污水处理控制系统设计最终版

1、沈阳理工大学课程设计专用纸Noi目录| 前言 2)1.课程设计的任务和要求 3| 1.1、课程设计的任务 311. 2、课程设计的基本要求 4t总体设计 52.1PLC 选型 52.2端于分配 6：2. 3端于接线图7!2.4控制面板 &PLC程序设计 9|3.1设计思想 9I3.2顺序功能图 103.3 PLC梯形图 114.程序调试说明 16|5结束语176.参考文献18沈阳理工大学课程设计专用纸N10刖旨PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电于装置。它采用可以 编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运 算等操作的指令，并能通过数字式

2、或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产 过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器 申。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内 有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加 程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返 回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号 W PLC,循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面, 表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的

3、输入都当 成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU 来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。在 扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左 后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在1/（） 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即在用 尸程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生

4、变化，而其他输 出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而 且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形 图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个 扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。1.课程设计的任务和要求|1.1课程设计的任务i对PLC有深刻地了解，能灵活地运用，掌握其主要的使用方法，设计一真完整的污 氷处理系统的设计方案，系统有三真于系统。每个于系统组成如图1所示。| (1).滤水时，打开进水阀和出水阀，污水流经磁滤器中通电的电磁铁，则污水中的氧 化铁杂质会附在磁铁上，从水箱流出净化

5、水，实现滤水；i (2). 段时间后，断开电磁铁，关闭进水阀和出水阀，打开排污阀和空气压缩阀，压 缩空气将水箱的水打入磁滤器内，冲洗磁铁，污水由排污管流入污水池，进行二次处理, 姿现反洗。;.三真于系统同时工作。完成控制循环，整理出梯形图，顺序功能图，1()端于接 线图。外部接线图，按停止按钮，完成当前循环后再停。要求同时控制三真于系统的运行，要求可以实现手动和自动控制。去冷却塔待处理水源污水净化示意图1.11.2课程设计的基本要求系统由三台磁滤器等组成，分为三真于系统。每个系统工作均相同。污水净化系统的控制过程：初始放空：在系统通电初始时，所有的闸门均断开，磁滤器也断开。(2)净化过程按下启

6、动按钮，净化系统按以下规律循环工作。 通磁滤器电源2s,使磁滤器的磁性达到额定值。 2s后接通出水阀和进水阀，进行滤水工作4()min. 40min后断开进水阀和出水阀。 5s后，断开磁滤器电源。 2s后，进行反洗工艺，接通排污阀，空压阀，将氧化铁冲洗倒排污池。 lmin断开空压阀，排污阀和响铃，反洗结束。 5s后在进行滤洗工作，如此循环。 按下停止按钮，执行完本次循环结束。滤水工艺流程图1.22总体设计2.1 PLC选型、输入输出（I/O）点数的估算I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加1（）% 20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根

7、据制造厂商PLC 封产品特点对输入输出点数迸行圆整。二、存储器容量的估算| 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器 中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由 于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才 初道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。 存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是 按数字量1/（）点数的1（）15倍，加上模拟1/（）点数的100倍，以此数为内存的总字数 1（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余

8、量。：综合，选择PLC型号为216,并扩展两个八位的EM223 I/O接口。22端子分配图启动停止出水阀进水阀排污阀空气压循阀10,0Q1- 010. L61. LQ1, 210,2QL 3QL 410.3Q1- 5Q2 0IL0Q2.1Q2 2IL 1Q2 3Q2 4IL.2Q2 5Q3.0IL303-1Q3. 2IL4Q3L 3Q 3. 4IL5Q 3. 5QL 612.0号直議卷号出水阀号进水阀一号排水阀 一号空压陶号响转二号克議鬆二号出水阀二号进水阀二号排水阀二号空压陶 二号晌铃三号巨萤龜三号出水阀三号进水阀三号排水阀三号空圧阀 三号晌蛉 空气压缩机端于分配图图2.1选用10.()和1

9、0开关作自动，手动。选用10.2和10.3开关作启动和停止按钮。选用11.0-11.5作手动程序中的磁滤器，出水阀，进水阀，排污阀，空压阀，响铃的开关。选用12.()作三真系统的公共空气压缩阀的开关。2.3外部接线图cm：；爭3b启动倍止出水闽12 册知晌齢立气圧攜阀10 1ICI. 1lci ZUl 0U 1iri 30L2IJ1.3IL401 4UI.S11. 1Q2,DQ2. 111.2临2Q2.313. ：Q2. 4M2. 311,4U3 .1)Q3. 111.5Q3. 2M3. 3r2.* 4M3. 5IM工Mnr艸5-号电堆轶 一号出欧用 一兮逛木用-号空压用号钿二号电磁轶 二号出

