洗手間plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題目：　洗手間PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)　</p><p>　　院 系： 　　　　　　 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)： 　　　　　　 </p><p>　　班 級(jí)： 　　　　　　 </p><p>

2、;　　姓 名： 　　　　　　 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 　　　 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 　　　　　　 </p><p><b>　　XX教務(wù)處</b></p><p><b>　　二〇一五年十一月</b><

3、/p><p>　　洗手間PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　可編程序控制器（PLC）是一種新型的通用的自動(dòng)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，是功能加強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便以及體積小、重量輕、功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)。PLC的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)拓寬到了各個(gè)領(lǐng)域，PLC的發(fā)展歷程在

4、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。在傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PLC最基本最廣泛的用于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制，順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)，印刷機(jī)，訂書(shū)機(jī)，組合智能窗簾，磨床，包裝等。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵，石油，化工，電力，建材

5、，機(jī)械制造，汽車(chē)，輕紡，交通運(yùn)輸，環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用廣泛。</p><p>　　眾所周知，我國(guó)是一個(gè)水資源極其短缺的國(guó)家，水環(huán)境日益嚴(yán)峻，公共場(chǎng)所水資源浪費(fèi)現(xiàn)象更是十分嚴(yán)重因此，加強(qiáng)公共場(chǎng)所的節(jié)約用水勢(shì)在必行，而自動(dòng)沖水裝置可以很好的解決這一問(wèn)題。目前在諸如公廁等公共場(chǎng)有些沒(méi)有自動(dòng)沖水控制裝置，有些所采用的自動(dòng)沖水裝置有的停留在機(jī)械原理控制，有的使用強(qiáng)電工作，布線不方便，不能很好的達(dá)到節(jié)水節(jié)電目的。而

6、我們介紹的自動(dòng)沖水裝置運(yùn)用模數(shù)電原理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及低電壓控制的電磁閥實(shí)現(xiàn)上述控制，從而達(dá)到節(jié)能、優(yōu)化控制的目的，適宜實(shí)際使用與廣泛推廣。 </p><p>　　文章介紹了一種洗手間PLC控制系統(tǒng)。當(dāng)有人入廁的時(shí)候，熱釋電紅外線傳感器能夠以非接觸的方式檢測(cè)出人體發(fā)出的紅外線輻射，并且轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，觸發(fā)PLC電路?？朔藗鹘y(tǒng)沖水系統(tǒng)的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了精確的計(jì)數(shù)。</p><p>　　關(guān)鍵詞 P

7、LC 控制 洗手間控制系統(tǒng) 紅外線電路</p><p>　　The design of the PLC control system in the bathroom</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With development of all kind of science technology

8、 and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace

9、 the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, elect

10、ronics, li</p><p>　　The inverted pendulum is a typical high order system, with multi variable, non-linear,  strong-coupling, fleet a

11、nd absolutely instable. It is representative as an ideal model to prove new control theory and techniques. During the control

12、 process, pendulum can effectively reflect many key problems such as equanimity, robust, follow-up and track, therefore.This paper 

13、;studies a control method of double inverted pendulum . First of all, the mathematical model of the double inverted pendulum&

14、#160;is estab</p><p>　　After several test matrix value the results are not satisfactory response, then we optimize matrix by

15、60;using Genetic Algorithm. Simulation results show: The system response can meet the design requirements effectively after Genetic Alg

16、orithm optimization. Small twisted paper broken machine for meat. the system state feedback control matrix. </p><p>　　Keywords PLC cylinder pneumatic Fout deg

17、rees of freedom </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　Abstract錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　1 緒論錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　1.1本課題研究的目的、意義錯(cuò)誤!未定

18、義書(shū)簽。</p><p>　　2 洗手間PLC控制系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介3</p><p>　　2.1洗手間PLC控制組成、原理和工作過(guò)程4</p><p>　　3 PLC控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介6</p><p>　　3.1 PLC的定義7</p><p>　　3.2 PLC的控制原理8</p><p>

19、　　3.3 PLC的分類(lèi)10</p><p>　　3.4 PLC的用途錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　4 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　4.1 紅外線檢測(cè)模塊錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　4.2 PLC計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　4.3 電磁閥

20、14</p><p>　　5 系統(tǒng)工作原理15</p><p>　　5.1 探測(cè)信號(hào)16</p><p>　　5.2 信號(hào)傳輸過(guò)程17</p><p>　　5.3 沖水動(dòng)作的觸發(fā)18</p><p>　　5.4 水箱注水控制18</p><p>　　6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案錯(cuò)誤!未定義書(shū)

21、簽。</p><p>　　6.1 軟件組成錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　6.2 系統(tǒng)控制流程圖錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　6.3 設(shè)計(jì)PLC控制梯形圖程序錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　結(jié) 論錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　致 謝錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p

22、><p>　　參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　機(jī)電一體化工業(yè)是一個(gè)國(guó)家的重要產(chǎn)業(yè)，機(jī)電一體化工業(yè)的發(fā)展無(wú)時(shí)不刻都在影響著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類(lèi)的進(jìn)步離不開(kāi)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境下，中國(guó)各個(gè)行業(yè)被其他國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)影響的同時(shí)，越來(lái)越多的外國(guó)企業(yè)和品牌傳播到中國(guó)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。

23、在新的市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，對(duì)物料進(jìn)行改良和優(yōu)化是當(dāng)務(wù)之急。有大型物料拾取裝置生產(chǎn)企業(yè)對(duì)該裝置的安全指標(biāo)的有著一定生產(chǎn)的嚴(yán)格要求。在生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)，充分考慮到在設(shè)備運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，從而減少噪聲污染引起的振動(dòng)或不當(dāng)操作設(shè)備的現(xiàn)象等。 可編程序控制器（PLC）是一種新型的通用的自動(dòng)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，是功能加強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便以及體積小、重量輕、功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)。PLC的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)拓寬

