燕山大學(xué)plc課設(shè)

燕山大學(xué)plc課設(shè)燕山大學(xué)plc課設(shè)/燕山大學(xué)plc課設(shè)燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目：工業(yè)污水處理的PLC控制學(xué)院（系）：電氣工程學(xué)院年級(jí)專業(yè)：10級(jí)儀表三班學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：教師職稱：副教授燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系）：電氣工程學(xué)院基層教學(xué)單位：自動(dòng)化儀表學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)（班級(jí)）10級(jí)儀表三班設(shè)計(jì)題目工業(yè)污水處理的PLC控制設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)分析污水處理的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)以下技術(shù)參數(shù):1、流量控制，由流量計(jì)計(jì)量流量，并由進(jìn)水閥調(diào)整流量2、中和處理，由PH值量計(jì)，測(cè)量污水的酸堿值，控制加酸閥、進(jìn)堿閥進(jìn)行中和作業(yè)3、溫度處理，由溫度計(jì)計(jì)量，若水溫過(guò)高，加水降溫4、水位控制，由水位控制器控制處理池水位，并由排水閥門調(diào)整水位設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)題目?jī)?nèi)容2、設(shè)計(jì)過(guò)程和有關(guān)說(shuō)明3、繪制電氣原理圖：包括主電路、控制電路、PLC硬件電路、I/O接口表4、PLC控制程序（梯形圖和指令表）5、調(diào)試結(jié)果6、參考資料7、心得體會(huì)工作量一周的課程設(shè)計(jì)，完成工業(yè)處理污水的PLC控制的基本要求，實(shí)現(xiàn)控制功能，準(zhǔn)確無(wú)誤的達(dá)到污水處理的技術(shù)指標(biāo)，完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫，最后進(jìn)行答辯工作計(jì)劃第一天、第二天：熟悉課設(shè)題目要求，弄清題目要求，查閱資料，進(jìn)行理論設(shè)計(jì)第三天、第四天：完善理論設(shè)計(jì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真調(diào)試，撰寫報(bào)告第五天：完善過(guò)程，完成報(bào)告，進(jìn)行答辯參考資料《PLC電氣控制技術(shù)》，漆漢宏主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2006年《FX系列PLC編程及應(yīng)用》，寥常初主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2004年指導(dǎo)教師簽字基層教學(xué)單位主任簽字目錄摘要…………………1PLC相關(guān)知識(shí)與介紹……………2總體設(shè)計(jì)方案………4設(shè)計(jì)過(guò)程……………53.1流程圖的設(shè)計(jì)……………53.2電氣原理圖設(shè)計(jì)…………63.3元器件標(biāo)注及梯形圖……7調(diào)試結(jié)果與說(shuō)明…………………8第五章調(diào)試結(jié)果與說(shuō)明…………………10第六章心得體會(huì)……………13參考文獻(xiàn)…………14摘要中國(guó)水資源人均占有量少，空間分布不平衡。隨著中國(guó)城市化、工業(yè)化的加速，水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下，污水處理行業(yè)成為新興產(chǎn)業(yè)，目前與自來(lái)水生產(chǎn)、供水、排水、中水回用行業(yè)處于同等重要地位。雖然由于國(guó)家和各級(jí)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)重視程度的不斷提高，中國(guó)污水處理行業(yè)正在快速增長(zhǎng)，污水處理總量逐年增加，城鎮(zhèn)污水處理率不斷提高。但目前中國(guó)污水處理行業(yè)仍處于發(fā)展的初級(jí)階段。一方面，中國(guó)目前的污水處理能力尚跟不上用水規(guī)模的迅速擴(kuò)張，管網(wǎng)、污泥處理等配套設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重滯后。另一方面，中國(guó)的污水處理率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在著明顯的差距，且處理設(shè)施的負(fù)荷率低。