plc課程設(shè)計--物業(yè)供水系統(tǒng)報告

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計3</p><p>　　1.1系統(tǒng)主要配置的選型3</p><p>　　1.1.1 水泵機組的選型3</p><p>　　1.1.2 PLC的選型4</p><p>　　1.1.3 壓力傳感器的選型

2、5</p><p>　　1.2 可編程控制器I/O分配7</p><p>　　1.3 系統(tǒng)電路分析及設(shè)計7</p><p>　　1.3.1 系統(tǒng)電源7</p><p>　　1.3.2 供水系統(tǒng)主電路分析與設(shè)計8</p><p>　　1.3.3 PLC I/O接線圖9</p><p>　

3、　1.3.4 壓力傳感器信號處理10</p><p>　　1.3.5 報警電路設(shè)計11</p><p>　　第2章 供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計13</p><p>　　2.1 軟件開發(fā)環(huán)境簡介13</p><p>　　2.2 供水系統(tǒng)程序流程圖15</p><p>　　2.3 供水系統(tǒng)程序設(shè)計16</p>

4、;<p>　　2.3.1 供水系統(tǒng)的程序主體思路：16</p><p>　　2.3.2 供水系統(tǒng)程序設(shè)計16</p><p>　　第3章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析……………………………………………………………………20</p><p>　　3.1系統(tǒng)調(diào)試20</p><p>　　3.2結(jié)果分析23</p><

5、;p>　　第4章 結(jié)束語25</p><p><b>　　參考文獻26</b></p><p><b>　　附錄27</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　隨著我國社會經(jīng)濟的發(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

6、市中各類小區(qū)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)供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個重要方面，供水的經(jīng)濟性、可靠性、穩(wěn)定性直接影響到小區(qū)住戶的正常生活和工作，也直接體現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)管理水平的高低。傳統(tǒng)供水方式普遍不同程度的存在效率低、可靠性差、自動化程度不高等缺點，難以滿足當前經(jīng)濟生活的需要。</p><p>　　本論文針對住宅小區(qū)的供水要求，設(shè)計了一套由可編程邏輯控制器PLC、四臺水泵、壓力傳

7、感器等主要設(shè)備構(gòu)成的全自動供水系統(tǒng)，系統(tǒng)分為手動模式和自動模式。自動模式，首先由傳感器把信號傳給PLC，再由PLC根據(jù)水壓的高低，分析控制四臺水泵的工作狀態(tài)；手動模式下，可以通過各個水泵的啟動停止按鈕獨立的工作。該系統(tǒng)還設(shè)有過載等保護功能。該系統(tǒng)設(shè)有低壓報警和高壓報警，如果系統(tǒng)經(jīng)常提醒水壓過低，那就提醒使用者需要增設(shè)水泵以保證供水的正常，如果系統(tǒng)提醒水壓偏高，使用者可手動關(guān)掉所有水泵。本設(shè)計是基于PLC的物業(yè)供水系統(tǒng)，通過調(diào)試表明本系統(tǒng)

8、能夠滿足設(shè)計要求并有很好的使用價值。</p><p>　　關(guān)鍵字： PLC 物業(yè)供水系統(tǒng) </p><p>　　第1章 供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計</p><p>　　1.1系統(tǒng)主要配置的選型</p><p>　　1.1.1 水泵機組的選型</p><p>　　水泵機組的選型基本原則，一是要確保平穩(wěn)運行；二是要經(jīng)常

9、處于高效區(qū)運行，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。</p><p>　　本文以某小區(qū)的實際生活用水的數(shù)據(jù)進行選型，該小區(qū)生活用水具體要求為：</p><p>　　1)由多臺水泵機組實現(xiàn)供水，流量范圍600m2／h，揚程60米左右，出水口水壓大小為0.4Mpa；</p><p>　　2)設(shè)置一臺水泵作用于

10、小流量時的供水；供水壓力要求恒定，尤其在換泵時波動要?。?lt;/p><p>　　3)系統(tǒng)能自動可靠運行，為方便檢修和應(yīng)急，應(yīng)具備手動功能。</p><p>　　4)具有完善的過載保護功能，系統(tǒng)要求較高的經(jīng)濟運行性能。</p><p>　　根據(jù)以上系統(tǒng)要求的總流量范圍、揚程大小，確定供水系統(tǒng)設(shè)計秒流量和設(shè)計供水壓力(水泵揚程)，考慮到用水量類型為連續(xù)型低流量變化型，確定

11、采用4臺上海熊貓機械(集團)有限公司生產(chǎn)的SFL系列主水泵機組。</p><p>　　表3.1 控制器I/O口分配表</p><p>　　1.1.2 PLC的選型</p><p>　　PLC是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心，它要完成對系統(tǒng)中所有輸入信號的采集、所有輸出單元的控制、恒壓的實現(xiàn)以及對外的數(shù)據(jù)交換。因此我們在選擇PLC時，要考慮PLC的指令執(zhí)行速度、指令豐

12、富程度、內(nèi)存空間、通訊接口及協(xié)議、帶擴展模塊的能力和編程軟件的方便與否等多方面因素，以日本三菱PLC為例，該PLC有FX、A、Q三大系列，在FX系列中又有FX1S，F(xiàn)X1N和FX2N三種型號。依據(jù)控制任務(wù)，從PLC的輸入／輸出點數(shù)、存儲器容量、輸入／輸出接口模塊類型等方面等來選PLC型號。在供水系統(tǒng)的設(shè)計中，我們選擇三菱FX1N-40MR-001型PLC。FX1N-40MR-001的主要參數(shù)為：</p><p>

