可編程序控制器應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)-多泵調(diào)壓供水電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

信息與電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2013 /2014 學(xué)年 第 2 學(xué)期）課程名稱(chēng) ： 可編程序控制器應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 題 目 ： 多泵調(diào)壓供水電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)班級(jí) ： 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計(jì)周數(shù) ： 2 周 設(shè)計(jì)成績(jī) ： 2014 年 7 月 11 日1設(shè)計(jì)目的可編程序控制器（PLC）是以微處理器技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和先進(jìn)可靠的工業(yè)手段為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信和自動(dòng)控制技術(shù)的一種新型的通用自動(dòng)控制裝置。它具有供能強(qiáng)、可靠性高、使用靈活方便、易于編程以及適用于再工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用等一系列有點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制。本系統(tǒng)是以S7200 PLC為基礎(chǔ)的多泵調(diào)壓供水電氣控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制。通過(guò)實(shí)際制作基于PLC的多泵調(diào)壓供水電氣控制系統(tǒng)，一方面使我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)PLC的基本工作原理和使用方法，理論結(jié)合實(shí)際加深對(duì)PLC的認(rèn)識(shí)，使我們?cè)谡n堂上學(xué)到的理論知識(shí)得以通過(guò)實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證，所學(xué)的知識(shí)能得到進(jìn)一步升華；另一方面，使我們了解到多泵調(diào)壓供水系統(tǒng)的基本工作原理和工作流程，明確其生產(chǎn)過(guò)程對(duì)電器控制的要求，可以讓同學(xué)根據(jù)要求建立設(shè)計(jì)的工作的整體概念，明確每一步的任務(wù)，通過(guò)不斷的完善來(lái)完成整體設(shè)計(jì)，使同學(xué)的動(dòng)手能力進(jìn)一部提升。1.1課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)1 了解多泵調(diào)壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、控制原則和控制要求。2 繪制多泵調(diào)壓供水系統(tǒng)的條路原理圖，編制I/O地址分配。3 編制PLC的程序，利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，盡量在現(xiàn)有的設(shè)備上演示控制過(guò)程。4 撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。說(shuō)明書(shū)要闡述各路輸入輸出信號(hào)的名稱(chēng)、作用、信號(hào)處理電路或者驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，寫(xiě)明設(shè)計(jì)過(guò)程中的分析、比較、計(jì)算和選擇，畫(huà)出程序流程圖，并加上源程序。2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1 課程設(shè)計(jì)的技術(shù)要求一個(gè)調(diào)壓供水系統(tǒng)中有4臺(tái)水泵向主管道供水，分別由四臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。電機(jī)由PLC控制的接觸器控制起停。管道壓力由壓力傳感器檢測(cè)，經(jīng)變送器變?yōu)?10V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送到PLC中。為把主管道壓力保持在一定的范圍內(nèi)，按以下方法控制各水泵的起停。其中正常壓力范圍對(duì)應(yīng)的模擬量輸入電壓范圍為57V電壓。（1） 當(dāng)主管道的壓力低于正常壓力5s后，生成一個(gè)需要接入水泵的信號(hào)。（2） 當(dāng)主管道的壓力高于正常壓力5s后，生成一個(gè)需要切除水泵的信號(hào)。（3） 水泵切換的原則是：當(dāng)需要切除水泵時(shí)，總是將運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的那臺(tái)切除；當(dāng)需要接入水泵時(shí)，總是將停止時(shí)間最長(zhǎng)的那臺(tái)水泵先接入。2.2 系統(tǒng)說(shuō)明 通過(guò)任務(wù)書(shū)不難發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)需要通過(guò)管道內(nèi)壁的水壓力傳感器適時(shí)的檢測(cè)管道內(nèi)的水壓力，并通過(guò)傳回的電壓值大小來(lái)監(jiān)控水壓大小，進(jìn)行控制，使其滿(mǎn)足用戶(hù)的用水需求，同時(shí)不產(chǎn)生過(guò)大水壓，降低能量的消耗，同時(shí)減輕設(shè)備的壓力。但是，由于實(shí)驗(yàn)室器材的缺少，我們無(wú)法進(jìn)行硬件電路的調(diào)試運(yùn)行，也沒(méi)有傳感器部分信號(hào)的采集，只能利用試驗(yàn)臺(tái)上的撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)代替?zhèn)鞲衅鞯男盘?hào)，用相應(yīng)I/O口上的指示燈定性描述水泵的工作狀態(tài)。2.3 設(shè)計(jì)電路原理圖2.4 系統(tǒng)的I/O口分配I/O地址輸入設(shè)備I/O地址輸出設(shè)備I0.0啟動(dòng)開(kāi)關(guān)Q0.0A水泵I0.1低于5V情況Q0.1B水泵I0.2高于7V情況Q0.2C水泵Q0.3D水泵2.5 設(shè)備選擇根據(jù)控制要求，本設(shè)計(jì)只需要數(shù)字量控制，不需要模擬量控制，共需要數(shù)字量輸入點(diǎn)3個(gè)，數(shù)字量輸出點(diǎn)4個(gè)。從實(shí)用性的角度考慮應(yīng)選擇S7200作為主控制器。充分考慮性?xún)r(jià)比，CPU模板應(yīng)選擇CPU221。CPU221集成了6點(diǎn)輸入/4點(diǎn)輸出，共有10點(diǎn)數(shù)字量I/O。無(wú)擴(kuò)展能力，CPU221有6KB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、4個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器、2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，1個(gè)RS485通信編程口。CPU221具有PPI點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信、MPI多點(diǎn)通信通信和自由方式通信能力，非常適于小型數(shù)字量控制。試驗(yàn)臺(tái)提供的CPU為CPU226，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足要求。2.6 程序流程圖根據(jù)系統(tǒng)的控制要求繪制的系統(tǒng)程序流程圖如下所示2.7 系統(tǒng)源程序根據(jù)系統(tǒng)的控制要求繪制的系統(tǒng)程序梯形圖如下所示：主程序：子程序：2.8 實(shí)際控制面板3設(shè)計(jì)心得課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，PLC已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握PLC的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。 回顧起此次PLC課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在整整兩星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，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(lái)，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。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，對(duì)PLC匯編語(yǔ)言掌握得不好通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。 這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問(wèn)題，最后在梁強(qiáng)老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在張鵬老師的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)，在次我表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！同學(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！ 4 參考文獻(xiàn) 1.S7200 PLC編程及應(yīng)用 廖常初 機(jī)械工業(yè)