)計上，只需確定PLC的硬件配置和IO的外部接線，當(dāng)控制要求發(fā)生改變時，可以方便地通過PC機來改變存貯器中的控制程序，所以現(xiàn)場調(diào)試方便。同時由于PLC的抗干擾能力強、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合，并且與供水機組的容量大小無關(guān)。這種控制方

16、案既有擴展功能靈活方便、便于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點，又能達到系統(tǒng)穩(wěn)定性及控制精度的要求，所以本次設(shè)計采用基于PLC的控制方式。1.5 供水系統(tǒng)運行和原理1.5.1 系統(tǒng)原理說明根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)要求，結(jié)合系統(tǒng)的使用場所，故本次設(shè)計采用的“PLC+水泵機組+壓力傳感器”的控制方式。系統(tǒng)主要的設(shè)計任務(wù)是利用控制單元控制一臺水泵或循環(huán)控制多臺水泵，實現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定和水泵電機的啟動，同時還要能對運行數(shù)據(jù)進行傳輸。系統(tǒng)運行原理圖如圖1-1所示。圖1-1系統(tǒng)運行原理圖本系統(tǒng)通過市政供水管道往蓄水池供水，供水時，通過LDM-8W電池供電無線水位計來傳遞實時的液位信息給PLC，通過PLC檢測出壓力信號給壓力傳感器，

17、從而控制不同水壓時的供水。而四臺水泵通過交流接觸器與PLC連接，保證用戶不同用水量的需求。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)進行數(shù)據(jù)交換；通用性強，由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶可靈活組成各規(guī)模和要求不同控制系統(tǒng)。在硬件設(shè)計上，只需確定PLC的硬件配置和壓力傳感器的外部接線，當(dāng)控制要求發(fā)生改變時，可以方便地通過PLC來改變存貯器中的控制程序，所以現(xiàn)場調(diào)試方便。同時由于PLC的抗干擾能力強、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供水場合，并且與供水機組的容量大小無關(guān)。1.5.2 系統(tǒng)運行說明本供水系統(tǒng)運行分為手動和自動運行：1.手

18、動工作時，四臺水泵能獨立操作，并且有過載保護，可通過相應(yīng)水泵的閘刀開關(guān)切斷對相應(yīng)水泵的電源實現(xiàn)斷電控制。2.自動工作時，當(dāng)用水量少時，壓力增高，高壓報警燈亮起并起蜂鳴，通過PLC控制水泵工作，切斷相應(yīng)水泵；當(dāng)用水量多時，壓力降低，低壓報警燈亮起并起蜂鳴，通過PLC控制水泵工作，切斷相應(yīng)水泵；高低壓報警均未亮?xí)r表示水壓正常，可維持水泵持續(xù)運行。工作時水泵數(shù)量最少一臺，最多四臺。第二章 可編程控制器的概述2.1 可編程控制器介紹1969年，在美國出現(xiàn)第一臺可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）以來，經(jīng)過30多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為一種最重要、高可靠性、應(yīng)用

19、場合最多的工業(yè)控制微型計算機。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路、微型機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成具有多種優(yōu)點和微型、小型、中型、大型、超大型等各種規(guī)格的PLC系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計算機之間的許多過程控制領(lǐng)域?？删幊绦蚩刂破饕押蛿?shù)控技術(shù)及工業(yè)機器人并列為工業(yè)自動化的三大支柱。初期的PLC只是用于邏輯控制場合，代替繼電器控制系統(tǒng)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC以微處理器為核心，適用于開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量的控制，它已進入過程控制和位置控制等場合的控制領(lǐng)域。目前，可編程序控制器既保留了原來可編程序邏輯控制器的所有優(yōu)點，又吸收和發(fā)展了其他控制裝置的優(yōu)點，包括計算機控制系統(tǒng)、過程儀表控制系統(tǒng)

20、、集散系統(tǒng)、分散系統(tǒng)等。在許多場合，可編程序控制器可以構(gòu)成各種綜合控制系統(tǒng)，例如構(gòu)成邏輯控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)、圖形工作站等等。2.2 三菱FX系列介紹三菱FX系列，是三菱PLC（可編程控制器）小型系列PLC。目前主要分FX3G、FX3U、FX2N、FX1N、FX1S等系列。FX系列PLC特點是一體機、高處理，可達365點開關(guān)量控制等。2.2.1 三菱FX系列PLC主要特點1.小型·集成型2.更高的性價比3.高速化、高精度的控制（基本指令0.08s/步）4.高性能的內(nèi)置功能（高速計數(shù)器、高速輸入/輸出等）5.擴大控制點數(shù)，最大支持256點I/O6.特殊單元的高性能

