污水處理控制系統(tǒng)設計說明書+梯形圖

沈陽理工大學 沈陽理工大學 課程設計（論文） 題目： 污水處理控制系統(tǒng) 設計名稱： 機電傳動控制 班級學號： 學生姓名： 指導教師： 2012 年 12 月 24 日 沈陽理工大學 沈陽理工大學 課程設計任務書 學院 機械工程學院 專業(yè) 機械設計制造及自動化 學生姓名 班級學號 課程設計題目 污水處理控制系統(tǒng)設計 沈陽理工大學 沈陽理工大學 實踐教學要求與任務 : 1.設計內容： 1）完成課程設計指導書所要求的控制循環(huán)。 2）按停止按鈕，完成當前循環(huán)后再停。 3）要求同時控制三套子系統(tǒng)的運行。 4）要求可以實現(xiàn)手動和自動控制。 2.設計要求： 1）畫出端子分配圖和順序功能圖 2）設計并調試 PLC 控制梯形圖 3）設計說明書 工作計劃與進度安排 : 1）理解題目要求，查閱資料，確定設計方案 1 天 2） PLC 梯形圖設計與調試 4 天 3）說明書撰寫 1 天 4）答辯 1 天 指導教師： 2012 年 11 月 27日 專業(yè)負責人： 2012 年11 月 27日 學院教學副院長： 年 月 日 沈陽理工大學 沈陽理工大學 目錄 前 言 .1 1 課程設計任務和要求 .2 1.1 課程設計任務 .2 1.2 課程設計的基本要求 .2 2 總體設計 .3 2.1 PLC 選型 .3 2.2 電動機選型 .3 2.3 PLC 端子接線 .5 3 PLC 程序設計 .7 3.1 設計思想 .7 3.2 順序功能圖 .9 3.3 PLC 梯形圖 .9 4 程序調試說明 . 15 5 結束語 . 16 6 參考文獻 . 17 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 1 前 言 本次課程設計的目的是掌握機電傳動控制系統(tǒng)的基本原理、 PLC 控制電路的設計方法以及繼電器 接觸器控制電路的 PLC 改造方法。掌握機電傳動控制系統(tǒng)中繼電器 接觸器控制和 PLC 控制的基本 原理、設計方法及兩者的關系。掌握常用電器元件的選擇方法。具備一定的控制電路的分析能力與設計能力。 PLC（ Programmable logic controller）即可編程控制器，是當今基于計算機技術的常見工業(yè)控制裝置，主要應用于工業(yè)控制領域。 PLC 內部配有編制程序的存儲器，用于存儲其內部指令、程序代碼及程序運行所需的各種數(shù)據(jù)，并以數(shù)字或模擬的方式與外部進行輸入和輸出，進而控制各種類型的執(zhí)行裝置。PLC 及其有關的外圍設備是工業(yè)控制系統(tǒng)中的重要組成部分，尤其在底層控制中， PLC 一般都會是控制系統(tǒng)的核心。 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 2 1 課程設計任務和要求 1.1 課程設計任務 污水處理控制系統(tǒng)； 1.2 課程設計的基本要求 系統(tǒng)由三臺磁濾器和管道及電磁閥組成，分三套子系統(tǒng)。濾水時，打開進水閥和出水閥，污水流經三臺通電的磁濾器，則污水中的氧化鐵雜質會附在磁鐵上，從水箱流出凈化水，實現(xiàn)濾水，一段時間后，斷開電磁鐵，關閉進水閥和出水閥，打開排污閥和空氣壓縮閥，壓縮空氣將水箱的水打入磁濾器內，沖洗磁鐵，污水由管道排污管流入污水池，進行二次處理，實現(xiàn)反洗。示意圖如下所示： 圖 1 污水凈化示意圖 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 3 2 總體設計 2.1 PLC 選型 西門子公司的 SIMATIC S7-200 系列屬于小型 PLC，即可用于代替繼電器的簡單控制場合，也可用于復雜的自動化控制系統(tǒng)。 PLC 的控制主機，使用西門子 S7200 系列作為整個系統(tǒng)的主控制機。 污水凈化中元件選擇： 1 PLC 主機及擴展模塊：選擇西門子 S7-200 CPU226 ACDCRALAY 型PLC；EM222 8繼電器輸出型擴展模塊； 我們使用的是 18輸入 /8 輸出共 26 個數(shù)字量的 I/O 點的 CPU 選用S7200CPU226 1、本機數(shù)字輸入： 24 路數(shù)字量輸入 . 2、本機數(shù)字輸出： 16 路數(shù)字量輸出 3、最大的數(shù)字量 I/O： 256 4、最大的模擬量 I/O： 32AI/32AO 5、擴展模塊的數(shù)量： 7 個模塊 6、內部存儲器位： 256 位 7、定時器總數(shù)： 256 定時器 8、計數(shù)器總數(shù)： 256 計數(shù)器 2.2 電動機選型 污水處理控制系統(tǒng)的控制要求中，既要左行又要沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 4 右行，既要上升又要下降，也就是要求進水、出水裝置做正反兩個方向的運動，而這些，都是通過電動機的正反轉來實現(xiàn)的，因此我們選擇的控制電路為異步電動機的正反轉控制電路。