基于plc控制的自动平移门【实用文档】doc

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基于plc控制的自动平移门【实用文档】doc文档可直接使用可编辑，欢迎下载毕业设计(论文）设计题目：基于PＬC控制的自动平移门专业:机电一体化班级:学号：姓名：指导老师：起讫日期2014年10月1５日~201５摘要本文设计了一个基于三菱FX２N-１6MR的PLC和艾默生EV1０00的变频器控制的自动门系统。首先，本文会对自动平移门进行介绍，并且会对自动平移门的各个部件做出说明。第二步,分析自动平移门的机械结构。第三步,介绍自动平移门的设备选型。第四步，对PLC控制系统中的设计，即Ｉ/Ｏ地址的分配、主电路图、接线图以及梯形图；最后,对PＬC程序进行说明。关键词:PLC变频器控制自动门目录TOＣ\o"1-3"＼h\z＼u摘要PAGＥＲEF_Tｏc405227４60＼h2HYPＥＲLINK\l”_Tｏｃ4０5227461"1引言4HYＰEＲLIＮＫ\l”＿Tｏc40５22７4６2"1.1自动门的具体应用PAGERＥF＿Tｏc４052274６2\h５１.2自动门的组成部件52自动平移门的总体结构设计方案62.1自动平移门的构造和参数6HＹPEＲLＩNK\l"_Toｃ405227466"2.２自动平移门的机械结构7HYPERLINK\l＂_Ｔｏc4０５2274６7"2。3自动平移门的系统方案83自动平移门控制系统设备选型9ＨYPＥRLＩNK\l"_Toc4０52274６９＂３。１驱动装置的选型9HＹPERLINＫ\l”_Toc4052274７0＂3。2可编程控制器（PLC）的选型ＰＡGEREF_Toc４0522７４70＼h10HＹPＥRＬINＫ\l”_Toｃ4０52274７１＂３．3变频器的选型PAGEREＦ_Tｏc40５227471\h1１３.4变频器的参数设定PＡGEREF_Toc4052２74７1\h12３．5感应开关的选型PＡＧＥRＥF_Ｔoc4０522７4７4\ｈ133.6限位开关的选用PAGＥREF_Toc405227475\ｈ14HYPERLINK\l＂_Toc40５２274７6"4控制系统PLＣ程序设计ＰAGEREＦ＿Toc40５22747６\h154.1控制要求ＰＡGEREＦ_Ｔｏc405２2７4７７\ｈ154．2项目任务PＡGEREF_Toｃ40５２２７４７8\h154。3I/O分配PAGEＲＥF＿Ｔoc405227４79\h154.４主电路和PLC接线图ＰAGEＲEF＿Toc4052２74８0\h1６HYPＥRLINK\l＂_Toc４０52２７4８1”4．５PＬC程序设计及说明PAGEREF_Tｏｃ４05227481\h１7ＨＹPERLINＫ\l”_Toc40５2２748２＂4。6ＰLC梯形图2０HYPERＬINK\l”＿Toc４05227485＂结束语４05２27485\h２2致谢23HYＰERLIＮK\l”_Toc40５２274８7＂参考文献PAGＥREF＿Toc４052２74８7＼h241引言在21世纪的今天，门的安全理念，有效性更加地突出，不仅如此,门的作用在建筑艺术上也更加突出，强调了与建筑风格的整体协调。在大中型公共场所,自动门在这些建筑中扮演着时尚的角色。作为建筑物的一部分，自动门从基本意义上说，要同时满足与外部环境隔离和不妨碍人们通行这两种要求，因此自动门体本身要坚固、密封.本课题主要介绍运用PＬC为控制器的自动平移门控制系统的设计，本课题开发的产品主要用于商场、银行等需要自动开关门的场合。本文所设计的系统不但能满足自动门控制的基本要求，而且还可以保证自动门的稳定性。研究本课题意味着产品成本的下降，效益提高，因此是一个比较实用的经济型产品。1。1自动门的具体应用当人们行走在人行道上时,我们可以看到各类银行矗立在马路两边，而我们可以看到许多人在银行中进进出出,但是我们可以看到人们只是在银行门口稍作停留，银行的大门就会自动打开,当人们进入或离开一段距离后大门就会自动关闭，这种情况可以说是屡见不鲜,而银行所使用的能够自动开关的就是自动门。自动门在银行中的使用可以说大大方便了人们的进出，并且在进出频繁的时候能够有效缓解人流量大时所带来的问题。可以说在银行中自动门已成为不可或缺的一部分。下面我们就来看一下自动门在银行中的应用.下面认识一下自动门,如图１-1所示图1—１自动门图片１.2自动门的组成部件主要部件包括主控制器:它是自动门的指挥中心.感应开关：负责采集外部信号。动力马达：提供开门与关门的动力。门扇行进轨道：主要是约束门扇的吊具走轮系统。门扇吊具走轮系统:用于吊挂活动门扇,牵引动门扇运行.同步皮带：用于传输马达产生的动力。