24、到了各個(gè)領(lǐng)域，PLC的發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。在傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PLC最基本最廣泛的用于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制，順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的</p><p>　　1.1本課題研究的目的、意義</p><p>　　

25、用PLC控制系統(tǒng)解決我國(guó)家庭洗手間的沖水是最有希望的、最有效可行的途徑。PLC洗手間控制系統(tǒng)的應(yīng)用市場(chǎng)前景廣闊，除家庭用沖水外，還可用于賓館的沖水、大型公共場(chǎng)所衛(wèi)生間等領(lǐng)域。從發(fā)展角度看，城市家庭生活沖水的實(shí)現(xiàn)不應(yīng)由業(yè)主考慮，而應(yīng)與建筑設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)同時(shí)進(jìn)行。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了洗手間沖水的自動(dòng)控制系統(tǒng)。</p><p>　　在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，有必要而且有可能采用新技術(shù)對(duì)原電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，以提高可靠性，并實(shí)

26、現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，提高節(jié)約用水的能力。可編程控制器由于可提供使用的時(shí)間繼電器和中間繼電器相當(dāng)多，而且其常開(kāi)常閉觸點(diǎn)可多次重復(fù)使用，使得我們?cè)诰幊讨锌梢噪S心所欲。用內(nèi)部編程“軟元件”取代繼電器邏輯控制電路中大量的時(shí)間繼電器和中間繼電器，簡(jiǎn)化控制線路、有效提高系統(tǒng)的可靠性，是PLC的突出特點(diǎn)。</p><p>　　目前，我國(guó)大部分洗手間的控制部分，往往需要大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，結(jié)果使電路設(shè)計(jì)

27、復(fù)雜、繁瑣，故障時(shí)有發(fā)生，給使用和日常維護(hù)帶來(lái)了很大的不便。洗手間PLC控制系統(tǒng)是利用商業(yè)化程度最高 、應(yīng)用最普遍的技術(shù) 。但是在洗手間自動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用單片機(jī)控制 ，單片機(jī)開(kāi)發(fā)價(jià)格較高，而PLC開(kāi)發(fā)價(jià)格便宜。選用PLC控制，它具有速度快，可靠性高，體積小，功能全，編程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。通過(guò)改進(jìn)或完善已有洗手間控制系統(tǒng)的不足，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新型洗手間控制系統(tǒng)—基于PLC的洗手間自動(dòng)控制系統(tǒng)。</p><p>　　2 洗手

28、間PLC控制系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介</p><p>　　2.1洗手間PLC控制組成、原理和工作過(guò)程</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的洗手間PLC控制系統(tǒng)的工作過(guò)程原理為：當(dāng)有人如廁后，人次達(dá)到預(yù)先設(shè)定值，或待人上完廁所離開(kāi)一定時(shí)間后放水沖洗，而后系統(tǒng)恢復(fù)。以待下次使用，這樣不僅簡(jiǎn)便易用而且在保證廁所干凈整潔的同時(shí)節(jié)約珍貴的水資源。其系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖和原理圖分別如圖1.1,1.2所示：</p>

29、;<p>　　圖1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　圖1.2 系統(tǒng)原理圖</p><p>　　3 PLC控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p>　　3.1 PLC的定義</p><p>　　PLC即可編程控制器（Programmable Logic Controller），是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制

30、裝置。在1987年國(guó)際電工委頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義;PLC英文全稱(chēng)Programmable Logic Controller，中文全稱(chēng)為可編程邏輯控制器，定義是：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。</p&g

31、t;<p>　　PLC即可編程控制器（Programmable Logic Controller），是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義;PLC英文全ProgrammableLogicController，中文全稱(chēng)為可編程邏輯控制器，定義是：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)

32、部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC是可編程邏輯控制電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語(yǔ)言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說(shuō)有半導(dǎo)體的地方就有PLC。</p><p>　　3.2 PLC的控制原理</p><p>　　PLC 就是可編程控制器，簡(jiǎn)單說(shuō)應(yīng)用在控制系統(tǒng)中的專(zhuān)用的“計(jì)算機(jī)”，根據(jù)

33、控制邏輯編寫(xiě)控制程序裝入PLC，PLC可以替代過(guò)去老式的繼電器邏輯控制電路，性能穩(wěn)定可靠，修改邏輯關(guān)系方便，已經(jīng)在控制系統(tǒng)中廣泛使用。</p><p>　　3.3 PLC的分類(lèi)</p><p>　　可編程控制器類(lèi)型很多，可從不同的角度進(jìn)行分類(lèi)：</p><p><b>　　1)按控制規(guī)模分</b></p><p>　　控

34、制規(guī)模主要指控制開(kāi)關(guān)量的入、出點(diǎn)數(shù)及控制模擬量的模入、模出，或兩者兼而有之（閉路系統(tǒng)）的路數(shù)。但主要以開(kāi)關(guān)量計(jì)。模擬量的路數(shù)可折算成開(kāi)關(guān)量的點(diǎn)，大致一路相當(dāng)于8～16點(diǎn)。</p><p>　　2)按點(diǎn)數(shù)分，PLC大致可分為微型機(jī)、小型機(jī)、中型機(jī)及大型機(jī)、超大型機(jī)。</p><p>　　微型機(jī)控制點(diǎn)僅幾十點(diǎn)，如德維森公司的V80系列PLC本體從16點(diǎn)到40點(diǎn)，OMRON公司的CPM1A系列P

