燕山大學plc課設

燕山大學plc課設燕山大學plc課設/燕山大學plc課設燕山大學課程設計說明書題目：工業(yè)污水處理的PLC控制學院（系）：電氣工程學院年級專業(yè)：10級儀表三班學號：學生姓名：指導教師：教師職稱：副教授燕山大學課程設計（論文）任務書院（系）：電氣工程學院基層教學單位：自動化儀表學號學生姓名專業(yè)（班級）10級儀表三班設計題目工業(yè)污水處理的PLC控制設計技術參數(shù)分析污水處理的過程，實現(xiàn)以下技術參數(shù):1、流量控制，由流量計計量流量，并由進水閥調整流量2、中和處理，由PH值量計，測量污水的酸堿值，控制加酸閥、進堿閥進行中和作業(yè)3、溫度處理，由溫度計計量，若水溫過高，加水降溫4、水位控制，由水位控制器控制處理池水位，并由排水閥門調整水位設計要求1、設計題目內容2、設計過程和有關說明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、調試結果6、參考資料7、心得體會工作量一周的課程設計，完成工業(yè)處理污水的PLC控制的基本要求，實現(xiàn)控制功能，準確無誤的達到污水處理的技術指標，完成課程設計報告的撰寫，最后進行答辯工作計劃第一天、第二天：熟悉課設題目要求，弄清題目要求，查閱資料，進行理論設計第三天、第四天：完善理論設計，進行實驗仿真調試，撰寫報告第五天：完善過程，完成報告，進行答辯參考資料《PLC電氣控制技術》，漆漢宏主編，機械工業(yè)出版社，2006年《FX系列PLC編程及應用》，寥常初主編，機械工業(yè)出版社，2004年指導教師簽字基層教學單位主任簽字目錄摘要…………………1PLC相關知識與介紹……………2總體設計方案………4設計過程……………53.1流程圖的設計……………53.2電氣原理圖設計…………63.3元器件標注及梯形圖……7調試結果與說明…………………8第五章調試結果與說明…………………10第六章心得體會……………13參考文獻…………14摘要中國水資源人均占有量少，空間分布不平衡。隨著中國城市化、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)成為新興產業(yè)，目前與自來水生產、供水、排水、中水回用行業(yè)處于同等重要地位。雖然由于國家和各級政府對環(huán)境保護重視程度的不斷提高，中國污水處理行業(yè)正在快速增長，污水處理總量逐年增加，城鎮(zhèn)污水處理率不斷提高。但目前中國污水處理行業(yè)仍處于發(fā)展的初級階段。一方面，中國目前的污水處理能力尚跟不上用水規(guī)模的迅速擴張，管網(wǎng)、污泥處理等配套設施建設嚴重滯后。另一方面，中國的污水處理率與發(fā)達國家相比，還存在著明顯的差距，且處理設施的負荷率低。因此中國應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體系，扶植國內環(huán)保產業(yè)發(fā)展，推進污水處理行業(yè)的產業(yè)化和市場化。污水處理行業(yè)是一個朝陽產業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。中國將在“十一五”期間投資3000億元以推進城市污水處理和利用，中國污水處理行業(yè)由此迎來高速發(fā)展期。本次課設的任務：為保證工業(yè)污水處理過程的安全性、可靠性和生產的連續(xù)性提高污水處理廠的自動化水平本課題的任務是運用可編程控制器來控制污水處理過程中污水的流量控制、PH值的調節(jié)、溫度處理、水位控制。PLC相關知識與介紹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)字式或模擬式的輸人和出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴展其功能的原則而設計。1.2、基本結構：可編程邏輯控制器實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機，可編程邏輯控制器及其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本構成為：（一）、電源可編程邏輯控制器的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。一般交流電壓波在+10%(+15%)范圍內，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器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內。執(zhí)行完畢之后各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。（三）、存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。（四）、輸入輸出接口電路器與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應的控制信號。