PLC物業(yè)供水系統(tǒng)水泵梯形圖控制程序設計與調試

1、 煙 臺 南 山 學 院PLC課程設計題目 物業(yè)供水系統(tǒng)水泵梯形圖控制程序設計與調試姓 名： 劉美麗 所在學院： 工學院電氣與電子工程系 所學專業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 電氣工程1102 學 號： 201102011119 指導教師： 姜倩倩 小組成員： 劉瀚文，李勝楠，劉松松 課程設計任務書一、基本情況 學時：1周 學分：1學分 適應班級：11電氣工程二、課程設計的意義、性質、目標、要求1意義課程設計是PLC課程教學的最后一個環(huán)節(jié)，是對學生進行全面的系統(tǒng)的訓練。進行課程設計可以讓學生把學過的比較零碎的知識系統(tǒng)化，真正的能夠把學過的知識落到實處，能夠開發(fā)簡單的系統(tǒng)，也進一步激發(fā)了學生

2、再深一步學習的熱情，因此課程設計是必不少的，是非常必要的。2性質課程設計是提高學生PLC技術應用能力以及文字總結能力的綜合訓練環(huán)節(jié)，是配合PLC課程內容掌握、應用得的專門性實踐類課程。3目標通過典型實際問題的實際，訓練學生的軟硬件的綜合設計、調試能力以及文字組織能力，建立系統(tǒng)設計概念，加強工程應用思維方式的訓練，同時對教學內容做一定的擴充。4要求（1）課程設計的基本要求PLC課程設計的主要內容包括：理論設計與撰寫設計報告等。其中理論設計又包括選擇總體方案，硬件系統(tǒng)設計、軟件系統(tǒng)設計。程序設計是課程設計的關鍵環(huán)節(jié)，通過進一步完善程序設計，使之達到課題所要求的指標。課程設計的最后要求是寫出設計總結

3、報告，把設計內容進行全面的總結，若有實踐條件，把實踐內容上升到理論高度。（2）課程設計的教學要求PLC課程設計的教學采用相對集中的方式進行，以班為單位全班學生集中到設計室進行。做到實訓教學課堂化，嚴格考勤制度，在實訓期間（一周）累計曠課達到6節(jié)以上，或者遲到、早退累計達到8次以上的學生，該課程考核按不及格處理。在實訓期間需要外出查找資料，必須在指定的時間內方可外出。 課程設計的任務相對分散，每35名學生組成一個小組，完成一個課題的設計。小組成員既有分工、又要協(xié)作，同一小組的成員之間可以相互探討、協(xié)商，可以互相借鑒或參考別人的設計方法和經驗。但每個學生必須單獨完成設計任務，要有完整的設計資料，獨

4、立撰寫設計報告，設計報告雷同率超過50%的課程設計考核按不及格處理。三、課程設計題目及設計過程一、題目：物業(yè)供水系統(tǒng)水泵梯形圖控制程序設計與調試二、內容及要求：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K1，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；當用水量多時，壓力降低，K1接通，此時可延時30s后增設1臺水泵工作，要求未曾工作過的水泵增加投入運行；當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

5、最少為1臺，最多不得超出4臺。 （2）各水泵工作時，均應有工作狀態(tài)顯示。 （3）手動工作時，要求4臺水泵可分別獨立操作（分設起動和停止開關），并分別具有過載保護，可隨時對單臺水泵進行斷電控制（注：若輸入點不夠，可減少一個過載保護輸入）。 （4）設置“自動/手動”切換開關（ON手動，OFF自動），另設自動運 行控制開關（ON自動運行，OFF自動運行停止）。 2. 畫出運行框圖，I/O編址，編程并調試 3. 畫出I/O端子接線圖。 4、設計報告課程設計報告要做到層次清晰，論述清楚，圖表正確，書寫工整；詳見“課程設計報告寫作要求”。四、設計報告設計完成后，必須撰寫課程設計報告。設計報告必須獨立完成，

6、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。設計報告的格式如下： 1、封面2、內容提要（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) 軟件設計流程及描述；5、心得體會（總結）6、參考文獻 7、附錄（源程序代碼）8、有關圖紙五、進度安排PLC課程設計共安排1周，合計40學時，具體分配如下：實習動員及準備工作： 2學時總體方案設計： 6學時硬件設計： 8學時軟件設計： 10學時撰寫設計報告： 6學時答辯與

7、總結： 4學時教師輔導： 6學時六、考核方法PLC課程設計的考核方式為考查，考核結果為優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五等，分數(shù)在90-100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。 考核分三個方面進行：平時表現(xiàn)20%；設計過程25%；設計報告 40%；設計答辯15%。有下列情形之一者，課程設計考核按不及格處理： 1、設計期間累計遲到、早退達8次；2、設計期間累計曠課達6節(jié)；3、設計報告雷同率超過50%或無設計報告；4、不能完成設計任務，達不到設計要求。摘 要隨著我國社會經濟的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，城市中各類小區(qū)的建設發(fā)展十

8、分迅速，同時也對小區(qū)的基礎設施建設提出了更高的要求，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計的基于PLC的物業(yè)供水系統(tǒng)。本設計由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)還設有過載等保護。關鍵詞：PLC，物業(yè)供水，水壓目錄第1章 引言81.1課題背景和意義81.2可編程控制器（PLC）介紹8第2章 控制系統(tǒng)設計102.1系統(tǒng)整體設計要求102.2系統(tǒng)設計思想102.3系統(tǒng)硬件設計112.3.1

