基于PLC的地铁站自动排水控制系统设计 梯形图.doc

范文最新推荐------------------------------------------------------ 基于PLC的地铁站自动排水控制系统设计+梯形图 摘要：地铁排水系统是车站给排水及防灾系统的主要设施之一及时排放车站内部的积水， 对车辆的正常运行及各类电器设备的保护有着重要意义本系统采用西门子S7-200PLC和扩展模块以及少量的中间继电器来代替传统的继电--接触器控制系统，以PLC梯形图的“软接线控制网络”取代传统的继电器构成的硬接线控制线路，对各蓄水池按设定指令进行抽水，对各蓄水池水位进行实时监控电机发生故障时及时报警并在一定时间后紧急停止系统通过对系统工艺的详细分析，提出了对系统的控制要求，确定了系统的控制方案本文设计了地铁排水控制系统的软件和硬件，有效的实现了地铁排水系统的逻辑控制、安全控制、故障诊断及其应对措施同时也实现了泵、阀控制的自动化和智能化，大大降低了电气控制系统的复杂程度，提高了自动化程度和整个系统的可靠性经过模拟调试，本系统运行可靠5716关键词： 排水；PLC；梯形图The Design of Subway Drainage Control System Based on PLCAbstract：The system for the subway drainage is one of the main facilities to the disaster prevention system and the drainage system. It’s important to vent seeper in the station in order to protect the subway system from be damaged. The system is controlled by the S7-200PLC produced by Siemens and the digital expansion module EM223 with some Intermediate relay to replace the traditional relay-contact system， use the Soft control network wiring programmed by the PLC to pump the water from every pool and monitor the water level of them instead of the Hard-wired control circuit constituted by the traditional relay-contact ones. When the pump driver is in error， the alarm will be touched off at the same time. If this alarm be kept for some times， the system will be shut down. After analyze the crafts of the system carefully， the request and the plan were worked out. This Paper contains the design of the software and the hardware for the system， and achieve the logical， safety control， fault measurement and the key for every alarm of it. At the same time， the automation and the intelligent of the control of the pump and the valve has been achieved in this paper. Lower the complication level of the Electrical Control System. Higher the degree of automation and the reliability of the system. After the Simulation in the lab， our system is reliable. 4.2.3 控制器外部接线165系统硬软件及控制程序设计185.1软件总流程图185.2硬件设计图195.3PLC控制程序的设计21结论27致谢28参考文献291绪论1.1 研究背景近年随着城市化进程的加快，城市人口急剧增多，国内各大城市的地面交通均面临着巨大的压力，城市轨道交通成为一种有效疏导地面人流和缓解交通堵塞的重要手段，目前已在国内多个城市中建成并投入运营，且大多以地下铁道为主。

地铁作为城市建设的大型基础设施，不仅是城市公交客运的骨干系统，而且是作为城市建设和土地开发的支持系统.地铁现代化的发展，已成为城市交通现代化的重要标志之一地铁车站的排水设计是车站给排水及防灾设计的主要内容之一， 及时排放车站内部的积水，对车辆的正常运行及各类电器设备的保护有着重要意义地铁车站设备监控系统分为中央级、车站级和就地级三级对车站设备进行监控，在中央级和车站级进行系统管理车站设备监控系统对全线各个车站的通风空调系统设备、给排水设备、自动扶梯、电梯、车站公共区照明、广告照明、车站事故照明电源、屏蔽门、人防密闭隔断门等车站设备进行全面且有效的自动化监控及管理，确保设备处于高效，节能，可靠的最佳运行状态，创造一个舒适的地下环境；并能在火灾等灾害或阻塞事故状态下，更好地协调车站设备的运行，充分发挥各种设备应有的作用，保证乘客的安全和设备的正常运行给排水系统包括给水系统，消防用水供水系统和排水系统给排水，消防用水利用城市现有设施地铁沿线的雨水排入城市雨水系统；生活污水及厕所冲洗水经化粪池处理后排入城市污水系统；结构渗透水，结构排水，车站冲洗水，消防废水均排入城市污水系统 1.3 设计的目的及意义本课题主要采用稳定性较好，编程，操作都比较简单的PLC控制系统来主导各个站点的排水控制。

