基于plc的物业供水系统设计样本.doc

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摘要随着国内社会经济发展，人们生活水平不断提高，都市中各类社区建设发展十分迅速，同步也对社区基本设施建设提出了更高规定，社区供水系统是其中一种重要方面。本论文是针对供水规定设计基于PLC物业供水系统。本设计由PLC、四台水泵、压力传感器等构成，系统工作时分手动操作和自动操作，自动操作时一方面由传感器把信号传给PLC，再由PLC依照水压高低信号分析控制四台水泵工作状态；手动操作时，可以通过各个水泵启动停止按钮独立工作。该系统还设有过载等保护。本设计是基于PLC物业供水系统，通过调试表白本系统可以满足设计规定并有较好使用价值。核心词：物业供水；PLC；恒压目录第一章概述 …………………………………………………1 1.1 课题背景和意义 …………………………………………1 1.2 国内外发展与现状 ……………………………………2 第二章硬件设计 ……………………………………………4 2.1 供水系统主电路设计 ……………………………………4 2.2 供水系统I/O地址分派表、I/O接线图………………5 2.3 供水系统元件选取 ……………………………………6 第三章软件设计………………………………………………7 3.1 系统流程图 ………………………………………………7 3.2 程序梯形图 ………………………………………………7 3.3 程序指令表………………………………………………10 3.4 程序分析…………………………………………………16 第四章结论 …………………………………………………18 4.1调试成果与分析 …………………………………………18 4.2设计心得与感想 …………………………………………19 参照文献 …………………………………………………20 第一章概述 1.1 课题背景和意义咱们都懂得，水是人类生活、生产中不可缺少重要物质，在建设节约型时代特性前提下，咱们这个水资源和电能短缺国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术始终比较落后，自动化限度低，而随着国内社会经济发展，人们生活水平不断提高，以及住房制度改革不断进一步，都市中各类社区建设发展十分迅速，同步也对社区基本设施建设提出了更高规定。社区供水系统建设是其中一种重要方面，供水可靠性、稳定性、经济性直接影响到社区住户正常工作和生活，也直接体现了社区物业管理水平高低。本系统就是在这种背景下设计。本设计是基于PLC物业供水系统，具备如下特点：（1）：供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表达水压偏低；K2接通，表达水压正常；K3接通，表达水压偏高。（2）：系统分手动工作和自动工作两种状态，自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵工作，规定先工作水泵先切断；当用水量多时，压力减少，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，规定未曾工作过水泵增长投入运营；当K2接通，表达供水正常，可维持水泵运营数量。工作时，规定水泵数量至少为1台，最多不得超过4台；手动工作时，规定4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具备过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（若输入点不够，可用I/O扩展模块）。（3）：并设有“自动/手动”切换开关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运营控制开关（ON——自动运营，OFF——自动运营停止）。各水泵工作时，均应有工作状态显示。 1.2 国内外发展与现状可编程序控制器(program logical controller)，简称PLC，是一种专为在工业环境应用而设计数字运算电子系统。世界上第一台可编程控制器是美国数字设备公司(DEC)于1969年研制。初期可编程控制器由分离元件和中小规模集成电路构成，重要功能是执行原先由继电器完毕顺序控制、定期等，PLC将老式继电器控制技术与新兴计算机技术和通信技术融为一体，具备可靠性高、功能强、应用灵活、编程简朴、使用以便等一系列长处。70年代初期，体积小、功能强和价格便宜微解决器被用于PLC，使得PLC功能大大增强，具备了：可靠性高、具备丰富I／O接口模块、采用模块化构造、编程简朴易学安装简朴，维修以便等特点。以及良好工业环境工作性能和自动控制目的实现性能，在工业生产中得到了广泛应用。而PLC在物业供水方面也得到了广泛应用。