35、LC，西門(mén)子的Logo僅10點(diǎn)。</p><p>　　小型機(jī)控制點(diǎn)可達(dá)100多點(diǎn)。如如德維森公司的V80系列PLC可擴(kuò)展到256點(diǎn)，OMRON公司的C60P可達(dá)148點(diǎn)，CQM1達(dá)256點(diǎn)。德國(guó)西門(mén)子公司的S7-200機(jī)可達(dá)64點(diǎn)。</p><p>　　中型機(jī)控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)近500點(diǎn)，以至于千點(diǎn)。如德維森公司的PPC11系列可擴(kuò)展到1024點(diǎn)，OMRON公司C200H機(jī)普通配置最多可達(dá)700

36、多點(diǎn)，C200Ha機(jī)則可達(dá)1000多點(diǎn)。德國(guó)西門(mén)子公司的S7300機(jī)最多可達(dá)512點(diǎn)。</p><p>　　大型機(jī)：控制點(diǎn)數(shù)一般在1000點(diǎn)以上。如如德維森公司的PPC22系列可擴(kuò)展到2048點(diǎn)，OMRON公司的C1000H、CV1000，當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_(dá)1024點(diǎn)。C2000H、CV2000當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_(dá)2048點(diǎn)。</p><p>　　超大型機(jī)：控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)萬(wàn)點(diǎn)，以至于幾萬(wàn)點(diǎn)。如美國(guó)GE公司

37、的90－70機(jī)，其點(diǎn)數(shù)可達(dá)24000點(diǎn)，另外還可有8000路的模擬量。再如美國(guó)莫迪康公司的PC－E984--785機(jī)，其開(kāi)關(guān)量具總數(shù)為32k（32768），模擬量有2048路。西門(mén)子的SS－115U－CPU945，其開(kāi)關(guān)量總點(diǎn)數(shù)可達(dá)8k，另外還可有512路模擬量。等等。</p><p>　　以上這種劃分是不嚴(yán)格的，只是大致的，目的是便于系統(tǒng)的配置及使用。</p><p>　　一般講，根據(jù)實(shí)

38、際的I/O點(diǎn)數(shù)，凡落在上述不同范圍者，選用相應(yīng)的機(jī)型，性能價(jià)格比必然要高；相反，肯定要差些。</p><p>　　自然，也有特殊情況。如控制點(diǎn)數(shù)不是非常之多，不是非用大型機(jī)不可，但因大型機(jī)的特殊控制單元多，可進(jìn)行熱備配置，因而采用了大型機(jī)。</p><p>　　3.4 PLC的用途</p><p>　　目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)

39、械制</p><p>　　造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納</p><p><b>　　為如下幾類(lèi)。</b></p><p>　　1、開(kāi)關(guān)量的邏輯控制</p><p>　　這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控</p><p>

40、　　制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。</p><p><b>　　如注塑。</b></p><p><b>　　2、模擬量控制</b></p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（

41、Analog）和</p><p>　　數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A</p><p>　　轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。</p><p><b>　　3、運(yùn)動(dòng)控制</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，

42、早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用16路的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、搶答器、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。</p><p><b>　　4、過(guò)程控制</b></p><p>　　過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制

43、計(jì)算機(jī)，</p><p>　　PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行16路的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　5、數(shù)據(jù)處理</b></p>

44、<p>　　現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)</p><p>　　轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信號(hào)與設(shè)定的壓力信號(hào)經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算后，通過(guò)控制變頻器的輸出頻率來(lái)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，</p><p>　　保持供水壓力的恒定，這樣就構(gòu)成了

45、以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的壓力閉環(huán)系統(tǒng);自動(dòng)檢測(cè)水池水位信號(hào)與設(shè)定的水位低限比較，輸出水位低報(bào)警信號(hào)或直接停機(jī)。觸摸屏顯示器可以顯示電源電壓、電流、變頻器輸出頻率、實(shí)際供水壓力和設(shè)定供水壓力和泵的工作狀態(tài)等信息;可以通過(guò)觸摸屏在線修改設(shè)定供水壓力和控制水泵的運(yùn)行。該系統(tǒng)還設(shè)有多種保護(hù)功能，尤其是強(qiáng)電邏輯硬件互鎖功能，從而保證正常供水，且可以做到無(wú)人值守。</p><p>　　該系統(tǒng)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行方式：</p

46、><p>　　選擇此方式時(shí)，按啟動(dòng)按鈕泵或停止按鈕，可根據(jù)需要而分別啟停各水泵。</p><p>　　這種方式僅供檢修或控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)使用。</p><p>　　在自動(dòng)運(yùn)行方式下開(kāi)始啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，首先檢測(cè)水池水位，若水池水位符合設(shè)</p><p>　　定水位要求，1#泵變頻交流接觸器吸合，電機(jī)與變頻器連通，變頻器輸出頻率從</p>

47、<p>　　0Hz開(kāi)始上升，此時(shí)壓力變送器檢測(cè)壓力信號(hào)反饋PLC，由PLC經(jīng)PID運(yùn)算后控制變頻器的頻率輸出;如壓力不夠，則頻率上升至50Hz，延時(shí)一定時(shí)間后，將1#泵切換為工頻，2#泵變頻交流接觸器吸合，變頻啟動(dòng)2#水泵，頻率逐漸上升，直至出水壓力達(dá)到設(shè)定壓力，依次類(lèi)推增加水泵。</p><p>　　如用水量減小，出水壓力超過(guò)設(shè)定壓力，則PLC控制變頻器降低輸出頻率，減少出水量來(lái)穩(wěn)定出水壓力。若變頻