13、　　I／O點數(shù)：24／16；</p><p><b>　　基本指令：27條；</b></p><p>　　功能指令：298條；</p><p>　　基本指令執(zhí)行時間：0.55-0.7微秒；</p><p>　　用戶程序步驟：8K；</p><p><b>　　通信功能：強；</b&

14、gt;</p><p><b>　　輸出形式：繼電型；</b></p><p>　　輸出能力：2A／點；</p><p>　　三菱FX1N-40MR-001是三菱電機推出的功能強大的普及型PLC。具有擴展輸入輸出，模擬量控制和通訊、鏈接功能等擴展性。是一款廣泛應(yīng)用于一般的順序控制三菱PLC。</p><p>　　特點：三

15、菱FX1N-40MR-001擁有相當快的速度， FX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于FX系列中高檔次的超小形程序裝置。 除輸入輸出24-24點的獨立用途外，還可以適用于在多個基本組件間的連接，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。 </p><p>　　三菱FX1N-40MR-001在基本單元上連接擴展單元或

16、擴展模塊，可進行16-256點的靈活輸入輸出組合。可選用16/32/48/64/80/128點的主機，可以采用最小8點的擴展模塊進行擴展?？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）可使用存儲盒，最大可擴充至16K步。豐富的軟元件應(yīng)用指令中有多個可使用的簡單指令、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

17、理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運算、平方根、浮點小數(shù)運算等。特殊用途、脈沖輸出（20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V），脈寬調(diào)制，PID控制指令等。</p><p>　　1.1.3 壓力傳感器的選型</p><p>　　壓力傳感器是供水系統(tǒng)中的主要傳感器。PLC自動控制水泵的工作情況的信息全部來自壓力傳感器，它必須要有很高的可靠性，如果壓力傳感器出錯，將會帶來災(zāi)難性的事故，很

18、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。</p><p>　　根據(jù)供水系統(tǒng)的具體的要求，我們選擇水壓傳感器PY206。它有以下特點：</p><p>　　水壓傳感器，廠家采用進口高精度感應(yīng)芯體，先進的貼片工藝，配套帶有零點、滿量程補償，溫度補償?shù)母呔群透叻€(wěn)定性放大集成電路，將被測量介質(zhì)的壓力轉(zhuǎn)換成0～5VDC標準電信號 。采用全不銹鋼封焊結(jié)構(gòu)，具有

19、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、冶金、車輛制動、樓宇供水等壓力測量與控制。</p><p><b>　　產(chǎn)品概述及特點：</b></p><p>　　A、采用進口感壓芯片；</p><p>　　B、先進的貼片工藝，具有零點、滿量程補償，溫度補償；</p><p&g

20、t;　　C、高精度和高穩(wěn)定性放大集成電路；</p><p>　　D、全封焊結(jié)構(gòu)、抗沖擊、耐疲勞、可靠性高；</p><p>　　E、輸出信號多樣化（有電流型、電壓型）；</p><p>　　F、結(jié)構(gòu)小巧，安裝方便；</p><p>　　G、采用高溫補償最高介質(zhì)溫度可達350度；</p><p><b>　　產(chǎn)

21、品主要參數(shù)： </b></p><p>　　被測介質(zhì)： 氣體、液體及蒸氣（弱腐蝕性）</p><p><b>　　壓力類型： 表壓</b></p><p>　　量 程： -100KPa-0.6Mpa～60 Mpa～120 Mpa間任意可選（量小量程為0.6MPa,量大量程為120MPa）</p><p>

22、;　　輸 出：4～20mA（二線制）、0～5VDC、0～10VDC、0.5～4.5VDC（三線制） </p><p>　　綜合精度： ±0.1%FS（量程60MPa以下）、±0.25%FS、±0.5%FS</p><p>　　供 電： 24V DC（15～30VDC）</p><p>　　絕緣電阻： ≥1000 MΩ/100

23、VDC</p><p>　　負載電阻: 電流輸出型：最大800Ω 電壓輸出型：大于50KΩ </p><p>　　介質(zhì)溫度： -20～85℃、-20～150℃、-20～200℃、-20～300℃（可選）</p><p>　　環(huán)境溫度：-20～85℃</p><p>　　儲存溫度：-40～90℃</p><p>　　相

24、對濕度： 0～95% RH</p><p>　　密封等級：IP65/IP68</p><p>　　過載能力： 150%FS</p><p>　　響應(yīng)時間：≤10mS</p><p>　　穩(wěn) 定 性：≤±0.15%FS/年</p><p>　　振動影響：≤±0.15%FS/年（機械振動頻率20Hz～1

25、000Hz）</p><p>　　電氣連接：緊線螺母直接出線；標準配線3米</p><p>　　壓力連接：M20×1.5，其它螺紋可依據(jù)客戶要求設(shè)計</p><p>　　連接螺紋材料：304/316L不銹鋼</p><p><b>　　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖：</b></p><p>　　圖 3-1

26、水壓傳感器PY206結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1.2 可編程控制器I/O分配</p><p>　　表3.2 控制器I/O口分配表</p><p>　　1.3 系統(tǒng)電路分析及設(shè)計</p><p>　　1.3.1 系統(tǒng)電源</p><p>　　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)時應(yīng)考</p

