物業(yè)供水系統(tǒng)水泵控制程序設(shè)計與調(diào)試說明書(修改版).docx

內(nèi)容摘要隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，城市中各類小區(qū)的建設(shè)發(fā)展十分迅速，同時也對小區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求，小區(qū)的供水系統(tǒng)是其中的一個重要方面。本論文是針對供水要求設(shè)計的基于PLC的物業(yè)供水系統(tǒng)。本設(shè)計由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。關(guān)鍵詞：PLC控制；物業(yè)供水；水壓 目 錄第1章 引 言1第2章 硬件設(shè)計22.1供水主電路設(shè)計22.2 供水系統(tǒng)的元件選擇22.3 供水系統(tǒng)的I/O地址分配表3第3章 軟件設(shè)計53.1系統(tǒng)流程圖53.2程序梯形圖53.3程序指令表123.4 程序分析203.5程序調(diào)試21結(jié)論24設(shè)計總結(jié)25致謝26參考文獻27第1章 引 言 我們都知道，水是人類生活生產(chǎn)中不可缺少的物質(zhì)，在提倡節(jié)能環(huán)保的時代，對于我們這個水資源，電能短缺的國家，節(jié)約更顯得尤為重要。隨著人們生活水平的提高，城市中各小區(qū)的建設(shè)發(fā)展的十分迅速，同時也對小區(qū)的基礎(chǔ)建設(shè)提出了更高的要求。小區(qū)的供水系統(tǒng)的建設(shè)正是其中的一部分，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟型直接影響到小區(qū)居民的正常生活和工作，也直接體現(xiàn)出小區(qū)物業(yè)管理水平的高低。現(xiàn)在某物業(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接通表明水壓正常；K3接通，表明水壓偏高。對于供水系統(tǒng)有以下控制要求：（1）自動工作時，當用水量少，壓力增高，K3接通，此時可延時30s后撤除1臺水泵工作，要求工作的水泵先切斷；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K2接通，表示水壓正常，可維持水泵運行數(shù)量。工作時，要求水泵至少為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，可隨時對單個水泵進行斷電控制。（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）。對于這個恒壓供水系統(tǒng)，總體設(shè)計思路如下：選擇合適的電動機，畫出主電路圖，定I/O地址分配表，確定PLC的CPU，根據(jù)系統(tǒng)的控制要求選擇合適的CPU,選出CPU后按照控制要求設(shè)計出梯形圖，編譯成語序表。 第2章 硬件設(shè)計2.1供水主電路設(shè)計由設(shè)計內(nèi)容和要求可知，本設(shè)計要用到四臺水泵，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，主電路中有短路過載保護。主電路如圖所示： 圖2.1主電路圖2.2供水系統(tǒng)的元件選擇本系統(tǒng)用到的元器件有：可編程控制器PLC，水泵，以及繼電器，接觸器等。PLC選用的是S7-200。CPU的選擇：由I/O分配表可知，本系統(tǒng)需要13個輸入點，8個輸出點。由于CPU226（24輸入/16輸出）價格昂貴，不能充分利用，造成浪費，所以選用CPU224（14輸入/10輸出）。CPU224集成了14點輸入10點輸出，共有24個數(shù)字量I/O。它可連接個擴展模塊，最大擴展至168點數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點。CPU224有13字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存貯空間，個獨立的30KH高速計數(shù)器，路獨立的20KH高速脈沖輸出，具有PID控制器。CPU224配有個RS-485通訊編程口，具有PPI通訊、MPI通訊和自由方式通訊能力，是具有較強控制能力的小型控制器。