物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试.doc

湘潭大学专业课程设计湘潭大学专业课程设计题题 目目 物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试 学学 院院 机械工程学院机械工程学院 专专 业业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 班班 级级 五五 学学 号号 20145009322014500932 姓姓 名名 张书洋张书洋 指导教师指导教师 李明富李明富 完成日期完成日期 20182018 年年 1 1 月月 9 9 日日目录目录一、引言一、引言··················································································································································11.1 物业供水系统的应用简介···································································································11.2 物业供水系统主要实现功能······························································································1二、系统总体设计方案二、系统总体设计方案·····················································································································22.1 系统硬件配置及组成原理····································································································22.2 系统变量定义及 I/O 分配表·······························································································42.3 系统接线图设计·······················································································································5 三、三、控制系统设计控制系统设计·······························································································································63.1 控制程序流程图设计·············································································································63.2 控制程序梯形图设计·············································································································73.3 控制程序设计思路················································································································13四、系统调试及结果分析四、系统调试及结果分析4.1 系统调试及解决的问题······································································································144.2 实现的效果······························································································································17 五、结束语五、结束语···········································································································································17六、参考文献六、参考文献······································································································································17附录：带功能注释的源程序附录：带功能注释的源程序·········································································································18一、引言1.1 物业供水系统的应用简介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。

针对目前的小区供水系统中存在的电能、水资源浪费且供水质量差等问题采用三菱FX2N PLC为核心控制器，构成恒压供水系统该系统是以管网水压为设定参数，根据用水量的大小由PLC控制投入运行的水泵的数量实现管网水压的闭环调节，即实现恒压供水1.2 物业供水系统主要实现功能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K3K1 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）。

二、系统总体设计方案2.1 系统硬件配置及组成原理由设计内容和要求可知，本设计要用到四台水泵，在设计主电路时，水泵以电动机代替，图中的 KM 为接触器线圈，FR 为热继电器，主电路中有短路过载保护主电路如图所示：本系统用到的元器件有：可编程控制器 PLC，水泵，以及继电器，接触器等PLC 选用的是S7-200可编程序控制器英文称 Programmable Logic Controller，简称 PLC但由于 PC 容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用 PLC 作为可编程序控制器的缩写它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程传统的继电器控制系统主要存在以下两个缺点，一是可靠性差，排除故障困难，因为它是接触控制，所以当触点发生磨损和断裂等损坏情况时很难做出相应处理；二是灵活性差，总体成本较高继电器本身并不贵，但是控制柜内部的安装，接线工作量极大，工艺发生变化时相应的改动更是复杂。

因此当市场需要适应新的变化时，PLC 就应运而生了PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是 PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便用户在购到所需的 PLC 后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将 PLC 应用于生产实践可编程序控制器一直在发展中，所以至今尚未对其下最后的定义国际电工学会（IEC）曾先后于 1982 年、1985 年和 1987 年发布了可编程序控制器标准草案的第一，二，三稿，并在 1987 年 2 月对 PLC 作了如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计定义强调了 PLC 是：1 数字运算操作的电子系统——也是一种计算机；2 专为在工业环境下应用而设计；3 面向用户指令——编程方便；4 逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作；5 数字量或模拟量输入输出控制；6 易与控制系统联成一体、易于扩充选择西门子仿真软件 step7 的原因：可靠PLC 不需要大量的活动元件和连线电子元件它的连线大大减少与此同时，系统的维修简单，维修时间短Plc 采用了一系列可靠性设计的方法进行设计例如：冗余的设计断电保护，故障诊断和信息保护及恢复PLC 是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件采用了精简化的编程语言编程出错率大大降低易操作PLC 有较高的易操作性它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不容易发生操作的错误对 PLC 的操作包括程序输入和程序更改的操作程序的输入直接可接显示，更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找，然后进行更改PLC 有多种程序设计语言可供使用用于梯形图与电气原理图较为接近。

容易掌握和理解PLC 具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快找到故障的部位灵活PLC 采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言编程方法的多样性使编程简单、应用面拓展操作十分灵活方便，监视和控制变量十分容易2.2 系统变量定义及 I/O 分配表供水系统的 I／O 地址分配表本设计的控制部分有 PLC 完成由于本系统控制分手动和自动运行，手动运。