可编程序控制器应用课程设计多泵调压供水电气控制系统设计.docx

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信息与电气工程学院
课程设计说明书
（2013 /2014 学年 第 2 学期）

课程名称 ： 《可编程序控制器应用》课程设计
题 目 ： 多泵调压供水电气控制系统设计
专业班级 ：
学生姓名 ：
学 号：
指导教师 ：
设计周数 ： 2 周

设计成绩 ：

2014 年 7 月 11 日

1设计目的
可编程序控制器（PLC）是以微处理器技术、电子技术、网络通信技术和先进可靠的工业手段为基础，综合了计算机技术、网络通信和自动控制技术的一种新型的通用自动控制装置。它具有供能强、可靠性高、使用灵活方便、易于编程以及适用于再工业环境下应用等一系列有点，现已广泛地应用于工业控制。本系统是以S7—200 PLC为基础的多泵调压供水电气控制系统，可以实现工业生产的自动化控制。
通过实际制作基于PLC的多泵调压供水电气控制系统，一方面使我们进一步学习PLC的基本工作原理和使用方法，理论结合实际加深对PLC的认识，使我们在课堂上学到的理论知识得以通过实践来验证，所学的知识能得到进一步升华；另一方面，使我们了解到多泵调压供水系统的基本工作原理和工作流程，明确其生产过程对电器控制的要求，可以让同学根据要求建立设计的工作的整体概念，明确每一步的任务，通过不断的完善来完成整体设计，使同学的动手能力进一部提升。
1.1课程设计的主要任务
1 了解多泵调压供水系统的结构、控制原则和控制要求。
2 绘制多泵调压供水系统的条路原理图，编制I/O地址分配。
3 编制PLC的程序，利用实验室设备进行调试，尽量在现有的设备上演示控制过程。
4 撰写课程设计说明书。说明书要阐述各路输入输出信号的名称、作用、信号处理电路或者驱动电路的设计，写明设计过程中的分析、比较、计算和选择，画出程序流程图，并加上源程序。
2 课程设计内容
2.1 课程设计的技术要求
一个调压供水系统中有4台水泵向主管道供水，分别由四台异步电动机拖动。电机由PLC控制的接触器控制起停。管道压力由压力传感器检测，经变送器变为0~10V标准信号送到PLC中。为把主管道压力保持在一定的范围内，按以下方法控制各水泵的起停。其中正常压力范围对应的模拟量输入电压范围为5~7V电压。
（1） 当主管道的压力低于正常压力5s后，生成一个需要接入水泵的信号。
（2） 当主管道的压力高于正常压力5s后，生成一个需要切除水泵的信号。
（3） 水泵切换的原则是：当需要切除水泵时，总是将运行时间最长的那台切除；当需要接入水泵时，总是将停止时间最长的那台水泵先接入。
2.2 系统说明
通过任务书不难发现，该系统需要通过管道内壁的水压力传感器适时的检测管道内的水压力，并通过传回的电压值大小来监控水压大小，进行控制，使其满足用户的用水需求，同时不产生过大水压，降低能量的消耗，同时减轻设备的压力。但是，由于实验室器材的缺少，我们无法进行硬件电路的调试运行，也没有传感器部分信号的采集，只能利用试验台上的拨码开关来代替传感器的信号，用相应I/O口上的指示灯定性描述水泵的工作状态。
2.3 设计电路原理图

2.4 系统的I/O口分配
I/O地址
输入设备
I/O地址
输出设备
I0.0
启动开关
Q0.0
A水泵
I0.1
低于5V情况
Q0.1
B水泵
I0.2
高于7V情况
Q0.2
C水泵

Q0.3
D水泵
2.5 设备选择
根据控制要求，本设计只需要数字量控制，不需要模拟量控制，共需要数字量输入点3个，数字量输出点4个。从实用性的角度考虑应选择S7—200作为主控制器。充分考虑性价比，CPU模板应选择CPU221。
CPU221集成了6点输入/4点输出，共有10点数字量I/O。无扩展能力，CPU221有6KB程序和数据存储空间、4个独立的30kHz高速计数器、2路独立的20kHz高速脉冲输出，1个RS—485通信编程口。CPU221具有PPI点对点通信、MPI多点通信通信和自由方式通信能力，非常适于小型数字量控制。
试验台提供的CPU为CPU226，远远满足要求。
2.6 程序流程图
根据系统的控制要求绘制的系统程序流程图如下所示

2.7 系统源程序
根据系统的控制要求绘制的系统程序梯形图如下所示：
主程序：

子程序：

2.8 实际控制面板

3设计心得
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，PLC已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域， 在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握PLC的开发技术是十分重要的。
回顾起此次PLC课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，对PLC汇编语言掌握得不好……通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在梁强老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在张鹏老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！
4 参考文献
1.《S7—200 PLC编程及应用》 廖常初 机械工业出版社 2007年
2.《可编程控制器选择设计与维护》 殷洪义 机械工业出版社 2002年
3.《可编程控制器原理及应用实例》 张进秋 陈永利 张中民 机械工业出版社2000年

课程设计
评 语

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成 绩

指导教师
（签字）

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