下部导向系统:是门扇下部的导向与定位装置。辅助配置包括行程开关：用来判断自动门所处的位置.防夹人光栅:防止自动门的夹人。后备电源：保证停电时自动门能工作正常。2自动平移门的总体结构设计方案2.1自动平移门的构造和参数自动门门面结构如图2—1所示：图２－１自动门门面结构示意图像银行这类公共场所的自动平移门使用的非常频繁，但是任何自动门的使用次数和使用寿命都是有限的，为了使门体更加坚固耐用，本文所设计自动门的材质使用钢化玻璃,为了满足实际需要，所以必须对自动门各方面进行全面考虑，设定合适的具体参数。具体参数如表2－1所示：表2－1自动门的具体参数门体设计项目参数设定值单扇门开启宽度1。5m单扇门的最大承重１20０kg门体高度2。5m开启保持时间15s（可调）开门速度８0cm/s(可调)2.2自动平移门的机械结构传动机构如图2—2所示。电机传动轮直径:D=5ｃm，大传动轮直径:D′=２５cm，同圆心中传动轮直径：Ｄ〞=10cｍ.电机和大传动轮的传动比：ｉ=2πr′/2πｒ＝Ｄ′/D=5图2-2自动门机械传动结构2。3自动平移门的系统方案本文设计的自动门系统方案主要是PLC控制变频器达到控制电动机正反运转来实现自动门开关的控制方式。采用变频器控制电路,结构简单，控制方便,可靠性高。交流电机的驱动系统使其具有高效率,而它本身的结构十分简单，维护起来非常方便,并且具有容易冷却和寿命长的优点.控制系统结构图如图2－3所示：图2-3控制系统结构3自动平移门控制系统设备选型3．1驱动装置的选型根据本论文所设计的自动平移门的要求,选用符合国际安全标准规定的绝缘电阻、接地装置和过电压保护等因素的驱动装置，其具备低噪音、强稳定性等特点,在考虑了安全和其它因素,本论文选用的驱动装置是山东力久特种电机有限公司生产的三相交流变频电机，型号为YVP132M—4型，额定电压为38０V。根据生厂商提供的电机结构图如图3—1所示;电机外观图如图3－2所示和电机尺寸和参数表如表3—1所示：YVＰ变频调速三相异步电动机（B３）产品分类：YVP系列变频调速三相异步电动机机座中心高:H80~H３55mｍﻫ额定输出功率:０.５5kW～315kW

电源电压：380V，50Hz

（可根据用户定制)ﻫ防护等级:IP５4、IＰ55ﻫ绝缘等级:F

冷却方式:IＣ416图3-1电机尺寸图图3—2电机外观图表3—1电机尺寸（单位mm）和参数表ＡBCＤEＦGHKM２1６178８９388０1033132１２265NPRSTＡBACADHＤL23030０0154２７02752103４5510型号转速频率电压电流１3２M－40—900r／miｎ０－５0Hz3８0Ｖ0.5Ａ3.2可编程控制器（ＰLC)的选型PLＣ的选择要求：（1）生产厂家:生产厂家的选择,主要以用户的要求、设计者对PLC的熟悉程度和使用习惯等方面来考虑。一般选用大公司生产的产品，其产品质量可以得到有效的保证.（2）I/O点数:I/O点数应该以设计要求所需为依据。程序设计的输入点有急停、自动、感应开关、防夹人光栅、开门和关门限位开关共6个；而输出点有正转开门、反转关门输出和开、关门指示灯、报警指示灯共有6个.输入输出点总计有12个。（3)ＰLC型号：整体式PLC的I/0点数较少而且相对固定，所以用户选择的余地较小，多用于较小型的控制系统。主要代表有：西门子的S7—200系列、松下、三菱的FX系列等.(4）经济性的考虑：选用PＬC时，要考虑经济性,还有应用的扩展性、操作性等因素，进行比较,最终选择合适的产品.根据本文设计的系统方案,选用三菱公司生产的FX2Ｎ—1６MR系列的ＰLＣ。如图３。2.3-1所示。图3.2．3－1三菱FX2N—16MR系列PLC三菱FX2N-１6ＭR－D其参数意义为：三菱ＦX２N系列的ＰＬC，有16个Ｉ/O分配点（输入输出点)，继电器输出型,使用DＣ24V电源,DC输入的基本单元。3.3变频器的选型根据本设计自动门的需要,配合电动机的选型,变频器选型要确定以下几点：电压匹配：本文设计选用的三相异步变频电动机额定输入的电压值为38０V，所以变频器输出的三相电压应为３80Ｖ。电流匹配：由电机选型参数可知电机YＶＰ型最大电流值为0。５A,所用变频器最大电流应大于电机最大启动电流值。容量匹配：本设计选取电机功率最小为0。55ＫW，所以选取变频器时其容量必须大于0。6KＷ以上。综合以上因素，本设计采用上海捷芮自动化技术有限公司生产的艾默生ＥV1000—4Ｔ０007Ｇ型号的变频器.如图3-3所示。图3—3艾默生EＶ系列变频器3.4变频器的参数设定根据本文系统设计的控制要求,选用两线模式1进行变频器的参数设定。