27、><p><b>　　慮下列因素：</b></p><p>　　1)輸入電源電壓在一定的允許范圍內(nèi)變化；</p><p>　　2)當輸入交流電斷電時，應(yīng)不破壞控制器程序和數(shù)據(jù)；</p><p>　　3)當控制系統(tǒng)不允許斷電的場合，要考慮供電電源的冗余；</p><p>　　4)當外部設(shè)備電源通斷電時，

28、應(yīng)不影響控制器的供電；</p><p>　　5)要考慮電源系統(tǒng)的抗干擾措施。</p><p>　　為實現(xiàn)以上要求，在主電路和控制電路加上了保護，包括過載保護，當主電路因某些原因出現(xiàn)故障時，比如水泵過載，這時過載保護工作，水泵停止運行既使水泵安全，也使電源供電安全確保PLC的電源正常。</p><p>　　1.3.2 供水系統(tǒng)主電路分析與設(shè)計</p>&

29、lt;p>　　由設(shè)計內(nèi)容和要求可知，本設(shè)計需要用到四臺水泵，水泵的型號都為：150sfl160-20x4，55kw，1450轉(zhuǎn)/分，380V，144A。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，主電路并設(shè)有短路過載保護。</p><p>　　硬件設(shè)設(shè)計主電路圖如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2 硬件設(shè)計主電路圖</p><

30、;p>　　圖中的三相電接入口處有熔斷器，當水泵因故障或其他原因過載時，主電路上的電流超過正常值時熔斷器自動熔斷，起到保護水泵和主電路的作用。在每臺水泵上單獨再安裝熔斷器FU1、2、3、4，因為，4臺水泵的工作狀態(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主電路的作用，所以，在每臺水泵上單獨再裝上熔斷器以保證當水泵超載時可單獨切斷電源。刀開關(guān)QS1、2、3、4由人工手動控制，PLC控制電路失靈時刀開關(guān)是切斷電源的唯一方法。接

31、觸器KM1、2、3、4是由PLC自動控制水泵的開關(guān)。FR1、2、3、4是熱繼電器，把它們穿在電機的繞組中，當水泵過載時，熱繼電器動作，切斷電源。M1、2、3、4代表四臺水泵。</p><p>　　1.3.3 PLC I/O接線圖</p><p>　　圖3-3供水系統(tǒng)PLC I/O接線圖</p><p>　　如圖3-3所示，按鍵S1-S16分別為不同信號輸入，COM口

32、為公共端，Y001-Y015分別為不同控制信號輸出端，輸出控制信號控制執(zhí)行電路的工作狀態(tài)。其中，S3是自鎖開關(guān)，當S3接通時系統(tǒng)工作在手動模式，當S3斷開時，系統(tǒng)工作在自動模式，而S3的默認狀態(tài)是斷開的。S4是當系統(tǒng)工作在自動模式時的開關(guān)，當S4接通時，自動工作有效，當S4斷開時，自動工作停止。S5-S8是過載保護的輸入，以開關(guān)形式代替。過載保護，除了有硬件上的保護還有PLC程序中的保護，以確保系統(tǒng)的可靠性。S9-S16是手動模式下的功

33、能選擇，使4臺水泵可以任意設(shè)置其工作狀態(tài)，4臺水泵在手動控制模式下是相互獨立的，相互之間沒有影響。</p><p>　　Y1-Y4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。Y5-Y10是各個水泵工作狀態(tài)指示燈口，Y11是自動模式指示燈控制口，Y12是手動模式指示燈控制口，Y13是自動模式開關(guān)狀態(tài)之燈控制接口。Y

34、14是高壓報警指示燈，當只有一臺水泵在工作，但是，水壓還是超過正常值，這時就要報警來提醒工作人員，由工作人員決定是否手動關(guān)掉所有水泵。Y15是低壓報警指示燈，當4水泵都投入工作，但是，水壓還是低于正常值，如果這種狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生，那么，這個系統(tǒng)就要考慮增設(shè)一臺水泵以保證供水的正常。</p><p>　　1.3.4 壓力傳感器信號處理</p><p>　　壓力傳感器選用的是佛山一眾傳感儀器有限公

35、司的水壓傳感器PY206。PY206能將水壓轉(zhuǎn)換成0～5VDC標準電信號。采用進口高精度感應(yīng)芯體，先進的貼片工藝，配套帶有零點、滿量程補償，溫度補償?shù)母呔群透叻€(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。</p><p>　　壓力傳感器PY206能將水壓信號轉(zhuǎn)換成0～5VDC標準電信號，但是，PLC需要的是三個分立的信號：低水壓信號，正常水壓，高水壓信號。因此，就必須把壓力傳感

36、器的輸出信號進行轉(zhuǎn)換，為此我們設(shè)計了如圖3-4所示的信號轉(zhuǎn)換電路。</p><p>　　圖3-4 壓力傳感器信號轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　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的輸出信號是0～5VDC標準電信號，因此，可以采用這種形式。傳感器信號接到電壓比較

37、器Lm393的2腳和5腳，通過由Lm393組成的窗口比較器電路將水壓轉(zhuǎn)換成低中高三檔信號送給PLC。</p><p>　　1.3.5 報警電路設(shè)計</p><p><b>　　1.必要性分析</b></p><p>　　確定供水系統(tǒng)總體設(shè)計方案的基本依據(jù)是設(shè)計供水能力能滿足系統(tǒng)最不利點的用水需求，同時還需要結(jié)合用戶用水量變化類型，考慮方案適用性

