PLC物業(yè)供水系統(tǒng)水泵梯形圖控制程序設(shè)計與調(diào)試

1、PLC物業(yè)供水系統(tǒng)水泵梯形圖控制程序設(shè)計與調(diào)試Company Document number ： WTUT-WT88Y-W8BBGB-BW煙臺南山學(xué)院PLC課程設(shè)計題目物業(yè)供水系統(tǒng)水泵梯形圖控制程序設(shè)計與調(diào)試姓 名：劉美麗所在學(xué)院:工學(xué)院電氣與電子工程系所學(xué)專業(yè):電氣工程及其自動化班 級：電氣工程1102學(xué) 號：指導(dǎo)教師：姜倩倩小組成員： 劉瀚文，李勝楠，劉松松課程設(shè)計任務(wù)書一、基本情況學(xué)時：1周 學(xué)分：1學(xué)分適應(yīng)班級：11電氣工程二、課程設(shè)計的意義、性質(zhì)、目標(biāo)、要求1 .意義課程設(shè)計是PLC課程教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進(jìn)行全面的系統(tǒng)的訓(xùn)練。進(jìn) 行課程設(shè)計可以讓學(xué)生把學(xué)過的比較零碎的知識系

2、統(tǒng)化，真正的能夠把學(xué)過的知識落 到實處，能夠開發(fā)簡單的系統(tǒng)，也進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生再深一步學(xué)習(xí)的熱情，因此課程 設(shè)計是必不少的，是非常必要的。2 .性質(zhì)課程設(shè)計是提高學(xué)生PLC技術(shù)應(yīng)用能力以及文字總結(jié)能力的綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)，是配 合PLC課程內(nèi)容掌握、應(yīng)用得的專門性實踐類課程。3 .目標(biāo)通過典型實際問題的實際，訓(xùn)練學(xué)生的軟硬件的綜合設(shè)計、調(diào)試能力以及文字組 織能力，建立系統(tǒng)設(shè)計概念，加強(qiáng)工程應(yīng)用思維方式的訓(xùn)練，同時對教學(xué)內(nèi)容做一定 的擴(kuò)充。4 .要求(1)課程設(shè)計的基本要求PLC課程設(shè)計的主要內(nèi)容包括：理論設(shè)計與撰寫設(shè)計報告等。其中理論設(shè)計又包括 選擇總體方案，硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計。程序設(shè)計是課

3、程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通 過進(jìn)一步完善程序設(shè)計，使之達(dá)到課題所要求的指標(biāo)。課程設(shè)計的最后要求是寫出設(shè)計總結(jié)報告，把設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行全面的總結(jié)，若有實踐條件，把實踐內(nèi)容上升到理論高 度。(2)課程設(shè)計的教學(xué)要求PLC課程設(shè)計的教學(xué)采用相對集中的方式進(jìn)行，以班為單位全班學(xué)生集中到設(shè)計室 進(jìn)行。做到實訓(xùn)教學(xué)課堂化，嚴(yán)格考勤制度，在實訓(xùn)期間(一周)累計曠課達(dá)到6節(jié) 以上，或者遲到、早退累計達(dá)到8次以上的學(xué)生，該課程考核按不及格處理。在實訓(xùn) 期間需要外出查找資料，必須在指定的時間內(nèi)方可外出。課程設(shè)計的任務(wù)相對分散，每35名學(xué)生組成一個小組，完成一個課題的設(shè)計。 小組成員既有分工、又要協(xié)作，同一小組的成員之間可以

4、相互探討、協(xié)商，可以互相 借鑒或參考別人的設(shè)計方法和經(jīng)驗。但每個學(xué)生必須單獨完成設(shè)計任務(wù)，要有完整的 設(shè)計資料，獨立撰寫設(shè)計報告，設(shè)計報告雷同率超過50%的課程設(shè)計考核按不及格處 理。三、課程設(shè)計題目及設(shè)計過程一、題目：物業(yè)供水系統(tǒng)水泵梯形圖控制程序設(shè)計與調(diào)試二、內(nèi)容及要求：某物業(yè)供水系統(tǒng)有水泵4臺，供水管道安裝壓力檢測開關(guān)KI, 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)自動工作時，當(dāng)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(dāng)用水量多時，壓力降低，K1接通，此時可 延時30s

