PLC物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试.docx

1、PLC物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试 烟 台 南 山 学 院PLC课程设计题目 物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试姓 名： 刘美丽 所在学院： 工学院电气与电子工程系 所学专业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气工程1102 学 号： 指导教师： 姜倩倩 小组成员： 刘瀚文，李胜楠，刘松松 课程设计任务书一、基本情况 学时：1周 学分：1学分 适应班级：11电气工程二、课程设计的意义、性质、目标、要求1意义课程设计是PLC课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的训练。进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统

2、，也进一步激发了学生再深一步学习的热情，因此课程设计是必不少的，是非常必要的。2性质课程设计是提高学生PLC技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，是配合PLC课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。3目标通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。4要求（1）课程设计的基本要求PLC课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。其中理论设计又包括选择总体方案，硬件系统设计、软件系统设计。程序设计是课程设计的关键环节，通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标。课程设计的最

3、后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。（2）课程设计的教学要求PLC课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间（一周）累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。 课程设计的任务相对分散，每35名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完成设计任务，要

4、有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。三、课程设计题目及设计过程一、题目：物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试二、内容及要求：某物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。 1. 控制要求： （1）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，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维持水泵运行数量。

5、工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不得超出4台。 （2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。 （3）手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（注：若输入点不够，可减少一个过载保护输入）。 （4）设置“自动/手动”切换开关（ON手动，OFF自动），另设自动运 行控制开关（ON自动运行，OFF自动运行停止）。 2. 画出运行框图，I/O编址，编程并调试 3. 画出I/O端子接线图。 4、设计报告课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。四、设计报告设计完成后，必须撰写课程设计报告。设

6、计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于3000字，图形绘制规范报告书用A4纸书写，装订成册。设计报告的格式如下： 1、封面2、内容提要（摘要）3、目录4、正文(1) 所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能；(2) 硬件电路设计及描述； 1）确定元器件的型号及参数。 2）画出完整的原理图。 3）列出元器件清单。(3) 软件设计流程及描述；5、心得体会（总结）6、参考文献 7、附录（源程序代码）8、有关图纸五、进度安排PLC课程设计共安排1周，合计40学时，具体分配如下：实习动员及准备工作： 2学时总体方案设计： 6学时硬件设计： 8学时软件设计： 10学时撰写设计

7、报告： 6学时答辩与总结： 4学时教师辅导： 6学时六、考核方法PLC课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在90-100之间为优秀，80-89分之间为良好，70-79分之间为中等，60-69分之间为及格，60分以下为不及格。 考核分三个方面进行：平时表现20%；设计过程25%；设计报告 40%；设计答辩15%。有下列情形之一者，课程设计考核按不及格处理： 1、设计期间累计迟到、早退达8次；2、设计期间累计旷课达6节；3、设计报告雷同率超过50%或无设计报告；4、不能完成设计任务，达不到设计要求。摘 要随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，城市中

8、各类小区的建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求，小区的供水系统是其中的一个重要方面。本论文是针对供水要求设计的基于PLC的物业供水系统。本设计由PLC、四台水泵、压力传感器等组成，系统工作时分手动操作和自动操作，自动操作时首先由传感器把信号传给PLC，再由PLC根据水压的高低信号分析控制四台水泵的工作状态；手动操作时，可以通过各个水泵的启动停止按钮独立的工作。该系统还设有过载等保护。关键词：PLC，物业供水，水压第1章 引言 81.1课题背景和意义 81.2可编程控制器（PLC）介绍 8第2章 控制系统设计 102.1系统整体设计要求 102.2系统设计思想 102.3

9、系统硬件设计 112.3.1 PLC输入输出口分配 112.4软件设计 132.4.1设计要求 132.4.2流程图 132.4.3梯形图 142.4.4结论 17总结 19参考文献 20第1章 引言1.1课题背景和意义我们都知道，水是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在建设节约型时代特征的前提下，我们这个水资源和电能短缺的国家，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一直比较落后，自动化程度低，而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中

10、的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到小区住户的正常工作和生活，也直接体现了小区物业管理水平的高低。本系统就是在这种背景下设计的。1.2可编程控制器（PLC）介绍可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Compu

11、ter)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。它在设计上有以下优点：1、可靠性高、抗干扰能力强；2、接口模块功能强，品种多；3、硬件配置齐全，用户使用方面，适应性强；4、编程方法简单、直观；5、系统的设计、安装、调试工作量小；6、经济方面、维修工作量小；7、体积小、耗能低、重量轻； PLC发展的新动向：1、产品规模向大、小两个方向发展 大：I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化。由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。2、PLC在闭环过程控制中应用日益广泛。3、不断加强通讯功能。 4、新器件和模块不断推出 高档的P

12、LC除了主要采用CPU以提高处理速度外，还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。5、编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化 有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的PLC指令系统。6、发展容错技术 采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。 7、追求软硬件的标准化。第2章 控制系统设计2.1系统整体设计要求本设计是基于PLC的物业供水系统，具有以下特点：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，表示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高

13、。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，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维持水泵运行数量。工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不得超出4台；手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有过载保护，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），另设自动运行控制开关（ON自动运行，OFF自动运行

