課程設(shè)計(jì)-供水水泵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、陜西理工學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì)題目：供水水泵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：電氣專升本1301學(xué)生姓名：種新艷學(xué)號(hào)：1317052001指導(dǎo)教師：余新拴設(shè)計(jì)成績(jī)：時(shí)間：2014年06月15日電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書院（系）電氣工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：電氣專升本1301學(xué)生姓名：種新艷學(xué)號(hào)：1317052001題目 供水水泵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)內(nèi)容供水系統(tǒng)水泵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，梯形圖控制升序設(shè)計(jì)與調(diào)試二、控制要求某供水系統(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?？刂埔笕缦拢海?）自動(dòng)工作時(shí)，當(dāng)用水量少，壓力

2、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)，最多不得超過 4臺(tái)。（2 ）各水泵工工作時(shí)，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。（3） 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)啟動(dòng)和停止開關(guān)），并分別 具有普過載保護(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，可用I/O擴(kuò)展模塊）（4）設(shè)置“自動(dòng)/手動(dòng)”切換開關(guān)（ON一手動(dòng)，OFF一自動(dòng)），另設(shè)自動(dòng)控制 運(yùn)行開關(guān)（ON一自動(dòng)運(yùn)行，OFF 一自動(dòng)運(yùn)

3、行停止）。三、任務(wù)要求1、完成及主要器件選型、輸入輸出點(diǎn)分配，畫出運(yùn)行框圖；2、畫出的輸入輸出設(shè)備的接線圖；3、完成梯形圖、指令表的程序設(shè)計(jì)；4、控制功能與程序自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)；5、完成設(shè)計(jì)說明書。要求做到層次清晰，論述清楚，圖表正確，書寫工整。電氣技術(shù)教研室指導(dǎo)教師：余新拴摘要 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)居民所處環(huán)境的基礎(chǔ)設(shè)施建 設(shè)提出了更高的要求。 居民供水系統(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、 穩(wěn)定性直接影響到住戶的正常生活和工作， 也直接體現(xiàn)了物業(yè)管理 水平的高低。 傳統(tǒng)供水方式普

4、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。本控制系統(tǒng)針對(duì)住宅居民的供水要求， 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，可隨時(shí)對(duì)單臺(tái)水泵進(jìn)行斷電控制。 本控制系統(tǒng)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。關(guān)鍵字： PLC 供水系統(tǒng) 水泵目錄第 1

5、 章 緒 論 - 1 -1.1可編程控制器(PLC)概述 -1 -1.2可編程控制器(PLC)的特點(diǎn)及應(yīng)用 -2 -1.3 供水水泵控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) - 3 -第 2 章 供水系統(tǒng)的理論分析及方案的確定 - 5 -2.1 恒壓供水系統(tǒng)原理 - 5 -2.2 系統(tǒng)方案確定 - 5 -第 3章 供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) - 7 -3.1 系統(tǒng)主要配置的選型 - 7-3.1.1 水泵機(jī)組的選型 - 7-3.1.2 PLC 的選型-8-3.1.3 壓力傳感器的選型 - 9-3.2 可編程控制器 I/O 分配 - 11 -3.3 系統(tǒng)電路分析及設(shè)計(jì) - 11 -3.3.1 系統(tǒng)電源 - 11 -3.3

6、.2 供水系統(tǒng)主電路分析與設(shè)計(jì) - 12 -3.3.3 PLC I/O 接線圖 - 13 -3.3.4 壓力傳感器信號(hào)處理 - 14 -第 4章 供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) - 15 -4.1 軟件開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 - 15 -4.2 供水系統(tǒng)程序流程圖 - 17 -4.3 供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) - 18 -4.3.1 供水系統(tǒng)的程序主體思路： - 18 -4.3.2 供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) - 18 -4.4 程序調(diào)試及仿真 - 20 -4.5 程序調(diào)試及仿真體會(huì) - 23 -第 5章 結(jié)束語 - 25 -參考文獻(xiàn) - 26 -致謝 - 27 -附錄 - 28 -指令表清單 - 28 -第 1章 緒 論1.1 可

7、編程控制器（ PLC ）概述可編程控制器（Programmable Controller是計(jì)算機(jī)家族中的一員，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，早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨 著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置 稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱 PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)

8、算機(jī)（Pers on al Computer的簡(jiǎn)稱混 淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱 PLC。- 2 -1.2 可編程控制器 (PLC) 的特點(diǎn)及應(yīng)用由于可編程序控制器采用了 “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。它在設(shè)計(jì)上有以下優(yōu)點(diǎn)：1、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；2