5、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(dāng)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 出4臺。（2）各水泵工作時，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。（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(hù)，可隨時對單臺水泵進(jìn)行斷電控制（注：若輸入點不夠，可減少一 個過載保護(hù)輸入）。（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自動運行停止）。2 .畫出運行框圖，I/O編址，編程并調(diào)試3 .畫出I/O端子接線圖。4、設(shè)計報告課程設(shè)計報告要做到層次清晰，論述清楚，圖表

6、正確，書寫工整；詳見“課程設(shè)計 報告寫作要求二四、設(shè)計報告設(shè)計完成后，必須撰寫課程設(shè)計報告。設(shè)計報告必須獨立完成，格式符合要求， 文字（不含圖形、程序）不少于3000字，圖形繪制規(guī)范報告書用A4紙書寫，裝訂成 冊。設(shè)計報告的格式如下： 1、封面2、內(nèi)容提要（摘要）3、目錄4、正文（1）所作題目的意義、本人所做的工作及系統(tǒng)的主要功能；（2）硬件電路設(shè)計及描述；1）確定元器件的型號及參數(shù)。2）畫出完整的原理圖。3）列出元器件清單。（3）軟件設(shè)計流程及描述；5、心得體會（總結(jié)）6、參考文獻(xiàn)7、附錄（源程序代碼）8、有關(guān)圖紙五、進(jìn)度安排PLC課程設(shè)計共安排1周，合計40學(xué)時，具體分配如下：實習(xí)動員及準(zhǔn)

7、備工作： 2學(xué)時總體方案設(shè)計：6學(xué)時硬件設(shè)計：8學(xué)時軟件設(shè)計：10學(xué)時撰寫設(shè)計報告：6學(xué)時答辯與總結(jié)：4學(xué)時教師輔導(dǎo)：6學(xué)時六、考核方法PLC課程設(shè)計的考核方式為考查，考核結(jié)果為優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五等，分?jǐn)?shù)在90T00之間為優(yōu)秀，80-89分之間為良好，70-79分之間為中等，60-69分 之間為及格，60分以下為不及格。考核分三個方面進(jìn)行：平時表現(xiàn)20% ；設(shè)計過程25% ；設(shè)計報告40% ；設(shè)計答辯 15%。有下列情形之一者，課程設(shè)計考核按不及格處理:1、設(shè)計期間累計遲到、早退達(dá)8次；2、設(shè)計期間累計曠課達(dá)6節(jié)；3、設(shè)計報告雷同率超過50%或無設(shè)計報告；4、不能完成設(shè)計任務(wù)，達(dá)

8、不到設(shè)計要求。摘要隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，城市中各類小區(qū)的建設(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)的供水系統(tǒng)是其 中的一個重要方面。本論文是針對供水要求設(shè)計的基于PLC的物業(yè)供水系統(tǒng)。本設(shè)計 由PLC、四臺水泵、壓力傳感器等組成，系統(tǒng)工作時分手動操作和自動操作，自動操作 時首先由傳感器把信號傳給PLC,再由PLC根據(jù)水壓的高低信號分析控制四臺水泵的工 作狀態(tài)；手動操作時，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(hù)。關(guān)鍵詞：PLC,物業(yè)供水，水壓目錄第1章引言課題背景和意義我們都知道，水是人類生活、生產(chǎn)中不可缺少的重要物

9、質(zhì)，在建設(shè)節(jié)約型時代特 征的前提下，我們這個水資源和電能短缺的國家，長期以來在市政供水、高層建筑供 水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動化程度低，而隨著我國社會經(jīng) 濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，以及住房制度改革的不斷深入，城市中各類小 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，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性直接影響到小區(qū)住 戶的正常工作和生活，也直接體現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)管理水平的高低。本系統(tǒng)就是在這種背 景下設(shè)計的。可編程控制器(PLC)介紹可編程控制器(Programmable Controller)是計算機(jī)家族中的一員