21、化和高互換性7.擴展通信端口, 輕松地使用模擬量功能8.擴充存儲器容量9.標(biāo)準(zhǔn)機種適合國際規(guī)格2.2.2 三菱FX系列PLC主要數(shù)據(jù)簡介在PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)和用戶應(yīng)用程序中使用著大量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)從結(jié)構(gòu)或數(shù)制上具有以下主要幾種形式。1.十進制數(shù)十進制數(shù)在PLC中又稱字數(shù)據(jù)。它主要存在于定時器和計數(shù)器的設(shè)定值K；輔助繼電器、定時器、計數(shù)器、狀態(tài)繼電器等的編號；定時器和計數(shù)器當(dāng)前值等方面。2.二進制數(shù)十進制數(shù)、八進制數(shù)、十六進制數(shù)、BCD碼在PLC內(nèi)部均是以二進制數(shù)的形態(tài)存在。但使用外圍設(shè)備進行系統(tǒng)運行監(jiān)控顯示時，會還原成原來的數(shù)制。一位二進制數(shù)在PLC中又稱位數(shù)據(jù)。它主要存在于各類繼電器、定時器、

22、計數(shù)器的觸點及線圈。3.十六進制數(shù)十六進制數(shù)用于指定應(yīng)用指令中的操作數(shù)或指定動作。2.2.3 三菱FX系列PLC基本指令FX 系列 PLC 有基本順控指令 20 或 27 條、步進梯形圖指令 2 條、應(yīng)用（功能）指令 100 多條（不同系列有所不同）。以 FX2N 為例，介紹其基本順控指令和步進指令及其應(yīng)用。 FX1N，F(xiàn)X2N，F(xiàn)X2NC 共有 27 條基本順控指令，2條步進梯形圖指令。三菱FX系列指令表如表2-1所示。指令助記符名 稱功 能LD取運算開始a接點LDI取反運算開始b接點LDP取脈沖上升沿檢出運算開始LDF取脈沖下降沿檢出運算開始AND與串聯(lián)連接a接點ANI與非串聯(lián)連接b接點A

23、NDP與脈沖上升沿檢出串聯(lián)連接ANDF與脈沖下降沿檢出串聯(lián)連接OR或并聯(lián)連接a接點ORI或非并聯(lián)連接b接點ORP或脈沖上升沿檢出并聯(lián)連接ORF或脈沖下降沿檢出并聯(lián)連接ANB回路塊與回路之間串聯(lián)連接ORB回路塊或回路塊之間并聯(lián)連接OUT輸出線圈驅(qū)動指令SET置位線圈動作保持指令RST復(fù)位解除線圈動作保持指令PLS脈沖線圈上升沿輸出指令PLF下降沿脈沖線圈下降沿輸出指令MC主控公共串聯(lián)接點用線圈指令MCR主控復(fù)位公共串聯(lián)接點解除指令MPS進棧運算存儲MRD讀棧存儲讀出MPP出棧存儲讀出和復(fù)位INV反轉(zhuǎn)運算結(jié)果取反NOP空操作無動作END結(jié)束程序結(jié)束STL步進梯形圖步進梯形圖開始RET返回步進梯形圖

24、結(jié)束表2-1三菱FX系列指令表 2.3 可編程控制器的特點一.可靠性高。由于可靠性是用戶選用的首位依據(jù)，因此，每個PLC生產(chǎn)廠都將可靠性作為第一指標(biāo)而加以研制，以單片機為核心，在硬件和軟件上采取大量的抗干擾措施，使PLC的平均無故障時間達到30萬小時以上，使用壽命更長。二.控制功能強。PLC具有邏輯判斷、計數(shù)、定時、步進、跳轉(zhuǎn)、移位、記憶、四則運算和數(shù)據(jù)傳送等功能，可以實現(xiàn)順序控制、邏輯控制、位置控制和過程控制等。三.編程方便，易于使用。PLC采用與繼電器電路相似的梯形圖編程，比較直觀，易懂易編，深受電氣技術(shù)人員和電工的歡迎，容易推廣應(yīng)用。PLC可取代原繼電器控制系統(tǒng)，有利于對老設(shè)備的技術(shù)改造

