可编程控制器系统与设计课程设计.docx
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可编程控制器系统与设计课程设计
可编程控制器系统与设计课程设计
——PLC在洗车场污水泵控制中的应用
设计人员
承担内容
签名
尚明明
任务工作的非配与程序的编写与调试
王新明
顺序功能图、I/O分配图编写
刘兆栋
报告的撰写（包括接线图等的绘制）与调试
重庆大学自动化学院2005级
2008年12月
目录
一、系统工作情况简述--------------------------------------------
二、系统硬件明细表-----------------------------------------------
三、PLC系统配置图----------------------------------------------
四、系统配电图-----------------------------------------------------
五、系统I/O分配表-----------------------------------------------
六、PLC端子接线图----------------------------------------------
七、程序结构图及说明--------------------------------------------
八、系统顺序流程图-----------------------------------------------
九、程序清册--------------------------------------------------------
摘要针对洗车场污水泵控制的实际要求，利用PLC在开关量控制上的优越性以及利用所学的PLC可编程控制器的理论知识，设计一个简单的、可靠的控制系统。
关键词洗车场污水泵PLC可编程控制器
一、系统工作情况简述
洗车场工作的特点是具有随机性，车辆随到随洗，因而污水量的变化也无规律可循。
为适应车场污水量变化无常这一特点，在污水池设置了4台污水泵，并提出了如下控制要求：
⑴4台泵三用一备，当任意一台工作泵故障时，备用泵应能自动投人。
⑵4台泵中的任意一台泵都必须能够作为备用泵使用。
⑶3台工作泵按液面变化自动投切，具体要求如下。
当液面上升时：
当液面在-3.50m以下时，3台泵都不投人。
当液面上升到-3.00m时，投入1台。
当液面上升到-2.00m时，投人2台。
当液面上升到-1.00m时，投入3台。
当液面下降时：
当液面在-1.00m以上时，3台同时投人。
当液面下降到-2.00m时，切除1台。
当液面下降到-3.00m时，切除2台。
当液面下降到-3.50m时，切除3台。
由于工艺要求较为复杂，因此采用可编程序控制器（以下简称PLC）进行控制，因为西门子实验室中调试，所以选择用CPU224的型号，CPU224是具有较强控制功能的控制器。
污水泵电气接线见图1。
图1污水泵电气接线图
KH-热继电器HR-红灯停止时亮HG-绿灯启动时亮
转换开关1SA（旋钮在打向左边时，两圆点接通。
打向右边时，两圆点断开）。
此处仅画出一组触点，另一组作为PLC的输入。
由于工艺要求每一台泵都必须能够作为备用泵使用，具有4种工作方式。
设置2SA为备用泵选择开关，2SA仅有两个点输人PLC，PLC通过编码识别4种工作方式。
2SA的工作情况见图2。
所以根据备用泵选择不同，在不同液面下各泵的工作状态见下表。
图2转换开关的图示
开关的旋钮在中间位时（0º）ab通。
打向左边2位时（左45º）cd通。
打向右边4位时（右45º）ab和cd皆通。
打向左或右的1位时（左或右90º）ab和cd皆不通。
1SA为自动和手动方式选择开关。
当1SA选择自动时，污水泵的启、停完全决定于中间继电器K的状态，而中间继电器的状态由PLC控制。
当1SA选择手动时，PLC禁止中间继电器K动作，污水泵控制接线完全是一个常规的手动控制接线，按启动按钮SB，污水泵开始工作，按停止按钮SBS，污水泵停止工作。
SBS在自动工作方式下还兼做事故停机按钮。
Q为一检修开关，它在检修时闭合短接1SA，以便在自动方式下检修试车。
各泵的电气接线见图1。
SLI、SL2、SL3为液位传感器接点，它们的通断情况如下：
SL1液面上升到-3.00m时通，下降到-3.50m时断。
SL2液面上升到-2.00m时通，下降到-3.00m时断。
SL3液面上升到-1.00m时通，下降到-2.00m时断。
四台泵分别通过交流接触器l～4KM控制启停，每个交流接触器的辅助接点返回PLC；用于表征泵的真实状态。
当启动命令发出后的1秒内，辅助触点未闭合意味事故。
同样当停止命令发出1秒内，辅助触点未断开，也是事故。
此时对应的l～4HY事故灯发光，表示相应的污水泵故障，同时事故音响HA发出信号，提醒操作人员注意。
操作人员在听到音响信号后可按动消除按钮SBI，消除事故声光信号，着手排除故障。
SB1同时兼做拭灯胺钮，即在运行中按动此按钮，l～4HY事故灯皆亮，表示事故灯状态良好，否则事故灯已坏。
松开SB1，灯皆灭。
PLC通过中间继电器1～4K控制各交流接触器的通断，达到启停4台泵的目的。