38、、節(jié)能性及其它技術(shù)要求。根據(jù)用戶的用水時段特點，可將用戶用水量變化類型分為連續(xù)型、間歇型兩大類，根據(jù)流量的變化特點，還可進一步細分為高流量變化型，低流量變化型，全流量變化型等。不同季節(jié)、不同月份，流量變化類型也會改變。</p><p>　　連續(xù)型是指一天內(nèi)很少有流量為零的時候，或本身管網(wǎng)的正常泄漏就保持有一定的流量；間歇型指一天內(nèi)有多段用水低谷時間，流量很小或為零。各種類型的水流量變化關(guān)系曲線如圖3-5所示<

39、;/p><p>　　圖 3-5用戶用水量變化類型</p><p>　　a)連續(xù)型(全流量變化型) b)連續(xù)型(高流量變化型)</p><p>　　c)連續(xù)型(低流量變化型) d)間歇型</p><p>　　根據(jù)以上分析知道：由于居民用水的集中性，當只有1臺水泵在工作時，如果水壓傳感器還檢測到水壓過高，這時就要采取行動，不然會使水壓

40、過高造成管道破裂，造成水資源和電能的浪費。在用水高峰期，4臺水泵都投入工作，如果水壓傳感器傳回數(shù)據(jù)仍顯示水壓低，這時，部分用戶的用水將受到影響。如果經(jīng)常出現(xiàn)低壓報警，那么，就提醒管理者增加水泵個數(shù)，以保證用水正常。</p><p><b>　　2.報警電路</b></p><p>　　圖3-6 報警電路電路圖</p><p>　　如圖3-6所示

41、，當報警控制信號為1時，報警器發(fā)聲報警。這時管理者就要根據(jù)實際情況作出相應(yīng)回應(yīng)，如果是高壓報警則可以通過系統(tǒng)的手動功能，將所有水泵都關(guān)掉，或者是低壓報警，這就要根據(jù)實際情況適當增加水泵的數(shù)量以確保用戶用水的正常。</p><p>　　第2章 供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計</p><p>　　供水系統(tǒng)概況：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，

42、表示水壓正常；K3接通，表示水壓偏高。

43、

44、 </p><p><b>　　1. 控制要求：</b></p><p>　?。?）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，要求先工作的水泵先切斷；當用水量多時，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，表示供水正常，可維持水泵運行數(shù)量。工作時，要求水泵數(shù)量最少

45、為1臺，最多不得超出4臺。</p><p>　?。?）各水泵工作時，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。</p><p>　　（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，可隨時對單臺水泵進行斷電控制。</p><p>　　（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

46、——自動運行停止）。</p><p>　　2. 擴展功能報警功能，當只有1臺水泵工作，水壓仍然高，發(fā)生高壓報警，當4臺水泵都工作，水壓仍然低，發(fā)生低壓報警。</p><p>　　2.1 軟件開發(fā)環(huán)境簡介</p><p>　　本設(shè)計所使用的編程環(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、AnA、FX

47、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，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能。使用簡單，操作方便，是PLC編程人員比較親賴的開發(fā)環(huán)境之一。</p><p>　　圖2-1GX Developer8.52啟動畫面</p><p>　　圖2-2 GX Developer8.52工作界面</p>&

48、lt;p>　　GX Developer的特點：</p><p>　　1.軟件的共通化 GX Developer能夠制作Q系列，QnA系列，A系列（包括運動控制（SCPU））,FX系列的數(shù)據(jù),能夠轉(zhuǎn)換成GPPQ,GPPA格式的文檔。</p><p><b>　　2.程序的標準化</b></p><p>　　3.能夠簡單設(shè)定和其他站點的鏈接&

49、lt;/p><p>　　4.能夠用各種方法和可編程控制器CPU連接</p><p>　　5.能夠?qū)xcel,Word等作成的說明數(shù)據(jù)進行復(fù)制，粘貼，并有效利用。</p><p>　　2.2 供水系統(tǒng)程序流程圖</p><p><b>　　圖2-3程序流程圖</b></p><p>　　2.3 供水系

50、統(tǒng)程序設(shè)計</p><p>　　2.3.1 供水系統(tǒng)的程序主體思路：</p><p>　?。?）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，要求先工作的水泵先切斷；當用水量多時，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，表示供水正常，可維持水泵運行數(shù)量。工作時，要求水泵數(shù)量最少為1臺，最多不得超

51、出4臺。</p><p>　　（2）各水泵工作時，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。</p><p>　　（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，可隨時對單臺水泵進行斷電控制。</p><p>　?。?） 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）

52、。</p><p>　?。?） 擴展功能報警功能，當只有1臺水泵工作，水壓仍然高，發(fā)生高壓報警，當4臺水泵都工作，水壓仍然低，發(fā)生低壓報警。</p><p>　　2.3.2 供水系統(tǒng)程序設(shè)計</p><p>　　1. 主程序的模式選擇部分程序設(shè)計及解析</p><p>　　這是主程序的模式選擇部分，當X3接通時選擇手動模式，在手動模式下要打開