两线运转模式1的示意图如图３-4所示图３－4两线运转模式1的示意图本文设计开门速度为8０cm/s，即电机皮带轮线速度为８0ｃm/s由线速度和电机转速之间的关系V=2πnr/60＝nr/１0(π取3)可得电机转速：ｎ=8０×10/2.５=312r/miｎ由旋转磁场的转速n´=60f/ｐ=60×50/４=750r／min由此可得转差率S=(n´—ｎ)/n´=（7５0-312)/７50=０。5（近似值)在由三相电机转速公式n=（1—s)60f/p可得3２0=(１-0.5）60ｆ／4f=43Hz(近似值)参数设定如下：表3—2变频器参数设定表参数含义ＦP．０2＝2恢复出厂设置Ｆ0.０0=0ＬED键盘显示上下调节Ｆ0.02＝4３HZ运行频率设定Ｆ０．12=50HZ上限频率F０。13=5HZ下限频率3．5感应开关的选型结合本设计的实际需要在设计的自动门的人员检测上采用深圳市晶创和立科技有限公司生产的D２0３S型的红外传感器。如图３-5D203S型的红外传感器具有易于调节的红外感应探头,可以适应不同的应用场合，其非常稳定的技术设计,使其具备监测范围大、灵敏度高、安装角度多向调节等特点。其工作原理是利用温度的变化来检测的:当人体进入传感器检测区，因为人体的温度与环境的温度有差别，所以传感器就会产生温度变化,那么就会有温度信号输出；但是人体进入传感器检测区后不运动，则温度没有变化,相应的传感器也没有输出信号了.所以这种传感器也称为人体运动传感器。在防夹人感应器的选择上,本设计选用北京博星得门控科技有限公司生产的安全传感器型号为WS－210。如图3—6所示ＷS－210型安全传感器主要用于安全防夹人辅助功能。其最大特点是发射距离远，安装方便；固定不易脱落；抗干扰能力强,可以不受各种可见光的影响;信号接点灵活方便.它的工作原理是由安全传感器发射出红外光束,从而产生保护光栅,而当光栅被遮挡时，装置就会发出遮光信号，从而控制有危险的自动门停止工作。图３-5D203S型的红外微波感应器图3—6ＷS—２１０型的安全传感器3.6限位开关的选用限位开关又被称作行程限位开关，主要用于控制设备的行程和限位保护。在实际的应用当中，一般是将行程开关安装在预先设定的位置，当装在运动部件上的模块撞击到行程开关时，行程开关的触点就会动作，从而实现电路的切换。所以，限位开关是一种由运动部件的行程位置来切换电路的电器，它的工作原理与按钮相类似。两者有所不同的是:一个是手动控制,另一个是由运动部件的模块碰撞.当外界运动部件上的模块撞击按钮使其触头动作，当运动部件离开后,在弹簧作用下，触头就会自动复位。而在自动门的控制电路中，可以利用限位开关来控制门打开的限位。本文选用上海天逸电器股份有限公司生产的LＸ1型限位开关，如图3—7所示。图３-７LＸ1型限位开关４控制系统PLＣ程序设计4．1控制要求初始状态:自动控制,自动指示灯亮.没有人时，自动门始终处于关闭状态，门关闭的指示灯常亮.当感应开关检测到有人时,开始执行开门程序,门开指示灯亮。当门打开到最大时,门停止打开，开门延时1５秒.门开15秒后，又执行关门程序。在关门的过程中，感应开关检测到有人时，此时中断关门程序，转向开门程序。若发生紧急事件或需要长时间打开时，按下手动开门按钮，自动门完全打开,报警指示灯将会闪烁.4.２项目任务利用PLＣ实现本项目控制要求，具体任务如下：（１）分配Ｉ／O地址(2)绘制ＰＬC接线图（3）编制PＬC控制程序（4）设定变频器参数（5）绘制变频器接线图４.3Ｉ／O分配I/O分配表如表4-1所示表４。3—１I/O分配表PＬC输入名称PLC输出名称X0手动开门按钮SB1Y0正转开门X１自动按钮SB２Y1反转开门X2感应开关ＳB３Y4开门指示灯HL1X3防夹人光栅SB4Ｙ５关门指示灯HＬ2Ｘ4开门限位ＳＱ1Y６自动指示灯ＨL３X５关门限位SQ2Y7报警灯HＬ54.４主电路和ＰLC接线图主电路图如图４-1所示,PLC接线图如图4—2所示.图4-１主电路图图4－2PLC接线图4。5ＰＬC程序设计及说明自动门的控制流程图如图4—3所示，状态转移图如图4—４所示。图4－3自动门的控制流程图图4-4自动门的状态转移图PＬC程序段说明如下：初始状态程序段图如图4－5所示：M８002为初使脉冲信号，X1表明自动门处于自动控制，Ｘ3为防夹人光栅一直打开,Ｘ5表明自动门处在关门限位,Y5关门指示灯和Ｙ6自动指示灯有输出保持常亮。图４—5初始状态程序段图开门程序段如图４－６所示:当感应开关X２检测到有人时，Y0有输出开始执行开门程序；Y4有输出,开门指示灯常亮;清除Y5，关门指示灯熄灭。图4－6开门程序段图开门延时程序段如图4－7所示：Y0表示电机正转开门，X４表示门打开到开门限位时，门停止打开；清除Y0，即电机停止转动，门停止打开；T0有输出,开门时间15秒。