畢業(yè)設計(論文)plc全自動廁所沖水設計

1、畢業(yè)設計（論文）題目：PLC全自動廁所沖水設計系部：電氣工程與自動化系專業(yè)：機電一體化班級：機電A1304姓名：指導教師:山西職業(yè)技術學院畢業(yè)設計(論文)任務書開始日期：2015年11月11 日完成日期：2015年11月18 日答辯日期：2015年11月20 日1、設計目的我國是一個水資源極其短缺的國家，水環(huán)境日益嚴峻，公共場所水資源浪費現(xiàn) 象更是十分嚴重因此，加強公共場所的節(jié)約用水勢在必行，而自動沖水裝置可以 很好的解決這一問題。2、設計題目pic全自動廁所沖水設計3、設計內(nèi)容和要求內(nèi)容：將傳感器和PLC技術相結合，采用熱釋電傳感器對入廁的人員計數(shù)，當有人 如廁后，人次達到預先設定值，或待人

2、上完廁所離開一定時間后放水沖洗，而后 系統(tǒng)恢復。以待下次使用，這樣不僅簡便易用而且在保證廁所干凈整潔的同時節(jié) 約珍貴的水資源。將傳感器和PLC技術相結合，采用熱釋電傳感器對入廁的人員計數(shù)，當有人如廁 后，人次達到預先設定值，或待人上完廁所離開一定時間后放水沖洗，而后系統(tǒng) 恢復。以待下次使用，這樣不僅簡便易用而且在保證廁所干凈整潔的同時節(jié)約珍 貴的水資源。4、設計報告要求(1 )論文構成：封面、目錄、摘要、關鍵詞、正文、結束語、附錄、參 考文獻及封底； 正文各級標題序號依次為：1、1.1、1.1.1、每個自然段起頭空兩格； 用A4標準白紙，計算機打印，若有圖紙用A3紙打印橫裝，上邊距2.8cm、

3、下邊距2.5cm、 左邊距2.5cm、右邊距 2.5cm、裝訂線0.5cm、頁眉1.6cm、頁腳1.5cm；(5 )從目錄開始至最后一頁，每頁的最上方加頁眉“山西職業(yè)技術學院畢業(yè)論文”用五號宋體左對齊，頁眉之下劃一條線；頁眉右上角標注頁碼(用阿拉伯數(shù)字)。(6)正文采用小四號宋體，標題采用四號黑體，字間距設置為標準字間距，行距設置為加寬0.2磅(每頁按36行設置)；畢業(yè)設計（論文）進度計劃表日期工作內(nèi)容執(zhí)行情況指導教師簽 字2015.11 .11選定設計課題Pic廁所沖水設計2015.11 .12構思設計思路 自動廁所沖水的步驟2015.11 .13查找有關PLC、運用在全自動廁所沖水上的相關

4、資料2015.11 .14設計廁所沖水硬件方面的要求2015.11 .15編輯全自動廁所沖水程序2015.11 .16整合所有知識內(nèi)容，編寫論文2015.11 .17完成畢業(yè)設計（論文）教師對進度計劃實施情況總評簽名年月日目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1、緒論 3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.1概述 3 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.2系統(tǒng)的總體設計 32、PLC的簡介 32.1PLC簡介 錯

5、誤!未定義書簽。PLC的特點 錯誤!未定義書簽。PLC的基本結構錯誤!未定義書簽。 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document PLC的工作原理5 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document PLC發(fā)展新動向6 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document PLC發(fā)展歷史7 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document PLC的選型8 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 3、系統(tǒng)的硬件設計與實

6、現(xiàn) 9 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 3.1紅外線檢測模塊 9 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 3.2 PLC計時計數(shù)器 11 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 3.3電磁閥 134、系統(tǒng)工作原理 14 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 4.1探測信號14 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 4.2信號傳輸過程 14 HYPERLINK l b

7、ookmark42 o Current Document 4.3沖水動作的觸發(fā) 14 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 4.4水箱注水控制 15 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 5、PLC程序的設計 16 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 5.1 程序流程圖 165.2I/O分配表 17 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 5.3工作原理梯形圖 18附錄 19 HYPERLINK l bookma