2.3供水系統(tǒng)的I/O地址分配表供水系統(tǒng)的IO地址分配表本設(shè)計的控制部分有PLC完成。由于本系統(tǒng)控制分手動和自動運行，手動運行時，每臺水泵分別有啟動和停止開關(guān)，自動運行時需要有自動運行/停止開關(guān)。水壓判斷開關(guān)以及過載保護等，還有四個水泵輸出。所以PLC的I/O地址分配表如表2-1所示：表2-1: I/O地址分配表 控制信號信號名稱元件名稱元件符號地址編碼輸入信號自動手動切換信號常開按鈕QS1I0.0手動啟動泵1常開按鈕SB1I0.1手動停止泵1常閉按鈕SB2I0.2手動啟動泵2常開按鈕SB3I0.3手動停止泵2常閉按鈕SB4I0.4手動啟動泵3常開按鈕SB5I0.5手動停止泵3常閉按鈕SB6I0.6手動啟動泵4常開按鈕SB7I0.7手動停止泵4常閉按鈕SB8I1.0自動啟動停止信號常開按鈕QS2I1.1低壓開關(guān)K1壓力開關(guān)SP1I1.2水壓正常反饋信號壓力開關(guān)SP2I1.3高壓開關(guān)K3壓力開關(guān)SP3I1.4輸出信號泵1供水接觸器KM1Q0.0泵2供水接觸器KM2Q0.1泵3供水接觸器KM3Q0.2泵4供水接觸器KM4Q0.3信號燈1亮信號燈HL1Q0.4信號燈2亮信號燈HL2Q0.5信號燈3亮信號燈HL3Q0.6信號燈4亮信號燈HL4Q0.7其I/O接線圖如圖2-2所示：圖2-2 I/O接線圖第3章 軟件設(shè)計3.1系統(tǒng)流程圖由于該系統(tǒng)既可以手動運行又可以自動運行，所以本系統(tǒng)設(shè)計主要分兩部分，一部分是手動模塊，一部分是自動模塊。系統(tǒng)的總流程圖如圖3-1所示。該流程圖主要介紹了本系統(tǒng)的設(shè)計思路，其中的具體細節(jié)沒有在流程圖中給出，將會在后面的程序分析中詳細介紹。圖3-1程序流程圖3.2程序梯形圖梯形圖的編寫使用的軟件是STEP7-Micro/WINV4.0，該編程軟件是專為西門子公司S7-200系列小型機而設(shè)計的編程工具軟件，使用該軟件可根據(jù)控制系統(tǒng)的要求編制控制程序并完成與PLC的實時通信，進行程序的下載與上傳及在線監(jiān)控。STEP7-Micro/WIN提供軟件工具幫助調(diào)試和測試程序。這些特征包括：監(jiān)視S7-200正在執(zhí)行的用戶程序狀態(tài)，為S7-200指定運行程序的掃描次數(shù)，強制變量值等。由流程圖和設(shè)計要求可得相應(yīng)的梯形圖：3.3程序指令表由梯形圖可以得出相應(yīng)的語句表:TITLE=物業(yè)供水系統(tǒng)水泵控制梯形圖Network 1 / 自動/手動切換開關(guān)狀態(tài)為“off”時，程序自動跳轉(zhuǎn)到自動控制模塊（網(wǎng)絡(luò)6）執(zhí)行LDN I0.0JMP 1Network 2 / 水泵1手動啟動或停止：I0.1閉合，水泵1啟動；I0.2斷開，水泵1停止LD I0.1O M0.0AN I0.2A I0.0= M0.0Network 3 / 水泵2手動啟動或停止：I0.3閉合，水泵2啟動；I0.6斷開，水泵2停止LD I0.3O M0.1AN I0.4A I0.0= M0.1Network 4 / 水泵3手動啟動或停止：I0.5閉合，水泵3啟動；I0.6斷開，水泵3停止LD I0.5O M0.2AN I0.6A I0.0= M0.2Network 5 / 水泵4手動啟動或停止：I0.7閉合，水泵4啟動；I1.0斷開，水泵4停止LD I0.7O M0.3AN I1.0A I0.0= M0.3Network 6 / 網(wǎng)絡(luò)6-12為自動控制模塊LBL 1Network 7 / 自動運行控制開關(guān)狀態(tài)為on（I1.1閉合）時，M1得電LD I1.1AN I0.0= M1.1Network 8 / 無水泵工作時，水泵1自動啟動LD M1.1AN M0.0AN M0.1AN M0.2AN M0.3S M0.0, 1Network 9 / 水壓低時，I1.2閉合，定時器T37開始計時30SLD I1.2A M1.1AN I1.3AN T37TON T37, 300Network 10 / 水壓低時，個水泵啟動或停止程序段LD T37LPSA M0.0A M0.1A M0.2A M0.3JMP 2LRDA M0.0A M0.1AN M0.2A M0.3S