图４—７开门延时程序段图关门程序段图如图4－8所示：T０表明开门15秒时间到后，执行关门程序；Y5有输出,关门指示灯常亮；清除Y4，开门指示灯熄灭。图4—８关门程序段图转换程序段如图４—9所示:X5为关门限位，Y1为电机反转关门;在关门的过程中,感应开关Ｘ２检测到有人时,此时中断关门程序，清除Y1:转向开门程序Ｓ20。图４—9转换程序段手动开门程序段如图４—１０所示:当自动门出现故障时,因为急停X0加在开关门程序中，按下手动开门急停按钮X０,自动门停止所有运动，M８013是１秒钟的脉冲信号,Y7有输出，急停指示灯以1秒钟频率闪烁；其它指示灯全部熄灭。图4—1０手动开门程序段4．６ＰＬＣ梯形图PＬC整个梯形图如图4-５所图4-5PLC梯形图图4—5PLC梯形图(续）结束语本设计以三菱ＰLC和艾默生变频器的综合运用来控制电机正反转实现自动门的自动化开关，利用三菱ＰLC的可靠性和稳定性，来保证自动门控制系统能够长时间正常运行，利用艾默生变频器的无级调速的特点，保证自动门运转和速度控制。PLC控制程序采用梯形图设计，编写简单,容易识别,能够保证程序的准确性。致谢首先，我的指导老师孙凤鸣是我首先要感谢的人，我的毕业设计能够成功,孙老师给了我很多的帮助.在设计的过程中,孙老师耐心的指导我如何完成自己的毕业论文，并且给了我许多意见和指导,还不厌其烦的帮我修改论文,让我明白了自己论文的写作思路，为毕业论文的完成打下了基础。在写作论文的过程中，我充分认识到学习的重要性，特别是与自己专业相关的知识。在孙凤鸣老师的指导下，我学会了综合利用所学的各种知识,设计出了符合要求的毕业论文。而后，我还要感谢帮助过我的同学们，是你们和我一起找资料，帮助我解决论文中的难题,谢谢你们的相助。我的论文能够完成，你们也功不可没。参考文献１、余成波.聂春燕．张佳薇。感器原理与应用。华中科技大学出版社.2010２、黄鸿。吴石增。传感器及其应用技术．北京理工大学出版社。20083、何勇.光电传感器及其应用。化学工业出版社。20044、初航．三菱FX系列PLＣ编程及应用.电子工业出版社。20１15、岂兴明。PＬＣ与变频器快速入门与实践.人民邮电出版社．20116、赵斌.胡志刚。变频器系统安装与调试.中国纺织出版社.２0127、李智明．电气控制与ＰLＣ及变频器技术应用．大连理工大学出版社．２013摘要本论文主要是以锅炉的自动输煤系统为研究对象，自动输煤系统的出现不仅仅解决了在锅炉输煤过程中只能使用人力的现状,也解决了工作强度大、工作时间长的问题。论文首先简述了锅炉概况,对自动输煤系统的工艺流程进行分析设计，然后对输入输出点进行分配,设计了主电路，对PLＣ进行分析选择，最后画出梯形图。通过对原有锅炉输煤系统控制方面存在的问题进行分析，采用PLC控制系统选用日本三菱F1—30MＲ型PLC，通过硬件选取，软件调试，实现整体控制系统结构合理，运转良好的目的.个机械之间均涉及安全连锁保护控制共嫩:系统的输煤电机启停有严格控制顺序,彼此间有相应的联锁互动关系,当启停某台输煤系统设备时。从该设备下面流程的最终输煤设备开始向上逐级启用,最后才能使该台设备启动；当停止某台输煤设备或某台设备故障时，从该设备上面流程的源头给煤设备开始向下逐级停机,左后才能使该台设备停止.这样就保证了上煤传输的正常运行在线控制煤流量，避免了皮带上煤的堆积，也保护了皮带.PＬC控制系统硬件设计布局合理，工作可靠，操作，维护方便,工作良好。用PLＣ输煤程控系统。用PLＣ来对锅炉输煤系统进行控制。锅炉输煤系统,是指从卸煤开始，一直到将合格的煤块送到煤仓的整个工艺过程，它包括以下几个主要环节:卸煤生产线、煤场、输煤系统、破碎与筛分、配煤系统以及一些辅助生产环节。本设计中主要研究的是其中的输煤系统部分，即煤块从给煤机传输到原煤仓的过程。采用了顺序控制的方法.不但实现了设备运行的自动化管理和监控.提高了系统的可靠性和安全性,而且改善了工作环境，提高了企业经济效益和工作效率。因此ＰＬC电气控制系统具有一定的工程引用和推广价值.关键词：PLC；自动输煤系统;煤料自动控制目录绪论…………………4第1章输煤电控系统的概况………51.1锅炉的概述………………51。2自动输煤系统的工艺过程…………。5第2章输煤系统硬件电路设计………………72.1输入和输出点地址分配及设备选择……。.．72.2主电路设计…………。…10２。3PＬC控制电路设计…………………．.1１第3章输煤系统软件控制设计………………１23。１系统控制流程图………。．。123.2梯形图…………………133。3指令表…………。1６总结…………..18致谢………………。.１9参考文献…………．