8、rk58 o Current Document 結束語 20謝辭 20 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 參考文獻 21眾所周知，我國是一個水資源極其短缺的國家，水環(huán)境日益嚴峻，公共場所水資源浪費現(xiàn)象更是十分嚴重因此， 加強公共場所的節(jié)約用水勢在必行，而自動沖水裝置可以很好的解決這一問題。目前在諸如公廁等公共場有些沒有自動沖水控制裝置，有些所采用的自動沖水裝置有的停留在機械原理控制， 有的使用強電工作，布線不方便，不能很好的達到節(jié)水節(jié)電目的。 而我們介紹的自動沖水裝置運用模數(shù)電原理，結構簡單以及低電壓控制的電磁閥實現(xiàn)上述控制，從而達到節(jié)能、優(yōu)化

9、控制的目的，適宜實際使用與廣泛推廣。文章介紹了一種應用PLC自動沖水節(jié)水智能控制系統(tǒng)。當有人入廁的時候， 熱釋電紅外線傳感器能夠以非接觸的方式檢測出人體發(fā)出的紅外線輻射，并且轉化為電信號，觸發(fā)PLC電路?？朔藗鹘y(tǒng)沖水系統(tǒng)的缺點，實現(xiàn)了精確的計數(shù)。1、緒論1.1概述隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，對水資源的需求越來越大，而我國作為一個 水資源極度短缺的國家，與此形成了鮮明的對比，加強節(jié)約用水尤其是公共場所 的節(jié)約用水尤為關鍵，而自動沖水裝置可以很好的解決這一問題。自動沖水裝置 可廣泛用于學校，飯店、商場、超市、博物館、展覽觀、車站、碼頭、銀行等場 公共場所。目前在諸如公廁等公共場有些沒有自動沖水控

10、制裝置，有些所采用的自動沖水裝置有的停留在機械原理控制，有的使用強電工作，布線不方便，不能很好的達到節(jié)水節(jié)電目的。本文介紹一種自動沖水節(jié)水智能控制系統(tǒng)。 它的特點 是：將傳感器和PLC技術相結合，采用熱釋電傳感器對入廁的人員計數(shù)，當有人如廁后，人次達到預先設定值，或待人上完廁所離開一定時間后放水沖洗， 而后 系統(tǒng)恢復。以待下次使用，這樣不僅簡便易用而且在保證廁所干凈整潔的同時節(jié) 約珍貴的水資源。1.2系統(tǒng)的總體設計圖1-1系統(tǒng)總體設計2、什么是PLC2.1PLC簡介工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作， 并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。

11、傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱 Programmable Controller（PC）。隨著個人計算機（簡稱 PC發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特 點，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（PLC）。PLC的特點可編程控制器之所以能夠得到迅速發(fā)展和廣泛運用，主要是由于它具有以下特點：可靠性高，抗干擾能力強。用軟件實現(xiàn)大量的

12、開關邏輯運算，克服了因繼電器觸點接觸不良造成的故障；輸入采用采用直流低電壓， 更加可靠、安全；面向工業(yè)環(huán)境設計，采取了濾波、屏蔽、隔離等抗干擾措施，適應于各種 惡劣的工業(yè)環(huán)境，遠遠超過了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)和一般的計算機控制系 統(tǒng)。編程簡單，易于掌握。PLC采用梯形圖方式編寫程序，與繼電器控制 邏輯的設計相似，具有直觀、簡單、容易掌握等優(yōu)點。功能完善，靈活方便。隨著 PLC技術的不斷發(fā)展，其功能更加完善，不僅具有開關量邏輯控制功能和步進、計算功能，而且還有模擬量處理、溫度控制、位置控制、網(wǎng)絡通信等功能。既可單機使用、也可聯(lián)網(wǎng)運行，既可集中 控制、也可分布控制或者集散控制。 而且在運行過程中，可

13、隨時修改控制邏輯， 增減系統(tǒng)功能。體積小、質(zhì)量輕、功耗低。于采用了單片機等集成芯片，其體積小、 質(zhì)量輕、結構緊湊、功耗低。PLC的基本結構中央處理器（CPU中央處理器（CPU是PLC的控制核心。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能：a.接收并存儲從用戶程序和數(shù)據(jù)；b.檢測電源，存儲器，I/O以及警戒定時器 的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。存儲器可編程控制器的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。存放系統(tǒng)軟件（包括監(jiān)控程序、模塊化應用功能子程序、命令解釋程序、故障診斷程序 及其各種管理程序）的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器；存放用戶程序的存儲器稱 為用戶程序存儲器，所以又分為用戶存儲器和數(shù)據(jù)存儲器

