基于物聯(lián)網(wǎng)的小區(qū)供水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)計(jì)與制作

本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目:基于物聯(lián)網(wǎng)的小區(qū)供水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)計(jì)與制作院(系)名稱:電氣信息工程學(xué)院學(xué)生姓名:學(xué)號(hào):專業(yè):指導(dǎo)教師姓名:論文提交時(shí)間:

基于物聯(lián)網(wǎng)的小區(qū)供水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)計(jì)與制作摘要本文主要研究了基于物聯(lián)網(wǎng)的小區(qū)供水系統(tǒng)。隨著城市化進(jìn)程的加快，小區(qū)供水系統(tǒng)的管理變得越來(lái)越重要。傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)采用人工巡檢和手動(dòng)操作的方式，存在著監(jiān)管不到位、水資源浪費(fèi)等問(wèn)題。本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的小區(qū)供水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和管理方案。該方案采用傳感器采集供水系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并在監(jiān)測(cè)到異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)小區(qū)供水系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理。在實(shí)現(xiàn)該方案的過(guò)程中，采用了多種技術(shù)，包括傳感器技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。通過(guò)這些技術(shù)的結(jié)合，成功地實(shí)現(xiàn)了小區(qū)供水系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，并取得了較好的效果。本文的研究成果對(duì)小區(qū)供水系統(tǒng)控制具有重要的實(shí)際意義。通過(guò)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小區(qū)供水系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，從而提高供水系統(tǒng)的運(yùn)行效率和水資源的利用效率。同時(shí)，該方案可以減少人工巡檢和手動(dòng)操作的需求，降低管理成本，提高管理效率。因此，該方案具有廣泛的應(yīng)用前景。本文根據(jù)設(shè)計(jì)方案完成設(shè)備的選型，選用STM32F103C8T6作為主控芯片設(shè)計(jì)多路信號(hào)采集系統(tǒng);采用MCGS觸摸屏進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)人機(jī)交互;利用4G物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的通訊。通過(guò)嵌入式信息采集系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)相互結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。關(guān)鍵詞:小區(qū)供水，供水管網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)，STM32

DesignandProductionofMonitoringandControlforResidentialWaterSupplySystemBasedontheInternetofThingsABSTRACThisarticlemainlystudiesthecommunitywatersupplysystembasedontheInternetofThings.Withtheaccelerationofurbanization,themanagementofwatersupplysystemsinresidentialareashasbecomeincreasinglyimportant.Thetraditionalwatersupplysystemadoptsmanualinspectionandoperationmethods,whichhaveproblemssuchasinadequatesupervisionandwasteofwaterresources.ThisarticleproposesamonitoringandmanagementschemeforresidentialwatersupplysystemsbasedonInternetofThingstechnology.Thisschemeusessensorstocollectoperationaldataofthewatersupplysystem,processesdatathroughcloudplatforms,andprovidesalarmpromptswhenabnormalitiesaredetected,therebyachievingreal-timemonitoringandmanagementoftheentirecommunity'swatersupplysystem.Intheprocessofimplementingthissolution,varioustechnologieswereadopted,includingsensortechnology,cloudcomputingtechnology,andInternetofThingstechnology.Throughthecombinationofthesetechnologies,real-timemonitoringandmanagementofthecommunitywatersupplysystemhavebeensuccessfullyachieved,andgoodresultshavebeenachieved.Theresearchresultsofthisarticlehaveimportantpracticalsignificance.ByadoptingIoTtechnology,real-timemonitoringandmanagementofthecommunitywatersupplysystemcanbeachieved,therebyimprovingtheoperationalefficiencyofthewatersupplysystemandtheutilizationefficiencyofwaterresources.Atthesametime,thissolutioncanreducetheneedformanualinspectionsandoperations,reducemanagementcosts,andimprovemanagementefficiency.Therefore,thisschemehasbroadapplicationprospects.Thisarticlecompletestheequipmentselectionbasedonthedesignplan,andselectsSTM32F103C8T6asthemaincontrolchiptodesignamulti-channelsignalacquisitionsystem;UsingMCGStouchscreenforon-sitehuman-machineinteraction;Utilize4GIoTcommunicationtechnologytoachievecommunicationbetweenthelowercomputerandtheIoTcloudplatform.BycombiningembeddedinformationcollectionsystemswiththeInternetofThings,remotemonitoringofwatersupplynetworkscanbeachieved.KEYWORDS：Communitywatersupply,Watersupplynetwork,InternetofThings,STM32

目錄第1章緒論 [13]。本設(shè)計(jì)軟件所使用的設(shè)計(jì)工具如下:編寫語(yǔ)言:C/C++;開發(fā)平臺(tái):Keil5;C和C++是兩種編程語(yǔ)言，它們都廣泛應(yīng)用于軟件開發(fā)、系統(tǒng)編程、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等領(lǐng)域。它們都基于C語(yǔ)言且能應(yīng)用于各種場(chǎng)景。Keil5是一款基于C語(yǔ)言的嵌入式開發(fā)工具，適用于8051系列單片機(jī)以及STM32單片機(jī)的開發(fā)。它是由美國(guó)Keil

Software公司開發(fā)的，旨在為單片機(jī)開發(fā)提供全面的支持。Keil5提供了一整套完善的開發(fā)環(huán)境，包括集成開發(fā)環(huán)境（IDE）、C編譯器、調(diào)試器及仿真器等。其集成開發(fā)環(huán)境提供了完整的開發(fā)工具鏈，包括代碼編輯、編譯、調(diào)試、仿真等多個(gè)環(huán)節(jié)，極大地提高了開發(fā)效率和代碼質(zhì)量。作為一款基于C語(yǔ)言的開發(fā)工具，Keil5具備非常強(qiáng)大的編程能力。它支持C語(yǔ)言的所有基本語(yǔ)法和語(yǔ)言特性，包括變量、數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、指針等。此外，Keil5還提供了豐富的庫(kù)函數(shù)和頭文件，方便開發(fā)者快速調(diào)用各種功能模塊，提高開發(fā)效率并降低代碼復(fù)雜度。在調(diào)試和仿真方面，Keil5也擁有非常優(yōu)秀的性能。它支持多種調(diào)試模式，包括單步調(diào)試、斷點(diǎn)調(diào)試、觀察窗口等，可以幫助開發(fā)者快速定位程序中的問(wèn)題，并進(jìn)行修復(fù)。同時(shí)，Keil5還支持多種仿真器，包括模擬器、實(shí)時(shí)仿真器等，可以幫助開發(fā)者在開發(fā)過(guò)程中快速驗(yàn)證代碼的正確性和穩(wěn)定性。總的來(lái)說(shuō)，Keil5是一款非常優(yōu)秀的嵌入式開發(fā)工具，它具備強(qiáng)大的編程能力、完善的開發(fā)環(huán)境和優(yōu)秀的調(diào)試和仿真性能，可以幫助開發(fā)者快速高效地完成單片機(jī)開發(fā)工作。6.2實(shí)物展示做好的終端設(shè)備實(shí)物如圖5.1所示。終端上接有stm32單片機(jī)，三個(gè)水泵，4G模塊，液位傳感器和水壓傳感器等。圖6.1終端設(shè)備實(shí)物圖6.3調(diào)試目的本次調(diào)試的目的是：1.驗(yàn)證系統(tǒng)能否上云以及數(shù)據(jù)能否正確顯示2.驗(yàn)證程序是否能正?？刂扑棉D(zhuǎn)速3.通過(guò)模擬不同的水壓和液位情況測(cè)試系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性6.4調(diào)試流程6.4.1系統(tǒng)上云調(diào)試將系統(tǒng)連接好，插上電源，見圖6.2。