老式社区供水方式有恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速供水方式、单片机变频调速供水系统等。这些老式供水方式或多或少都存在各自缺陷和局限性，例如：恒速泵加压供水方式无法对供水管网压力做出及时反映，水泵增减都依赖人工进行手工操作、、水塔高位水箱供水基建投资大，占地面积大，维护不以便，水泵电机为硬起动，启动电流大、单片机变频调速供水系统开发周期比较长，对操作员素质规定比较高，可靠性比较低，维修不以便，且不合用于恶劣工业环境。综上所述，老式供水方式普遍不同限度存在挥霍水力、电力资源；效率低；可靠性差；自动化限度不高等缺陷，在这种状况下人们想到了基于PLC供水系统设计。当前国内外基于PLC供水系统设计技术比较多，并且有些技术已经相称成熟，从简朴基于PLC恒压供水系统设计到基于PLC变频恒压供水系统设计，其中后者变频技术是当前研究核心，变频技术是在电力电子技术、计算机技术和自动控制技术及电机控制理论发展基本上发展起来。本文基于PLC物业供水系统设计属于恒压供水，由于PLC可靠性高、功能强、应用灵活、编程简朴、使用以便等特点，与老式供水系统相比本系统有很大实用价值。第二章硬件设计 2.1 供水系统主电路设计由设计内容和规定可知，本设计需要用到四台水泵，水泵型号都为：J02-41-4，4.0kw，1440转/分，380v，8.4A。在设计主电路时水泵以电动机代替，图中KM为接触器线圈，FR为热继电器，主电路并设有短路过载保护。主电路如图2-1所示：图 2-1 2.2 供水系统I/O地址分派表、I/O接线图本设计控制某些由PLC完毕，由于本系统控制分手动和自动运营，手动运营时，每台水泵分别有启动和停止开关输入，自动运营时，需要有自动运营/停止开关输入，水压判断开关以及保护输入等，尚有四个水泵输出。因此PLCI/O地址分派表如表2-1所示，I/O接线图如图2-2所示。表2-1 输入点相应信号输入点相应信号输出点相应信号 X0 自动/手动切换 X11 自动启动/停止 Y0 供水水泵1 X1 手动启动泵1 X12 低压开关K1 Y1 供水水泵2 X2 手动停止泵1 X13 水压正常反馈K2 Y2 供水水泵3 X3 手动启动泵2 X14 高压开关K3 Y3 供水水泵4 X4 手动停止泵2 X15 泵1过载保护 X5 手动启动泵3 X16 泵2过载保护 X6 手动停止泵3 X17 泵3过载保护 X7 手动启动泵4 X20 泵4过载保护 X10 手动停止泵4 图 2-2 2.3 供水系统元件选取本系统重要用到元器件有：可编程序控制器PLC，水泵，以及继电器，接触器等。PLC选用是FX2N-48MR,四台水泵选用J02-41-4，4.0kw，1440转/分，380v，8.4A。第三章软件设计 3.1 系统流程图由于该系统即可以手动运营又可以自动运营，因此本系统设计重要分两某些，一某些是手动模块，一某些是自动模块。系统总流程图如图3-1所示。图 3-1 该流程图重要简介了本系统设计思路，其中详细细节没有在流程图中给出，详细简介将会在背面程序分析中简介。 3.2 程序梯形图 3.3 程序指令表 0 LDI X000 1 CJ P1 4 LD X000 5 CJ P0 8 P0 9 LD X001 10 OR M0 11 ANI X002 12 OUT M0 13 LD X003 14 OR M1 15 ANI X004 16 OUT M1 17 LD X005 18 OR M2 19 ANI X006 20 OUT M2 21 LD X007 22 OR M3 23 ANI X010 24 OUT M3 25 LD M8000 26 CJ P2 29 P1 30 LD X011 31 ANI X000 32 OUT M4 33 LD X012 34 AND M4 35 ANI X013 36 ANI T0 37 OUT T0 K300 40 LD X014 41 AND M4 42 ANI X013 43 ANI T1 44 OUT T1 K300 47 LDI M20 48 ANI M21 49 ANI M22 50 ANI M23 51 SET M20 52 LDP T0 54 MPS 55 AND M20 56 AND M21 57 AND M22 58 AND M23 59 CJ P2 62 MRD 63 AND M20 64 AND M21 65 AND M22 66 ANI M23 67 SET M23 68 SET M26 69 MRD 70 AND M23 71 AND M20 72 AND M21 73 ANI M22 74 SET M22 75 SET M27 76 MRD 77 AND M22 78 AND M23 79 AND M20 80 ANI M21 81 SET M21 82 SET M28 83 MRD 84 AND M21 85 AND M22 86 AND M23 87 ANI M20 88 SET M20 89 