53、手動模式指示燈即SET Y012，同時把自動模式的指示燈關(guān)掉即RST Y011。再調(diào)用手動處理子函數(shù)。然后復(fù)位在自動模式下開啟的T0和T1，這時為下一次進入自動模式做好準備；當X3斷開時，系統(tǒng)工作在自動模式，這時要關(guān)閉手動模式指示燈同時打開自動模式指示燈，然后調(diào)用自動模式子程序。</p><p>　　2. 水壓低處理初始化部分程序設(shè)計及解析</p><p>　　這是水壓低處理初始化部分。當

54、自動模式開啟即X4閉合，同時X000即水壓低輸入I/O口閉合，則程序進入。首先，要打開定時器T0定時30S,30S之后再增加要增加水泵，這樣的設(shè)計為的是系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果不延時，立馬開啟水泵，那么，4臺水泵會頻繁的開啟和停止，將嚴重影響水泵的壽命。</p><p>　　在進入低壓處理部分時對T1即高壓延時定時器復(fù)位，這是為進入高壓處理做好準備。用以實現(xiàn)30S延時，如果不RST T1，有可能剛進入高壓處理部分立馬就

55、切斷水泵。</p><p>　　后邊的程序采用MC和MCR指令是為了增加程序的簡潔和可讀性。</p><p>　　3. 水壓高處理初始化部分程序設(shè)計及解析</p><p>　　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，這里不再詳細解析。</p><p>　　4. 過載保護程序設(shè)計及解析</p><p>

56、;　　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，當過載保護檢測到時，立即停止所有水泵，以保證水泵和整個電路的安全。這樣的設(shè)計雖然會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，但是，卻提高了系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　5. 水泵工作狀態(tài)指示程序設(shè)計及解析</p><p>　　每一臺水泵的工作狀態(tài)，可以通過PLC的Y005、 Y006、 Y007， Y010控制的

57、指示燈上看到，這樣方便管理監(jiān)測和維護水泵。能夠?qū)崟r的看到PLC的控制結(jié)果，而不必到現(xiàn)場看水泵的工作狀態(tài)，相當于起到了人機交互的作用，體現(xiàn)了系統(tǒng)的人性化設(shè)計理念。</p><p>　　6. 低壓報警程序設(shè)計及解析</p><p>　　低壓報警，當4臺水泵都投入工作，但是，水壓還是低于正常值，將會對用戶造成很大的不便。如果這種狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生，那么，系統(tǒng)就會提醒管理人員增設(shè)水泵以保證供水的正常。&

58、lt;/p><p>　　7. 高壓報警程序設(shè)計及解析</p><p>　　高壓報警，當只有一臺水泵在工作，但是，水壓還是超過正常值，這時就要通過報警來提醒工作人員，由工作人員決定是否手動關(guān)掉所有水泵。因為，如果水壓過高將會對管道造成破壞，很有可能是管道破裂，造成水資源的浪費。</p><p>　　8. 水泵工作狀態(tài)和順序記憶程序設(shè)計及解析</p><

59、p>　　這是工作順序記憶程序，能“實現(xiàn)先工作的先停止，沒工作過的先工作”。</p><p>　　這是記憶的復(fù)位，因為，記憶水泵的工作順序，如果不復(fù)位，那么，它的效果將和沒有記憶效果一樣。</p><p>　　第3章系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析</p><p><b>　　3.1系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　打開軟件，

60、選定選用的PLC型號。把編好的程序轉(zhuǎn)換，在工具菜單里點擊“梯形圖邏輯測試啟動”，如下圖所示界面。</p><p>　　圖 3-1 調(diào)試界面1</p><p>　　出現(xiàn)上述界面以后，單擊過“梯形圖邏輯測試啟動”將會出現(xiàn)以下界面</p><p>　　圖 3-2 調(diào)試界面2</p><p>　　在這之后，在菜單欄中點擊“在線”按鈕，在下來菜單中選擇

61、“調(diào)試”，然后在左菜單中點擊“軟元件測試”</p><p>　　圖 3-3 調(diào)試界面 3</p><p><b>　　將出現(xiàn)以下界面：</b></p><p>　　圖3-4軟元件測試界面</p><p>　　在軟元件測試對話框中，把相應(yīng)的軟元件，按照可能出現(xiàn)的情況進行仿真。例如：</p><p>

62、　　1.仿真自動模式下的低水壓</p><p>　　可在軟元件中輸入X4，然后，單擊 “強制ON”，把軟元件X4強制ON，這時，程序進入自動模式。在自動模式下，程序會檢測水壓的高低，因為，要求“至少有一臺水泵工作”，因此，它會立馬打開1臺水泵，然后繼續(xù)檢測水壓，如果，水壓仍然低，程序會延時30S后在增加一臺水泵，延時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，仍然檢測到低壓，

63、程序會選擇沒有工作過的水泵優(yōu)先工作。每打開1臺水泵，程序會把這個信息寄到中間繼電器M中，以便以后實現(xiàn)“先工作先停止，沒工作過的優(yōu)先工作”做好準備。</p><p>　　2..仿真自動模式下的高水壓</p><p>　　當出現(xiàn)高水壓時，程序會根據(jù)“先工作的先停止”（ 這樣有利于保護水泵，延長水泵的使用壽命）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。同時更新信息，把下一個相對先工作的

64、放到第一位，為下一次關(guān)閉“先工作的” 水泵做好準備。</p><p><b>　　3.手動模式仿真</b></p><p>　　當把“X3”強制ON時，程序?qū)⑦M入手動模式。在這個模式下，按動相應(yīng)按鈕，將實現(xiàn)任何一臺水泵的啟動和停止控制。</p><p><b>　　3.2結(jié)果分析</b></p><p&