圖6.2系統(tǒng)插上電源對(duì)系統(tǒng)能否上云進(jìn)行驗(yàn)證，見圖6.3，阿里云顯示系統(tǒng)成功在線。圖6.3系統(tǒng)在云端顯示在線6.4.2水泵轉(zhuǎn)速調(diào)試將水壓模擬設(shè)備接入系統(tǒng)并將水泵插上電源，觀察水壓。由圖6.4所示，水壓顯示為0千帕。圖6.4水壓顯示為0對(duì)水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)，此時(shí)，轉(zhuǎn)速為1800rpm。調(diào)節(jié)水壓后，此時(shí)觀察水壓值，水壓顯示為16千帕。對(duì)水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)，此時(shí)，轉(zhuǎn)速為1000rpm。圖6.5水壓顯示為16千帕。重復(fù)上訴操作，測(cè)試的數(shù)據(jù)如表6.1所示，發(fā)現(xiàn)水壓增加時(shí)，轉(zhuǎn)速變少。水泵轉(zhuǎn)速調(diào)試成功。水壓（kpa）水泵轉(zhuǎn)速（rpm）018001610001412072075051600表6.1測(cè)試數(shù)據(jù)

6.4.3系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性調(diào)試調(diào)節(jié)水壓并且重復(fù)操作，與此同時(shí)，將液位檢測(cè)器放入水中，重復(fù)加水、倒水操作，調(diào)試結(jié)果如表6.2所示，云端結(jié)果顯示如圖6.6所示。經(jīng)對(duì)比，云端顯示數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)相同，即系統(tǒng)性能正常穩(wěn)定。水壓（kpa）液位（m3）81121490814510表6.2系統(tǒng)水壓液位實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)圖6.6系統(tǒng)水壓液位云端顯示數(shù)據(jù)

6.5調(diào)試總結(jié)本設(shè)計(jì)成功實(shí)現(xiàn)了小區(qū)供水系統(tǒng)的預(yù)期功能，至此，基于物聯(lián)網(wǎng)的小區(qū)供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，該系統(tǒng)能夠正確顯示云端數(shù)據(jù)，其程序能夠正常控制水泵轉(zhuǎn)速，通過(guò)模擬不同的水壓和液位情況，證明了系統(tǒng)的性能正常穩(wěn)定。

致謝在本人完成論文的道路上，受到了三位重要人物的幫助和支持，他們分別是論文指導(dǎo)老師王福平、指導(dǎo)學(xué)長(zhǎng)歐陽(yáng)有偉和同學(xué)韋澤斌。在此，向他們表達(dá)最深刻的感激之情。首先，要感謝本人的論文指導(dǎo)老師王福平。在我遇到問(wèn)題或困惑時(shí)，他總是給予耐心的指導(dǎo)和熱情的鼓勵(lì)，幫助本人克服了許多困難。在整個(gè)寫作過(guò)程中，他的建議和意見使我受益匪淺。他的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)是我在學(xué)術(shù)上取得成功的重要保障。其次，要感謝本人的指導(dǎo)學(xué)長(zhǎng)歐陽(yáng)有偉。在過(guò)去的幾個(gè)月里，他給予了極大的幫助和支持。他的經(jīng)驗(yàn)和見解具有極大的啟發(fā)性，并且他總是在本人需要的時(shí)候提供寶貴的建議和指導(dǎo)。他的熱情和耐心讓人感到非常溫暖，在此非常感激他的幫助和支持。最后，要感謝我的同學(xué)韋澤斌。他在本人的學(xué)業(yè)和研究方面給予了極大的幫助和支持。我們經(jīng)常一起討論問(wèn)題，互相分享經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)和激勵(lì)彼此。他的支持和鼓勵(lì)使我更加自信，更加努力地投入到研究中。在此，再次感謝王福平老師、歐陽(yáng)有偉學(xué)長(zhǎng)和韋澤斌同學(xué)，感謝他們?cè)趯W(xué)業(yè)和研究上給予的支持和幫助。他們的指導(dǎo)和鼓勵(lì)是本人走向成功的重要保障。本人會(huì)永遠(yuǎn)懷念他們的教誨和關(guān)懷，并將繼續(xù)努力在學(xué)術(shù)上取得更好的成績(jī)，為他們的支持和鼓勵(lì)感到自豪和驕傲。

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附錄附錄1：英文文獻(xiàn) DesignofAutomaticWaterSupplyUpperComputerSystemABSTRACTAimingattheunstablewatersupplyandfluctuatingwaterpressureinthewatersupplysystem,anuppercomputersystemofautomaticwatersupplysystembasedonSiemensPLCandKingViewsoftwarewasproposed.Thepressuresensorinthewatersupplypipelineisusedtodetectthepressureinthepipeline,andtheliquidlevelsensormonitorstheliquidlevelinthetank.ThesensortransmitsthedatatothePLC,andthePLCissuesthecontrolinstructionafterthecomputationprocessing.TheKingViewsoftwarecanrealizereal-timemonitoringandfaultalarmofthesystem.Thesystemcaneffectivelyimprovethestabilityofwatersupply,andcanavoidhumanenteringthedangerousenvironmenttosearchforunknownfaults.KEYWORDS：KingView,constantpressurewatersupply,PLC,uppercomputersystem,remotecontrolIntroductionWiththecontinuousdevelopmentofChina'surbanizationprocess,thepressureontheurbanwatersupplysystemisincreasing.Inoldurbancommunities,regionalwatersupplyisbasicallyachievedbythemunicipalpipenetworkthroughsecondaryartificialpressurization,watertowersandhigh-levelpools.However,thesewatersupplymethodshaveseriousimbalancesbetweenwaterpressureandwaterconsumption.Inaddition,themonitoringofparameterssuchasthepressureofthepipenetworkandtherunningstateofthemotorintheold-fashionedwatersupplysystemisthroughmanualinspectionofmeasuringinstruments.Thisgreatlyreducestheoperatingsafetyoftheoperator.Andwhenthewatersupplypressurechangesgreatlyatdifferenttimes,itcanonlybeadjustedmanually.Thisadjustmentmethodisdifficulttomeetthesystemadjustmentrequirementsintime1.Basedontheabovediscussion,thisdesignfocusesontheuppercomputersystemforconstantpressurewatersupply.TheKingViewsoftwareandSiemensPLCareusedtodesigntheuppercomputerofthewatersupplysystemandconnectitwiththelowercomputerofthewatersupplysystem.Finally,realizetheconstantpressurewatersupply,remotemonitoringandremoteoperationofthewatersupplysystem.TheHardwareStructureThecoretaskofthissystemdesignistoremotelymonitorandoperatethewatersupplysystemthroughthehostcomputer.UsePLCtomakethefrequencyconverterimplementcycliccontrolofmultiplepumps2.Sothewholehardwaresystemiscomposedofaliquidlevelsensor,threewaterpumps,apressuresensor,afrequencyconverterandPLC.SystemprogrammingInthesystemprogramming,thisdesignconsistsofPLCprogrammingandconfigurationsimulationdesign.Thecombinationofthesetwoprogramscanwellreflectthecontrolprocessofthesystem.FirstisPLCprogramming.ThisdesignusesSTEP7programmingsoftwareforPLCprogramming.Theprogrammingmethodusedisthelogicalgebradesign.ItistoeditthePLCladderdiagramprogramaccordingtothesimplifiedlogicalexpression5.Inthisdesign,thePLCprogramneedstorealizethefollowingcontrolactions.Thefirstwaterpumpstartsandstops.Whenthefrequencyofthesecondfrequencyconverterreachestheupperlimit,thewaterpumpisswitchedbetweenfrequencyconversionandindustrialfrequency.Thirdly,whenthepressurefluctuationofthepipelineissmall,thewaterpumpshallbealternatedperiodically.Thefourthistodetecttheliquidlevel,andthesystemcanbestoppedwhenthewatersupplylevelistoolow.PLCprogrammingadoptsmodularprogramming.ThemainprogramOB1iscomposedofsevenfunctionsorfunctionblocks.Makethemainprogramsimpleandvisualforeasytroubleshooting.TheprograminfunctionFC1isusedtoprocesstheinputanalogquantity.TheprograminfunctionFC2isusedforbootinitialization.TheprograminfunctionFC3isthestart-upprogramofthewaterpumpmotor.TheprograminfunctionFC4istheswitchbetweenfrequencyconversionandindustrialfrequencyofthewaterpumpmotor.TheprograminfunctionFC5isanalarmprogram.TheprograminfunctionFC6isananalogoutputprogram.TheprograminfunctionFC7isawaterpumpalternateworkingprogram.ThemainprogramOB1partoftheprogramdesignisshowninFig.1.Fig.1.MainprogramOB1SecondisConfigurationsimulationdesign.Inthisdesign,thedesignoftheconfigurationscreenoftheuppercomputersystemusestheKingViewsoftwareproducedbyBeijingYakongCompany.Thesoftwareiswidelyusedinthecurrentindustrialfield,andithasvariousfunctionssuchasprocesscontroldesign,fieldcontrol,andresourcemanagement6.Theconfigurationscreendesignedbythissystemcoversthemainscreen,real-timecurve,alarmscreen,historicaldatareport,historicalcurve,andreal-timedatareport.Inthemainconfigurationscreen,theoperatorcanstart,stopandemergencystopthesystem.Andcanadjustthepressureofthepipenetwork.Atthesametime,itcanmonitortherunningstatusofthewaterpump,theliquidlevelofthepoolandthepressureoftheoutletpipenetwork.Onthemainpage,youcanalsoperformapumpfaulttest.ThemainconfigurationscreenisshowninFig.2Fig.2.MainscreenSystemSimulationAfterthesystemdesigniscompleted,thesystemcanbesimulatedontheKingviewsoftware.Inthesimulationofthisdesign,themainscreenofthesystemcanrealizereal-timemonitoringoftheoperationoftheautomaticwatersupplysystem.Inthereal-timecurveinterface,theoperatorcanintuitivelymonitorthepipenetworkpressureandpoolwaterlevelinthesystemthroughreal-timechangesinthecurve.Itcanbeseeninthereal-timecurvesimulationimagethatbychangingthesystemwatersupplypressuresettingvalue,thesystemwillautomaticallyadjusttheactualwatersupplypressuretomatchthestandardvalue.Thereal-timecurveimageisshowninFig.3.Fig.3.Real-timecurveInthehistoricalcurveinterface,theoperatorcanintuitivelymonitorthechangesofthepipenetworkpressureandthewaterlevelofthepoolinthehistoricaltimethroughthehistoricalchangesofthecurve.Aftermanysimulations,thehistoricalcurveinterfaceisshowninFig.4.Fig.4.HistoricalcurveConclusion.ThisdesignusestheKingViewsoftwarecombinedwithPLCandfrequencyconvertertoformanautomaticwatersupplycontrolsystem,replacingthepreviousvalvecontrolandmanualwatersupplysystem.Itisensuredthatthepressureofthewatersupplypipenetworkwillnotdropduringthetimewhentheresidentshavemorewater.Italsoensuresthatwhentheresidentialwaterislow,therewillbenoimpactonthecomponentsoftheentiresystemduetoexcessivepressureonthepipenetwork.Itgreatlyslowsdowntheagingofthewatersupplysystemcomponentsandextendstheservicelifeofthesystem.Theuppercomputersysteminthisdesignrealizesthemonitoringoftherunningstatusofthelowercomputerandthewaterpump.Canreadthereal-timedataandhistoricaldataoftheautomaticwatersupplysystem.Monitorthechangesintheoperationofthewaterpumpandtheoccurrenceofsystemfailureswhenthepressureofthewatersupplysystemfluctuates.ThecombinationofKingViewandPLCinthisdesignmakesthesystemprogramsimple,integratedandhighlytransplantable.