25、。2.4 可編程控制器的工作原理2.4.1 PLC的等效工作電路PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，但在應(yīng)用時，可不必用計算機的概念去做深入的了解，只需將它看成是由普通的繼電器、定時器、計數(shù)器、移位器等組成的裝置，從而把PLC等效成輸入、輸出和內(nèi)部控制電路三部分，如下圖2-2所示：圖2-2 PLC的等效工作電路1.內(nèi)部控制電路這部分的作用是運算和處理由輸入部分得到的信息，并判斷應(yīng)產(chǎn)生哪些輸出。內(nèi)部控制電路實際上也就是用戶根據(jù)控制要求編制的程序。PLC程序一般用梯形圖形式表示。而梯形圖是從繼電器控制的電氣原理圖演變而來的，PIC程序中的動合、動斷觸點、線圈等

26、概念均與繼電器控制電路相同。在PLC內(nèi)部還設(shè)有定時器、計數(shù)器、移位器、保持器、內(nèi)部輔助繼電器等，繼電器控制系統(tǒng)沒有的器件，它們的線圈及動合、動斷觸點只能在PLC內(nèi)部控制電路中使用，而不能與外部電路相連。2.輸入部分這部分的作用是接受被控設(shè)備的信息或操作0命令等外部輸入信息。輸入接線端是PLC與外部的開關(guān)、按鈕、傳感器轉(zhuǎn)換信號等連接的端口。每個端子可等效為一個內(nèi)部繼電器線圈，線圈號即輸入接點號，這個線圈由接收到的輸入端的外部信號來驅(qū)動，其驅(qū)動電源可由PLC的電源部件提供(如直流24V)，也可由獨立的交流電源(如交流110V)供給。每個輸入繼電器可以有無窮多個內(nèi)部觸點(動合、動斷形式均可)，供設(shè)計

27、PLC的內(nèi)部控制電路(即編制PLC控制程序)時使用。3.輸出部分這部分的作用是驅(qū)動外部負載。在PLC內(nèi)部，有若干能與外部設(shè)備直接相連的輸出繼電器(有繼電器、雙向硅、晶體管三種形式)，它也有無限個軟件實現(xiàn)的動合、動斷觸點，可在PLC內(nèi)部控制電路中使用；但對應(yīng)每一個輸出端只有一個硬件的動合觸點與之相連，用以驅(qū)動需要操作的外部負載；外部負載的驅(qū)動電源接在輸出公共端(COM)上?？傊谑褂肞LC時，可以把輸入端等效為一個繼電器線圈，其相應(yīng)的繼電器接點(動合或動斷)可在內(nèi)部控制電路中使用，而輸出端又以等效為內(nèi)部輸出繼電器的一個動合觸點，驅(qū)動外部設(shè)備。2.4.2 PLC的工作過程PLC一般采用循環(huán)掃描方

28、式工作。當(dāng)PLC加電后，首先進行初始化處理，包括清除IO及內(nèi)部輔助繼電器、復(fù)位所有定時器、檢查I/O單元的連接等。開始運行之后，串行地執(zhí)行存貯器中的程序，這個過程可以分為如下四個階段：1.公共處理階段這部分在每次循環(huán)開始都要被執(zhí)行，包括復(fù)位系統(tǒng)定時器、檢查程序存貯器、檢查IO總線、檢查掃描時間等。如出現(xiàn)異常情況，則通過自診斷給出故障信號，或自行進行相應(yīng)的處理，這將有助于及時發(fā)現(xiàn)或提前預(yù)報系統(tǒng)的故障，提高系統(tǒng)的可靠性。這部分時間是固定的，對P型機來說，為1.26ms。2.執(zhí)行外圍設(shè)備命令階段當(dāng)有簡易編程器、圖形編程器、打印機等外部設(shè)備與PLC相連時，則PLC在每次循環(huán)時，都將執(zhí)行來自外部設(shè)備的命