SET M29 90 MRD 91 AND M20 92 AND M21 93 AND M22 94 AND M23 95 SET M22 96 MRD 97 AND M21 98 AND M22 99 ANI M23 100 ANI M20 101 SET M23 102 MRD 103 AND M22 104 AND M23 105 ANI M20 106 ANI M21 107 SET M20 108 MRD 109 AND M23 110 AND M20 111 ANI M21 112 ANI M22 113 SSET M21 114 MRD 115 AND M20 116 ANI M21 117 ANI M22 118 ANI M23 119 SET M21 120 MRD 121 AND M21 122 ANI M22 123 ANI M23 124 ANI M20 125 SET M22 126 MRD 127 AND M22 128 ANI M23 129 ANI M20 130 ANI M21 131 SET M23 132 MPP 133 AND M23 134 ANI M20 135 ANI M21 136 ANI M22 137 SET M20 138 LDP T1 140 MPS 141 AND M20 142 ANI M21 143 ANI M22 144 ANI M23 145 CJ P2 148 MRD 149 AND M21 150 ANI M22 151 ANI M23 152 ANI M20 153 CJ P2 156 MRD 157 AND M22 158 ANI M23 159 ANI M20 160 ANI M21 161 CJ P2 164 MRD 165 AND M23 166 ANI M20 167 ANI M21 168 ANI M22 169 CJ P2 172 MRD 173 AND M20 174 AND M21 175 ANI M22 176 ANI M23 177 RST M20 178 MRD 179 AND M21 180 AND M22 181 ANI M23 182 ANI M20 183 RST M21 184 MRD 185 AND M22 186 AND M23 187 ANI M20 188 ANI M21 189 RST M22 190 MRD 191 AND M23 192 AND M20 193 ANI M21 194 ANI M22 195 RST M23 196 MRD 197 AND M20 198 AND M21 199 AND M22 200 ANI M23 201 RST M20 202 MRD 203 AND M21 204 AND M22 205 AND M23 206 ANI M20 207 RST M21 208 MRD 209 AND M22 210 AND M23 211 AND M20 212 ANI M21 213 RST M22 214 MRD 215 AND M23 216 AND M20 217 AND M21 218 ANI M22 219 RST M23 220 MRD 221 AND M20 222 AND M21 223 AND M22 224 AND M23 225 AND M26 226 RST M20 227 RST M26 228 MRD 229 AND M20 230 AND M21 231 AND M22 232 AND M23 233 AND M27 234 RST M23 235 RST M27 236 MRD 237 AND M20 238 AND M21 239 AND M22 240 AND M23 241 AND M28 242 RST M22 243 RST M28 244 MPP 245 AND M20 246 AND M21 247 AND M22 248 AND M23 249 AND M29 250 RST M21 251 RST M29 252 P2 253 LD M0 254 OR M20 255 ANI X015 256 OUT Y000 257 LD M1 258 OR M21 259 ANI X016 260 OUT Y001 261 LD M2 262 OR M22 263 ANI X017 264 OUT Y002 265 LD M3 266 OR M23 267 ANI X020 268 OUT Y003 269 END 3.4 程序分析本系统重要分为手动运营和自动运营两某些，在编程过程中将本系统重要分为三大模块：手动运营模块（P0）、自动运营模块（P1）、输出模块（P2）。在系统一上电状况下一方面通过判断自动/手动开关X0，判断是进入手动模块（P0）还是进入自动模块(P1)，X0为ON表达手动，OFF表达自动。然后进入相应模块执行程序。