附錄2：譯文自動(dòng)供水上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要自動(dòng)供水上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)針對(duì)供水系統(tǒng)中供水不穩(wěn)定和水壓波動(dòng)的問(wèn)題，提出了一種基于西門子PLC和組態(tài)王軟件的自動(dòng)供水系統(tǒng)上位機(jī)系統(tǒng)。供水管道中的壓力傳感器用于檢測(cè)管道中的壓強(qiáng)，液位傳感器監(jiān)測(cè)水箱中的液位。傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC，PLC在計(jì)算處理后發(fā)出控制指令。組態(tài)王軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障報(bào)警。該系統(tǒng)可以有效提高供水的穩(wěn)定性，避免人類進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境尋找未知故障。關(guān)鍵詞：組態(tài)王，恒壓供水，PLC，上位機(jī)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制介紹隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，城市供水系統(tǒng)面臨的壓力越來(lái)越大。在城市老舊小區(qū)，區(qū)域供水基本由市政管網(wǎng)通過(guò)二次人工加壓、水塔和高位水池實(shí)現(xiàn)。然而，這些供水方式在水壓和用水量之間存在嚴(yán)重的不平衡。此外，在老式供水系統(tǒng)中，對(duì)管網(wǎng)壓力和電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)的監(jiān)測(cè)是通過(guò)手動(dòng)檢查測(cè)量?jī)x器進(jìn)行的。這大大降低了操作員的操作安全性。當(dāng)供水壓力在不同時(shí)間發(fā)生較大變化時(shí)，只能手動(dòng)調(diào)節(jié)。這種調(diào)整方法很難滿足時(shí)間的系統(tǒng)調(diào)整要求。在上述討論的基礎(chǔ)上，本設(shè)計(jì)重點(diǎn)介紹了恒壓供水的上位機(jī)系統(tǒng)。采用組態(tài)王軟件和西門子PLC設(shè)計(jì)供水系統(tǒng)的上位機(jī)，并將其與供水系統(tǒng)的下位機(jī)連接。最后，實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的恒壓供水、遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作。硬件結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心任務(wù)是通過(guò)上位機(jī)對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作。利用PLC使變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)泵的循環(huán)控制。因此，整個(gè)硬件系統(tǒng)由一個(gè)液位傳感器、三臺(tái)水泵、一個(gè)壓力傳感器、一個(gè)變頻器和PLC組成。系統(tǒng)編程在系統(tǒng)編程中，本設(shè)計(jì)包括PLC編程和組態(tài)仿真設(shè)計(jì)。這兩個(gè)程序的結(jié)合可以很好地反映系統(tǒng)的控制過(guò)程。首先是PLC編程。本設(shè)計(jì)使用STEP7編程軟件進(jìn)行PLC編程。所使用的編程方法是邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)。它是根據(jù)簡(jiǎn)化的邏輯表達(dá)式5編輯PLC梯形圖程序。在本設(shè)計(jì)中，PLC程序需要實(shí)現(xiàn)以下控制動(dòng)作。第一臺(tái)水泵啟動(dòng)和停止。當(dāng)?shù)诙冾l器的頻率達(dá)到上限時(shí)，水泵在變頻和工業(yè)頻率之間切換。第三，當(dāng)管道壓力波動(dòng)較小時(shí)，應(yīng)定期更換水泵。第四是檢測(cè)液位，當(dāng)供水液位過(guò)低時(shí)，可以停止系統(tǒng)。PLC編程采用模塊化編程。主程序OB1由七個(gè)功能或功能塊組成。使主程序簡(jiǎn)單直觀，便于故障排除。功能FC1中的程序用于處理輸入的模擬量。功能FC2中的程序用于啟動(dòng)初始化。功能FC3中的程序是水泵電機(jī)的啟動(dòng)程序。功能FC4中的程序是水泵電機(jī)的變頻和工業(yè)頻率之間的開關(guān)。功能FC5中的程序是一個(gè)報(bào)警程序。功能FC6中的程序是一個(gè)模擬輸出程序。