２０绪论锅炉自动输煤系统的主要任务就是实现对煤料的输送、除杂、破碎、提升等工作过程，以达到按时保质保量为机组（原煤仓)提供原煤的目的。整个输煤控制系统是锅炉安全可靠运行十分重要的支持系统，它是保证系统正常运行的重要条件。由于输煤控制系统在整个锅炉控制中心中的重要性,且工作时间长、煤场面积大、工作环境恶劣、人工作业通讯难以畅通，利用现代技术可编程逻辑控制器（PLC)和现代总线网络通讯实现其控制功能。ＰLC是八十年代发展起来的新一代工业控制装置，是自动控制、计算机和通信技术相结合的产物,是一种专门用于各种工业生产过程自动控制的现场设备.由于控制对象的复杂性，使用环境的恶劣性和运行的长期连续性，使PLC在设计上有自己明显的特点：可靠性高，适应性广,具有通信功能，编程方便,结构模块化。自动输煤控制系统有程序控制、连锁手动、解锁手动三种控制方式。程序控制为系统的最佳控制方式，设备的空载运行时间最短，操作员的操作步序最少。连锁手动方式是对要启动的流程中设备按逆煤流方向一对一的启动,按顺煤流方向一对一停车,设备的保护动作均同自动控制方式.解锁手动是在设备间解除了连锁关系的情况下，一对一启动设备,此方式绝不可带负载运行，因设备已经不存在联跳功能.锅炉输煤控制系统各主要任务就是卸煤,堆煤、上煤和配煤.已达到按时保质保量为机组提供燃煤的目的。整个输煤系统是锅炉安全可靠运行十分重要的支持系统，他是保证机组满发的重要条件。基于输煤控制系统过载整个锅炉控制中心的重要性,且煤场面积大,工作环境恶劣,人工作业通讯难以通畅，在故障停机情况下,可操作上位机的急停按钮或同时按空盒子台右侧红色的急停按钮，它将使现场所有运行中格的收控设备立即停机.第1章输煤电控系统的概况1。１锅炉概况锅炉的燃料多分为煤和燃油,还有天然气等。按其蒸发能力大小可分为三类：小型锅炉、中型锅炉、大型锅炉。锅炉共有六大系统：点火系统、燃料配给系统、燃煤系统，水循环系统，补水系统，送引风系统。从控制角度，锅炉的特点及注意事项如下：（1）设备相互之间往往有一定时间限制的控制顺序.如点火时，给水泵先启动，然后除渣；引风机起动数秒后鼓风机启动；停炉时，先停鼓风和炉排，数秒后停引风和和除渣,最后停水泵。（2)设备间往往有连锁如给煤机和运输机、碎煤机；又如鼓风和引风机.(3)设备间往往有联动，如锅炉故障时，汽泡极低水位；蒸汽压力过高时，应自动停止排风、炉排，起停给水泵等。(4)一般锅炉属于二级负荷，无起动给水的蒸汽锅炉,以补水定压的高温热水锅炉的给水泵应保证可靠供电。(5）每台锅炉宜单独设置控制屏，宜由锅炉配套、宜设集控室，并将其置与室内。（6）线缆宜穿金属管及金属桥架，必须注意敷设时与高温设备的间距.(7)锅炉间、除氧间、水处理和风机间，顶层料仓等的检修照明,宜采用12V安全电压。1.2自动输煤系统的工艺过程１）输煤系统组成输煤系统的组成如图1-1所示煤料经人工或者抓煤机构送给给料器。给料器将煤料送到送煤机P1上的皮带上，煤料随送煤机的皮带进去破碎机上，皮带上有磁选料器，磁选料器的目的是将煤料中的杂质铁去除掉。送入破碎机中的大块煤被破碎机打碎变成可以容易使用的小快煤,经过破碎的煤料在经提升机运到高处，在经过送煤机P2将煤送至卸煤仓或者直接送入锅炉中。控制系统对整个流程进行控制，通过现场的采样反馈和报警系统决定系统的启停。图1—１输煤系统组成示意图1、给煤间;2、提升机;３、送煤机P２；4、运转间;５、破碎机；6、磁选料器；7、送煤P１;8、受煤坑;9、给料器、电磁铁门、堵煤振动器；10、受煤斗2)输煤机工作过程由于被控制对象使用环境的特殊性和运行时间的长期连续性，据供煤系统要求，流程启动时，只按逆煤流方向逐台启动开车顺序:送煤机Ｐ2→提升机→破碎机→送煤机P1→给煤器→电磁铁门→堵煤振动器。当系统停车时,过程按顺煤流方向如图１－2逐台停机,停车顺序与开车顺序相反.图1-2输煤机工作过程示意图第2章输煤系统硬件控制设计2．1输入和输出点地址分配及设备选择1)输入点确定输煤系统中分为自动和手动两个部分，分别由旋转开关ＳA1－1、SA1－2控制,在整个过程中还需要有自动开车按钮、自动停车按钮、紧急停车按钮,分别用ＳＢ１、SB2、ＳB3表示。在手动控制中控制电动机的按钮分别由SB4、SB５、SＢ6、SB7、SB8表示。在系统中有正常运行信号和过载保护信号装置分别由KM、ＦＲ表示。综上所述自动输煤系统输入端点需要12个.2）输出点确定在输煤系统中有五台电动机分别由五个接触器控制，分别由ＫＭ１、ＫM2、KＭ３、ＫN4、KM5表示。在系统中各个电动机的运行又有相对应的单机运行指示灯ＨＬ1、HL2、HL3、ＨL4、HL５来指示。当系统开始运行或者停止时报警电铃示警，报警电铃由HＡ表示。