10、水用：二号杯轉 二号空也用 二号呛伶 三辱电举轶 三吁出忒阀 三号进用水用三勺聪伶外部接线图图2.2各个开关并联，其中10.()和1().1开关控制整个自动程序的进行，用10.2来控制启动，用10.3控制停止，按下停止按钮10.3后系统在完成当前循环后停止，其中II.0-11.5控制手 动程序。三真系统各个输出口并联来实现同步工作2.4控制面板11.0-电磁铁n. 1-出水阀II. 2-进水阀II. 3-排污阀11- 4-空圧阀I i5-一响铃12.0-空气压缩控制面板图2.3自动程序通过启动和停止按钮控制手动程序通过11.0-11.5和12.0来实现三真系统相同步骤的同步工作沈阳理工大学课程

11、设计专用纸Noio3. PLC程序设计3设计思想:本次课程设计要求可以实现手动，自动。为了能完成这些动作，必须设计主程序和 手程序，其中于程序含有手动，自动控制。启动时必须先读主程序，然后调用于程序， 级以实现。;手动控制时：在控制面板上有一些按钮，11.()控制三个系统的磁滤器，ii.i控制三真 系统的出水，】1.2控制三真系统的进水，11.3控制三真系统的排污，11.4控制三真系统的 空压阀，11.5控制三真系统的响铃，11.6控制三真系统的空气压缩机开关。自动时：用10.2来控制启动，用10.3控制停止，按下停止按钮1().3后系统在完成当前循环后停止。自动和手动旋转开关可以切换来同时控

12、制三真于系统的运行沈阳理工大学课程设计专用纸Non：32自动程序的顺序功能图沈阳理工大学课程设计专用纸N24|顺序功能图图3.1:图3.1处理单周期，连续工作方式的顺序功能图。M0.0和M0.1到M0.6用典型的|启保停电路控制通磁滤器电源2s,使磁滤器的磁性达到额定值，2s后接通岀水阀和进水| 悯，进行滤水工作40mino 4()min后断开进水阀和出水阀。5s后，断开磁滤器电源。2sj fe,迸行反洗工艺，接通排污阀，空压阀，将氧化铁冲洗倒排污池。lmin断开空压阀:排污阀和响铃，反洗结束。5s后在进行滤洗工作，如此循环。按下停止按钮，执行完本|I次循环结束。;(3.3 PLC梯形图公用程

13、序自动程序网络7I接通排污空压丽T40M0.4M0.5反洗结束后定时5斑入下一循环手动程序I手动程序网络1 网络标题I电滋铁11.0Q1.31 / Q1.4Q1.6Q10Q30Q20)网络2I出水11.1Q1.311 G1.4Q1.6Q1.1 )02.1T )Q1.3G1.4Q1.6Q1.2Q2.2Q3.2网络3I进水11.2)网络4I排污11.3Q1.01)卜Q1.1Q1.2I HQ2.3网络5I空压11.4Q1.0Q1.1Q1.2Q1.4网络6I接通空气压缩阀11.501001.1Q1.2016II /1 /1C)I响冷I2.04.程序调试说明首先在V4.0 STEP 7 MicroVIl

14、N SP6里将事先设计好的程序写入，然后再将程序导 出，然后再在S7-200的仿真软件里进行调试仿真。在CPU配置中选择CPU216型号，并且扩展两个八位I/O 口。当选择自动开关10.0 时，按下启动按钮1()2可以观察到三个磁器电源同时接通，2s之后三真系统的岀水和进 水阀接通，滤水迸行4()min后进水阀和岀水阀断开。5s之后磁滤器复位，又过2s后排 污阀，空压阀，响铃，以尺空气压缩机打开进行反洗Imino然后断开，5s之后进入下 循环。中途按下停止按钮时，三真系统完成当前循环后停到初始步。手动控制时：在控制面板上有一些按钮，11.()控制三个系统的磁滤器，11控制三 真系统的出水，11.2控制三真系统的迸水，11.3控制三真系统的排污，11.4控制三真系统 的空压阀,11.5控制三真系统的响铃,11.6控制三真系统的总空气压缩机开关。5结束语 通过这次课程设计，我学会了 PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法有 了更加深刻的理解，在对理论的运用中提髙了我们的工程素质。明白了理论和实践的差 距，在没有做课设之前，我们学握的都是思想上的，对一些细节和具体操作不是很重视， 当我们把自己的理论成果用于具体的实践中，出现的各种问题无法预估，结果和预期效 澡不是太符合，再通过自己和同学的探讨以及査阅有关资料，问题一点一