48、器輸出頻率低于某一設(shè)定值（水泵出水頻率，一般為25Hz），而出水壓力仍高于設(shè)定壓力值時(shí)，PLC開(kāi)始計(jì)時(shí)，若在一定時(shí)間內(nèi)，出水壓力降低到設(shè)定壓力，PLC放棄計(jì)時(shí)，繼續(xù)變頻調(diào)速運(yùn)行;若在一定時(shí)間內(nèi)出水壓力仍高于設(shè)定壓力，根據(jù)先投先停的原則，PLC將停止正在運(yùn)行的水泵中運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的工頻泵，直至出水壓力達(dá)到設(shè)定值。</p><p>　　對(duì)于居民生活供水或其它用水時(shí)段性較強(qiáng)的供水系統(tǒng)，可設(shè)置一臺(tái)小流量水</p>

49、;<p>　　泵。例如在晚上12點(diǎn)到凌晨5點(diǎn)，居民生活用水很少，一臺(tái)30kW</p><p>　　的水泵為了維持供水壓力也需要長(zhǎng)時(shí)間工作在25Hz左右，電動(dòng)機(jī)不僅要消耗十幾個(gè)千瓦的電能，同時(shí)還要長(zhǎng)期工作在低頻狀態(tài)，大大影響電動(dòng)機(jī)的壽命。若系統(tǒng)中設(shè)置一臺(tái)5KW左右的小流量水泵，為了維持出水壓力，由小流量水泵變頻工作，不僅</p><p>　　電動(dòng)機(jī)工作在較高頻率，而且消耗的電能

50、也很小。在小流量水泵的選擇上，</p><p>　　其功率一般是主水泵功率的1/4到1/6，揚(yáng)程和主泵相同。</p><p>　　在自動(dòng)供水的過(guò)程中，PLC實(shí)時(shí)檢測(cè)水池水位，若水位低于設(shè)定的報(bào)警水位時(shí)，蜂鳴器發(fā)出缺水報(bào)警信號(hào);若水位低于設(shè)定的停機(jī)水位時(shí)，停止全部水泵工作，防止水泵干抽，并發(fā)出停機(jī)報(bào)警信號(hào);若水池水位高于設(shè)定的水池上限水位時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷水池給水管電動(dòng)閥門(mén)。</p>

51、<p>　　有時(shí)電源會(huì)突然斷電，若無(wú)人值班，恢復(fù)供電后若系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)會(huì)造成斷水，為此本系統(tǒng)設(shè)置了通電后自動(dòng)變頻啟動(dòng)方式。在電源恢復(fù)后，PLC會(huì)發(fā)出指令，蜂鳴器發(fā)出警告，然后按自動(dòng)運(yùn)行方式變頻啟動(dòng)1#泵，直到穩(wěn)定地運(yùn)行在給定水壓值。</p><p>　　當(dāng)出現(xiàn)消防報(bào)警信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)立即按照消防壓力運(yùn)行。</p><p>　　變頻故障從冗余設(shè)計(jì)原則考慮，在變頻器發(fā)生故障時(shí)也要不間斷供

52、水。</p><p>　　當(dāng)變頻器突然發(fā)生故障，蜂鳴器報(bào)警，PLC發(fā)指令使全部水泵停機(jī)，然后1#泵工頻</p><p>　　運(yùn)行（若水泵功率大于37KW，則需要采用降壓?jiǎn)?dòng)或其它啟動(dòng)方式），經(jīng)一定延時(shí)后根據(jù)壓力變化情況再使2#泵工頻運(yùn)行。此時(shí)，PLC切換泵則根據(jù)實(shí)際水壓的變化在工頻泵間切換。當(dāng)出現(xiàn)水池?zé)o水停機(jī)、電動(dòng)機(jī)欠壓、過(guò)壓、錯(cuò)相、電機(jī)故障等情況時(shí)，均能由蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲。條件許可時(shí)可以

53、添加MODEM模塊，變頻器、</p><p>　　電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)能通過(guò)遠(yuǎn)程通信口撥叫值班人員電話，通知有關(guān)人員前來(lái)維修。所有故障解決、恢復(fù)正常后，自啟動(dòng)前也要發(fā)出報(bào)警信號(hào)。</p><p>　　可編程序控制器采用SIEMENS的S7-300系列CPU-226主機(jī)，I/O點(diǎn)數(shù)為</p><p>　　40點(diǎn)（24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)），具有2個(gè)RS-485通訊/編程

54、口，具有</p><p>　　PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。自由通訊口方式是S7-200 </p><p>　　PLC的一個(gè)很有特色的功能，它使S7-200 PLC可以由用戶(hù)自己定義通訊協(xié)議。</p><p>　　利于自由通訊口方式，在本系統(tǒng)中PLC可以與變頻器和觸摸屏方便連接。模擬</p><p>　

55、　量輸入采用4路12位A/D模擬量輸入的EM231模塊，具有較高的精度。PLC</p><p>　　編程采用STEP7-Micro/WIN編程軟件，它提供一個(gè)完整的編程環(huán)境，可進(jìn)行離</p><p>　　線編程和在線連接和調(diào)試，并能實(shí)現(xiàn)梯形圖與語(yǔ)句表的互相轉(zhuǎn)換。</p><p>　　在傳統(tǒng)的變頻控制系統(tǒng)中，變頻器的啟動(dòng)/停止由PLC通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出控制，</p&