9、、接口模塊功能強(qiáng)，品種多；3、硬件配置齊全，用戶使用方面，適應(yīng)性強(qiáng)；4、編程方法簡(jiǎn)單、直觀；5、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量??；6、經(jīng)濟(jì)方面、維修工作量??；7、體積小、耗能低、重量輕；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。陜西理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)1.3供水水泵控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)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

10、完成的順序控制、定時(shí)等，PLC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1/0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。PLC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)

11、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)。目前基于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

12、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。PLC發(fā)展的新動(dòng)向：1:產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展：大：I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)、32位為微處理器、多CPU并行工作、大容量存儲(chǔ)器、掃描速度高速化。?。河烧w結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。2: PLC在閉環(huán)過程控制中應(yīng)用日益廣泛。3:不斷加強(qiáng)通訊功能。4:新器件和模塊不斷推出高檔的PLC除了主要采用CPU以提高處理速度 外，還有帶處理器的EPROM或RAM的智能I/O模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程

13、I/O 模塊等專用化模塊。5：編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語言趨向標(biāo)準(zhǔn)化 有各種簡(jiǎn)單或 復(fù)雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語句表等編程語言，亦有高檔 的PLC指令系統(tǒng)。6:發(fā)展容錯(cuò)技術(shù) 采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。7:追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化。本控制系統(tǒng)是基于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。-40 -第2章 供水系統(tǒng)的理論分析及方案的確定2.1恒壓供水系統(tǒng)原理恒壓供水系統(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)

14、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。2.2系統(tǒng)方案確定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：1、人工控制+ 水泵機(jī)組+壓力傳感器這種控制系統(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

15、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。2、單片機(jī)+水泵機(jī)組+壓力傳感器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。3、PLC+水泵機(jī)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(jìn) 行數(shù)據(jù)交換，通用性強(qiáng)，由于PLC產(chǎn)品

16、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1/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)組的容量大小無關(guān)。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。第3章供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)主要配置的選型3.

17、1.1水泵機(jī)組的選型水泵機(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。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：1）由多臺(tái)水泵機(jī)組實(shí)現(xiàn)供水，流量范圍 600m2/h，揚(yáng)程60米左右，出水口 水壓大小為0.4Mpa；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??；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。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。根據(jù)以上系統(tǒng)要求的總流量范圍、揚(yáng)程大小，確定

18、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)SFL系列主水泵機(jī)組。表3.1控制器I/O 口分配表型號(hào)數(shù)量主要性能參數(shù)流量m2/h揚(yáng)程m效率%轉(zhuǎn)速r/min電機(jī)功率kw余量m進(jìn)出口徑mm水泵機(jī)組150sfl160-20x4416080731450552.91503.1.2 PLC的選型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

19、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 FX1N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，我們選擇三菱FX1N-40MR-001 型 PLC FX1N-40MR-001 的主要參數(shù)為：I/0點(diǎn)數(shù)：24/16;基本指令：27條；功能指令：298條；基本指令執(zhí)行時(shí)間：0.55-0.7微秒；用戶程序步驟：8K;通信功能：強(qiáng)；輸出形式：繼電型；輸出能力：2A/點(diǎn)；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

20、，模擬量控制和通訊、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特點(diǎn)：三菱FX1N-40MR-001 PL（擁有相當(dāng)快的速度，F(xiàn)X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(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16324864/80/128點(diǎn)的主機(jī)，可以采用最小8點(diǎn)

21、 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。3.1.3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(dòng)控制水泵的工作情況的信 息全部來

22、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。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PY20&它有以下特點(diǎn)：水壓傳感器，廠家采用進(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，將被測(cè)量介質(zhì)的壓力轉(zhuǎn)換成05VDC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

23、控制。產(chǎn)品概述及特點(diǎn)：A、采用進(jìn)口感壓芯片；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；C、高精度和高穩(wěn)定性放大集成電路；D、全封焊結(jié)構(gòu)、抗沖擊、耐疲勞、可靠性高；E、輸出信號(hào)多樣化（有電流型、電壓型）；F、結(jié)構(gòu)小巧，安裝方便；G、采用高溫補(bǔ)償最高介質(zhì)溫度可達(dá) 350度；產(chǎn)品主要參數(shù)：被測(cè)介質(zhì)：氣體、液體及蒸氣（弱腐蝕性）壓力類型：表壓量 程：-100KPa-0.6Mp*60 Mpa120 Mpa間任意可選（量小量程為0.6MPa,量大量程為120MPa）輸 出：420mA（二線制）、05VDC 010VDC 0.54.5VDC （三 線制）綜合精度：土 0.1%FS（量程 60MPa