因此中國(guó)應(yīng)完善污水處理的政策法規(guī)，建立監(jiān)管體制，創(chuàng)建合理的污水處理收費(fèi)體系，扶植國(guó)內(nèi)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推進(jìn)污水處理行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化。污水處理行業(yè)是一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。中國(guó)將在“十一五”期間投資3000億元以推進(jìn)城市污水處理和利用，中國(guó)污水處理行業(yè)由此迎來(lái)高速發(fā)展期。本次課設(shè)的任務(wù)：為保證工業(yè)污水處理過(guò)程的安全性、可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性提高污水處理廠的自動(dòng)化水平本課題的任務(wù)是運(yùn)用可編程控制器來(lái)控制污水處理過(guò)程中污水的流量控制、PH值的調(diào)節(jié)、溫度處理、水位控制。PLC相關(guān)知識(shí)與介紹1.1、定義：可編程邏輯控制器（，PLC），是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸人和出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。1.2、基本結(jié)構(gòu)：可編程邏輯控制器實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，可編程邏輯控制器及其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為：（一）、電源可編程邏輯控制器的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。一般交流電壓波在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。（二）、中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。執(zhí)行完畢之后各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。（三）、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。（四）、輸入輸出接口電路器與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。（五）、功能模塊如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。1.3.工作原理：當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。1.4.功能特點(diǎn)：（一）、系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長(zhǎng)；也能進(jìn)行連續(xù)過(guò)程的PID回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的綜合自動(dòng)化。（二）、使用方便，編程簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，而無(wú)需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。（三）、能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。第二章總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)課設(shè)題目分析任務(wù)要求。首先，確定了污水處理的過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，進(jìn)水閥門處由流量控制計(jì)控制進(jìn)水速度。然后，水槽內(nèi)進(jìn)行酸堿中和、溫度調(diào)解處理。最后，水位檢測(cè)計(jì)測(cè)得水位高低，控制排水閥門的大小。這就是污水處理的簡(jiǎn)略過(guò)程。由污水處理的過(guò)程可知，各項(xiàng)處理步驟應(yīng)為并行運(yùn)行。畫出系統(tǒng)的流程圖，分塊邏輯設(shè)計(jì)，最后把梯形圖做并聯(lián)連接。由于各個(gè)過(guò)程之間存在多觸點(diǎn)或多線圈對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，所以并聯(lián)梯形圖中應(yīng)添加主控電路。梯形圖設(shè)計(jì)好后，用軟件仿真，驗(yàn)證結(jié)果，繪制電氣原理圖，撰寫報(bào)告。設(shè)計(jì)過(guò)程3.1流程圖的設(shè)計(jì)根據(jù)控制要求繪制污水處理的流程圖：(1)流量控制，由流量計(jì)計(jì)量流量，并由進(jìn)水閥調(diào)整流量。1)當(dāng)流量計(jì)測(cè)到水的流速過(guò)慢時(shí)，其過(guò)慢觸點(diǎn)(X2)接通，進(jìn)水閥門開大(Y0有輸出)，使水的流速加快。2)當(dāng)流量計(jì)檢測(cè)到水的流速過(guò)快時(shí)，其過(guò)速觸點(diǎn)(X0)接通，進(jìn)水閥門關(guān)小(Y1有輸出)，使水的流速減慢。