29、令。3.程序執(zhí)行階段在這個階段，CPU將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，即按程序?qū)λ械臄?shù)據(jù)(輸入和輸出的狀態(tài))進行處理，包括邏輯、算術(shù)運算，再將結(jié)果送到輸出狀態(tài)寄存器。4.輸入、輸出更新階段PLC的CPU在每個掃描周期進行一次輸入來進行輸出更新。CPU對各個輸入端進行掃描，并將輸入端的狀態(tài)送到輸入狀態(tài)寄存器中；同時，把輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)通過輸出部件轉(zhuǎn)換成外部設(shè)備能接受的電壓或電流信號，以驅(qū)動被控設(shè)備。這種對輸入、輸出狀態(tài)的集中處理過程，稱為批處理，這是PLC工作的特點。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 系統(tǒng)的構(gòu)成圖3-1 系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖3-1所示，整個系統(tǒng)由四臺水泵，一臺PLC和一個壓力傳感器及若干輔助部件

30、構(gòu)成。四臺水泵中每臺泵的出水管均裝有手動閥，以供維修和調(diào)節(jié)水量之用，四臺泵協(xié)調(diào)工作以滿足供水需要；供水系統(tǒng)中檢測管路壓力的壓力傳感器，一般采用電阻式傳感器(反饋05V電壓信號)或壓力變送器(反饋420mA電流)。從系統(tǒng)構(gòu)成圖，我們可以看供水系統(tǒng)由執(zhí)行機構(gòu)、信號檢測、控制系統(tǒng)、人機界面、以及報警裝置等部分組成。一執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)是由一組水泵組成，它們用于將水供入用戶管網(wǎng)。二信號檢測在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測的信號包括自來水出水水壓信號和報警信號:1.水壓信號:它反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是供水控制的主要反饋信號。2.報警信號:它反映系統(tǒng)是否正常運行，水泵電機是否過載等。該信號為開關(guān)量信號。三控

31、制系統(tǒng)供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系統(tǒng))、電控設(shè)備兩個部分。1.供水控制器:它是供水控制系統(tǒng)的核心。供水控制器直接對系統(tǒng)中的工況、壓力、報警信號進行采集，對來自人機接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進行分析、實施控制算法，得出對執(zhí)行機構(gòu)的控制方案，通過接觸器對執(zhí)行機構(gòu)(即水泵)進行控制。2.電控設(shè)備:它是由一組接觸器、保護繼電器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等電氣元件組成。用于在供水控制器的控制下完成對水泵的切換、手/自動切換等。四通訊接口通訊接口是本系統(tǒng)的一個重要組成部分，通過該接口，系統(tǒng)可以和組態(tài)軟件以及其他的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，同時通過通訊接口，還可以將現(xiàn)代先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到本系

32、統(tǒng)中來，例如可以對系統(tǒng)進行遠程的診斷和維護等。五報警裝置作為一個控制系統(tǒng)，報警是必不可少的重要組成部分。由于本系統(tǒng)能適用于不同的供水領(lǐng)域，所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運行，防止因電機過載、電網(wǎng)過大波動、供水水源中斷、出水超壓、泵站內(nèi)溢水等等造成的故障，因此系統(tǒng)必須要對各種報警量進行監(jiān)測，由PLC判斷報警類別，進行顯示和保護動作控制，以免造成不必要的損失。3.2 系統(tǒng)主要硬件設(shè)備的選型3.2.1 PLC的選型PLC是整個供水控制系統(tǒng)的核心，它要完成對系統(tǒng)中所有輸入信號的采集、所有輸出單元的控制以及對外的數(shù)據(jù)交換等功能。因此我們在選擇PLC時，要考慮PLC的指令執(zhí)行速度、指令豐富程度、內(nèi)存空

33、間、通訊接口及協(xié)議、帶擴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PLC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。依據(jù)控制任務(wù)，從PLC的輸入輸出點數(shù)、存儲器容量、輸入輸出接口模塊類型等方面等來選PLC型號。在供水系統(tǒng)的設(shè)計中，我們選擇三菱FX1N-40MR-001型PLC。1.FX1N-40MR-001的主要參數(shù)IO點數(shù)：2416；基本指令：27條；功能指令：298條；基本指令執(zhí)行時間：0.55-0.7微秒；用戶程序步驟：8K；通信功能：強；輸出形式：繼電型；輸出能力：2A點；三菱FX1N-40MR-001是三菱電機推出的功能強

34、大的普及型PLC。具有擴展輸入輸出，模擬量控制和通訊、鏈接功能等擴展性。是一款廣泛應(yīng)用于一般的順序控制三菱PLC。2. 三菱FX1N-40MR-001 PLC特點三菱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點的獨立用途外，還可以適用于在多個基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。 三菱FX1N-40MR-001在基本單元上連接擴展單元或擴展模塊，可進行16-256點的

35、靈活輸入輸出組合?？蛇x用16/32/48/64/80/128點的主機，可以采用最小8點的擴展模塊進行擴展?？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）可使用存儲盒，最大可擴充至16K步。豐富的軟元件應(yīng)用指令中有多個可使用的簡單指令、高速處理指令、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)運算、平方根、浮點小數(shù)運算等。特殊用途、脈沖輸出（20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V），脈寬調(diào)制，PID控制指令等。3.2.2 水泵機組的選型水泵

36、機組的選型基本原則，一是要確保平穩(wěn)運行；二是要經(jīng)常處于高效區(qū)運行，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。本論文以某大樓的實際生活用水的數(shù)據(jù)進行選型，該大樓用水具體要求為：1.由多臺水泵機組實現(xiàn)供水，流量范圍600m2h，揚程60米左右，出水口水壓大小為0.4Mpa；2.設(shè)置一臺水泵作用于小流量時的供水；供水壓力要求恒定，尤其在換泵時波動要小；3.系統(tǒng)能自動可靠運行，為方便檢修和應(yīng)急，應(yīng)具備手動功能。4.具有完善的過載保護功能，系統(tǒng)要求較高的經(jīng)濟運行性能。根據(jù)以上系統(tǒng)要求的總流量范圍、揚程大小，確定供水系統(tǒng)設(shè)計秒流量和設(shè)計供水壓力(水泵

37、揚程)，考慮到用水量類型為連續(xù)型低流量變化型，確定采用4臺上海熊貓機械(集團)有限公司生產(chǎn)的SFL系列主水泵機組。表3-1水泵機組主要性能參數(shù)表型號數(shù)量主要性能參數(shù)流量m2/h揚程m效率%轉(zhuǎn)速r/min電機功率kw余量m進出口徑mm水泵機組150sfl160-20x4416080731450552.91503.2.3 壓力傳感器的選型壓力傳感器是供水系統(tǒng)中的主要傳感器。PLC自動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，將會帶來災(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。水壓傳感器，廠家采用進口高

38、精度感應(yīng)芯體，先進的貼片工藝，配套帶有零點、滿量程補償，溫度補償?shù)母呔群透叻€(wěn)定性放大集成電路，將被測量介質(zhì)的壓力轉(zhuǎn)換成05VDC標(biāo)準(zhǔn)電信號 。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、冶金、車輛制動、樓宇供水等壓力測量與控制。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。一.產(chǎn)品概述及特點：基于PLC供水系統(tǒng)設(shè)計1.采用進口感壓芯片；2.先進的貼片工藝，具有零點、滿量程補償，溫度補償；3.高精度和高穩(wěn)定性放大集成電路；4.全封焊結(jié)構(gòu)、抗沖擊、耐疲勞、可靠性高；5.輸出信號多樣化（

39、有電流型、電壓型）；6.結(jié)構(gòu)小巧，安裝方便；7.采用高溫補償最高介質(zhì)溫度可達350度；二.產(chǎn)品主要參數(shù)： 1.量 程： -100KPa-0.6Mpa60 Mpa120 Mpa間任意可選（量小量程為0.6MPa,量大量程為120MPa）2.輸 出：420mA（二線制）、05VDC、010VDC、0.54.5VDC（三線制） 3.綜合精度： ±0.1%FS（量程60MPa以下）、±0.25%FS、±0.5%FS4.供 電： 24V DC（1530VDC）5.絕緣電阻： 1000 M/100VDC6.介質(zhì)溫度： -2085、-20150、-20200、-20300（可選