随着社会经济的发展，上海地铁轨道网络将会愈加复杂，继电器控制已经无法满足各大地铁站点的排水控制需求排水系统，其重要性并不亚于列车机组工作的稳定性需要保持非常好的稳定性，同时由于本排水系统所处工作环境恶劣所以本课题的主要研究目的是利用PLC，开发一套运行稳定，便于监控 ，自动化程度高的系统以降低系统的维护成本，延长系统的使用寿命在未来的几年中，随着排水需求的增加，其强大的扩展性能，完全可以满足未来更多的I/O点的需求1.4问题的提出及解决方法（1）问题的提出实现无人值守稳定执行本系统处于地下，工作环境非常恶劣，不适合由人工控制其次由于需要非常繁琐的阀门开闭，电机启动等工作虽然地铁系统每天都有一定时间的关闭保养时间，但是本排水系统的保养时间并不随地铁系统的保养而关闭，保养时间不定，需要24小时不间断处于待命或者工作状态这对人工操作需要有很高的体力消耗，不仅对操作工的身体有害，并且并不利于系统的稳定运行并且需要选择能够适应恶劣的工作环境及具备较强稳定性的控制器便于远程监控虽然本系统能够在无人值守的状态下完成工作，但是机械的故障是不可避免的，并且为了便于维护人员能够在不进入其潮湿的工作环境下看到系统的工作状态。

面对大排水量需求的时候系统应具备应对方案当出现一些客观因素（如大暴雨，路面水管爆裂等）引起的大量排水需求时，系统需要有备用方案应对突发情况 为保证主泵的使用寿命，实行2台主泵两班制工作当所有池处于无水状态时，处于工作时间的主泵停止工作，当任意一池处于满水状态时，此班主抽水泵启动并保持工作状态停止：设置有维修状态的停止按钮，按钮触发最后一次排水信号，所有进水阀门关闭，排水阀门打开，一号电机和备用电机启动抽水5分钟后系统自动停止工作系统安全：电机发生故障时，系统不可继续执行抽水工作关闭所有进水阀门和排水阀门，系统发出报警，报警30分钟后自动断电本系统除了对系统的逻辑顺序，电机，排水泵的功率等有较高的要求外，对排水管道的排布等也有一定要求，主排水管道排量需要大于单个蓄水池排水管道，否则备用机组将起不到作用其次，主进水管道的排布在平均进水量的状态时会存在3个主蓄水池同时报满的情况，此情况应尽量避免排布情况可参考图2.1但当进水量比较大时，进水主管道排量应大于水池进水管道的排量若遇到大排量排水需求时，二号池将会来不及进水，溢出的废水将会进入三号蓄水池基本设计参数为扬程H，流量Q1）管径确定排水系统一般按3~4台设置水泵，（为3用1备，4用1备），集中为1条管道排水，根据流量公式，即可确定管径（2.1）（2.2） （2）按先满先抽原则抽水，设置有一个蓄水池作为备用池，平时关闭。

前三个蓄水池池满情况随机，达到满水状态则开阀排水，同时为了提高抽水泵的使用效率，采取了满水即开排水阀，无水则开进水阀的模式，使系统更具有灵活应变的能力地铁的排水系统由于其地势比地面排水沟低很多，不能自然排除，需要依靠专门的排水控制系统进行排水，示意图如图2.1所示按照地势先把水集中在多个水池中，然后对各个池进行抽水抽水机控制的顺序依要求不同分为上述两种，即：按照固定的顺序进行抽水及按先满先抽的原则进行抽水但不管采取哪种抽水方法，在抽水过程中同一个时间一般只对一个池抽水，等待这池抽水完毕，在抽满足条件的另外一个水池的水综合以上2种抽水方案，考虑到系统的实际需求，选择按照先满先抽原则抽水的方案3.2控制器的选择3.2.1 主流控制系统（1）PLC控制系统（2）继电器控制系统（3）集散控制系统（4）工业微机控制系统3.2.2PLC与其他工业控制系统的比较（1）与继电器控制系统的比较传统的继电器控制只能进行开关量的控制，而PLC既可进行开关量控制，又可进行模拟量控制，还能与计算机联成互联网，实现分级控制在PLC的编程语言中，梯形图是使用最广泛的语言梯形图与继电器控制原理图十分相似，沿用了继电器控制电路的元件符号，仅个别地方有些不同。

PLC与继电器控制系统相比主要有以下几点区别：①组成的器件不同继电器控制线路是由许多硬件继电器组成的，而PLC则是由许多“软继电器”组成传统的继电器控制系统本来有很强的抗干扰能力，但其用了大量的机械触点，因物理性能疲劳、尘埃的隔离型及电弧的影响，系统可靠性大大降低[2]PLC采用无机械出点的逻辑运算微电子技术，复杂的控制由PLC内部运算器完成，故寿命长、可靠性高 由于PLC的品种、型号、规格、功能各不相同，综合多种因素考虑，本设计选择了德国西门子公司的一种小型可编程控制器S7-200系列可编程控制器SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能因此S7-2。