9、PLC輸入輸出口分配112.4軟件設計132.4.1設計要求132.4.2流程圖132.4.3梯形圖142.4.4結論17總結19參考文獻20第1章 引言1.1課題背景和意義我們都知道，水是人類生活、生產中不可缺少的重要物質，在建設節(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)生產循環(huán)供水等方面技術一直比較落后，自動化程度低，而隨著我國社會經濟的發(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)建設發(fā)展十分迅速，同時也對小區(qū)的基礎設施建設提出了更高的要求。小區(qū)供水系統(tǒng)的建設是其中的一個重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經濟性直

10、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計的。1.2可編程控制器（PLC）介紹可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應用而設計制造的。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。隨著技術的發(fā)展，這種裝置的功能已經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(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PL

11、C。它在設計上有以下優(yōu)點：1、可靠性高、抗干擾能力強；2、接口模塊功能強，品種多；3、硬件配置齊全，用戶使用方面，適應性強；4、編程方法簡單、直觀；5、系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量??；6、經濟方面、維修工作量小；7、體積小、耗能低、重量輕； PLC發(fā)展的新動向：1、產品規(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。1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

12、帶處理器的EPROM或RAM的智能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。2第2章 控制系統(tǒng)設計2.1系統(tǒng)整體設計要求本設計是基于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K1，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。2.系統(tǒng)分手動工作和自動工作兩種狀態(tài)，自

13、動工作時，當用水量少，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；當用水量多時，壓力降低，K1接通，此時可延時30s后增設1臺水泵工作，要求未曾工作過的水泵增加投入運行；當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；手動工作時，要求4臺水泵可分別獨立操作（分設起動和停止開關），并分別具有過載保護，可隨時對單臺水泵進行斷電控制（若輸入點不夠，可用I/O擴展模塊）。3.并設有“自動/手動”切換開關（ON手動，OFF自動），另設自動運行控制開關（ON自動運行，OFF自動運行停止）。各水泵工作時，均應有工作狀態(tài)顯示。

14、2.2系統(tǒng)設計思想本程序是物業(yè)供水系統(tǒng)水泵控制程序設計與調試，主電路有四個電機，分別設有過載保護，開關?？刂齐娐凡捎肞LC，手動控制階段易于設計，分別增設長開長閉開關，保證手動控制每臺電路的通斷。本程序的設計難點在于增減水泵時判斷誰先誰后，先打開的水泵先關閉，即先進先出的原則。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的順序，保證電機的先進先出。然后用一個置位指令打開剩余電機，用復位指令保證關閉的電機。具體實現(xiàn)步驟見下文。32.3系統(tǒng)硬件設計2.3.1 PLC輸入輸出口分配本設計的控制部分由PL

15、C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輸入，自動運行時，需要有自動運行/停止開關輸入，水壓判斷開關以及保護輸入等，還有四個水泵輸出。表2-1 PLC的I/O點分配控制信號信號名稱地址編碼輸入信號自動運行I0.0自動/手動切換I0.1手動停止泵1I0.2手動啟動泵2I0.3手動停止泵2I0.4手動啟動泵3I0.5手動停止泵3I0.6手動啟動泵4I0.7手動停止泵4I1.0高壓開關K3I1.2水壓正常反饋K2I1.3低壓開關K1I1.4泵1的過載保護I1.5泵2的過載保護I1.6泵3的過載保護I1.7泵4的過載保護I2.0輸出信號泵1Q0.0泵2Q0.1泵

16、3Q0.2泵4Q0.3 圖2-1 PLC的I/O接線圖2.4軟件設計2.4.1設計要求物業(yè)供水系統(tǒng)有水泵4臺，供水管道安裝壓力檢測開關K1，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；當用水量多時，壓力降低，K1接通，此時可延時30S后增設1臺水泵工作，要求先工作的水泵先切斷；當用水量多時，壓力降低，K1接通，此時可以延時30S后增設1臺水泵工作，要求未曾工作過的水泵增加投入運行；當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

17、1臺，最多不超過4臺。各水泵工作時，均應有工作狀態(tài)顯示。手動工作時，要求4臺水泵可分別獨立操作（分設啟動和停止開關），并分別具有過載保護，可隨時對單水泵進行斷電控制。設置“自動/手動”切換開關（ON-手動，OFF-自動），另外自動運行控制開關（ON-自動運行，OFF-自動運行停止）。2.4.2流程圖根據(jù)設計要求繪制流程圖(如圖3-1所示)：6圖3-1 流程圖2.4.3梯形圖根據(jù)流程圖編寫梯形圖如下所示：1182.4.4結論該設計要求最少有一臺水泵工作所以開始初試化開關打開，即定義水泵1打開。接下來設計手動自動轉換開關，I0.0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30

18、S，2號電機接通，水泵2打開，此時兩個電機工作。當水壓仍然偏低則接著定時30S后，3號電機啟動，此時三個電機運轉。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，則把第二臺啟動的電機撤掉。如果一直偏高則一直按照先工作電機線撤銷的原則進行電機的撤銷，直到只剩一臺電機為止。手動狀態(tài)分析，此時SB1、SB2分別控制1號電機的通斷；SB3、SB4分別控制2號電機的通斷；SB5、SB6分別控制3號電機的通斷；SB7和SB8分別控制4號電機開斷。這一狀態(tài)可以實現(xiàn)人為的控制任何一臺電機的運轉與停止，可以根據(jù)實際情況操作。另外分