40、）7.密封等級：IP65/IP688.過載能力： 150%FS9.響應(yīng)時間：10mS 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖：圖 3-2水壓傳感器PY206結(jié)構(gòu)圖3.3 系統(tǒng)電路分析及設(shè)計3.3.1 系統(tǒng)電源供電系統(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)時應(yīng)考慮下列因素：1.輸入電源電壓在一定的允許范圍內(nèi)變化；2.當(dāng)輸入交流電斷電時，應(yīng)不破壞控制器程序和數(shù)據(jù)；3.當(dāng)控制系統(tǒng)不允許斷電的場合，要考慮供電電源的冗余；4.當(dāng)外部設(shè)備電源通斷電時，應(yīng)不影響控制器的供電；5.要考慮電源系統(tǒng)的抗干擾措施。為實現(xiàn)以上要求，在主電路和控制電路加上了保護，包括過載保護，當(dāng)主電路因某些原因出現(xiàn)故障時，比如水泵過載，這時過載保護

41、工作，水泵停止運行既使水泵安全，也使電源供電安全確保PLC的電源正常。3.3.2 供水系統(tǒng)主電路分析與設(shè)計一系統(tǒng)的主電路由系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容和要求可知，本設(shè)計需要用到四臺水泵，水泵的型號都為：150sfl160-20x4，55kw，1450轉(zhuǎn)/分，380V，144A。在設(shè)計主電路時水泵以電動機代替，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。硬件設(shè)設(shè)計主電路圖如圖3-3所示：圖3-3 硬件設(shè)計主電路圖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，主電路上的電流超過正常值時熔斷器自動熔斷，起到保護水泵和主電路的作用。在每臺水泵上單獨再安裝熔斷器FU1、FU2、FU3

42、、FU4，因為，4臺水泵的工作狀態(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主電路的作用，所以，在每臺水泵上單獨再裝上熔斷器以保證當(dāng)水泵超載時可單獨切斷電源。刀開關(guān)QS1、QS2、QS3、QS4由人工手動控制，PLC控制電路失靈時刀開關(guān)是切斷電源的唯一方法。接觸器KM1、KM2、KM3、KM4是由PLC自動控制水泵的開關(guān)。FR1、FR2、FR3、FR4是熱繼電器，把它們穿在電機的繞組中，當(dāng)水泵過載時，熱繼電器動作，切斷電源。M1、M2、M3、M4代表四臺水泵。二系統(tǒng)的控制電路1.控制電路原理說明：如圖3-4系統(tǒng)的控制電路，當(dāng)撥動開關(guān)撥到“停止”時，其整個系統(tǒng)位于停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)撥動開關(guān)撥到

43、“自動”時，及實現(xiàn)自動工作模式；當(dāng)撥動開關(guān)撥到“手動”時，及實現(xiàn)手動工作模式；SB2、SB4、SB6、SB8分別手動控制1# 、2# 、3# 、4# 泵啟動；SB1、SB3、SB5、SB7分別手動控制1# 、2# 、3#、4# 泵停止；HG1、HG2、HG3、HG4分別是1# 、2# 、3# 、4# 泵的工作指示燈。在手動模式下：按下SB2， SB2接通KM1接通1#水泵電機啟動；按下SB1，SB1斷開KM1斷開1#水泵電機停止；按下SB4，SB4接通KM2接通2#水泵電機啟動；按下SB3，SB3斷開KM2斷開2#水泵電機停止；按下SB6，SB6接通KM3接通3#水泵電機啟動；按下SB5，SB

44、5斷開KM3斷開3#水泵電機停止。按下SB8，SB8接通KM4接通4#水泵電機啟動；按下SB7，SB7斷開KM4斷開4#水泵電機停止。在自動模式下，通過PLC來控制水泵工作。圖3-4系統(tǒng)的控制電路根據(jù)控制電路，可得到所用的元件清單，該清單如表3-2表所示。表3-2控制電路元件清單元件名作用SB1手動模式 1# 泵 停止按鈕SB2手動模式 1# 泵 啟動按鈕SB3手動模式 2# 泵 停止按鈕SB4手動模式 2# 泵 啟動按鈕SB5手動模式 3# 泵 停止按鈕SB6手動模式 3# 泵 啟動按鈕SB7手動模式 4# 泵 停止按鈕SB8手動模式 4# 泵 啟動按鈕SB9高壓報警燈啟動按鈕SB10低壓報