電動機如下圖： 圖 2 電動機正反轉控制電路 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 5 2.3 PLC 端子接線 圖 3 外部接線圖 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 6 圖 4 端子接線圖 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 7 3 PLC 程序設計 3.1 設計思想 凈化示意圖如圖 1 所示，系統(tǒng)有三套子系統(tǒng)，每個系統(tǒng)工作均相同，該系統(tǒng)的用途是把待除水中的氧化鐵雜質過濾除去，來實現(xiàn)污水氧化的作用。 污水凈化系統(tǒng)的控制過程： 1. 開始放空： 在系統(tǒng)通電初始時，所有的閘門均斷開，磁濾器也斷開。 2. 凈化過程：、 按下啟動按鈕，凈化系統(tǒng)按下，規(guī)律循環(huán)工作。 1) 接通磁濾器電源 2s，使磁濾器的磁性達到額定值。 2) 2s 后接通出水閥和進水閥，進行濾水工作 40min。 3) 40min 后斷開 進水閥和出水閥。 4) 5s 后，斷開磁濾器電源。 5) 2s 后，進行反洗工藝，接通排污閥，空壓閥，將氧化鐵沖洗到排污池。 6) 1min 斷開空壓閥，排污閥和響鈴，反洗結束。 7) 5s 后在進行濾洗工作，如此循環(huán)。 8) 按下停止按鈕，執(zhí)行完本次循環(huán)結束。 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 8 1 啟動按鈕 I0.0：用于凈化系統(tǒng)的初始上電工作 ； 2 停止按鈕 I0.1：用于凈化系統(tǒng)的整個工作的全面結束 ； 3 磁濾器 Q0.0、 Q0.5、 Q1.2：用于控制磁濾器的接通與否； 4 出水閥 Q0.1、 Q0.6、 Q1.3：用于控制出水閥的接通與否； 5 進水閥 Q0.2、 Q0.7、 Q1.4：用于控制進水閥的接通與否； 6 排污閥 Q0.3、 Q1.0、 Q1.5：用于控制排污閥的接通與否； 7 空壓閥 Q0.4、 Q1.1、 Q1.6：用于控制空壓閥的接通與否； 8 響鈴 Q2.0、 Q2.1、 Q2.2：用于控制反洗工作響鈴的接通與否； 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 9 3.2 順序功能圖 圖 5 順序功能圖 3.3 PLC 梯形圖 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 10 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 11 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 12 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 13 電磁鐵得電，打開出水閥： 打開進水閥，打開排污閥： 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 14 打開空壓閥，打開空氣壓縮機： 響鈴： 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 15 4 程序調試說明 在程 序調試過程中，在任意時刻按下停止按鈕，程序沒有完成當前循環(huán)后停止的要求，而繼續(xù)循環(huán)，沒有中止。通過檢查發(fā)現(xiàn)在 M0.6 線圈運行完之后，由于未接入停止線圈 M2.0 的控制開關導致 M0.1 直接通電，而繼續(xù)下一個循環(huán)，未能實現(xiàn)預期結果。通過在 M0.6 線圈控制開關后接入M2.0 控制開關，結果符合題目設計要求，實現(xiàn)預期結果。 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 16 5 結束語 通過這次設計實踐，我學會了 PLC 的基本編程方法，對 PLC 的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中， 提高了我們的工程素質，在沒有做實踐設計以前， 我們知道的掌握的都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，當我們把自己想出來的程序用到 PLC 中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行就是運行的結果和要求的結果不符合。通過解決一個個在調試中出現(xiàn)的問題，我們隊 PLC 的理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。 沈陽理工大學課程設計專用紙 沈陽理工大學 17 6 參考文獻 1 陳白寧，段智敏 .劉文波 .機電傳動控制 .第一版 . 沈陽：東