14、兩部分。輸入輸出信號有開關量、模擬量、數(shù)字量三種，以開關量最普遍。4.輸出信號電路可編程控制器的輸出有：繼電器輸出（ 切、晶體管輸出（T）、晶閘管輸出（SSR三種輸出形式。電源PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。一般小型PLC的電源輸出為兩部分：一部分供PLC內(nèi)部電路工作；一部分向外提供給現(xiàn)場傳感器 等的工作電源。PLC的工作原理PLC則是采用循環(huán)掃描的工作方式。一個掃描周期主要可分為3個階段。輸入刷新階段在輸入刷新階段，CPU掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄 存器。完成輸入端刷新工作后，將關閉出入端口，轉入程序執(zhí)行階段。在程序 執(zhí)行期間即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存

15、器的內(nèi)容也不會改變，而這些變化必須等到下一步周期的輸入刷新階段才能被讀入。程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入端的控制程序，從第一條開始逐步執(zhí)行， 并將相應的邏輯運算結果存入對應的內(nèi)部輔助存儲器和輸出狀態(tài)寄存器。當最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉入輸入刷新階段。輸出刷新階段當所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容， 依次送到輸出鎖存電路（輸出映像寄存器），并通過一定輸出方式輸出，驅動外部相應執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實際輸出。由此可見，輸入刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階 段構成PLC個工作周期，因此稱為循環(huán)掃描方式。顯示掃描周期的長短主要 取決于程序的長短。掃描周期越長，響應速度

16、越慢。由于每個掃描周期只進行 一次I/O刷新，即每一個掃描周期 PLC只對輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次， 所以系統(tǒng)存在輸入輸出之后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應速度。但是由于其對I/O的變化每個周期只輸出刷新一次，并且只對有變化的進行刷 新，這對一般的開關量控制系統(tǒng)來說是完全允許的，不但不會造成影響，還會提高抗干擾能力?？傊琍LC采用掃描的工作方式，是區(qū)別于其他設備的最大 特點之一。PLC發(fā)展新動向PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。 它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、 計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模

17、擬式的輸入和輸出， 控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC已經(jīng)廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)， 它具有高可靠性、抗干擾能力強、功能強大、靈活，易學易用、體積小，重量 輕，價格便宜的特點。1:產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個方向發(fā)展大：I/O點數(shù)達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。小:由整體結構向小型模塊化結構發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。2 : PLC在閉環(huán)過程控制中應用日益廣泛 3 :不斷加強通訊功能 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

18、理器的EPROM或RAM勺智能I/O模塊、高速計數(shù)模塊、遠程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，編程語言趨向標準化有各種簡單或復雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語句表等編程語言，亦有高檔的 PLC指令系統(tǒng)6 :發(fā)展容錯技術 采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。7 :追求軟硬件的標準化PLC發(fā)展歷史起源：1968年美國通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求。1969年，美國數(shù)字設備公司研制出了第一臺可編程控制器PDP14，在美國通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這是第一代可編程序控制器，稱Programmable，是

19、世界上公認的第一臺 PLC1969年，美國研制出世界第一臺PDP-141971年，日本研制出第一臺 DCS-81973年，德國研制出第一臺 PLC1974年，中國研制出第一臺 PLC發(fā)展：20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制 器，使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能， 完成了真正具有計算機特征 的工業(yè)控制裝置。此時的PLC為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產(chǎn)物。個人計算機發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller ( PLC。20世紀70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展

20、階段，計算機技術已全 面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、 更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20 世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用。世 界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。20 世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直 保持為3040%在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接 口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。

21、20 世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個時期發(fā)展了大型機和超小型機、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機界面單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。PLC的選型現(xiàn)在應用最廣泛的PLC有三菱、西門子、歐姆龍、松下等。三菱PLC結構靈活、傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬穩(wěn)定、范圍廣、成本低、 適用面廣但是數(shù)據(jù)處理比西門子弱。西門子PLC性能強大、可操作性強、有相配套的伺服系統(tǒng)和組態(tài)軟件但 是價錢太高。3、系統(tǒng)的硬件設計與實現(xiàn)3.1紅外線檢測模塊紅外技術的內(nèi)容包含四個主要部分： 紅外輻射的性質(zhì)，其中有受熱物體所發(fā) 射的輻射在光譜、強度和方向的分布；輻射在媒

