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1、 机电工程学院课程设计说明书 设计题目: 物业供水系统水泵控制 设计与调试 学生姓名： 学 号： 专业班级： 机制F1307 指导教师： 2017年 1月 6 日内容摘要随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，城市中各类小区的建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求，小区的供水系统是其中的一个重要方面。本论文是针对供水要求设计的基于PLC的物业供水系统。本设计由PLC、四台水泵、压力传感器等组成，系统工作时分手动操作和自动操作，自动操作时首先由传感器把信号传给PLC，再由PLC根据水压的高低信号分析控制四台水泵的工作状态；手动操作时，可以通过各个水泵的启动停止按钮独
2、立的工作。关键词：PLC控制；物业供水；恒压控制 目 录第1章 引言11.1 物业供水系统应用现状11.2 供水系统的控制要求1第2章 设计思路22.1 手动控制时的设计22.2 自动控制时的设计22.3 系统控制流程图3第3章 PLC控制系统的硬件件设计43.1 PLC的类型选择43.2 PLC的I/O接口的分配与编号53.3 PLC的外部接线图6第4章 PLC控制系统的程序设计74.1 基于置/复位-跳转指令的梯形图程序74.1.1 手动控制时的程序74.1.2 自动控制时的程序84.2 基于左移位指令的梯形图程序154.2.1 手动控制时的程序154.2.2 自动控制时的程序17第5章
3、程序的调试与仿真215.1 基于置/复位-跳转指令的程序调试与仿真215.2 基于左移位指令的程序调试与仿真28第6章 继电器-接触器控制316.1 控制电路的主电路图336.2 控制电路的控制电路图34结论35- 1 -设计总结36致谢37附录1 基于置/复位跳转指令的梯形图38附录2 基于置/复位跳转指令的语句表45附录3 基于左移位指令的梯形图54附录4 基于左移位指令的语句表58附录5 电气控制原理图61参考文献62- 2 -第1章 引言1.1 物业供水系统应用现状 我们都知道，水是人类生活生产中不可缺少的物质，在提倡节能环保的时代，对于我们这个水资源，电能短缺的国家，节约更显得尤为重
4、要。随着人们生活水平的提高，城市中各小区的建设发展的十分迅速，同时也对小区的基础建设提出了更高的要求。小区的供水系统的建设正是其中的一部分，供水的可靠性、稳定性、经济型直接影响到小区居民的正常生活和工作，也直接体现出小区物业管理水平的高低。1.2 供水系统的控制要求 现在某物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1、K2和K3，K1接通，表示水压偏低；K2接通表明水压正常；K3接通，表明水压偏高。对于供水系统有以下控制要求：（1）自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵工作，要求工作的水泵先切断；压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作
5、，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示水压正常，可维持水泵运行数量。工作时，要求水泵至少为1台，最多不得超出4台。（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。（3）手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有过载保护，可随时对单个水泵进行断电控制。（4）设置“自动手动”切换开关（ON手动，OFF自动），另设自动运行控制开关（ON自动运行，OFF自动运行停止）。第2章 设计思路2.1 手动控制时的设计 本系统主要分为手动运行和自动运行两部分，在编程过程中将本系统主要分为三大模块：手动运行模块、自动运行模块、输出模块。在系统一上电情况下首先通过判断自动手动/开
6、关I0.0，判断是进入手动模块还是自动模块，I0.0为ON表示手动，OFF表示自动。然后进入相应的模块执行程序。手动模块，当进入手动手动模块后，I0.1是泵1的手动启动开关，I0.2是泵1的手动停止开关，I0.3是泵2的手动启动开关，I0.4是泵2的手动停止开关，I0.5是泵3的手动启动开关，I0.6是泵3的手动停止开关，I0.7是泵4的手动启动开关，I1.0是泵4的手动启动开关。可以通过上述开关相对独立的对单台水泵进行通断电控制。并且分别设置I1.5、I1.6、I1.7、I2.0对泵1、泵2、泵3、泵4进行过载保护，随时对单台水泵进行断电控制。2.2 自动控制时的设计 自动模块，当进入自动模