56、gt;<p>　　變頻器頻率是由PLC通過(guò)模擬量輸出端口輸出0～5（10）V或4～20mA信號(hào)</p><p>　　控制的，這需要購(gòu)買(mǎi)PLC比較昂貴的模擬量輸出端口模塊。對(duì)變頻器故障的檢</p><p>　　測(cè)是只是由PLC讀取變頻器的故障報(bào)警觸點(diǎn)，只是知道變頻器出現(xiàn)故障，但具</p><p>　　體什么故障并不清楚，需操作人員查詢(xún)變頻器報(bào)警信息后再閱

57、讀變頻器說(shuō)明書(shū)才</p><p>　　知道，這對(duì)于一般值班人員來(lái)說(shuō)太難了。</p><p>　　因此在本系統(tǒng)中PLC對(duì)變頻器的控制是通過(guò)串行通訊的方式實(shí)現(xiàn)的，變頻器選用</p><p>　　SIEMENS的MM系列或ABB的ACS-400系列風(fēng)機(jī)/泵類(lèi)16路變頻器，它們具有RS-485</p><p>　　通訊接口，性?xún)r(jià)比較高。PLC通過(guò)自由

58、通訊口方式與變頻器通訊，控制變頻器的運(yùn)行，讀取變頻器自身的電壓、電流、功率、頻率、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間和過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)負(fù)荷等全部報(bào)警信息等參數(shù)，并通過(guò)觸摸屏顯示出來(lái)，這比通過(guò)外部端口控制變頻器的運(yùn)行具有較高的可靠性，節(jié)省了PLC寶貴的I/O端口，又獲的了大量變頻器的信息。</p><p>　　觸摸屏選用臺(tái)灣HITCH公司生產(chǎn)的PWS系列，它具有豐富的驅(qū)動(dòng)程序，</p><p>　　可方便地通過(guò)串口

59、與S7-200系列PLC通訊。通過(guò)觸摸屏可以直觀地顯示各泵</p><p>　　的運(yùn)行狀態(tài)、管網(wǎng)實(shí)際出水壓力、設(shè)定壓力、變頻器的電壓、電流、功率及各種</p><p>　　故障信息等參數(shù);操作人員通過(guò)觸摸屏可以方便的在線設(shè)置生活供水壓力、消防 </p><p>　　供水壓力、變頻器加減速時(shí)間、各泵的在線/檢修狀態(tài)等參數(shù)，并可以通過(guò)觸摸</p><

60、p>　　屏控制各水泵的運(yùn)行。</p><p>　　在控制電路設(shè)計(jì)中，注意到系統(tǒng)自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換、每臺(tái)水泵的變頻接觸器和工頻接觸器、各水泵的變頻接觸器在電氣上的連鎖，防止系統(tǒng)中出現(xiàn)一臺(tái)水泵工頻和變頻電源同時(shí)接通或多臺(tái)水泵同時(shí)接通變頻電源的現(xiàn)象。系統(tǒng)主要控制回路</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)PLC既有開(kāi)關(guān)量和模擬量的輸入/輸出，又有與變頻器和觸摸屏的</p><p>

61、;　　通訊，因此在PLC控制軟件編程上采用模塊式結(jié)構(gòu)，各種功能的程序模塊通過(guò)</p><p>　　主程序有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。</p><p>　　在主程序中，PLC上電初使化，檢測(cè)系統(tǒng)各部分狀態(tài)信息，若有報(bào)警信息</p><p>　　則首先發(fā)出警告，若無(wú)報(bào)警信息，則開(kāi)始從1#泵（1#泵被切除出系統(tǒng)，則從泵</p><p>　　

62、號(hào)最小的在線泵）變頻啟動(dòng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)出水壓力并進(jìn)行PID運(yùn)算，控制變頻器的輸出頻率，保持供水壓力恒定;變頻器頻率達(dá)到50Hz延時(shí)幾秒后，出水壓力仍低于設(shè)定壓力，則將1#泵切換為工頻，變頻啟動(dòng)2#泵以保持壓力恒定并依此類(lèi)推。若出水壓力超過(guò)設(shè)定壓力，則變頻器降低輸出頻率來(lái)穩(wěn)定出水壓力。若變頻器輸出頻率低于設(shè)定水泵出水頻率而出水壓力仍高于設(shè)定壓力值時(shí)，延時(shí)一 段時(shí)間后根據(jù)先投先停的原則，停止正在運(yùn)行水泵中運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的工頻泵，至出水壓力達(dá)到設(shè)定

63、值。</p><p>　　若系統(tǒng)只有一臺(tái)水泵變頻運(yùn)行且連續(xù)一段時(shí)間頻率低于設(shè)定出水頻率，則切除變頻運(yùn)行主泵，投入小流量泵，既保護(hù)主泵電動(dòng)機(jī)，又節(jié)約能源。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 紅外線檢測(cè)模塊</p><p>　　紅外技術(shù)的內(nèi)容包含四個(gè)主要部分：紅外輻射的性質(zhì)，

64、其中有受熱物體所發(fā)射的輻射在光譜、強(qiáng)度和方向的分布；輻射在媒質(zhì)中的傳播特性：反射、折射、衍射和散射；熱電效應(yīng)和光電效應(yīng)等。紅外元件、部件的研制，包括輻射源、微型制冷器、紅外窗口材料和濾光電等。把各種紅外元件、部件構(gòu)成系統(tǒng)的光學(xué)、電子學(xué)和精密機(jī)械的組成部分。紅外技術(shù)在軍事上和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著廣泛的應(yīng)用。 紅外技術(shù)有很多應(yīng)用，例如在夜晚可以用看見(jiàn)物體的紅外線來(lái)確定物體的位置;用一個(gè)紅外線發(fā)射器和一個(gè)紅外線接收器在生產(chǎn)上可以計(jì)算商品的數(shù)量；