3)當(dāng)流量計(jì)檢測(cè)到水的流速適中時(shí)，其適中觸點(diǎn)(X1)接通，進(jìn)水閥門不動(dòng)作(Y0、Y1無(wú)輸出)。(2)中和處理，由PH值量計(jì)，測(cè)量污水的酸堿值，控制加酸閥、進(jìn)堿閥進(jìn)行中和作業(yè)。1）若為強(qiáng)酸時(shí)，PH值量計(jì)強(qiáng)酸觸點(diǎn)(X12)接通，報(bào)警器發(fā)出警報(bào)(Y4有輸出)，加堿閥門打開(Y2有輸出)2)若為強(qiáng)堿時(shí)，PH值量計(jì)強(qiáng)堿觸點(diǎn)(X7)接通，報(bào)警器發(fā)出警報(bào)(Y4有輸出)，加酸閥門打開(Y3有輸出)。3)若酸堿適中時(shí)，PH值觸點(diǎn)(X14)接通，加堿閥的加酸閥門關(guān)閉，報(bào)警器不報(bào)警。(3)溫度處理，由溫度計(jì)計(jì)量，若水溫過(guò)高，加水降溫。1）若水溫過(guò)高，溫度計(jì)觸點(diǎn)(X10)接通，加水閥門打開(Y5有輸出)。2）若水溫適中，溫度計(jì)觸點(diǎn)(X6)接通，加水閥門關(guān)閉(Y5無(wú)輸出)。(4)水位控制，由水位控制器控制處理池水位，并由排水閥門調(diào)整水位。1）若處理池水位過(guò)高時(shí)，水位控制器觸點(diǎn)(X3)接通，排水閥門開大(Y7有輸出)。2）若處理池水位過(guò)低，水位控制器觸點(diǎn)(X5)斷開，排水閥門關(guān)小(Y10有輸出)。3）若處理池水位適中，水位控制器觸點(diǎn)(X4)接通，排水落石出閥門不動(dòng)作(Y7、Y10無(wú)輸出)。(5)按下起動(dòng)按鈕(X11)，該不處理系統(tǒng)投入運(yùn)行，在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中攪拌器一直攪拌(Y6有輸出)。按下停止按鈕(X13)，該水處理系統(tǒng)停止工作。流程圖：3.2電氣原理圖設(shè)計(jì)電氣原理圖是根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的工作原理，采用電器元件展開的形式繪制的，電氣原理圖并不按電器元件實(shí)際布置繪制，而是根據(jù)電器元件在電路中所起的作用畫在不同的部位上，用于分析研究系統(tǒng)的組成和工作原理，并為尋找電氣故障提供幫助，同時(shí)也是編制電氣接線圖的依據(jù)。此電氣原理圖由主電路（三相電、熔斷器、熱繼電器、電機(jī)）和主控電路（輸入開關(guān)接口、輸出借口、COM口）組成。3.3元器件標(biāo)注及梯形圖輸入元器件輸出元器件調(diào)試結(jié)果與說(shuō)明將設(shè)計(jì)好的梯形圖，編譯在三菱PLC仿真軟件上，進(jìn)行邏輯測(cè)試，得到正確的時(shí)序圖，說(shuō)明梯形圖設(shè)計(jì)無(wú)誤。打開啟動(dòng)按鈕X011，攪拌電機(jī)輸出，主控電路得電。按下停止按鈕X013，攪拌電機(jī)停止，主控電路斷電過(guò)速觸點(diǎn)X0接通，進(jìn)水閥門關(guān)?。╕1有輸出）過(guò)慢觸點(diǎn)X2接通，進(jìn)水閥門開大（Y0有輸出）適中觸點(diǎn)X1接通，進(jìn)水閥門不動(dòng)作（Y0，Y1無(wú)輸出）強(qiáng)酸觸點(diǎn)X12接通，加堿閥門打開（Y2有輸出），報(bào)警器報(bào)警（Y4輸出）強(qiáng)堿觸點(diǎn)X7接通，加酸閥門打開（Y3有輸出），報(bào)警器報(bào)警（Y4有輸出）酸堿適中觸點(diǎn)X14接通，加酸加堿閥門關(guān)閉，報(bào)警器不報(bào)警溫度過(guò)高，X10接通，加水閥打開溫度適中，X6接通，加水閥關(guān)閉水位過(guò)高，X3接通，排水閥開大水位過(guò)低，X5接通，排水閥關(guān)小水位適中，X接通，排水閥不動(dòng)作。第六章心得體會(huì)通過(guò)一周的課程設(shè)計(jì)，對(duì)電氣控制及PLC的知識(shí)有了更深一步的了解。在對(duì)課設(shè)題目的分析中，明確了PLC控制的工業(yè)實(shí)現(xiàn)與易操作性。學(xué)會(huì)了三菱PLC編譯器與VISIO畫圖軟件的初步應(yīng)用。經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)的相互協(xié)作，最終設(shè)計(jì)出符合控制要求的PLC流程圖、電氣原理圖、梯形圖等程序，實(shí)現(xiàn)了污水處理的要求。課設(shè)過(guò)程中，遇到的軟件問(wèn)題經(jīng)同學(xué)的幫助得以解決。組內(nèi)分析題目時(shí)也遇到了一些難題和分歧，經(jīng)過(guò)詢問(wèn)老師和互相討論，也達(dá)成了共識(shí)，最終大家對(duì)課設(shè)的內(nèi)容與相關(guān)知識(shí)都得到很好的學(xué)習(xí)。參考文獻(xiàn)《PLC電氣控制技術(shù)》，漆漢宏主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2006年《FX系列PLC編程及應(yīng)用》，寥常初主編，機(jī)械工業(yè)