14、停止）。各水泵工作时，均应有工作状态显示。2.2系统设计思想本程序是物业供水系统水泵控制程序设计与调试，主电路有四个电机，分别设有过载保护，开关。控制电路采用PLC，手动控制阶段易于设计，分别增设长开长闭开关，保证手动控制每台电路的通断。本程序的设计难点在于增减水泵时判断谁先谁后，先打开的水泵先关闭，即先进先出的原则。最先想到的是出栈入栈指令，但查找资料未发现其具体符号标记，为便于画程序梯形图，绞尽脑汁想另一种方法。于是，我想到运用两个左以为指令控制开断电机的顺序，保证电机的先进先出。然后用一个置位指令打开剩余电机，用复位指令保证关闭的电机。具体实现步骤见下文。2.3系统硬件设计2.3.1 P

15、LC输入输出口分配本设计的控制部分由PLC完成，由于本系统控制分手动和自动运行，手动运行时，每台水泵分别有启动和停止开关输入，自动运行时，需要有自动运行/停止开关输入，水压判断开关以及保护输入等，还有四个水泵输出。表2-1 PLC的I/O点分配控制信号信号名称地址编码输入信号自动运行I0.0自动/手动切换I0.1手动停止泵1I0.2手动启动泵2I0.3手动停止泵2I0.4手动启动泵3I0.5手动停止泵3I0.6手动启动泵4I0.7手动停止泵4I1.0高压开关K3I1.2水压正常反馈K2I1.3低压开关K1I1.4泵1的过载保护I1.5泵2的过载保护I1.6泵3的过载保护I1.7泵4的过载保护I

16、2.0输出信号泵1Q0.0泵2Q0.1泵3Q0.2泵4Q0.3图2-1 PLC的I/O接线图2.4软件设计2.4.1设计要求物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表示水压偏低；K2接通表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。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，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30S后增设1台水泵工作，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可以延时30S后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维持水泵

17、运行的数量。工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不超过4台。各水泵工作时，均应有工作状态显示。手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设启动和停止开关），并分别具有过载保护，可随时对单水泵进行断电控制。设置“自动/手动”切换开关（ON-手动，OFF-自动），另外自动运行控制开关（ON-自动运行，OFF-自动运行停止）。2.4.2流程图根据设计要求绘制流程图(如图3-1所示)：图3-1 流程图2.4.3梯形图根据流程图编写梯形图如下所示：2.4.4结论该设计要求最少有一台水泵工作所以开始初试化开关打开，即定义水泵1打开。接下来设计手动自动转换开关，I0.0分别启动自动手动模式。自动过程分析，模

18、拟低水压信号K1闭合，定时30S，2号电机接通，水泵2打开，此时两个电机工作。当水压仍然偏低则接着定时30S后，3号电机启动，此时三个电机运转。如水压仍低，则4号水泵打开，此时四台水泵同事运行。最多四台水泵工作供水，所以此后定时器不再计时。模拟水压K2闭合，说明水压正常，维持现有水泵数目。当模拟水压偏高信号出现，K3闭合，30S后把先启动的那台水泵撤掉，如水压仍偏高，则把第二台启动的电机撤掉。如果一直偏高则一直按照先工作电机线撤销的原则进行电机的撤销，直到只剩一台电机为止。手动状态分析，此时SB1、SB2分别控制1号电机的通断；SB3、SB4分别控制2号电机的通断；SB5、SB6分别控制3号电

19、机的通断；SB7和SB8分别控制4号电机开断。这一状态可以实现人为的控制任何一台电机的运转与停止，可以根据实际情况操作。另外分别为4台电机设置国电保护开关SB10、SB11、SB12、SB13。为每台水泵设计工作状态信号灯，电机运转着信号灯打开，电机停止信号灯关闭。总 结通过这次课程设计，我学到了很多关于电路与程序设计中很细节的东西，让我明白，很多东西原本以为会的其实真正要拿出来用还是需要多多锻炼的。以后每次设计经历都不会一样，设计过程中的灵活运用所学知识是至关重要的。还要勤学苦问，也许有些东西没用过，但是通过现学现用，把东西搞出来才是真的学习能力的体现。本次物业供水系统水泵控制程序设计很结合

20、实际，有实际的应用价值，通过自己动手设计控制过程、调试程序，让我对PLC在实际运用中的作用有了更充分的认识，在现实中应用的那么广泛和实际，是实现自动控制不可缺少的一部分，在以后的学习过程中，我一定要好好研究，努力使自己对门课程有更深的理解和运用。 参考文献1 王宗才.机电传动与控制.电子工业出版社， 2011.2 杨后川.可编程控制器原理与应用.北京航空航天大学出版社， 2008.3 马志溪电气工程设计 M北京: 机械工业出版社，20024 王兆义小型可编程控制器实用技术 M北京: 机械工业出版社，20025 吴晓君.杨向明电气控制与可编程控制器应用 M北京: 中国建材工业出版社，20046 廖常初.PLC编程及应用. 北京：机械工业出版社，2003.7 魏志精.可编程控制器应用技术北京：电子工业出版社，1995.