22、質(zhì)中的傳播特性：反射、折射、 衍射和散射；熱電效應和光電效應等。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、部件構成系統(tǒng)的光學、 電子學和精密機械的組成部分。紅外技術在軍事上和國民經(jīng)濟中有著廣泛的應 用。紅外技術有很多應用，例如在夜晚可以用看見物體的紅外線來確定物體的位 置;用一個紅外線發(fā)射器和一個紅外線接收器在生產(chǎn)上可以計算商品的數(shù)量；軍 事上可以用來防止敵人侵入,當紅外線發(fā)射器和接收器被擋住，警報就會響；在 醫(yī)學上還可以查看人的病情等等。紅外線計數(shù)器分為對射式和反射式兩種電路。 對射式紅外線是一個發(fā)射頭和一個接收頭在中間如有物件通過就遮擋一下光線

23、， 輸出脈沖信號觸發(fā)計數(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 個紅外探頭，當探頭前有一個物件出現(xiàn)就把發(fā)射頭的紅外線反射給接收頭，探頭本文所設計的計數(shù)器是采用紅外線遮光方式，利用紅外對射管作計數(shù)傳感器 當有物體通過時光被遮擋住，接收模塊輸出一個高電平脈沖，對此脈沖進行計數(shù) 就可實現(xiàn)對產(chǎn)基于這種光電檢測原理，配合組成集成電路，就可品的統(tǒng)計。設計 測物對光束的遮擋或反射，由同步回光電傳路感應反射回來的光的強弱而檢測物 體的存在與否。感器首先發(fā)出紅外線光束到達或透過物體，物體或鏡面對紅外線 光束進行反射，光電傳感器接收反射回來的光束， 根據(jù)光束的強弱判斷物體的存在，多數(shù)光電開關選用的是波

24、長接近可見光的紅外線光波型。紅外對射管的種類很多，有鏡反射式光電開關、漫反射式、槽式、對射式、光纖式等。紅外檢測電路如圖所示，當紅外對管之間紅外對射管將輸入電流在發(fā)射器上 轉換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探 測。每當物件通過紅外對射管中間一次， 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，這個變化的電壓將產(chǎn)生一個脈沖信號。對射式紅外線計數(shù)器。 該裝置抗干擾能力強，工作穩(wěn)定，計數(shù)準確。目前常用的紅外線對射管是根據(jù)物體對近紅外線光束的反射原理。圖2-2紅外檢測模塊圖2-3工作原理圖3.2 PLC計時計數(shù)器計時器的分辨率有三種，1Ms、10Ms、1OOM

25、s三種。計時器的值每增加一 個數(shù)字表示多長時間。計時器號決定定時器的分辨率TO T64 T32 T96時間分辨率是1Ms T1-T4等時間分辨率是1OMs , T5-T31等時間分辨率是100MsS7 200系列PLC中定時器一共三種：接通延時計時器TON斷開延時計時器 TOF保持型接通延時計時器 TONR接通延時計時器，TONX作原理PLC上電時，計時器的常開接點斷開，常閉接點閉合，計時器當前值為 0。 當IN斷開時，計時器的常開接點斷開，常閉接點閉合，計時器當前值為 0。當 IN閉合時，計時器從0開始記時，當計時值大于或等于設定值時，計時器的常 開接點閉合，常閉接點斷開，定時器的值記到 3

26、2767為止。在計時的中間，如果 IN斷開，則計時器的當前值回到0,常開接點斷開，常閉接點閉合。斷開延時計時器，TOF工作原理PLC通電時，其常開接點斷開，常閉接點閉合，其當前值為0。當IN接通時, 其常開接點立即閉合，常閉接點立即斷開，其當前值為0。當IN從接通變到斷開時，定時器從0開始記時，當當前值等于設定值時，常開接點斷開，常閉接點 閉合，其當前值保持不變。保持型接通延時計時器，TONRC作原理當PLC上電時，其常開接點斷開，常閉接點閉合，計時值為 0。當IN接通 時，定時器其開始計時，當定時器的當前值大于或等于設定值時， 常開接點閉合， 常閉接點斷開，同時定時器繼續(xù)計時。當IN斷開時，