65、軍事上可以用來(lái)防止敵人侵入,當(dāng)紅外線發(fā)射器和接收器被擋住, 警報(bào)就會(huì)響; 在醫(yī)學(xué)上還可以查看人的病情等等。紅外線計(jì)數(shù)器分為對(duì)射式和反射式兩種電路。對(duì)射式紅外線是一個(gè)發(fā)射頭和一個(gè)接收頭在中間如有物件通過(guò)就遮擋一下光線，輸出脈沖信號(hào)觸發(fā)計(jì)數(shù)電路；反射式紅外線是把發(fā)射頭和接收頭做在一塊成為一個(gè)紅外探頭，當(dāng)探頭前有一個(gè)物件出現(xiàn)就把發(fā)射頭的紅外線反射給接收頭，探頭輸出一個(gè)脈沖給計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。

66、 </p><p><b>　　紅外線接收管</b></p><p>　　本文所設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)器是采用紅外線遮光方式，利用紅外對(duì)射管作計(jì)數(shù)傳感器, 當(dāng)有物體通過(guò)時(shí)光被遮擋住,接收模塊輸出一個(gè)高電平脈沖,對(duì)此脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù), 就可實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)基于這種光電檢測(cè)原理, 配合組成集成電路,就可品的統(tǒng)計(jì)。設(shè)計(jì)測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回光電傳路感應(yīng)反射回來(lái)的光的強(qiáng)弱而檢測(cè)物

67、體的存在與否。感器首先發(fā)出紅外線光束到達(dá)或透過(guò)物體，物體或鏡面對(duì)紅外線光束進(jìn)行反射，光電傳感器接收反射回來(lái)的光束，根據(jù)光束的強(qiáng)弱判斷物體的存在，多數(shù)光電開(kāi)關(guān)選用的是波長(zhǎng)接近可見(jiàn)光的紅外線光波型。紅外對(duì)射管的種類(lèi)很多，有鏡反射式光電開(kāi)關(guān)、漫反射式、槽式、對(duì)射式、光纖式等。 紅外檢測(cè)電路如圖所示，當(dāng)紅外對(duì)管之間紅外對(duì)射管將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。每當(dāng)物件通過(guò)紅外對(duì)射管中間

68、一次，紅外光被遮擋一次，光電接收管的輸出電壓發(fā)生一次變化，這個(gè)變化的電壓將產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。對(duì)射式紅外線計(jì)數(shù)器。該裝置抗干擾能力強(qiáng),工作穩(wěn)定, 計(jì)數(shù)準(zhǔn)確。 </p><p>　　目前常用的紅外線對(duì)射管是根據(jù)物體對(duì)近紅外線光束的反射原理。其中紅外檢測(cè)電路圖如圖1.3所示：</p><p>　　1.3紅外檢測(cè)電路圖</p><p>　　4.2 PLC計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器<

69、/p><p>　　計(jì)時(shí)器的分辨率有三種，1Ms 、10Ms 、100Ms三種。計(jì)時(shí)器的值每增加一個(gè)數(shù)字表示多長(zhǎng)時(shí)間。計(jì)時(shí)器號(hào)決定定時(shí)器的分辨率T0 T64 T32 T96 時(shí)間分辨率是1Ms。T1－T4 等時(shí)間分辨率是10Ms ，T5－T31等時(shí)間分辨率是100Ms。 S7－200系列PLC中定時(shí)器一共三種： （1）接通延時(shí)計(jì)時(shí)器 TON （2） 斷開(kāi)延時(shí)計(jì)時(shí)器 TOF （3）保持型接通延時(shí)計(jì)時(shí)器 TONR

70、接通延時(shí)計(jì)時(shí)器，TON工作原理 PLC上電時(shí)，計(jì)時(shí)器的常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)，常閉接點(diǎn)閉合，計(jì)時(shí)器當(dāng)前值為0。當(dāng)IN斷開(kāi)時(shí)，計(jì)時(shí)器的常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)，常閉接點(diǎn)閉合，計(jì)時(shí)器當(dāng)前值為0。當(dāng)IN閉合時(shí)，計(jì)時(shí)器從0開(kāi)始記時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)值大于或等于設(shè)定值時(shí)，計(jì)時(shí)器的常開(kāi)接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，定時(shí)器的值記到32767為止。在計(jì)時(shí)的中間，如果IN斷開(kāi)，則計(jì)時(shí)器的當(dāng)前值回到0，常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)，常閉接點(diǎn)閉合。 斷開(kāi)延時(shí)計(jì)時(shí)器，TOF工作原理 PLC通電時(shí)，其常開(kāi)接點(diǎn)

71、斷開(kāi)，常閉接點(diǎn)閉合，其當(dāng)前值為0。當(dāng)IN接通時(shí)，其常開(kāi)接點(diǎn)立即閉合，常閉接點(diǎn)立即斷開(kāi)，其當(dāng)前值為0。當(dāng)IN從接通變到斷開(kāi)時(shí)，定時(shí)器從0開(kāi)始記時(shí)，當(dāng)當(dāng)前值等于設(shè)</p><p>　　計(jì)時(shí)器注意事項(xiàng)： A、每個(gè)定時(shí)器線圈只能用一次,接點(diǎn)可以多次使用。 B、定時(shí)器的編號(hào)決定定時(shí)器的類(lèi)型和分辨率。 C、分辨率是1mS和10mS的定時(shí)器，其接點(diǎn)不能出現(xiàn)在自身的IN回路中。 D、定時(shí)器在使用時(shí)只能是TON、TOF、TON

