PLC物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试

1、PLC物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试Company Document number ： WTUT-WT88Y-W8BBGB-BW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

2、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，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

3、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

4、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KI, 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

5、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）。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

6、正确，书写工整；详见“课程设计 报告写作要求二四、设计报告设计完成后，必须撰写课程设计报告。设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

7、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90T00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

8、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，水压目录第1章引言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

9、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。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

10、，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 Computer)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

11、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曰益广泛。3、不断加强通讯功能。4、新器件和模块不断推出高档的PLC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

12、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KI, K2和K3。K1接通，表 不水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通表不水压偏局。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K

13、2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自动运行停止）。各水泵工作时，均应有工作状态显示。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

14、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。系统硬件设计2.3.1 PLC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

15、配控制信号信号名称地址编码输入信号自动运行自动/手动切换手动停止泵1手动启动泵2手动停止泵2手动启动泵3手动停止泵3手动启动泵4手动停止泵4高压开关K3水压正常反馈K2低压开关K1泵1的过载保护泵2的过载保护泵3的过载保护泵4的过载保护输出信号泵1泵2泵3泵4图2-1 PLC的I/O接线图软件设计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KI, 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，

16、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

17、流程图2.4.3 梯形图根据流程图编写梯形图如下所示：2.4.42吉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，分别启动自动手动模式。自动过程分析，模拟低水压信号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

18、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、SB13O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