手动模块，当进入手动模块后，X1是泵1手动启动开关，X2是泵1手动停止开关；X3是泵2手动启动开关，X4是泵2手动停止开关；X5是泵3手动启动开关，X6是泵3手动停止开关； X7是泵4手动启动开关，X10是泵4手动停止开关；可以通过上述开关相对独立对单台水泵进行通断电控制。自动模块，当进入自动模块后，在自动运营模块还设有自动运营停止开关X11（ON表达运营，OFF表达停止），在X11为ON状况下，系统一方面判断四台水泵运营状态，如四台水泵都没工作则将自动把第一台水泵打开，其中M20、M21、M22、M23分别是四台水泵自动运营标志，然后再通过压力传感器判断水压高低，在系统中X12表达低压，X13表达水压正常、X14表达水压高。水压低/高时候延时30秒，增长/减少一台水泵工作，增长顺序是没工作过优先增长本程序为了满足这个规定采用是四台水泵按M20—M21—M22—M23—M20顺序依次循环启动或停止，这样就能满足没工作过优先则加和工作过优先停止规定。另一方面在选取增长那个水泵时考虑到PLC工作室扫描程序遵受从上到下从左到右原则，为了避免上面程序对下面产生影响对成果产生影响，在设计过程中对于水压低需要加泵时先写四台水泵同步工作状况，然后逐次减一到只有一台工作；对于水压高需要减泵时先从一条水泵工作，然后逐次加一到四台全工作这样就能满足上述规定。每次当自动模块执行完之后程序跳到公共输出模块执行。输出模块，在输出模块中，M0、M20别是泵1手泵和自动运营标志，X15是泵1过载保护；M1、M21别是泵2手泵和自动运营标志，X16是泵2过载保护；M2、M22别是泵3手泵和自动运营标志，X17是泵3过载保护；M3、M23别是泵4手泵和自动运营标志，X20是泵4过载保护。第四章结论 4.1调试成果与分析程序设计完毕之后需要进行调试仿真，本系统调试用三菱F2N/F2NC系列PLC。在调试过程中我遇到诸多问题，并最后在教师和同窗协助下把问题解决。我遇到重要问题有：在编写程序过程中由于程序太长写着写着程序写不进去了，最后在教师协助下才懂得需要将程序先转换一下才干继续写，这是自己对调试软件不太熟悉因素导致。另一方面，在调试过程中，手动操作运营都正常成果也对的，自动运营时当水压低需要加泵运营时也能正常运营，就是在水压高需要减泵时浮现问题，当减泵时只要运营水泵数超过两台应当每次减一台，但系统都只留下最后一台工作前面几台所有停止工作不满足规定，经检查发现本来是减泵程序中上面指令对下面产生了影响从而产生，于是我将减泵程序顺序上下换了一下让她们不能互相干扰，从而问题得以解决；此外尚有只要浮现四台水泵同步运营，需减泵时本系统都是先减第一台水泵，这是不符合设计规定，面对这种状况我苦思冥想就是想不出解决办法，最后我有向一同窗请教讨论这种问题解决办法，这时这位同窗一句话点醒梦中人，本来是自己在水压低加泵加到四台时判断有问题，于是在加泵加到四台时每位加上一种状态标志并在减泵时用上这些标志之后问题就得以解决。整个程序设计可以完整正常运营，成果对的。 4.2 设计心得与感想通过一周努力本次设计圆满完毕了。然而在第一次看到这个设计题目及规定期，说实话自己有点胆怯和紧张，紧张自己不可以完毕本次设计，胆怯遇到问题时不懂得该怎么解决。固然在设计中确遇到诸多困难，这些问题及其解决办法在前面已经简介。在这些问题解决过程中是我什么体会到仔细一种人能力有限，也让我感受到了团结互助作用。我要特别感谢本次设计中协助过我教师和同窗，可以说要是没有人们协助我也许还要迷茫好久，也许到当前也不也许完毕设计。在这一周设计中，也是我自信心有了很大提高，使我明白在面对困难时我要轻言放弃，要相信自己，并努力发现困难解决困难。同步也是我明白在面对一件事情时不要被她表象所困惑，不要第一眼看去以为她难她就难，有时只要咱们认真按部就班来做，所有问题都能解决，到日后咱们也会发现她也并不像咱们想象那么难。当看到实验台上自己最后对的调试成果时，我有一种说不出高兴，由于这此设计是由自己独立完毕，这里有自己心血和汗水，成果对的是对自己努力和辛苦证明。参照文献【1】周亚军、张卫.电气控制与PLC原理及应用.西安电子科技大学出版社，（1）【2】宋序彤．国内都市供水发展关于问题分析．城乡供水，(2)：32．35 【3】魏志精．可编程控制器应用技术．北京：电子工业出版社，1995，85．90 【4】吴小雨．恒压变量供水装置中PLC应用【J】．低压电器，(1)：4245 【5】陈景文.高层建筑变频恒压供水控制系统设计[J]．中华人民共和国给水排水，，12：30-34 【6】廖常初.PLC编程及应用. 北京：机械工业出版社，【7】陈伯时.电力拖动自动控制系统.北京:机械工业出版社，1996 【8】刘润华.可编程序控制器在变频调速供水系统中应用.基本自动化 1997 【9】贺玲芳.基于PLC控制全自动变频恒压供水系统.西安科技学院学报，20(3)

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