（五）、功能模塊如計數(shù)、定位等功能模塊。1.3.工作原理：當可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。1.4.功能特點：（一）、系統(tǒng)構成靈活，擴展容易，以開關量控制為其特長；也能進行連續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機構成復雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實現(xiàn)生產過程的綜合自動化。（二）、使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。（三）、能適應各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強，可靠性強，遠高于其他各種機型。第二章總體設計方案根據(jù)課設題目分析任務要求。首先，確定了污水處理的過程是動態(tài)的，進水閥門處由流量控制計控制進水速度。然后，水槽內進行酸堿中和、溫度調解處理。最后，水位檢測計測得水位高低，控制排水閥門的大小。這就是污水處理的簡略過程。由污水處理的過程可知，各項處理步驟應為并行運行。畫出系統(tǒng)的流程圖，分塊邏輯設計，最后把梯形圖做并聯(lián)連接。由于各個過程之間存在多觸點或多線圈對應的問題，所以并聯(lián)梯形圖中應添加主控電路。梯形圖設計好后，用軟件仿真，驗證結果，繪制電氣原理圖，撰寫報告。設計過程3.1流程圖的設計根據(jù)控制要求繪制污水處理的流程圖：(1)流量控制，由流量計計量流量，并由進水閥調整流量。1)當流量計測到水的流速過慢時，其過慢觸點(X2)接通，進水閥門開大(Y0有輸出)，使水的流速加快。2)當流量計檢測到水的流速過快時，其過速觸點(X0)接通，進水閥門關小(Y1有輸出)，使水的流速減慢。3)當流量計檢測到水的流速適中時，其適中觸點(X1)接通，進水閥門不動作(Y0、Y1無輸出)。(2)中和處理，由PH值量計，測量污水的酸堿值，控制加酸閥、進堿閥進行中和作業(yè)。1）若為強酸時，PH值量計強酸觸點(X12)接通，報警器發(fā)出警報(Y4有輸出)，加堿閥門打開(Y2有輸出)2)若為強堿時，PH值量計強堿觸點(X7)接通，報警器發(fā)出警報(Y4有輸出)，加酸閥門打開(Y3有輸出)。3)若酸堿適中時，PH值觸點(X14)接通，加堿閥的加酸閥門關閉，報警器不報警。(3)溫度處理，由溫度計計量，若水溫過高，加水降溫。1）若水溫過高，溫度計觸點(X10)接通，加水閥門打開(Y5有輸出)。2）若水溫適中，溫度計觸點(X6)接通，加水閥門關閉(Y5無輸出)。(4)水位控制，由水位控制器控制處理池水位，并由排水閥門調整水位。1）若處理池水位過高時，水位控制器觸點(X3)接通，排水閥門開大(Y7有輸出)。2）若處理池水位過低，水位控制器觸點(X5)斷開，排水閥門關小(Y10有輸出)。3）若處理池水位適中，水位控制器觸點(X4)接通，排水落石出閥門不動作(Y7、Y10無輸出)。(5)按下起動按鈕(X11)，該不處理系統(tǒng)投入運行，在整個運行過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電氣原理圖設計電氣原理圖是根據(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）和主控電路（輸入開關接口、輸出借口、COM口）組成。3.3元器件標注及梯形圖輸入元器件輸出元器件調試結果與說明將設計好的梯形圖，編譯在三菱PLC仿真軟件上，進行邏輯測試，得到正確的時序圖，說明梯形圖設計無誤。打開啟動按鈕X011，攪拌電機輸出，主控電路得電。按下停止按鈕X013，攪拌電機停止，主控電路斷電過速觸點X0接通，進水閥門關小（Y1有輸出）過慢觸點X2接通，進水閥門開大（Y0有輸出）適中觸點X1接通，進水閥門不動作（Y0，Y1無輸出）強酸觸點X12接通，加堿閥門打開（Y2有輸出），報警器報警（Y4輸出）強堿觸點X7接通，加酸閥門打開（Y3有輸出），報警器報警（Y4有輸出）酸堿適中觸點X14接通，加酸加堿閥門關閉，報警器不報警溫度過高，X10接通，加水閥打開溫度適中，X6接通，加水閥關閉水位過高，X3接通，排水閥開大水位過低，X5接通，排水閥關小水位適中，X接通，排水閥不動作。第六章心得體會通過一周的課程設計，對電氣控制及PLC的知識有了更深一步的了解。在對課設題目的分析中，明確了PLC控制的工業(yè)實現(xiàn)與易操作性。學會了三菱PLC編譯器與VISIO畫圖軟件的初步應用。經過團隊的相互協(xié)作，最終設計出符合控制要求的PLC流程圖、電氣原理圖、梯形圖等程序，實現(xiàn)了污水處理的要求。課設過程中，遇到的軟件問題經同學的幫助得以解決。組內分析題目時也遇到了一些難題和分歧，經過詢問老師和互相討論，也達成了共識，最終大家對課設的內容與相關知識都得到很好的學習。參考文獻《PLC電氣控制技術》，漆漢宏主編，機械工業(yè)出版社，2006年《FX系列PLC編程及應用》，寥常初主編，機械工業(yè)