72、R中的一種，不能同時(shí)是其中的兩種或三種形式。 E、 定時(shí)器的設(shè)定值最大是32767，最小為0。 F、IN不能直接接左側(cè)的能量線。對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，在計(jì)數(shù)輸入信號(hào)的上升沿計(jì)一次數(shù)。計(jì)數(shù)器用C表示。 S7－200一共有256個(gè)計(jì)數(shù)器，編號(hào)從C0到C255。 計(jì)數(shù)器有三種類(lèi)型： (1)加計(jì)數(shù)器，CTU (2)減計(jì)數(shù)器，CTD (3)加減計(jì)數(shù)器，CTUD 一個(gè)計(jì)數(shù)器類(lèi)型可以是三種類(lèi)型中的一種，和計(jì)數(shù)器編號(hào)無(wú)關(guān)，但是統(tǒng)一個(gè)計(jì)數(shù)器不可同

73、時(shí)使用兩種或三種以上類(lèi)型。 加計(jì)數(shù)器，CTU工作原理 初次上電時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為0，計(jì)數(shù)器的位為OFF，常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)，常閉接點(diǎn)閉合。當(dāng)復(fù)位端R斷開(kāi)時(shí)，計(jì)數(shù)輸入端（CU）上升沿時(shí)（ON－OFF），計(jì)數(shù)器加1，直至加到32767時(shí)停止計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值大于或等于設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器的常開(kāi)接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)斷開(kāi)。當(dāng)復(fù)位端R</p><p><b>　　4.3 電磁閥</b></p>

74、;<p>　　追朔電磁閥的發(fā)展史，到目前為止，國(guó)內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類(lèi)(即：直動(dòng)式、分步直動(dòng)式、先導(dǎo)式)，而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個(gè)分支小類(lèi)(直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步膜片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)式膜片結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu))。 (一)、直動(dòng)式電磁閥 原理：通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門(mén)打開(kāi)；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧力把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門(mén)關(guān)閉。</p&g

75、t;<p>　　在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能正常工作，但一般通徑不超過(guò)25mm。 (二)、分步直動(dòng)式電磁閥 原理：它是一種直動(dòng)和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口壓差≤0.05Mpa，通電時(shí)，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門(mén)打開(kāi)。當(dāng)入口與出口壓差>0.05Mpa，通電時(shí)，電磁力先打開(kāi)先導(dǎo)小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開(kāi)；斷電時(shí)，先導(dǎo)閥和主閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件

76、，向下移動(dòng)，使閥門(mén)關(guān)閉。 特點(diǎn)：在零壓差或真空、高壓時(shí)亦能可靠工作，但功率較大，要求豎直安裝。 (三)、先導(dǎo)式電磁閥 原理：通電時(shí)，電磁力把先導(dǎo)孔打開(kāi)，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周?chē)纬缮系拖赂叩膲翰?，推?dòng)關(guān)閉件向上移動(dòng)，閥門(mén)打開(kāi)；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過(guò)旁通孔迅速進(jìn)入上腔室在關(guān)閥件周?chē)纬上碌蜕细叩膲翰?，推?dòng)關(guān)閉件向下移動(dòng)，關(guān)閉閥門(mén)。 </p><p>　　特點(diǎn)：流體壓力范圍上限

77、很高，但必須滿(mǎn)足流體壓差條件。 通過(guò)導(dǎo)線將電磁閥體內(nèi)線圈輸入正向脈沖信號(hào)，線圈產(chǎn)生的工作磁通，使動(dòng)芯吸合，打開(kāi)閥門(mén)。當(dāng)停止正向脈沖信號(hào)輸入時(shí)，動(dòng)芯釋放，動(dòng)芯在彈簧力的作用下回復(fù)到初始狀態(tài)，關(guān)閉閥門(mén)。另外有自保持型的，停止輸入正向脈沖或斷電后也能保持，需要輸入負(fù)向脈沖信號(hào)才能復(fù)位；脈沖電磁閥的工作原理是利用電器的脈沖轉(zhuǎn)化為機(jī)械的脈動(dòng)使得脈動(dòng)氣體的強(qiáng)大能量變成動(dòng)量在短時(shí)間內(nèi)釋放產(chǎn)生巨大沖力。 </p><p>　

78、　本文是通過(guò)紅外傳感到有人靠近時(shí)輸出一個(gè)信號(hào)給控制電路，控制電路發(fā)出控制信號(hào)給電磁閥，進(jìn)行短暫沖水；紅外傳感到有人離開(kāi)時(shí)輸出信號(hào)給控制電路，控制電路發(fā)出信號(hào)給電磁閥，進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間沖水。</p><p><b>　　5 系統(tǒng)工作原理</b></p><p><b>　　5.1 探測(cè)信號(hào)</b></p><p>　　在公廁的每

79、一個(gè)位置上都安裝紅外線傳感器，探測(cè)元件的波長(zhǎng)靈敏度在0.2~20μm范圍內(nèi)而人體輻射的紅外線中心波長(zhǎng)為9~10 m。在傳感器頂端開(kāi)設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過(guò)光的波長(zhǎng)范圍為7~10μm，正好適合于人體紅外輻射的探測(cè)，而對(duì)其它波長(zhǎng)的紅外線則由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專(zhuān)門(mén)用作探測(cè)人體輻射的紅外線傳感器。當(dāng)有人入廁的時(shí)候，紅外線傳感器能夠檢測(cè)出人體發(fā)出的紅外線輻射，并且經(jīng)過(guò)紅外線開(kāi)關(guān)將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，產(chǎn)生高電平信號(hào)

