可編程控制器課程設(shè)計水泵的PLC控制

1、水泵的plc控制課程設(shè)計說明書 課程名稱 可編程控制器課程設(shè)計 系 別 專 業(yè) 班 級 學 號 學生姓名 指導教師 2014年 12月摘 要 基于plc抽水泵監(jiān)控系統(tǒng)的控制部分是為了一些地方正常生產(chǎn)和安全的各種有關(guān)參數(shù)或狀態(tài)的集中監(jiān)測，并對有關(guān)環(huán)節(jié)加以控制。本文主要介紹了一種基于西門子s7-200plc的抽水泵plc控制系統(tǒng)的設(shè)計方法和思路。西門子s7-200型plc給出了抽水泵系統(tǒng)傳感器及執(zhí)行機構(gòu)的通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)功能設(shè)計，實現(xiàn)了對水泵的控制和水位監(jiān)測，同時也實現(xiàn)了水泵運行的合理調(diào)度，并且plc和組態(tài)能進行通訊，提高了設(shè)備利用率。關(guān)鍵詞：plc；水泵；組態(tài) 目 錄1 緒論12 系統(tǒng)的硬件配

2、置22.1 plc簡介22.2 plc的分類22.3 plc的特點22.4 編程元件地址分配42.5控制要求：42.6流程圖52.7輸入輸出接線圖63 系統(tǒng)軟件設(shè)計73.1梯形圖74 組態(tài)圖85 課設(shè)總結(jié)10參考文獻11 iii水泵的plc控制1 緒論隨著計算機控制技術(shù)的迅速發(fā)展，以微處理器為核心的可編程控制器（plc）控制已逐步取代繼電器控制，普遍應用于各行各業(yè)的自動化控制領(lǐng)域。當然抽說泵也不例外，例如許多礦井下的排水系統(tǒng)，但有些主要還采用人工控制，也預測不了水位的增長速度，這將會影響這些地方的自動化管理水平和經(jīng)濟效益。目前，抽水泵plc的控制可以應用于許多實際生產(chǎn)中去，可以使許多問題得到解

3、決，關(guān)于如何實現(xiàn)抽水泵plc的控制，本文將提出一種抽水泵plc控制的設(shè)計方案，并對其工作原理和結(jié)構(gòu)做一簡要介紹。2 系統(tǒng)的硬件配置2.1 plc簡介 plc是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。plc及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計?！本哂锌煽啃愿撸垢蓴_能力強；配套齊全，功能完善，適用性強；易學易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便

4、，容易改造； 體積小，重量輕，能耗低等特點。廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。2.2 plc的分類世界上plc產(chǎn)品可按地域分成三大流派：一個流派是美國產(chǎn)品，一個流派是歐洲產(chǎn)品，一個流派是日本產(chǎn)品。美國和歐洲的plc技術(shù)是在相互隔離情況下獨立研究開發(fā)的，因此美國和歐洲的plc產(chǎn)品有明顯的差異性。而日本的plc技術(shù)是由美國引進的，對美國的plc產(chǎn)品有一定的繼承性，但日本的主推產(chǎn)品定位在小型plc上。美國和歐洲以大中型plc而聞名，而日本則以小型plc著稱。本實驗綜合實驗臺及其性能指標最后我們決定采用西門子的plc。 2.3 plc的特

5、點（1）抗干擾能力強，可靠性好plc在電子線路、機械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸取了生產(chǎn)廠家長期積累的生產(chǎn)控制經(jīng)驗，主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路。i/o系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護與信號調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。具體措施主要有以下幾個方面： 1）隔離：這是抗干擾的主要措施之一。plc的輸入、輸出接口電路一般采用光電耦合器來傳遞信號。這種光電隔離措施，使外部電路與內(nèi)部電路之間避免了電的聯(lián)系，可有效的抑制外部干擾源對于plc的影響，同時防止外部高電壓串入，從而減少故障和誤操作。2）濾波：這是抗干擾的另一個主要措施。在plc的電源電路和輸入/輸出電路中設(shè)置了多種濾波

6、電路，用以對高頻干擾信號進行有效的抑制。3）對內(nèi)部電源還采用了屏蔽、穩(wěn)壓、保護等措施，以減少外界干擾，保護供電質(zhì)量。另外使輸入輸出接口電路電源彼此獨立，以避免電源之間的干擾。4）內(nèi)部設(shè)置了連鎖、環(huán)境檢測與診斷、watchdog（“看門狗”）等電路，一旦發(fā)現(xiàn)故障或程序循環(huán)執(zhí)行時間超過了警戒時鐘（wdt）規(guī)定時間（預示程序進入了死循環(huán)），立即報警，以保證cpu可靠運行。5）利用系統(tǒng)軟件定期進行系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和故障檢測，并采用信息保護和恢復措施。6）對用戶程序及動態(tài)工作數(shù)據(jù)進行電池備份，以保障停電后有關(guān)狀態(tài)或信息不丟失。7）采用密封、防塵、抗震的外殼封裝結(jié)構(gòu)，以適應工作現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。