24、 以下）、± 0.25%FS ± 0.5%FS供 電：24V DC（ 15 30VDC）絕緣電阻：> 1000 MQ /100VDC負(fù)載電阻：電流輸出型：最大800Q 電壓輸出型：大于50KQ介質(zhì)溫度：-2085C、-20150C、-20200C、-20300C（可選）環(huán)境溫度：-2085 E儲(chǔ)存溫度：-4090 r相對(duì)濕度：095% RH密封等級(jí)：IP65IP68過載能力：150%FS響應(yīng)時(shí)間：w 10mS穩(wěn)定性：w± 0.15%FS年振動(dòng)影響：w± 0.15%FS年 （機(jī)械振動(dòng)頻率20Hz1000Hz）電氣連接：緊線螺母直接出線；標(biāo)準(zhǔn)配線 3米

25、壓力連接：M20 X 1.5,其它螺紋可依據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)連接螺紋材料：304/316L不銹鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖:圖3-1水壓傳感器PY206結(jié)構(gòu)圖3.2可編程控制器I/O分配表3.2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(dòng)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(dòng)模式指示燈Y011水泵1

26、手動(dòng)開X011手動(dòng)模式指示燈Y012水泵1手動(dòng)關(guān)X012自動(dòng)模式開關(guān)指示燈Y013水泵2手動(dòng)開X013水泵2手動(dòng)關(guān)X014水泵3手動(dòng)開X015水泵3手動(dòng)關(guān)X016水泵4手動(dòng)開X017水泵4手動(dòng)關(guān)X0203.3系統(tǒng)電路分析及設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)，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(chǎng)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(shí)，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(shí)現(xiàn)以上要求，在主電路和控制電路加上了保護(hù)，包括

27、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)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(jì)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)。硬件設(shè)設(shè)計(jì)主電路圖如圖3-2所示：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

28、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。3.3.3 PLC I/O 接線圖水加低信4輸入永壓止常侑號(hào)輸入 水壓高佶號(hào)輸入自動(dòng)手動(dòng)模式開關(guān) 門動(dòng)棋式開關(guān) 水泵1過載保護(hù)輸入 水縊2過

29、我"護(hù)輸入 水泉3過伐保護(hù)輸人 水親4過載fit護(hù)輸入 水泵1于動(dòng)A動(dòng) 水泵評(píng)劫光閉 忒泵2護(hù)動(dòng)川動(dòng) 水泵2手動(dòng)關(guān)閉 水泵3 F動(dòng)斥t動(dòng) 水象3手動(dòng)關(guān)閉 水泵4手幼啟動(dòng) 水親4手動(dòng)關(guān)|可XOOOY001X001Y002X002Y003X003Y004X004COMX005X006Y005X007Y006X010Y007X011Y010X012Y011X013Y012X014Y013X015X016X017COMX020PLCFX1N-40MR-001COMX工料皿,；耳T卜24V圖3-3供水系統(tǒng)PLC I/O接線圖過我保護(hù)繼電器-O22XN小水約指示燈 水泵2抬示斤 飛農(nóng)泵3指示打

30、r9水泵4描煩 m動(dòng)砥瓚示燈于動(dòng)箍式涓示燈痢駅"Xz-pJ：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-Y013 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

31、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。Y1-Y 4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組成的回路中加入 了熱繼電器。丫5-Y10是各個(gè)水泵工作狀態(tài)指示燈口， 丫11是自動(dòng)模式指示燈控制口，丫12是手動(dòng)模式指示燈控制口， 丫13是自動(dòng)模式開關(guān)狀態(tài)之燈控制接口3.3.4壓力傳感器信號(hào)處理壓力傳感器選用的是的水壓傳感器 PY206 PY206能將水壓轉(zhuǎn)換成05VDC 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?/p>

32、高穩(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(hào)轉(zhuǎn)換成05VDC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。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(hào)是05VDC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Lm3

33、93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第4章供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)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。1. 控制要求：（1） 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)。（2）各水泵工作時(shí)

34、，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。（3）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。（4） 設(shè)置“自動(dòng)/手動(dòng)”切換開 關(guān)（ON手動(dòng)，OF 自動(dòng)），另設(shè) 自動(dòng)運(yùn)行控制開關(guān)（ON自動(dòng)運(yùn)行，OF自動(dòng)運(yùn)行停止）。4.1軟件開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介本設(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 An A、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