80、開(kāi)始計(jì)數(shù)。當(dāng)人上完廁所離開(kāi)后，電路恢復(fù)到低電平信號(hào)，而PLC電路被輸出脈沖信號(hào)的下降沿觸發(fā)。這樣設(shè)計(jì)的好處是能夠避免重復(fù)計(jì)數(shù)，準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)入廁人數(shù)，克服了傳統(tǒng)的機(jī)械定時(shí)沖水系統(tǒng)的缺點(diǎn)。</p><p>　　5.2 信號(hào)傳輸過(guò)程</p><p>　　用新型紅外傳感器探測(cè)入廁人體紅外線輻射，將其經(jīng)過(guò)控制電路轉(zhuǎn)化成微弱的電信號(hào)輸出，經(jīng)運(yùn)算放大器OP1、OP2進(jìn)行運(yùn)算放大，再將放大后的電信號(hào)經(jīng)比較器

81、COP1和COP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理，同時(shí)濾去干擾信號(hào)，最后將有效信號(hào)輸入驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。信號(hào)傳輸過(guò)程圖如下圖1.4所示：</p><p><b>　　1.4信息傳輸過(guò)程</b></p><p>　　5.3 沖水動(dòng)作的觸發(fā)</p><p>　　入廁人數(shù)是由輸入的單脈沖個(gè)數(shù)決定的，而單脈沖信號(hào)是由傳感器探測(cè)到的紅外線信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器，比較器等處理

82、，濾去干擾信號(hào)而產(chǎn)生的。當(dāng)單脈沖信號(hào)下降沿輸入P計(jì)數(shù)器，分別開(kāi)始計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)。沖水動(dòng)作的觸發(fā)是由計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器共同決定的，當(dāng)在預(yù)設(shè)的時(shí)間內(nèi)入廁人數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)則觸發(fā)沖水；當(dāng)在預(yù)設(shè)的時(shí)間內(nèi)入廁人數(shù)未達(dá)到預(yù)設(shè)值，則在預(yù)設(shè)時(shí)間觸發(fā)沖水。沖水動(dòng)作完成之后電路產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，PLC復(fù)位，控制系統(tǒng)的計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)重新開(kāi)始。LC時(shí)一個(gè)工作周期便開(kāi)始。第一個(gè)脈沖輸人后，PLC啟動(dòng)計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作。</p><p>　　5.4 水箱注水

83、控制</p><p>　　水箱采用自動(dòng)注水控制系統(tǒng)，在水箱里安裝水位傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控水位。水箱的水是根據(jù)水位的高低利用液位繼電器對(duì)進(jìn)水閥門(mén)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。給水箱預(yù)設(shè)一個(gè)最低水位和最高水位高度值，當(dāng)水位低于最低水位，自動(dòng)開(kāi)啟進(jìn)水閥門(mén)開(kāi)始注水，實(shí)時(shí)保持水箱內(nèi)充滿(mǎn)水；當(dāng)水位高于最高水位，關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)停止注水，不致使水溢出水箱，節(jié)約用水。</p><p>　　6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案</p>

84、<p><b>　　6.1 軟件組成</b></p><p>　　軟件系統(tǒng)通常分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是系統(tǒng)軟件，另一類(lèi)是應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件指的是操作系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)等與計(jì)算機(jī)密切相關(guān)的程序。系統(tǒng)軟件一般由計(jì)算機(jī)生產(chǎn)商或各種軟件公司提供，帶有一定的通用性，用不著自己編寫(xiě)。本課題采用日本三菱公司的PLC，所以系統(tǒng)軟件是由三菱公司提供的，該軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。</p>

85、<p>　　應(yīng)用軟件是用戶(hù)根據(jù)要解決的實(shí)際問(wèn)題而編寫(xiě)的各種程序。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，每個(gè)控制對(duì)象或控制任務(wù)都要有相應(yīng)的控制程序，用這些控制程序來(lái)完成對(duì)象的不同要求，這種程序通常稱(chēng)為應(yīng)用程序。本課題主要根據(jù)太陽(yáng)能熱水器的各種輸入輸出狀態(tài)來(lái)編制PLC的梯形圖程序。</p><p>　　6.2 系統(tǒng)控制流程圖</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的洗水間PLC控制系統(tǒng)的控制流程圖如下圖所示：&

86、lt;/p><p>　　6.3 設(shè)計(jì)PLC控制梯形圖程序</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的洗水間PLC控制系統(tǒng)的控制梯形圖如下圖所示：</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資

87、料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度本文所設(shè)計(jì)的是洗手間PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的定稿，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門(mén)學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。</p><p><b&

88、gt;　　致謝</b></p><p>　　在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我無(wú)微不至的關(guān)懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時(shí)，也學(xué)到了很多做人的道理，明確了人生目標(biāo)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識(shí)，實(shí)事求是的作風(fēng)，平易近人、寬以待人和豁達(dá)的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。</

89、p><p>　　經(jīng)過(guò)近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，論文終于可以完成了，我的心里無(wú)比的激動(dòng)。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)樗俏矣眯摹⒂煤顾删偷?，也是我在大學(xué)四年來(lái)對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和體現(xiàn)。</p><p>　　四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周?chē)睦蠋熀屯瑢W(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。

90、</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 鄭淑芳 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 北京：科學(xué)出版社，2004.5</p><p>　　[2] 黃長(zhǎng)藝 西門(mén)子PLC控制系統(tǒng)概述 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1.</p><p>　　[3] 周宏甫.基于PLC的洗手間控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).高等教育出版社

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