27、定時器的當前值保持不變， 當IN再次接通時，定時器以此值為基數(shù)開始計時。可用 R指令復位定時器的當 前值。計時器注意事項：A、每個定時器線圈只能用一次，接點可以多次使用。B、定時器的編號決定定時器的類型和分辨率。C、分辨率是1mS和10mS勺定時器，其接點不能出現(xiàn)在自身的IN回路中。D定時器在使用時只能是TON TOF TONF中的一種，不能同時是其中的兩 種或三種形式。E、定時器的設定值最大是32767,最小為0。F、IN不能直接接左側的能量線。對輸入的信號進行計數(shù)，在計數(shù)輸入信號的上升沿計一次數(shù)。 計數(shù)器用C表 示。S7-200 一共有256個計數(shù)器，編號從 C0到C255計數(shù)器有三種類型

28、：（1）加計數(shù)器，CTU減計數(shù)器，CTD（3）加減計數(shù)器，CTUD一個計數(shù)器類型可以是三種類型中的一種，和計數(shù)器編號無關，但是統(tǒng)一個計數(shù)器不可同時使用兩種或三種以上類型。加計數(shù)器，CTU工作原理初次上電時，計數(shù)器的當前值為 0,計數(shù)器的位為OFF常開接點斷開，常 閉接點閉合。當復位端R斷開時，計數(shù)輸入端（CU上升沿時（ON-OFF，計數(shù) 器加1,直至加到32767時停止計數(shù)。當計數(shù)器的當前值大于或等于設定值時， 計數(shù)器的常開接點閉合，常閉接點斷開。 當復位端R接通時，計數(shù)器的當前值復 歸到0。對計數(shù)器執(zhí)行復位指令（R）時，計數(shù)器的當前值復歸到0。減計數(shù)器，CTD裝載輸入LD斷開（OFF，在計數(shù)

29、輸入端CD上升沿（OFF到ON時，計數(shù)器 當前值減1,直到減到0時，停止計數(shù)。當當前值為0時，其常開接點閉合，常 閉接點斷開。當裝載輸入LD接通（ON時，計數(shù)器的常開接點斷開，常閉接點閉合，計數(shù)器的值變?yōu)樵O定值。初次上電時，減計數(shù)器的位為ON（常開接點閉合，常閉接點斷開），計數(shù)器的當前值為0o加減計數(shù)器，CTUD加計數(shù)輸入CU由OFF到ON（上升沿）時，計數(shù)器加1。當減計數(shù)輸入CD由 OFF到ON （上升沿）時，計數(shù)器減1。當計數(shù)器的值大于或等于設定值時，計數(shù) 器的常開接點閉合，常閉接點斷開。復位 R變成ON時，計數(shù)器復位到0。3.3電磁閥追朔電磁閥的發(fā)展史，至怕前為止，國內(nèi)外的電磁閥從原理上

30、分為三大類 （即：直動式、分步直動式、先導式），而從閥瓣結構和材料上的不同與原理上的 區(qū)別又分為六個分支小類（直動膜片結構、分步膜片結構、先導式膜片結構、直 動活塞結構、分步活塞結構、先導活塞結構）。（一）、直動式電磁閥原理：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關閉件從閥座上提起，閥門打開；斷 電時，電磁力消失，彈簧力把關閉件壓在閥座上，閥門關閉。特點：在真空、負壓、零壓時能正常工作，但一般通徑不超過25mm（二）、分步直動式電磁閥原理：它是一種直動和先導式相結合的原理， 當入口與出口壓差w 0.05Mpa, 通電時，電磁力直接把先導小閥和主閥關閉件依次向上提起，閥門打開。當入口與出口壓差0.05Mp

31、a,通電時，電磁力先打開先導小閥，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； 斷電時，先導閥和主閥利用彈簧力 或介質(zhì)壓力推動關閉件，向下移動，使閥門關閉。特點：在零壓差或真空、高壓時亦能可靠工作，但功率較大，要求豎直安裝。（三）、先導式電磁閥原理：通電時，電磁力把先導孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關閉件周圍 形成上低下高的壓差，推動關閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導 孔關閉，入口壓力通過旁通孔迅速進入上腔室在關閥件周圍形成下低上高的壓 差，推動關閉件向下移動，關閉閥門。特點：流體壓力范圍上限很高，但必須滿足流體壓差條件。通過導線將電磁閥體內(nèi)線圈輸入正向脈沖信號，