35、。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。MITSUBISHIIntegrated FA SoftwareGX Developer Version 8PIX設(shè)ttnt護(hù)工nCOPYRlGHTttMMS WITSUB I SHt IzLECTRlC CORPORATION AL± RIGHTS RESERVED圖 4-1 GX Developer8.52 啟動(dòng)畫面工保I生音憲爭(zhēng)序LEIPm2畀XDOL卜-STL-E5TCl-TS2Q-pTL320FX2MG 滋黏L5C F T 列 竺吐世toper |；PLCygyni -啡再曇耳垃 叭N I右 世E ISiFi曹

36、確El豪ig邸塾敵G曇敘 更曲09 加DSOW WWH）Pillai a|魚剛吐J_1風(fēng)制觀笛Ml al* 赳11工圏|劉鈿蛀II團(tuán)團(tuán)|甘擺惟惟惜|甘|制山拘劉謝擁瀏型巽I蕊鵬醐山馬止I歸園 |捌加佃1訶 竭|劉皿輸岡| iB倫i|ias”-3 jii+i |衛(wèi)I豆I那;十|田打二怕三怙回卬團(tuán)卿屈副丄廚社漏劃雀I毛底罰因 亟 團(tuán)團(tuán)謝圖 4-2 GX Developer8.52 工作界面GX Developer 的特點(diǎn)：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。2. 程序的

37、標(biāo)準(zhǔn)化3. 能夠簡(jiǎn)單設(shè)定和其他站點(diǎn)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(jìn)行復(fù)制，粘貼，并有效利用。4.2供水系統(tǒng)程序流程圖開始X3斷開手動(dòng)模式自動(dòng)模式X3是否閉合X3閉合X4斷開X4斷開X4是否閉合X4閉合X11水泵1啟動(dòng)X12水泵1停止至少1臺(tái) 水泵工作X13水泵2啟動(dòng)X14水泵2停止水壓低水壓?jiǎn)JX15水泵3啟動(dòng)C7判斷水壓»1X16水泵3停止延時(shí)30s水壓正常增加1臺(tái)水泵沒工作過的先啟動(dòng)先工作的先停止延時(shí)30s減少1臺(tái)水泵X17水泵4啟動(dòng)X20水泵4停止4臺(tái)水泵都開啟只有1臺(tái)水泵開啟檢測(cè)到水壓低檢測(cè)到水壓?jiǎn)J返回循環(huán)執(zhí)行

38、圖4-3程序流程圖1.主程序的模式選擇部分程序設(shè)計(jì)及解析Y012 you FtK)TlYOU¥012P04.3供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)4.3.1供水系統(tǒng)的程序主體思路:（1） 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)。（2）各水泵工作時(shí)，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。（3）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)），

39、 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。（4）設(shè)置“自動(dòng)/手動(dòng)”切換開 關(guān)（ON手動(dòng)，OF 自動(dòng)），另設(shè)自動(dòng)運(yùn)行控制開關(guān)（ON自動(dòng)運(yùn)行，OF自動(dòng)運(yùn)行停止）。4.3.2供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)）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)模式子程序。2. 水壓低處理初始化部分程序設(shè)計(jì)及解析xooo

40、-I卜K300(TORST nTO nWC NDMI00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。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。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。3. 水壓高處理初始化部分程序設(shè)計(jì)及解析100

41、4V002K300<T1T1IMC N1 101137和上面的水壓低處理相同，水壓高處理采用相同的初始化處理方式，這里不 再詳細(xì)解析。005 防一I卜X0064.過載保護(hù)程序設(shè)計(jì)及解析RSI¥001j?ST¥00-2RSTY003TiisT¥004jJ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。5.水泵工作狀態(tài)指示程序設(shè)計(jì)及解析<Y«'iO5IS<Y00

42、62：<W10每一臺(tái)水泵的工作狀態(tài)，可以通過 PLC的丫005、丫006丫007,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。6.水泵工作狀態(tài)和順序記憶程序設(shè)計(jì)及解析YOOIYQ02¥003Y002卄卄Y004供SET(SET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”。Y002if"H3Y(KiRSTKSI這是記憶的復(fù)位，因?yàn)?，記憶水泵的工作順序，如果不?fù)位，那么，它的效 果將和沒有記