功能FC7中的程序是水泵備用工作程序。程序設(shè)計(jì)的主要程序OB1部分如圖1所示。圖1主程序OB1二是配置仿真設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中，上位機(jī)系統(tǒng)配置屏幕的設(shè)計(jì)使用了北京亞空公司生產(chǎn)的組圖軟件。該軟件在當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，具有過(guò)程控制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)控制、資源管理等多種功能6。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的配置屏幕包括主屏幕、實(shí)時(shí)曲線、報(bào)警屏幕、歷史數(shù)據(jù)報(bào)告、歷史曲線和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)告。在主配置屏幕中，操作員可以啟動(dòng)、停止和緊急停止系統(tǒng)。并且可以調(diào)節(jié)管網(wǎng)的壓力。同時(shí)，它可以監(jiān)測(cè)水泵的運(yùn)行狀態(tài)、水池的液位和出水管網(wǎng)的壓力。在主頁(yè)面上，您還可以執(zhí)行泵故障測(cè)試。主配置屏幕如圖2所示。圖2主屏幕系統(tǒng)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，可以在組圖軟件上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。在本設(shè)計(jì)的仿真中，系統(tǒng)的主屏幕可以實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)供水系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在實(shí)時(shí)曲線界面中，操作員可以通過(guò)曲線的實(shí)時(shí)變化，直觀地監(jiān)控系統(tǒng)中的管網(wǎng)壓力和池水水位。從實(shí)時(shí)曲線仿真圖中可以看出，通過(guò)改變系統(tǒng)供水壓力設(shè)定值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整實(shí)際供水壓力，使其與標(biāo)準(zhǔn)值相匹配。實(shí)時(shí)曲線圖像如圖3所示。圖3實(shí)時(shí)曲線在歷史曲線界面中，操作員可以通過(guò)曲線的歷史變化，直觀地監(jiān)測(cè)管網(wǎng)壓力和水池水位在歷史時(shí)間內(nèi)的變化。經(jīng)過(guò)多次模擬，歷史曲線界面如圖4所示。圖4歷史曲線結(jié)論該設(shè)計(jì)使用組圖軟件與PLC和變頻器相結(jié)合，形成了一個(gè)自動(dòng)供水控制系統(tǒng)，取代了以前的閥門控制和手動(dòng)供水系統(tǒng)。確保在居民用水較多的時(shí)間內(nèi)，供水管網(wǎng)的壓力不會(huì)下降。它還確保了當(dāng)居民用水較低時(shí)，不會(huì)因管網(wǎng)壓力過(guò)大而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的組件造成影響。它大大減緩了供水系統(tǒng)部件的老化，延長(zhǎng)了系統(tǒng)的使用壽命。本設(shè)計(jì)中的上位機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)下位機(jī)和水泵運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)?？梢宰x取自動(dòng)供水系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。當(dāng)供水系統(tǒng)壓力波動(dòng)時(shí)，監(jiān)測(cè)水泵運(yùn)行的變化和系統(tǒng)故障的發(fā)生。本設(shè)計(jì)將組態(tài)王與PLC相結(jié)合，使系統(tǒng)程序簡(jiǎn)單、集成、可移植性強(qiáng)

附錄3：源程序一．主函數(shù)intmain(void){ uint16_ti=0; delay_init(); //延時(shí)函數(shù)初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//設(shè)置NVIC中斷分組2:2位搶占優(yōu)先級(jí)，2位響應(yīng)優(yōu)先級(jí) uart_init(115200); //串口初始化為9600 USART2_Init(115200); //初始化串口2波特率為115200 LED_Init(); //LED初始化 Adc_Init(); TIM3_PWM_Init(99,7199);//PWM初始化頻率=72M/(71