65、gt;　　在程序的設(shè)計和調(diào)試、仿真過程中，我們體會到了PLC程序設(shè)計中應(yīng)該注意的問題。</p><p><b>　　程序的記憶功能</b></p><p>　　要實現(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作都記錄下來，只有這樣才能實現(xiàn)。記憶的信息必須要實時更新，要不然會出現(xiàn)錯誤。</p><p>　　在寫這個

66、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，使用這個功能指令不僅沒有簡化程序的復(fù)雜程度，還使程序更加復(fù)雜，經(jīng)過和指導(dǎo)老師討論，最終放棄了功能指令“SFWR” 和“SFRD”的使用。改為現(xiàn)在這種算法。</p><p>　　體會：功能指令不一定比普通指令能簡化程序。</p><p><b>　　定時器的清零</b><

67、/p><p>　　定時器在程序中是用來延時啟動和停止水泵的，如果不在模式轉(zhuǎn)換和水壓狀態(tài)轉(zhuǎn)變時清零定時器，水泵將會不經(jīng)過延時直接啟動，或者水泵永遠關(guān)不掉。</p><p>　　體會：定時器記住一定要清零。</p><p>　　3. “OUT”與“SET”不同</p><p>　　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

68、接觸器實現(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指令只有當條件滿足時才輸出，不滿足時立馬關(guān)閉，所以才會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。而SET指令是只要條件滿足就置位。如果不使用RST指令，輸出是不會改變。</p><p>　　體會：OUT指令適合實時的控制，比如說指示燈，在本程序中用到的OUT指令就是實現(xiàn)指示燈的。SET指令適合控制狀態(tài)控制，只

69、要一觸發(fā)條件就動作，只有當執(zhí)行RST指令時才復(fù)位。</p><p><b>　　順序問題</b></p><p>　　在實現(xiàn)記憶功能時，輸出是有先后順序的。為實現(xiàn)“先工作的先停止，沒工作的先工作”對4臺水泵實行編號處理，并且，水泵的工作按照固定的順序工作和停止的。如果，把對Y1的控制放在第1位，而后邊的程序以Y1的狀態(tài)為參考的。如果本次的動作觸發(fā)了Y1動作，Y1將會影

70、響后邊程序的執(zhí)行。因此，只有把Y4放到程序的第1位，才能實現(xiàn)，本次的狀態(tài)不影響其他輸出。</p><p><b>　　第4章 結(jié)束語</b></p><p>　　經(jīng)過將近一周的供水系統(tǒng)PLC課程設(shè)計，我們收獲頗豐，不僅熟悉了供水系統(tǒng)的工作過程，同時了解到了其內(nèi)部硬件電路的構(gòu)成、每部分電路的設(shè)計等，還學(xué)會了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

71、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)雜只要能實現(xiàn)功能就行。</p><p>　　通過此次課程設(shè)計的鍛煉，我們加深了對PLC的認識和理解，也知道了PLC應(yīng)用于工業(yè)控制的優(yōu)點，更重要的是我們看到了自己知識的匱乏，也堅定了以后要不斷的學(xué)習(xí)，不斷的向身邊的人虛心請教，同時要借助于圖書館和網(wǎng)絡(luò)來擴充自己的知識面的決心。也只有這樣，在以后的社會競爭中，自己才能有立足之地，才能有所作為。</

72、p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 熊幸明. 電氣控制與PLC. 北京：機械工業(yè)出版社，2011</p><p>　　[2]三菱電機.FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC編程手冊.2005</p><p><b>　　附錄</b></p><p&

73、gt;<b>　　指令表清單:</b></p><p><b>　　0 LD X003</b></p><p>　　1 SET Y012</p><p>　　2 RST Y011</p><p><b>　　3 CALL P1</b></p><p>&

74、lt;b>　　6 RST T0</b></p><p><b>　　8 RST T1</b></p><p>　　10 LDI X003</p><p>　　11 SET Y011</p><p>　　12 RST Y012</p><p>　　13 CALL P0</p&

75、gt;<p>　　16 LD Y001</p><p>　　17 OUT Y005</p><p>　　18 LD Y002</p><p>　　19 OUT Y006</p><p>　　20 LD Y003</p><p>　　21 OUT Y007</p><p>　　22

76、LD Y004</p><p>　　23 OUT Y010</p><p>　　24 LDI Y002</p><p><b>　　25 RST M2</b></p><p><b>　　26 LDI M3</b></p><p><b>　　27 RST M3&l

77、t;/b></p><p>　　28 LDI Y004</p><p><b>　　29 RST M4</b></p><p>　　30 LD X005</p><p>　　31 RST Y001</p><p>　　32 LD X006</p><p>　　33 R

78、ST Y002</p><p>　　34 LD X007</p><p>　　35 RST Y003</p><p>　　36 LD X010</p><p>　　37 RST Y004</p><p><b>　　38 FEND</b></p><p><b>

79、　　39 P0</b></p><p>　　40 LD X004</p><p>　　41 OUT Y013</p><p>　　42 LD X004</p><p>　　43 AND X000</p><p>　　44 OUT T0 K300</p><p><b>　　

80、47 RST T1</b></p><p><b>　　49 LD T0</b></p><p>　　50 MC N0 M100</p><p><b>　　53 LD T0</b></p><p><b>　　54 RST T0</b></p>&l