43、憶效果一樣。4.4程序調(diào)試及仿真打開軟件，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)”，如下圖所示界面圖4-4調(diào)試界面1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)以下界面圖4-5調(diào)試界面2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”后在左菜單中點(diǎn)擊“軟元件測(cè)試”PUHWFIT盛賓侍DtVtl聞E y%理目的pumg：設(shè)計(jì)沌血活時(shí)劍於捕I和昭【揮準(zhǔn)也3£翹執(zhí)=5中 圖IH 3髭苦二工地巳 彌心 圭拘智陽 環(huán)Ki 歸必N舊I mJ 冋電里©|做|主FLCl4:5J.CEJ,-Pit年入小1 UJ 理國(guó)睡2 1

44、87;劃4珂itel 副 斟創(chuàng) BrnaL00«£ MXDM低耳血i期卡xnFl匚毅砥i.1亍|丹謝謝島1B曾s ®紛元樣注澤sMSt元悴內(nèi)薦R Q shyarfSFtCflPBSi謁UIUNC 1LOO4Jt+661?eTflQI TQ02腳(B冀典TU01工程.E30<T0口R5TIIMl Q0TOD4吏理匸內(nèi)?(甸 耐卅設(shè)/口渣棒化匚阿存曲.。SEfIU 遠(yuǎn)耀懂啊討¥1102Y013 TOMlIITflOl TQ02 帥常 YQQ4T0D2 T0D3 IU04 上Il_SMT001T002 他常 YDD4I II <IHY0D1TO 0

45、2TB03YDM-91vir-CltTUOO,畤11 T M JJ ”?何目臚CiJI罐誰汁”：1肖乂供水帝輯揺皆pkL,. | (ft陽汨=r杲列® PMi,rr LAOOERLOlC 1EST TOOL |E Q « Jfa Q 9d6O.(W5 iOK戸 1B圖4-6調(diào)試界面3將出現(xiàn)以下界面:圖4-7軟元件測(cè)試界面在軟元件測(cè)試對(duì)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： 1仿真自動(dòng)模式下的低水壓可在軟元件中輸入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)?，要求“?少有一臺(tái)水泵工

46、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。2.仿真自動(dòng)模式下的高水壓當(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”

47、水泵做好準(zhǔn)備。3.手動(dòng)模式仿真當(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。4.5程序調(diào)試及仿真體會(huì)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。1. 程序的記憶功能要實(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，要不然會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。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，

48、最終放棄了功能指令“SFWR 和“ SFRD的使用。改為現(xiàn)在這種算法。體會(huì)：功能指令不一定比普通指令能簡(jiǎn)化程序。2. 定時(shí)器的清零定時(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。體會(huì)：定時(shí)器記住一定要清零3. “OUT” 與“ SET 不同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

49、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。體會(huì)：OUT指令適合實(shí)時(shí)的控制，比如說指示燈，在本程序中用到的 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。4順序問題在實(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) 丫1的控制放在第1位，而后邊的程序以丫1 的狀態(tài)為參考的。如果本次的動(dòng)作觸發(fā)了 丫1動(dòng)作，丫1將會(huì)影響后邊程序的 執(zhí)行。因此，只有把丫4放到程序的第1位，才能實(shí)現(xiàn)，本次的狀

50、態(tài)不影響其 他輸出。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。第5章結(jié)束語經(jīng)過將近兩周的供水水泵控制系統(tǒng) PLC的課程設(shè)計(jì)，我們收獲頗豐，從選題 到定稿，從理論到實(shí)踐，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西， 不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知 識(shí)。并且還熟悉了供水系統(tǒng)的工作過程，同時(shí)也了解到了其內(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。通過這次課程設(shè)計(jì)的鍛煉使我們加

51、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)，還讓我們看到了自己知識(shí)的匱乏， 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，更重要的是讓我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合 的重要性，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起 來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和 獨(dú)立思考的能力。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。參考文獻(xiàn)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，20092 謝文輝，張志芳.PLC應(yīng)用技術(shù)易讀通.北京：中國(guó)電力出版社，20083 常曉玲.電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器

52、.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.24 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 夏路易，石宗義電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程北京：北京希望電子出版 社，2002.6 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.20077 王兆晶.維修電工（高級(jí)）.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.20078 熊幸明.工廠電氣控制技術(shù)北京清華大學(xué)出版社.20059 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.200410 三菱電機(jī).FX1S、FX1N FX2N FX2N（編程手冊(cè).2005致謝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！感謝我們的指導(dǎo)老師余新拴， 本課程設(shè)計(jì)論文是在余新拴老師的關(guān)懷和指導(dǎo)下完成的。他嚴(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)向余老 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。同時(shí)，我們要感謝電氣工程學(xué)院的各位老師，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?/p>