10、，是為工業(yè)控制 應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller),簡稱PLC,它主要用來代替繼電器實現(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，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(jī)(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可 編程控制器簡稱PLC。它在設(shè)計上有以下優(yōu)點：1、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；2、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、編程方法簡單、直觀；5、系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量??；6、經(jīng)濟(jì)方面、維修工作

11、量小；7、體積小、耗能低、重量輕；PLC發(fā)展的新動向：1、產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個方向發(fā)展 大：I/O點數(shù)達(dá)14336點、32位為微處理 器、多CPU并行工作、大容量存儲器、掃描速度高速化。由整體結(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)用曰益廣泛。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、高速計數(shù)模塊、遠(yuǎn)程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

12、編程語言，亦有高檔的PLC指 令系統(tǒng)。6、發(fā)展容錯技術(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。第2章控制系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)整體設(shè)計要求本設(shè)計是基于PLC的物業(yè)供水系統(tǒng)，具有以下特點：1 .供水系統(tǒng)有水泵4臺，供水管道安裝壓力檢測開關(guān)KI, K2和K3。K1接通，表 不水壓偏低；K2接通，表示水壓正常；K3接通表不水壓偏局。2 .系統(tǒng)分手動工作和自動工作兩種狀態(tài)，自動工作時，當(dāng)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(dāng)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(dāng)K

13、2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，最多不得超出4臺；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(hù)，可隨時 對單臺水泵進(jìn)行斷電控制（若輸入點不夠，可用I/O擴(kuò)展模塊）。3 .并設(shè)有“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）。各水泵工作時，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。系統(tǒng)設(shè)計思想本程序是物業(yè)供水系統(tǒng)水泵控制程序設(shè)計與調(diào)試，主電路有四個電機(jī)，分別設(shè)有 過載保護(hù)，開關(guān)?？刂齐娐凡捎肞LC,手動控制階段易于設(shè)計，分別增設(shè)長開長閉開關(guān)，保證手動控 制每臺電路的通斷。本程序的

14、設(shè)計難點在于增減水泵時判斷誰先誰后，先打開的水泵先關(guān)閉，即先進(jìn) 先出的原則。最先想到的是出棧入棧指令，但查找資料未發(fā)現(xiàn)其具體符號標(biāo)記，為便 于畫程序梯形圖，絞盡腦汁想另一種方法。于是，我想到運用兩個左以為指令控制開 斷電機(jī)的順序，保證電機(jī)的先進(jìn)先出。然后用一個置位指令打開剩余電機(jī)，用復(fù)位指 令保證關(guān)閉的電機(jī)。具體實現(xiàn)步驟見下文。系統(tǒng)硬件設(shè)計2.3.1 PLC輸入輸出口分配本設(shè)計的控制部分由PLC完成，由于本系統(tǒng)控制分手動和自動運行，手動運行時，每臺水泵分別有啟動和停止開關(guān)輸入，自動運行時，需要有自動運行/停止開關(guān)輸 入，水壓判斷開關(guān)以及保護(hù)輸入等，還有四個水泵輸出。表2-1 PLC的I/O點分

15、配控制信號信號名稱地址編碼輸入信號自動運行自動/手動切換手動停止泵1手動啟動泵2手動停止泵2手動啟動泵3手動停止泵3手動啟動泵4手動停止泵4高壓開關(guān)K3水壓正常反饋K2低壓開關(guān)K1泵1的過載保護(hù)泵2的過載保護(hù)泵3的過載保護(hù)泵4的過載保護(hù)輸出信號泵1泵2泵3泵4圖2-1 PLC的I/O接線圖軟件設(shè)計2.4.1 設(shè)計要求物業(yè)供水系統(tǒng)有水泵4臺，供水管道安裝壓力檢測開關(guān)KI, 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。自動工作時，當(dāng)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(dāng)用水量多時，壓力降低，K1接通，