81、t;p>　　56 LD Y001</p><p>　　57 AND Y002</p><p>　　58 AND Y003</p><p>　　59 AND Y004</p><p>　　60 OUT Y015</p><p>　　61 LD Y001</p><p>　　62 AND Y0

82、02</p><p>　　63 AND Y003</p><p>　　64 ANI Y004</p><p>　　65 LDI Y001</p><p>　　66 AND Y002</p><p>　　67 AND Y003</p><p>　　68 ANI Y004</p>&l

83、t;p><b>　　69 ORB</b></p><p>　　70 LDI Y001</p><p>　　71 ANI Y002</p><p>　　72 AND Y003</p><p>　　73 ANI Y004</p><p><b>　　74 ORB</b>&l

84、t;/p><p>　　75 SET Y004</p><p>　　76 LD Y001</p><p>　　77 AND Y002</p><p>　　78 ANI Y003</p><p>　　79 AND Y004</p><p>　　80 LD Y001</p><p>

85、;　　81 AND Y002</p><p>　　82 ANI Y003</p><p>　　83 ANI Y004</p><p><b>　　84 ORB</b></p><p>　　85 LDI Y001</p><p>　　86 AND Y002</p><p>　

86、　87 ANI Y003</p><p>　　88 ANI Y004</p><p><b>　　89 ORB</b></p><p>　　90 SET Y003</p><p>　　91 LD Y001</p><p>　　92 ANI Y002</p><p>　　93

87、 AND Y003</p><p>　　94 AND Y004</p><p>　　95 LD Y001</p><p>　　96 ANI Y002</p><p>　　97 ANI Y003</p><p>　　98 AND Y004</p><p><b>　　99 ORB<

88、/b></p><p>　　100 LD Y001</p><p>　　101 ANI Y002</p><p>　　102 ANI Y003</p><p>　　103 ANI Y004</p><p><b>　　104 ORB</b></p><p>　　105

89、 SET Y002</p><p>　　106 LDI Y001</p><p>　　107 AND Y002</p><p>　　108 AND Y003</p><p>　　109 AND Y004</p><p>　　110 LDI Y001</p><p>　　111 ANI Y002&

90、lt;/p><p>　　112 AND Y003</p><p>　　113 AND Y004</p><p><b>　　114 ORB</b></p><p>　　115 LDI Y001</p><p>　　116 ANI Y002</p><p>　　117 ANI Y

91、003</p><p>　　118 AND Y004</p><p><b>　　119 ORB</b></p><p>　　120 LDI Y001</p><p>　　121 ANI Y002</p><p>　　122 ANI Y003</p><p>　　123 A

92、NI Y004</p><p><b>　　124 ORB</b></p><p>　　125 SET Y001</p><p>　　126 LDI Y001</p><p>　　127 AND Y002</p><p>　　128 SET M2</p><p>　　129

93、 LDI Y002</p><p>　　130 AND Y003</p><p>　　131 SET M3</p><p>　　132 LDI Y003</p><p>　　133 AND Y004</p><p>　　134 SET M4</p><p>　　135 MCR N0</p&

94、gt;<p>　　137 LD X004</p><p>　　138 AND X002</p><p>　　139 OUT T1 K300</p><p>　　142 RST T0</p><p><b>　　144 LD T1</b></p><p>　　145 MC N1 M10

95、1</p><p><b>　　148 LD T1</b></p><p>　　149 RST T1</p><p>　　151 LD Y001</p><p>　　152 ANI Y002</p><p>　　153 ANI Y003</p><p>　　154 ANI

96、Y004</p><p>　　155 LD Y002</p><p>　　156 ANI Y001</p><p>　　157 ANI Y003</p><p>　　158 ANI Y004</p><p><b>　　159 ORB</b></p><p>　　160 L

97、D Y003</p><p>　　161 ANI Y001</p><p>　　162 ANI Y002</p><p>　　163 ANI Y004</p><p><b>　　164 ORB</b></p><p>　　165 LD Y004</p><p>　　166

98、 ANI Y001</p><p>　　167 ANI Y002</p><p>　　168 ANI Y003</p><p><b>　　169 ORB</b></p><p>　　170 OUT Y014</p><p>　　171 LD Y001</p><p>　　

99、172 ANI Y002</p><p>　　173 ANI Y003</p><p>　　174 ANI Y004</p><p>　　175 SET Y001</p><p>　　176 LDI Y001</p><p>　　177 AND Y002</p><p>　　178 ANI Y0

100、03</p><p>　　179 ANI Y004</p><p>　　180 SET Y002</p><p>　　181 LDI Y001</p><p>　　182 ANI Y002</p><p>　　183 AND Y003</p><p>　　184 ANI Y004</p&g

101、t;<p>　　185 SET Y003</p><p>　　186 LDI Y001</p><p>　　187 ANI Y002</p><p>　　188 ANI Y003</p><p>　　189 AND Y004</p><p>　　190 SET Y004</p><p&

102、gt;<b>　　191 LD M4</b></p><p>　　192 AND Y001</p><p>　　193 AND Y002</p><p>　　194 AND Y003</p><p>　　195 AND Y004</p><p>　　196 LD Y001</p>&

103、lt;p>　　197 ANI Y002</p><p>　　198 ANI Y003</p><p>　　199 AND Y004</p><p><b>　　200 ORB</b></p><p>　　201 LD Y001</p><p>　　202 AND Y002</p>

104、<p>　　203 ANI Y003</p><p>　　204 AND Y004</p><p><b>　　205 ORB</b></p><p>　　206 RST Y004</p><p><b>　　207 LD M3</b></p><p>　　20

105、8 AND Y001</p><p>　　209 AND Y002</p><p>　　210 AND Y003</p><p>　　211 AND Y004</p><p>　　212 LDI Y001</p><p>　　213 ANI Y002</p><p>　　214 AND Y003

106、</p><p>　　215 AND Y004</p><p><b>　　216 ORB</b></p><p>　　217 LD Y001</p><p>　　218 ANI Y002</p><p>　　219 AND Y003</p><p>　　220 AND Y

107、004</p><p><b>　　221 ORB</b></p><p>　　222 RST Y003</p><p><b>　　223 LD M2</b></p><p>　　224 AND Y001</p><p>　　225 AND Y002</p>

108、<p>　　226 AND Y003</p><p>　　227 AND Y004</p><p>　　228 LDI Y001</p><p>　　229 AND Y002</p><p>　　230 AND Y003</p><p>　　231 ANI Y004</p><p>&

109、lt;b>　　232 ORB</b></p><p>　　233 LDI Y001</p><p>　　234 AND Y002</p><p>　　235 AND Y003</p><p>　　236 AND Y004</p><p><b>　　237 ORB</b><

110、/p><p>　　238 RST Y002</p><p>　　239 LDI M2</p><p>　　240 ANI M3</p><p>　　241 ANI M4</p><p>　　242 AND Y001</p><p>　　243 AND Y002</p><p>

111、;　　244 AND Y003</p><p>　　245 AND Y004</p><p>　　246 LD Y001</p><p>　　247 AND Y002</p><p>　　248 ANI Y003</p><p>　　249 ANI Y004</p><p><b>　

112、　250 ORB</b></p><p>　　251 LD Y001</p><p>　　252 AND Y002</p><p>　　253 AND Y003</p><p>　　254 ANI Y004</p><p><b>　　255 ORB</b></p>&l

113、t;p>　　256 RST Y001</p><p>　　257 MCR N1</p><p>　　259 LD X004</p><p>　　260 AND X001</p><p>　　261 MC N2 M102</p><p>　　264 LD Y001</p><p>　　265

114、 ANI Y002</p><p>　　266 ANI Y003</p><p>　　267 ANI Y004</p><p>　　268 SET Y001</p><p>　　269 LDI Y001</p><p>　　270 AND Y002</p><p>　　271 ANI Y003&

115、lt;/p><p>　　272 ANI Y004</p><p>　　273 SET Y002</p><p>　　274 LDI Y001</p><p>　　275 ANI Y002</p><p>　　276 AND Y003</p><p>　　277 ANI Y004</p>

116、<p>　　278 SET Y003</p><p>　　279 LDI Y001</p><p>　　280 ANI Y002</p><p>　　281 ANI Y003</p><p>　　282 AND Y004</p><p>　　283 SET Y004</p><p>

117、　　284 LD Y001</p><p>　　285 AND Y002</p><p>　　286 ANI Y003</p><p>　　287 ANI Y004</p><p>　　288 SET Y001</p><p>　　289 SET Y002</p><p>　　290 LDI Y

118、001</p><p>　　291 AND Y002</p><p>　　292 AND Y003</p><p>　　293 ANI Y004</p><p>　　294 RST Y002</p><p>　　295 SET Y003</p><p>　　296 LDI Y001</p&

119、gt;<p>　　297 ANI Y002</p><p>　　298 AND Y003</p><p>　　299 AND Y004</p><p>　　300 RST Y003</p><p>　　301 SET Y004</p><p>　　302 LD Y001</p><p&

120、gt;　　303 ANI Y002</p><p>　　304 ANI Y003</p><p>　　305 AND Y004</p><p>　　306 RST Y004</p><p>　　307 SET Y001</p><p>　　308 LD Y001</p><p>　　309 AN

121、D Y002</p><p>　　310 AND Y003</p><p>　　311 ANI Y004</p><p>　　312 RST Y001</p><p>　　313 SET Y002</p><p>　　314 SET Y003</p><p>　　315 LDI Y001<

122、/p><p>　　316 AND Y002</p><p>　　317 AND Y003</p><p>　　318 AND Y004</p><p>　　319 RST Y002</p><p>　　320 SET Y003</p><p>　　321 SET Y004</p>&l

123、t;p>　　322 LD Y001</p><p>　　323 AND Y002</p><p>　　324 AND Y003</p><p>　　325 AND Y004</p><p>　　326 RST Y001</p><p>　　327 SET Y002</p><p>　　32

124、8 SET Y003</p><p>　　329 SET Y004</p><p>　　330 MCR N2</p><p><b>　　332 SRET</b></p><p><b>　　333 P1</b></p><p>　　334 LD X011</p>

125、<p>　　335 OR Y001</p><p>　　336 ANI X012</p><p>　　337 OUT Y001</p><p>　　338 LD X013</p><p>　　339 OR Y002</p><p>　　340 ANI X014</p><p>　　

126、341 OUT Y002</p><p>　　342 LD X015</p><p>　　343 OR Y003</p><p>　　344 ANI X016</p><p>　　345 OUT Y003</p><p>　　346 LD X017</p><p>　　347 OR Y004&l