当按下自动开车按钮、自动停车按钮、紧急停车按钮时,相对应的紧急停车指示灯、正常运行指示灯、故障指示灯指示，其分别由HL7、HＬ8、ＨL9表示.综上所述自动输煤系统输出端点需要15个。3）PＬC的选择三菱公司FN系列ＰＬC吸收了整体式和模块式可编程序控制器的优点，它的基本单元、扩展单元和扩展模块的高度和宽度相同。它们相互连接不用基板，仅用扁平电缆连接，紧密拼装后组成一个整齐的长方体.其体积小，很适合用于在机电一体化产品中。在FX系列中，FX2N是其中功能最强、速度最快的微型可编程序控制器。FX２Ｎ有3000多点辅助继电器，1000点状态继电器、２00多点定时器、２00点1６位加计数器、3５点３2加／减计数器、8000多点16位数据寄存器、128点跳步指针、1５点中断指针.这位应用程序的设计提供了丰富的资源。所以本文选择FX2N系列的可编程控制器。在选择PLC中ＦX2N是FＸ系列中功能最强，速度最快的微型可编程序控制器.在输煤系统中确定使用13个输入端口和１５个输入端口，又考虑到需要备用端口，所以选用三菱ＦX2N—48ＭS-0０1来完成硬件结构配置。4）I/O分配表由上述内容分析可知,共需要输入端点12个和输出端点１5个,具体PLＣ分配如表2—１所示：自动输煤系统是由五台三相异步电动机M１~M5和一台磁选料器YA组成,SＡ1为自动／手动转换开关，ＳB1和SB2为自动开车/停车按钮，SB３为事故紧急停车按钮，SＢ4～SB8为五个控制按钮.HA为开车/停车电铃示警，用来提示在输煤机附近的工作人员注意安全。八个指示灯HＬ1、HL2、ＨL3、HＬ4、HL５、HL７、HＬ8、HL９，主要用于各电动机运行或停止指示。表2—1自动输煤系统输入/输出点地址分配表输入输出1SＡ1-１系统手动控制开关X0ＫM１给料器和磁选料器接触器Y02SＡ1－2系统自动控制开关X１KM2送煤机P1接触器Y１３ＳＢ1自动开车按钮X2KM3破碎机接触器Y24SB2自动停车按钮Ｘ３KＭ4提升机接触器Ｙ35SB3紧急停车按钮X4KM５送煤机P２接触器Y46SB4给料器和磁选料器手动按钮X5ＨL1给料器和磁选料器接触器运行指示Y５7SB５送煤机P1手动按钮X6HL2送煤机P1运行指示Y68SＢ６破碎机手动按钮Ｘ7HＬ3破碎机运行指示Y10９SB７提升机手动按钮X10HL４提升机运行指示Y1110SB8送煤机P2手动按钮Ｘ11ＨＬ５送煤机P２运行指示Y1211KＡ磁选料器运行正常信号Ｘ12HA报警电铃Ｙ13１２FR1-FR5电机过载保护信号X13HL6手动运行指示灯Y1413HＬ7紧急停车指示灯Y１514HL８正常运行指示灯Y161５ＨL９故障指示灯Ｙ1７5)主要设备的选择A、电动机的选择根据实际考察估算，选择电动机的型号为:给料器、破碎机选择Y13２S1-2，功率5.5KW，额定电压３80Ｖ、额定电流１１.１A.送煤机P1、送煤机P2,提升机选择Ｙ22５M－2，功率为45KW,额定电压３８0V、额定电流８3。9A。B、熔断器选择熔断器熔体的额定电流Ieｒ的选择必需满足下列条件：熔体在线路中或电动机正常工作时不应熔断需满足：Ｉer≥Ijs式中Ijs为正常运行时流经熔体的工作电流。对于单台电动机支线，Ｉjｓ就是电动机的额定电流（A）；熔体在电动机启动时不应熔断需满足:Ier≧式中为躲开电动机启动电流的计算系数，其值与电动机的启动情况(轻载或重载启动）、熔断器的型号特性及熔体的额定电流Ｉer值得大小因数有关。根据上述条件,经查《工业企业供电》中表3－3，《电力工程电气设备手册》经计算所选相应熔断器。保护给料器、破碎机相应熔断器为ＲＬ150/３0，保护送煤机P1、提升机、送煤机Ｐ2相应熔断器为RL１200／15０。C、接触器选择根据要求接触器选择SUＮWOＲLＤCJ20系列220Ｖ交流接触器,接触器适用于不间断工作制，断续周期工作制，各设备所选对应接触器为给料器、破碎机对应接触器为CJ２0－25型号,送煤机P1、提升机、送煤机Ｐ2对应的接触器为J２０-１00型号。Ｄ、继电器选择电动机M1、M2、Ｍ３、M4、M5分别由继电器FR1、FR2、FR3、FR4、FR５来实现过载保护，使用中应该考虑电动机的工作环境、启动情况、负载性质等因素具体应按以下几个方面来选择。(1）根据被保护电动机的实际启动时间选取6倍额定电流下具有相应可返回时间的热继电器。一般热继电器的可返回时间大约为６倍额定电流下动作时间的５0%～７０％。（2）热元件额定电流一般可按式２－1确定In=（０.95～1．０５）Imn（2-１）式中：Ｉn为热元件额定电流，Imn为电动机的额定电流根据电动机的额定电流可选择给料器、破碎机所对应的热继电器选择TR16—20/３D型号，送煤机Ｐ1、提升机、送煤机P2对应的热继电器选择TR１6-15０/3型号。