32、 線圈產(chǎn)生的工作磁通，使動 芯吸合，打開閥門。當停止正向脈沖信號輸入時，動芯釋放，動芯在彈簧力的作 用下回復到初始狀態(tài)，關閉閥門。另外有自保持型的，停止輸入正向脈沖或斷電 后也能保持，需要輸入負向脈沖信號才能復位；脈沖電磁閥的工作原理是利用電器的脈沖轉化為機械的脈動使得脈動氣體的強大能量變成動量在短時間內(nèi)釋放產(chǎn)生巨大沖力。本文是通過紅外傳感到有人靠近時輸出一個信號給控制電路，控制電路發(fā)出控制信號給電磁閥，進行短暫沖水；紅外傳感到有人離開時輸出信號給控制電路， 控制電路發(fā)出信號給電磁閥，進行較長時間沖水。4、系統(tǒng)工作原理4.1探測信號在公廁的每一個位置上都安裝紅外線傳感器，探測元件的波長靈敏度在

33、0.220卩m范圍內(nèi)而人體輻射的紅外線中心波長為 910 m在傳感器頂端開設了 一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為710卩m正好適合于人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線則由濾光片予以吸收， 這樣便 形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器。當有人入廁的時候，紅外線傳感器能夠檢測出人體發(fā)出的紅外線輻射， 并且經(jīng)過紅外線開關將其轉化為電信 號輸出，產(chǎn)生高電平信號開始計數(shù)。當人上完廁所離開后，電路恢復到低電平信 號,而PLC電路被輸出脈沖信號的下降沿觸發(fā)。 這樣設計的好處是能夠避免重復 計數(shù)，準確的統(tǒng)計入廁人數(shù)，克服了傳統(tǒng)的機械定時沖水系統(tǒng)的缺點。4.2信號傳輸過程采用

34、新型紅外傳感器探測入廁人體紅外線輻射，將其經(jīng)過控制電路轉化成微 弱的電信號輸出，經(jīng)運算放大器 0P1 0P2進行運算放大，再將放大后的電信號 經(jīng)比較器C0P1和C0P2勾成的雙向鑒幅器處理，同時濾去干擾信號，最后將有效 信號輸入驅動計數(shù)器計數(shù)。圖3-1信號傳輸過程圖4.3沖水動作的觸發(fā)入廁人數(shù)是由輸入的單脈沖個數(shù)決定的， 而單脈沖信號是由傳感器探測到的紅外線信號經(jīng)過放大器，比較器等處理， 濾去干擾信號而產(chǎn)生的。當單脈沖信號 下降沿輸入P計數(shù)器，分別開始計時和計數(shù)。沖水動作的觸發(fā)是由計時器和計數(shù) 器共同決定的，當在預設的時間內(nèi)入廁人數(shù)達到預設值時則觸發(fā)沖水；當在預設的時間內(nèi)入廁人數(shù)未達到預設值，

35、 則在預設時間觸發(fā)沖水。沖水動作完成之后電 路產(chǎn)生一個復位信號，PLC復位，控制系統(tǒng)的計時和計數(shù)重新開始。LC時一個工 作周期便開始。第一個脈沖輸人后，PLC啟動計時器和4.4水箱注水控制水箱采用自動注水控制系統(tǒng)，在水箱里安裝水位傳感器實時監(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進水閥門的開關進行控制。給水箱預設一個最低水位和最高水位高度值，當水位低于最低水位，自動開啟進水閥門開始 注水，實時保持水箱內(nèi)充滿水；當水位高于最高水位，關閉進水閥門停止注水， 不致使水溢出水箱，節(jié)約用水。5、PLC程序的設計5.1程序流程圖圖4-1程序流程圖5.21/0分配表表4-1 I/O 分配表PL

36、C的I/O地址連接的外部設備X000啟動開關M0T1定時繼電器M1T2定時繼電器1Y000輸出繼電器5.3工作原理梯形圖XOOOT1-m-TOT FYOOCIT HK000T2-4W-_MlT IYOOOT0K30T1 YOOOT2KSOC Ml VOOGC END.圖4-2 梯形圖設計實踐證明，本設計所采用西門子 S7-200型可編程控制器的硬件配置和程 序設計是完全可行的， 在實際控制中，由于PLC產(chǎn)品自身具有可靠性高、 靈活 性強、對工作環(huán)境無要求和抗干擾性能好等諸多優(yōu)點，使之完全可以將操作人員從惡劣的現(xiàn)場環(huán)境中解放出來，因此深受用戶歡迎。同時采用PLC控制液體混合裝置，還能容易的隨時修改可編程控制器程序，以改變液體混合裝置的工作時間和工作狀態(tài)，滿足不同液體混合的需要。 該控制系統(tǒng)可用較少的資金投 入，達到很高的控制精度，有很好的推廣