M0.2, 1S M0.7, 1LRDA M0.0AN M0.1A M0.2A M0.3S M0.1, 1S M0.6, 1LRDAN M0.0A M0.1A M0.2A M0.3S M0.0, 1S M0.5, 1LRDA M0.0A M0.1A M0.2AN M0.3S M0.3, 1S M0.4, 1LPPLPSA M0.0AN M0.1AN M0.2A M0.3S M0.1, 1LRDAN M0.0AN M0.1A M0.2A M0.3S M0.0, 1LRDAN M0.0A M0.1A M0.2AN M0.3S M0.3, 1LRDA M0.0A M0.1AN M0.2AN M0.3S M0.2, 1LRDAN M0.0AN M0.1AN M0.2A M0.3S M0.0, 1LRDAN M0.0AN M0.1A M0.2AN M0.3S M0.3, 1LRDAN M0.0A M0.1AN M0.2AN M0.3S M0.2, 1LPPA M0.0AN M0.1AN M0.2AN M0.3S M0.1, 1Network 11 / 水壓高時，I1.4閉合，定時器T38開始計時30SLD I1.4A M1.1AN I1.3AN T38TON T38, 300Network 12 / 水壓高時，各水泵啟動停止控制程序段LD T38LPSA M0.0AN M0.1AN M0.2AN M0.3JMP 2LRDAN M0.0A M0.1AN M0.2AN M0.3JMP 2LRDAN M0.0AN M0.1A M0.2AN M0.3JMP 2LRDAN M0.0AN M0.1AN M0.2A M0.3JMP 2LRDA M0.0A M0.1AN M0.2AN M0.3R M0.0, 1LRDAN M0.0A M0.1A M0.2AN M0.3R M0.1, 1LRDAN M0.0AN M0.1A M0.2A M0.3R M0.2, 1LRDA M0.0AN M0.1AN M0.2A M0.3R M0.3, 1LRDA M0.0A M0.1A M0.2AN M0.3R M0.0, 1LRDAN M0.0A M0.1A M0.2A M0.3R M0.1, 1LRDA M0.0AN M0.1A M0.2A M0.3R M0.2, 1LRDA M0.0A M0.1AN M0.2A M0.3R M0.3, 1LRDA M0.0A M0.1A M0.2A M0.3R M0.0, 1R M0.4, 1LRDA M0.0A M0.1A M0.2A M0.3R M0.1, 1R M0.5, 1LRDA M0.0A M0.1A M0.2A M0.3R M0.2, 1R M0.6, 1LPPA M0.0A M0.1A M0.2A M0.3R M0.3, 1R M0.7, 1Network 13 / 網(wǎng)絡(luò)13-17為輸出模塊LBL 2Network 14 / 水泵1輸出：M0.0閉合，水泵1工作；M0.0斷開，水泵1停止，同時指示燈滅LD M0.0= Q0.0= Q0.4Network 15 / 水泵2輸出：M0.1閉合，水泵2工作；M0.2斷開，水泵2停止，同時指示燈滅LD M0.1= Q0.1= Q0.5Network 16 / 水泵3輸出：M0.2閉合，水泵3工作；M0.2斷開，水泵3停止，同時指示燈滅LD M0.2= Q0.2= Q0.6Network 17 / 水泵4輸出：M0.0.3閉合，水泵4工作；M0.3斷開，水泵4停止，同時指示燈滅LD M0.3= Q0.3= Q0.73.4 程序分析本系統(tǒng)主要分為手動運行和自動運行兩部分，在編程過程中將本系統(tǒng)主要分為三大模塊：手動運行模塊、自動運行模塊、輸出模塊。在系統(tǒng)一上電情況下首先通過判斷自動手動/開關(guān)I0.0，判斷是進入手動模塊還是自動模塊，I0.0為ON表示手動，OFF表示自動。然后進入相應(yīng)的模塊執(zhí)行程序。手動模塊，當進入手動模塊后，I0.1是泵1的手動啟動開關(guān)，I0.2是泵1的手動停止開關(guān)，I0.3是泵2的手動啟動開關(guān)，I0.4是泵2的手動停止開關(guān)，I0.5是泵3的手動啟動開關(guān)，I0.6是泵3的手動停止開關(guān)，I0.7是泵4的手動啟動開關(guān)，I1.0是泵4的手動啟動開關(guān)?？梢酝ㄟ^上述開關(guān)相對獨立的對單臺水泵進行通斷電控制。