16、此時可延時30s后增設(shè)1臺水泵工作， 要求先工作的水泵先切斷；當(dāng)用水量多時，壓力降低，K1接通，此時可以延時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(dāng)K2接通，表示供水正 常，可維持水泵運行的數(shù)量。工作時，要求水泵數(shù)量最少為1臺，最多不超過4臺。各水泵工作時，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。手動工作時，要求4臺水泵可分別獨立操作（分設(shè)啟動和停止開關(guān)），并分別具 有過載保護(hù)，可隨時對單水泵進(jìn)行斷電控制。設(shè)置“自動/手動“切換開關(guān)（ON-手動，OFF-自動），另外自動運行控制開關(guān) （ON-自動運行，OFF自動運行停止）。2.4.2 流程圖根據(jù)設(shè)計要求繪制流程圖（如圖3-1所示）：圖3-1

17、流程圖2.4.3 梯形圖根據(jù)流程圖編寫梯形圖如下所示：2.4.42吉論該設(shè)計要求最少有一臺水泵工作所以開始初試化開關(guān)打開，即定義水泵1打開。 接下來設(shè)計手動自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，分別啟動自動手動模式。自動過程分析，模擬低水壓信號K1閉合，定時30S, 2號電機(jī)接通，水泵2打 開，此時兩個電機(jī)工作。當(dāng)水壓仍然偏低則接著定時30s后，3號電機(jī)啟動，此時三個 電機(jī)運轉(zhuǎn)。如水壓仍低，則4號水泵打開，此時四臺水泵同事運行。最多四臺水泵工 作供水，所以此后定時器不再計時。模擬水壓K2閉合，說明水壓正常，維持現(xiàn)有水泵 數(shù)目。當(dāng)模擬水壓偏高信號出現(xiàn)，K3閉合，30s后把先啟動的那臺水泵撤掉，如水壓 仍偏高，則把第二臺

18、啟動的電機(jī)撤掉。如果一直偏高則一直按照先工作電機(jī)線撤銷的 原則進(jìn)行電機(jī)的撤銷，直到只剩一臺電機(jī)為止。手動狀態(tài)分析，此時SB1、SB2分別控制1號電機(jī)的通斷；SB3、SB4分別控制2號 電機(jī)的通斷；SB5、SB6分別控制3號電機(jī)的通斷；SB7和SB8分別控制4號電機(jī)開 斷。這一狀態(tài)可以實現(xiàn)人為的控制任何一臺電機(jī)的運轉(zhuǎn)與停止，可以根據(jù)實際情況操 作。另外分別為4臺電機(jī)設(shè)置國電保護(hù)開關(guān)SB10、SB11、SB12、SB13O為每臺水泵設(shè)計工作狀態(tài)信號燈，電機(jī)運轉(zhuǎn)著信號燈打開，電機(jī)停止信號燈關(guān) 閉。總結(jié)通過這次課程設(shè)計，我學(xué)到了很多關(guān)于電路與程序設(shè)計中很細(xì)節(jié)的東西，讓我明 白，很多東西原本以為會的其實真正要拿出來用還是需要多多鍛煉的。以后每次設(shè)計 經(jīng)歷都不會一樣，設(shè)計過程中的靈活運用所學(xué)知識是至關(guān)重要的。還要勤學(xué)苦問，也 許有些東西沒用過，但是通過現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，把東西搞出來才是真的學(xué)習(xí)能力的體現(xiàn)。本次物業(yè)供水系統(tǒng)水泵控制程序設(shè)計很結(jié)合實際，有實際的應(yīng)用價值，通過自己 動手設(shè)計控制過程、調(diào)試程序，讓我對PLC在實際運用中的作用有了更充分的認(rèn)識， 在現(xiàn)實中應(yīng)用的那么廣泛和實