45、警燈啟動按鈕HG11 # 泵工作模式 指示燈HG22 # 泵工作模式 指示燈HG33 # 泵工作模式 指示燈HG44 # 泵工作模式 指示燈FR11 # 電機熱電保護的熱繼電器FR22 # 電機熱電保護的熱繼電器FR33 # 電機熱電保護的熱繼電器FR44 # 電機熱電保護的熱繼電器HR1電源指示燈HR2高壓報警指示燈HR3低壓報警指示燈PY1壓力傳感器1（低壓）PY2壓力傳感器2（正常水壓）PY3壓力傳感器3（高壓）3.3.3 可編程控制器I/O分配根據(jù)以上控制要求統(tǒng)計控制系統(tǒng)的輸入輸出信號的名稱、代碼及地址編碼如表3-3所示。表33控制器I/O口分配表輸入元件地址編碼輸出元件地址編碼低水壓

46、輸入X000水泵1接觸器Y001正常水壓輸入X001水泵2接觸器Y002高水壓輸入X002水泵3接觸器Y003模式選擇開關(guān)X003水泵4接觸器Y004自動模式開關(guān)X004水泵1工作指示燈Y005水泵1過載X005水泵2工作指示燈Y006水泵2過載X006水泵3工作指示燈Y007水泵3過載X007水泵4工作指示燈Y010水泵4過載X010自動模式指示燈Y011水泵1手動開X011手動模式指示燈Y012水泵1手動關(guān)X012自動模式開關(guān)指示燈Y013水泵2手動開X013高壓報警燈Y014水泵2手動關(guān)X014低壓報警燈Y015水泵3手動開X015高壓報警燈開關(guān)Y016水泵3手動關(guān)X016低壓報警燈開關(guān)

47、Y017水泵4手動開X017蜂鳴器開關(guān)Y000水泵4手動關(guān)X0203.3.4 PLC I/O接線圖如圖3-5所示，按鍵X000-X020分別為不同信號輸入，COM口為公共端，Y000-Y017分別為不同控制信號輸出端，輸出控制信號控制執(zhí)行電路的工作狀態(tài)。其中，X003是自鎖開關(guān)，當(dāng)X003接通時系統(tǒng)工作在手動模式，當(dāng)X003斷開時，系統(tǒng)工作在自動模式，而X003的默認狀態(tài)是斷開的。X004是當(dāng)系統(tǒng)工作在自動模式時的開關(guān)，當(dāng)X004接通時，自動工作有效，當(dāng)X004斷開時，自動工作停止。X004-X008是過載保護的輸入，以開關(guān)形式代替。過載保護，除了有硬件上的保護還有PLC程序中的保護，以確保系

48、統(tǒng)的可靠性。X011-X020是手動模式下的功能選擇，使4臺水泵可以任意設(shè)置其工作狀態(tài)，4臺水泵在手動控制模式下是相互獨立的，相互之間沒有影響。Y001-Y004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組成的回路中加入了熱繼電器。Y005-Y013是各個水泵工作狀態(tài)指示燈口，Y011是自動模式指示燈控制口，Y012是手動模式指示燈控制口，Y013是自動模式開關(guān)狀態(tài)之燈控制接口。Y014是高壓報警指示燈，當(dāng)只有一臺水泵在工作，但是，水壓還是超過正常值，這時就要報警來提醒工作人員，由工作人員決定是否手動關(guān)掉所有水泵。Y0

49、15是低壓報警指示燈，當(dāng)四臺水泵都投入工作，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，這個系統(tǒng)就要考慮增設(shè)一臺水泵以保證供水的正常。當(dāng)高壓或低壓報警燈工作時，則自動觸發(fā)蜂鳴器Y000發(fā)出報警信號。圖3-5供水系統(tǒng)PLC I/O接線圖3.3.5 壓力傳感器信號處理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05VDC標(biāo)準(zhǔn)電信號。采用進口高精度感應(yīng)芯體，先進的貼片工藝，配套帶有零點、滿量程補償，溫度補償?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。壓力傳感器PY206能將水壓信號轉(zhuǎn)換成05VDC