二、系统硬件明细表
序号
名称
符号
类型
动作与范围
三、PLC系统配置图
型号
本机模拟量、数字量I/O
掉电保持时间/h
高速计数器
高速脉冲输出
实时时钟
CPU224
14入/10出
（I0.O-I0.7/I1.0-I1.2/Q0.0-Q0.7/Q1.0）
100
6路、单相6路30KHZ、双相4路20KHZ
两路
20KHZ
有
可选
卡件
外形尺寸/mm
DC24V电源CPU的输入电流/最大负载
AC电源CPU的输入电流/最大负载
扩展模块数量
最大可扩展数字量点数
存储器卡与电池卡
12.5*80*62
110mA/700mA
30mA/100mA
7
168
PLC系统配置图
设计
校对
刘兆栋
尚明明王新明
四、系统配电图
五、系统I/O分配表
设备器件名称
I/O地址
符号名
数据类型
PLC输入端口
I0.0
I
BOOL
PLC输入端口
I0.1
I
BOOL
PLC输入端口
I0.2
I
BOOL
PLC输入端口
I0.3
I
BOOL
PLC输入端口
I0.4
I
BOOL
PLC输入端口
I0.5
I
BOOL
PLC输入端口
I0.6
I
BOOL
PLC输入端口
I0.7
I
BOOL
PLC输入端口
I1.0
I
BOOL
PLC输入端口
I1.1
I
BOOL
PLC输入端口
I1.2
I
BOOL
PLC输出端口
Q0.0
Q
BOOL
PLC输出端口
Q0.1
Q
BOOL
PLC输出端口
Q0.2
Q
BOOL
PLC输出端口
Q0.3
Q
BOOL
PLC输出端口
Q0.4
Q
BOOL
PLC输出端口
Q0.5
Q
BOOL
PLC输出端口
Q0.6
Q
BOOL
PLC输出端口
Q0.7
Q
BOOL
PLC输出端口
Q1.0
Q
BOOL
定时器
T37
T37
INT
定时器
T38
T38
INT
定时器
T39
T39
INT
定时器
T40
T40
INT
定时器
T41
T41
INT
六、PLC端子接线图
PLC端子接线及版面
220VAC外负载电源
泵1控制信号
泵2控制信号
泵3控制信号
泵4控制信号
泵1故障信号
泵2故障信号
泵3故障信号
泵4故障信号
报警音响
220VAC供电电源
1L
Q0.0
Q0.1
Q0.2
●
2L
Q0.3
Q0.4
Q0.5
Q0.6
Q0.7
Q1.0
N
L1
（CPU224AC/DC/Relay端子）
1M
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
2M
I0.4
I0.5
I0.6
I0.7
I1.0
I1.1
I1.2
M
L+
24VDC外接电源
传感器SL1
传感器SL2
传感器SL3
泵1状态信号
泵2状态信号
泵3状态信号
泵4状态信号
方式选择
故障检测
直流地
24VDC输出电源
PLC端子接线图
（一）
设计
校核
刘兆栋
尚明明王新明
重庆大学自动化学院2005级
七、程序结构及说明
八、系统顺序流程图
系统顺序流程图见附录一
九、程序清册
TITLE=程序注解
Network1
//方式一，选择4号泵为备用泵，I0.0为手动自动选择开关
LDNI1.0
ANI1.1
AI0.0
=M0.0
Network2
//方式二，选择1号泵为备用泵，I0.0为手动自动选择开关
LDNI1.0
AI1.1
AI0.0
=M0.1
Network3
//方式三，选择2号泵为备用泵，I0.0为手动自动选择开关
LDI1.0
ANI1.1
AI0.0
=M0.2
Network4
//方式四，选择3号泵为备用泵，I0.0为手动自动选择开关
LDI1.0
AI1.1
AI0.0
=M0.3
Network5
//1号泵的工作条件，依次为方式一、方式二、方式三、方式四下的条
//件；Q0.4非为1号泵正常；M0.4表示有泵出现问题
LDM0.0
AI0.1
LDM0.1
AM0.4
OLD
LDM0.2
AI0.3
OLD
LDM0.3
AI0.2
OLD
ANQ0.4
=Q0.0
Network6
//2号泵的工作条件，依次为方式一、方式二、方式三、方式四下的条
//件；Q0.5非为2号泵正常；M0.4表示有泵出现问题
LDM0.0
AI0.2
LDM0.1
AI0.1
OLD
LDM0.2
AM0.4
OLD
LDM0.3
AI0.3
OLD
ANQ0.5
=Q0.1
Network7
//3号泵的工作条件，依次为方式一、方式二、方式三、方式四下的条
//件；Q0.6非为3号泵正常；M0.4表示有泵出现问题
LDM0.0
AI0.3
LDM0.1
AI0.2
OLD
LDM0.2
AI0.1
OLD
LDM0.3
AM0.4
OLD
ANQ0.6
=Q0.2
Network8
//4号泵的工作条件，依次为方式一、方式二、方式三、方式四下的条
//件；Q0.7非为4号泵正常；M0.4表示有泵出现问题
LDM0.0
AM0.4
LDM0.1
AI0.3
OLD
LDM0.2
AI0.2
OLD
LDM0.3
AI0.1
OLD
ANQ0.7
=Q0.3
Netw
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