自動模塊，當進入自動模塊后，在自動進行模塊還有自動運行停止開關(guān)I1.1（ON表示運行，OFF表示停止），在I1.1為ON的情況下，系統(tǒng)首先判斷四臺水泵的運行狀態(tài)，如四臺水泵都沒有工作將自動把第一臺水泵打開，其中M0.0、M0.1、M0.2、M0.3分別是四臺水泵自動運行的標志，然后通過壓力傳感器判斷水壓的高低，在系統(tǒng)中I1.2表示水壓低，I1.3表示水壓正常，I1.4表示水壓高。水壓高/低的時候延時30秒減少/增加一臺水泵工作，增加的順序是沒工作過的優(yōu)先增加，程序為了滿足這個要求，采用的是四臺水泵按M0.0-M0.1-M0.2-M0.3-M0.0的順序依次循環(huán)啟動或停止。這樣就能滿足沒工作過的優(yōu)先增加和工作過的優(yōu)先停止的要求。其次在選擇增加四臺水泵的控制PLC，掃描程序遵照從上到下從左到右的原則，為了避免上面程序?qū)ο旅娴挠绊?，在設(shè)計過程中對于水壓低需要增加水泵時先寫出四臺水泵同時工作的情況，然后逐次減一到只有一臺工作，對于水壓高時需要減泵時先從一臺水泵工作，然后逐次加一到四臺全工作這樣就能滿足上述要求。每當自動模塊執(zhí)行完之后程序跳到輸出模塊執(zhí)行。輸出模塊，在輸出模塊中，M0.0是泵1的運行標志；M0.1是泵2的運行標志；M0.2是泵3的運行標志；M0.3是泵4的運行標志。3.5程序調(diào)試1.選擇CPU型號：224調(diào)試圖1 調(diào)試圖22.手動控制打開，通過I0.1、I0.2，I0.3、I0.4，I0.5、I0.6，I0.7，I1.0分別控制泵1、泵2、泵3、泵4的開啟和停止；調(diào)試圖33.手動控制I0.0關(guān)閉，自動控制I1.1開啟；調(diào)試圖44.水壓過低時30s后啟動泵2； 調(diào)試圖55.水壓過高時，30s后泵1停止工作；調(diào)試圖6結(jié)論通過對所設(shè)計程序的調(diào)試發(fā)現(xiàn)，改程序可以滿足設(shè)計要求，實現(xiàn)對物業(yè)供水的手動和自動控制，適于在城市各物業(yè)校區(qū)和新農(nóng)村居民樓進行實際應(yīng)用推廣，具有很大的經(jīng)濟價值和發(fā)展前景。本次課程設(shè)計中仍然存在著不足，我認識到了自己的缺陷，激勵著以后能夠繼續(xù)前進，以求在今后的學(xué)習(xí)和工作中做得更好。設(shè)計總結(jié)經(jīng)過二周的努力本次設(shè)計圓滿的完成了。然而在第一次看到這個設(shè)計題目及要求時，說實話自己有點害怕和擔心，擔心自己不能夠完成本次設(shè)計，害怕遇到問題時不知道該怎么解決。當然在設(shè)計中的確遇到很多困難，這些問題及其解決辦法在前面已經(jīng)介紹。在這些問題的解決過程中是我什么體會到仔細一個人能力的有限，也讓我感受到了團結(jié)互助的作用。我要特別感謝本次設(shè)計中幫助過我的老師和同學(xué)。在這二周的設(shè)計中，也是我的自信心有了很大的提高，使我明白在面對困難時我要輕言放棄，要相信自己，并努力的發(fā)現(xiàn)困難解決困難。同時也是我明白在面對一件事情時不要被他的表象所迷惑，不要第一眼看去認為他難他就難，有時只要我們認真的按部就班的來做，所有的問題都能解決，到后來我們也會發(fā)現(xiàn)其實也沒我們想象的那樣困難。致謝 首先衷心的感謝 老師，王老師學(xué)識淵博，治學(xué)嚴謹，勤奮敬業(yè)，使我在耳濡目染中受益匪淺，這些日子以來，王老師對我們傾注了大量的心血，不斷給我方向性的指導(dǎo)和建議，同時也不斷鼓勵我獨立思考，提出自己的見解，鍛煉我獨立的研究能力，這一切都將對我以后的學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生重要的積極影響。老師還特別的耐心對待每一個學(xué)生，認真指導(dǎo)學(xué)生進行相關(guān)課程設(shè)計，指出學(xué)生的不足之處和學(xué)生應(yīng)該注意的知識點，強調(diào)我們應(yīng)該為以后的工作做好準備，設(shè)計的關(guān)鍵在于思想而不是程序本身，也交給我們了關(guān)于課程說明書的排版問題，要時刻向人們展示我們是經(jīng)過訓(xùn)練的而不是隨心所欲進行相關(guān)排版的。老師的諄諄教導(dǎo)為我們以后走上社會走上工作崗位也是很有幫助的，特此在本設(shè)計完成之際，對王老師的精心指點和諄諄教誨表示崇高的敬意和衷心的感謝。同時，在學(xué)習(xí)、生活中班