50、標(biāo)準(zhǔn)電信號，但是，PLC需要的是三個分立的信號：低水壓信號，正常水壓，高水壓信號。因此，就必須把壓力傳感器的輸出信號進行轉(zhuǎn)換，為此我們設(shè)計了如圖3-6所示的信號轉(zhuǎn)換電路。圖3-6壓力傳感器信號轉(zhuǎn)換電路此電路，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。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的輸出信號是05VDC標(biāo)準(zhǔn)電信號，因此，可以采用這種形式。傳感器信號接到電壓比較器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送給PLC。 3.3.6 報警電路設(shè)計1.必要性分析確定供水系統(tǒng)

51、總體設(shè)計方案的基本依據(jù)是設(shè)計供水能力能滿足系統(tǒng)最不利點的用水需求，同時還需要結(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)用戶的用水時段特點，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，還可進一步細分為高流量變化型，低流量變化型，全流量變化型等。不同季節(jié)、不同月份，流量變化類型也會改變。連續(xù)型是指一天內(nèi)很少有流量為零的時候，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)有多段用水低谷時間，流量很小或為零。各種類型的水流量變化關(guān)系曲線如圖3-7所示。圖 3-7用戶用水量變化類型a)連續(xù)型(全流量變化型) b)連續(xù)型(高流量變化型)c)連續(xù)型(低

52、流量變化型) d)間歇型根據(jù)以上分析知道：由于居民用水的集中性，當(dāng)只有1臺水泵在工作時，如果水壓傳感器還檢測到水壓過高，這時就要采取行動，不然會使水壓過高造成管道破裂，造成水資源和電能的浪費。在用水高峰期，4臺水泵都投入工作，如果水壓傳感器傳回數(shù)據(jù)仍顯示水壓低，這時，部分用戶的用水將受到影響。如果經(jīng)常出現(xiàn)低壓報警，那么，就提醒管理者增加水泵個數(shù)，以保證用水正常。2.報警電路圖3-8 報警電路電路圖如圖3-8所示，當(dāng)報警控制信號為1時，報警器發(fā)聲報警。這時管理者就要根據(jù)實際情況作出相應(yīng)回應(yīng)，如果是高壓報警則可以通過系統(tǒng)的手動功能，將所有水泵都關(guān)掉，或者是低壓報警，這就要根據(jù)實際情況適當(dāng)增加水泵的

53、數(shù)量以確保用戶用水的正常。第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1 軟件開發(fā)環(huán)境簡介本設(shè)計使用的編程環(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，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能。使用簡單，操作方便，是PLC編程人員比較親賴的開發(fā)環(huán)境之一。49圖4-1 GX Developer8.52啟動畫面 圖4-2 GX Developer8.52工作界面一GX Developer的特點1.軟件的共通化 GX

54、Developer能夠制作Q系列，QnA系列，A系列（包括運動控制（SCPU）,FX系列的數(shù)據(jù),能夠轉(zhuǎn)換成GPPQ,GPPA格式的文檔。2.程序的標(biāo)準(zhǔn)化3.能夠簡單設(shè)定和其他站點的鏈接4.能夠用各種方法和可編程控制器CPU連接5.能夠?qū)xcel,Word等作成的說明數(shù)據(jù)進行復(fù)制，粘貼，并有效利用。圖4-3 GX Developer8.52工具欄4.2 供水系統(tǒng)程序流程圖圖4-4 程序流程圖4.3 供水系統(tǒng)程序設(shè)計及解析4.3.1 程序的模式選擇、水泵工作程序設(shè)計及解析 一主程序的模式選擇部分程序設(shè)計及解析圖4-5 主程序的模式選擇部分程序解析：這是主程序的模式選擇部分，當(dāng)X3接通時選擇手動模式，在手動模式下要打開手動模式指示燈即SET Y012，同時把自動模式的指示燈關(guān)掉即RST Y011。再調(diào)用手動處理子函數(shù)。然后復(fù)位在自動模式下開啟的T0和T1，這時為下一次進入自動模式做好準(zhǔn)備；當(dāng)X3斷開時，系統(tǒng)工作在自動模式，這時要關(guān)閉手動模式指示燈同時打開自動模式指示燈，然后調(diào)用自動模式子程序。二. 水泵工作狀態(tài)指示程序設(shè)計及解析圖4-6水泵工作狀態(tài)指示程序解析：每一臺水泵的工作狀態(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)測和維護水泵。能夠?qū)崟r的看到PLC的控制結(jié)果，而不必到現(xiàn)場看水泵的工作狀態(tài)，相當(dāng)于起到