7、8）以集成電路為基本元件，內(nèi)部處理過程不依賴于機械觸點，以保障高可靠性。而采用循環(huán)掃描的工作循環(huán)方式，也提高了抗干擾能力。（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強plc及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。（3）編程方便，易于使用plc是面向用戶的設(shè)備，plc的設(shè)計者充分考慮到現(xiàn)場工程技術(shù)人員的技能和習慣，plc程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語言現(xiàn)象直觀，容易掌握，不需要專門的計算機知識和語言，只要具有一定的電工和工藝的知識的人員都可在短時間內(nèi)學會。（4）功能完善plc的輸出/輸入功能完善，性能可靠，能夠適應與任

8、何形式和性質(zhì)的開關(guān)量和模擬量的輸入/輸出。在plc內(nèi)部具有許多控制功能，諸如時序、計算機、主控繼電器以及移位寄存器、中間寄存器等。由于采用了微處理器，它能夠很方便地實現(xiàn)延時、鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)、和強制i/o等諸多功能，不僅具有邏輯功能、算術(shù)運算、數(shù)制轉(zhuǎn)換、以及順序控制功能，而且還具備模擬運算、顯示、監(jiān)控、打印、及報表生成等功能。（5）設(shè)計、施工、調(diào)試、的周期短用繼電接觸器控制完成一項控制工程，必須首先按工藝要求畫出電氣原理圖，然后畫出繼電器屏的布置和接線圖等，進行安裝調(diào)試，以后修改起來十分不便。而采用plc控制，由于其硬軟件齊全，為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，且已商品化，故僅需按性能、容量等選用組裝，而大

9、量具體的程序編制工作也可在plc到貨前進行，因而縮短了設(shè)計周期，使設(shè)計和施工可同時進行。2.4 編程元件地址分配根據(jù)要求，本次課程設(shè)計的 i/o分配表如下面的表1所示， 共4個開關(guān)，(1)sb1常開為傳感器h1，sb2為傳感器h2，sb3為傳感器h3，sb4為蓄水池蓄水開關(guān)，(2)剛開始蓄水池，水塔無水，池干指示燈和無水指示燈亮，水泵指示燈滅，（3）sb3打開，蓄水池開始注水，sb1打開，水塔開始注水，sb2打開，池干指示燈和無水指示燈滅，水泵指示燈亮，(4)水塔注滿水是sb3打開，停止注水，水泵指示燈滅。表1 抽水泵西門子s7200型plc控制i/0口分配表輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號

10、名稱代號輸出點編號傳感器sb1(閥門)i0.0接觸器kmq0.2傳感器sb2i0.1池干指示燈el1q0.0傳感器sb3i0.2無水指示燈el2q0.12.5控制要求：傳感器h1為池中有無水檢測傳感器；h2為池中低水位檢測傳感器；h3為池中高水位檢測傳感器。所有傳感器在檢測到有水時動作（即常開觸點閉合，常閉觸點斷開），無水時復位。（1） 當液位傳感器h1檢測到儲水池有水，并且傳感器h2檢測到水塔處于低水位時，抽水泵電動機運行，抽水到水塔。（2） 當h1檢測到儲水池無水，電動機停止運行，同時池干指示燈亮。（3） 若傳感器h3檢測到水塔水滿（高于上限），電動機停止運行。（4） 若傳感器h2檢測到水

11、塔內(nèi)水位低于下限，水塔無水指示燈亮。開始儲水池有水且水塔低水位抽水泵工作水塔水滿抽水泵停止工作結(jié)束是是否否2.6流程圖2.7輸入輸出接線圖3 系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1梯形圖所有的液位開關(guān)當液位超過液位開關(guān)時，液位開關(guān)給plc的值為1就好 4 組態(tài)圖（一）工程組態(tài)圖 （二）h1，h2低水位畫面(三)sb4打開，sb1打開，sb2打開畫面（4） sb3打開畫面 5 課設(shè)總結(jié)通過這次課程設(shè)計使我深刻的了解了抽水泵的原理以及在實踐中的作用，平常我們只是在書本中了解相關(guān)的知識，不能將知識完全的掌握和運用到實踐中去，而通過這次的課程設(shè)計使我們?nèi)娴牧私饬顺樗玫脑?，而其使我們能用于現(xiàn)實生活中去，即鍛煉了我們動

12、手能，又在課程設(shè)計中發(fā)現(xiàn)我們這樣或者那樣的錯誤使我更好的對自己有個充分的認識，通過對這錯誤的發(fā)現(xiàn)與改正使我們將來能更好的把理論與現(xiàn)實生活結(jié)合到一起，而不是只會看書本上的知識，不在是紙上談兵，通過這次課程設(shè)計我們發(fā)現(xiàn)了問題并解決了，使我們以前在書本上的知識和現(xiàn)實生活中的問題聯(lián)系到了一起，更好的豐富了我們對知識的認識和現(xiàn)實生活問題的解決的方法，使我們能夠全面的發(fā)展，而在現(xiàn)在這種發(fā)展飛快時代，同時具有理論和實踐能力對我們十分重要，這次課程設(shè)計也是使我們能同時具備理論與實踐的能力的訓練，讓我們將來在社會有更強的競爭力。這次的課程設(shè)計使我受益匪淺，最主要的是我在這次實驗中得到了平時在書本上無法得到了實踐能力，并且在課程設(shè)計中發(fā)現(xiàn)了自己的種種不足加強了對自我的認識，增強了自己的動手能力，并且通過自己所學的知識去解決實際中的問題，把理論