7、块后，在自动进行模块还有自动运行/停止开关I1.1（ON表示运行，OFF表示停止），在I1.1为ON的情况下，系统首先判断四台水泵的运行状态，如四台水泵都没有工作将自动把第一台水泵打开，其中M0.0、M0.1、M0.2、M0.3分别是四台水泵自动运行的标志，然后通过压力传感器判断水压的高低，在系统中I1.2表示水压低，I1.3表示水压正常，I1.4表示水压高。水压高/低的时候延时30秒减少/增加一台水泵工作，增加的顺序是没工作过的优先增加，程序为了满足这个要求，采用的是四台水泵按M0.0-M0.1-M0.2-M0.3-M0.0的顺序依次循环启动或停止。这样就能满足没工作过的优先增加和工作过的优
8、先停止的要求。其次在选择增加四台水泵的控制PLC，扫描程序遵照从上到下从左到右的原则，为了避免上面程序对下面的影响，在设计过程中对于水压高需要减少水泵时先写出四台水泵同时工作的情况，然后逐次减一到只有一台工作，对于水压低需要增加水泵时先让泵1工作，然后逐次加一到四台全工作，这样就能满足上述要求。每当自动模块执行完之后程序跳到输出模块执行。在输出模块中,Q0.0是泵1的运行标志；Q0.1是泵2的运行标志；Q0.2是泵3的运行标志；Q0.3是泵4的运行标志。Q0.4是泵1的工作状态显示信号灯的输出；Q0.5是泵2的工作状态显示信号灯的输出；Q0.6是泵3的工作状态显示信号灯的输出；Q0.7是泵4的
9、工作状态显示信号灯的输出。2.3 系统控制流程图图2-1 系统控制流程图第3章 PLC控制系统的硬件件设计3.1 PLC的类型选择PLC是整个恒压供水控制系统的核心，它要完成对系统中所有输入信号的采集、所有输出单元的控制、恒压的实现以及对外的数据交换。因此在选择PLC时，要考虑PLC的指令执行速度、指令丰富程度、内存空间、通讯接口及协议、带扩展模块的能力和编程软件的方便与否等多方面因素，依据控制任务，从PLC的输入/输出点数、存储器容量、输入/输出接口模块类型等方面等来选PLC型号。在本供水系统的设计中，选择PLC的CPU的类型时主要是依据I/O接口的点数进行选择。根据设计任务书的要求分析需要
10、17个输入接口，8个输出接口，故选择S7-200型PLC，CPU选择226型。CPU226它的主要参数如下:数字量I/O点数:24DI/16DO 输入电压：20.4-28.2V DC/85-264V AC允许扩展模块数量:7个 基本指令执行时间:0.55-0.7微秒程序空间:24576B 通信功能:强输出形式:继电型 输出能力:最大输出电流1000mA3.2 PLC的I/O接口的分配与编号表3-1 I/O地址分配表控制信号信号名称元件名称元件符号地址编码输入信号自动手动切换信号装换开关QSI0.0手动启动泵1常开按钮SB1I0.1手动停止泵1常闭按钮SB2I0.2手动启动泵2常开按钮SB3I0
11、.3手动停止泵2常闭按钮SB4I0.4手动启动泵3常开按钮SB5I0.5手动停止泵3常闭按钮SB6I0.6手动启动泵4常开按钮SB7I0.7手动停止泵4常闭按钮SB8I1.0自动启动停止信号开关K0I1.1低压开关K1压力开关K1I1.2 续表：水压正常反馈K2压力开关K2I1.3高压开关K3压力开关K3I1.4泵1过载保护热继电器FR1I1.5泵2过载保护热继电器FR2I1.6泵3过载保护热继电器FR3I1.7泵4过载保护热继电器FR4I1.8输出信号泵1供水接触器KM1Q0.0泵2供水接触器KM2Q0.1泵3供水接触器KM3Q0.2泵4供水接触器KM4Q0.3信号灯1信号灯L1Q0.4信号
12、灯2信号灯L2Q0.5信号灯3信号灯L3Q0.6信号灯4信号灯L4Q0.7 3.3 PLC的外部接线图图3-1 PLC的外部接线图第四章 PLC控制系统的程序设计4.1 基于置/复位-跳转指令的梯形图程序4.1.1 手动控制时的程序 当自动/手动装换开关为ON时，即I0.0得电，进入手动控制状态.。在手动控制中，I0.1得电泵1启动，I0.2得电泵1停止，M0.0得电或失电；I0.3得电泵2启动，I0.4得电泵2停止，M0.1得电或失电；I0.5得电泵3启动，I0.6得电泵3停止，M0.2得电或失电；I0.7得电泵4启动，I0.4得电泵4停止，M0.3得电或失电。最后根据M0.0、M0.1、M
13、0.2、M0.3的得电情况统一输出。进入手动控制模块泵1的启停控制泵2的启停泵3的启停控制泵4的启停控制4.1.2 自动控制时的程序 自动控制时，自动/手动装换开关为OFF，I0.1得电后进入自动控制模块，自动控制时，根据水压的大小由压力开关K1、K2、K3的通断情况控制四个水泵的启停。当没有水泵输出时，先让水泵1得电启动，当压力正常时K1接通，水泵保持原有状态输出；当水压过低时K1接通，此时I1.2得电，T37开始计时，30S后M0.1得电，泵2启动。泵2启动运行一段时间后如果水压仍旧过低，则30S后启动泵3。当水压过高时K3接通，此时I1.4得电T38开始计时，30S后将原来最先启动的水泵依次停止运行，保留一个水泵输出。进入自动模块先自行启动泵1水压低时，I1.2得电，T37开始计时T37计