E、电铃与指示灯的选择其中指示灯功率选择为０．25KＷ，电铃HA选择为8Ｗ,电源都为交流电220V。2．2主电路设计根据系统需要设计出电路如图2—１所示图２－1锅炉车间运煤机组系统主电路图１)给料器、送煤机P１、破碎机、提升机、送煤机Ｐ２的电动机分别为M1、M2、M3、M4、Ｍ5,它们分别由继电器ＦＲ１、FR２、FR３、FR４、FR5来控制实现电路的过载保护.2)QF为电源总开关，电源总开关既可以完成主电路的短路保护,又起到分段三相交流电源的作用，而且电源总开关使用和维护也很方便。3）熔断器ＦU１、ＦU２、FU3、FU4、FU５分别实现系统中各负载回路的短路保护。当发生过载时熔断器断掉，使系统不能工作。4)主电路中接触器ＫM１、KM２、ＫM3、KM４、KM5分别控制三相异步电动机M1、Ｍ2、Ｍ3、M4、M5.2。3PLＣ控制电路绘制PLC控制电路接线图如下图2－2所示：图2—２PLC控制电路接线图第３章输煤系统软件控制设计３.1系统流程图根据输煤系统控制要求，建立自动输煤系统流程图，如下图所示,表达出各控制对象的动作顺序,相互的制约关系。在明确PＬC寄存器空间分配,进行控制的程序设计，包括主程序编制，其它各功能子程序编制,其它辅助程序的编制等.图3-1系统自动控制流程图1）正常开车当按下系统自动开车按钮Ｘ2，报警电铃运行10S，送煤机P２电动机运行,对应的单机运行指示灯HL1点亮，并延时1０S;10S后，提升机电动机运行,对应的单机运行指示灯HL2点亮，并延时1０Ｓ;１0S后，破碎电动机运行，对应按钮的单机运行指示灯ＨL３点亮，并延时10Ｓ；1０S后,送煤机P2电动机运行，对应的单机运行指示灯HL4点亮，并延时10S；１０S后，给料器和磁选料器电动机运行，对应的单机运行指示灯HL5点亮，并延时1０S；10Ｓ后,点亮系统正常运行指示灯HＬ6，输煤系统正常运行。2)正常停车当按下系统自动停车按钮X3，报警电铃运行1０S,延时１0S后,给料器和磁选料器电动机停车，对应的单机运行指示灯HＬ5熄灭,并延时1０S。10S后,送煤机Ｐ２电动机停车，对应的单机运行指示灯HL4熄灭,并延时1０S。10S后，破碎电动机停车,对应的单机运行指示灯HL3熄灭,并延时１0S.１0S后,提升机电动机停车，对应的单机运行指示灯ＨL２熄灭，并延时１0S.10Ｓ后,送煤机P2电动机停车,对应的单机运行指示灯ＨL1熄灭，并延时10S，输煤机组全部正常停机。3）过载保护输煤系统中有三相异步电动机M１~M5,每台电动机都有相对应的过载保护装置热继电器，在系统中电动机如果发生故障必须立即全线停车，来保护电动机不被损害，停车后系统故障指示灯HL9，ＨＡ电铃连续报警2０S,HL9一直亮到故障处理完毕后，继续正常开车，恢复正常生产.4）紧急停车在输煤系统中，可能会有很多事故发生，如果不及时处理的话,会造成很大的损失，因此在系统中还需要设置紧急停车按钮，防止事故的扩大化.当按下紧急停止按钮时，整个系统必须立即停止运行，HA报警电铃连续1０S停止，相对应的指示灯ＨL7连续闪亮,输煤系统停止。5）系统正常运行指示输煤系统如果正常运行时HL8点亮。3。2梯形图根据自动输煤系统的要求,画出梯形图如图3－2所示:0~44为主程序,45~80为保护程序，８1～22２为自动程序。图3—２梯形图3．3指令表０ＬＤX00１1CJP０4ＬＤＸ0005ＯＵTY01４６MPS７ＡNＤＸ０058OUＴY0009OUTY０0５1０MRD11AＮDY006１2OUTＹ00113ＯＵTY006１4MＲD1５ANDX00716OUＴＹ0０217OUTYO１018MRD１9ANDX０102０OUＴＹ0032１OＵTY0１122MPP２３AＮDX01１2４OUTY0０４25ＯＵTY0１2２６ＬDY00０27ＯRＹ0012８ＯRＹ0０２29ORY00330ORY0０431PＬSM033PLFM135LDM036ORM137SＥTY0１338ＬＤY0１3３9OUＴＴ２K10０42LDT２0４３RSＴY01３４4FＥＮD4５LDX0１3４6ＡNＩT1247ANDM8０0248ＬDＸ0004９ANIT１35０ＯRBＳ51OＵＴＹ０1452LDX01353ＺRＳTS２0Ｓ2558OＵＴＹ０17５９OＵTT1２Ｓ２562LDX000６3ZＲＳTS20S2５６8ＭＰS６９ＡNIＴ1370OUTT1３K10０73MＲD74ANIＴ147５ANDM80027６OＵTＹ0157７ＭPP７8OＵTT1４K10０81ＬDX０028２PLSM０８4ＬDＭ085SEＴS0８7STLＳ０88ZRSTS２0S2593LDX00２９4AＮIX00０9５ANIX０1396ＳＥTＳ20９8STLＳ20９９OUTY０13１00OUTT１Ｋ10０103LDT１104ＳＥTS2１106ＳTLS211０7SEＴY00４108SＥTY０1210９ＯＵTT2Ｋ1０01１2LDＴ２１13SETS２2１15ＳTLS２21１６SETY003117SEＴY０1１118ＯUＴT3K１00121ＬDT3122SＥＴＳ2２１24ＳTＬS２31２5ＳETY0０2126SETY0101２7ＯＵTＴ4Ｋ１0013０ＬDT41３1ＳＥTS24１33STＬＳ24134SETY0111３5SETＹ00６１３6OUTＴ5Ｋ１00139ＬDT５140SEＴS２5１42STＬS２5143ＳＥTY000144ＳETY0051４5OUTT6K１00148LDＴ614９SETS２6１51ＳTＬS２6１5２LＤY004153ANDY0０3154ＡNDY002１5５AＮDY0０1156ANDＹ0０0157SETY016158LDY016159ＯUTY０1716０LDＹ01７１61ZRＳTS2０S2516６LDX00３１６7ANIＹ0１616８SETＳ27１70ＳTLS27171OＵTY013172OUTＴ7K１00１75LDＴ7176SＥＴＳ2817８STＬS2８１79RSTＹ0０0180ＲＳTＹ005１８1RSTY016182OUＴT8K1０0185ＬDT9１86SＥTS291８8STＬS2９１89ＲＳTY0０11９０RＳTＹ００61９１OUＴT9K10019４LDT9１95SＥTS30197SＴLＳ3０1９8RSTY0021９9RSTY01020０OUＴT11K１00２0３ＬDT10204SETS3１20６SＴLS312０7ＲSTY003２08RＳTY０１1２０9OUTT11K１00212LDT１1２13SＥTＳ322１５ＳTＬＳ32216ＲSTY０0４２17RSTＹ01221８LＤＴ1221９OUTＳ0220ＲSＴY0１6２21RＥT２2２END总结经过几个月的艰苦努力，毕业论文就要告一段落,通过本次设计，令我学到了很多的知识，仿佛又再次经历了一次系统学习。在毕业设计前一直认为没有什么困难，但在实际运作过称中才清楚的认识到自己的不足和短练，端正了学习态度。本次设计使我加深巩固了理论知识，更深刻的意识到理论知识的重要性,了解了具体应用范围和应用方法。提高了动手和实际解决问题的能力,提高了对问题系统解决的意识。能够把握毕业论文的核心,而且还提高了自己对资料的查询能力。也认识到了人际交往在工作学习中的重要性.自动输煤系统是锅炉上重要的组成部分，自动输煤系统中原煤经过给料器、送煤机Ｐ１、磁选料器、破碎机、提升机、送煤机P2送到工作地点，实现了煤料的自动输送。解决了工作时间长、环境恶劣、工作强度大的问题。可编程控制器是一种将计算机、自动控制技术和通信技术相互结合在一起的新型工业自动控制设备。它是把继电器控制的优点,与计算机的功能齐全、灵活性、通用性相结合，用计算机编程软件逻辑代替继电器接线逻辑的通用性自动控制备。是一种较理想的新型工业控制装置。ﻩ通过本次毕业设计的锻炼,使我更加自信,更加智慧。使我更快的融入到将来的社会。经过两个多月的努力，终于有了一个较成型的设计展现在了我面前，加深了对PＬC控制系统的了解，更加清楚的认识到其在现代化工业中起到的巨大作用.由于本人水平有限，难免有考虑不足之处,所以恳请老师和同学批评指正。致谢毕业论文暂告收尾，这也意味着我在南通广播电视大学的四年的学习生活既将结束。回首既往，自己一生最宝贵的时光能于这样的校园之中，能在众多学富五车、才华横溢的老师们的熏陶下度过，实是荣幸之极。在这四年的时间里，我在学习上和思想上都受益非浅。这除了自身努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的论文的写作是枯燥艰辛而又富有挑战的。写作是理论界一直探讨的热门话题，老师的谆谆诱导、同学的出谋划策及家长的支持鼓励,是我坚持完成论文的动力源泉。在此，我特别要感谢我的导师陆丽丽老师。本文从选题的确定，论文的写作，修改到最后定稿得到了我的指导老师陆丽丽老师的悉心指导。特别是他多次询问我写作进程,并为我指点迷津,帮助我开拓思路，精心点拨，热忱鼓励。他严肃的教学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风深深的感染和激励着我。在此，谨此向陆老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意，感谢陆感谢机电系的各位同学，与他们的交流使我受益颇多。最后要感谢我的家人以及我的朋友们对我的理解、支持、鼓励和帮助,正是因为有了他们，我所做的一切才更有意义；也正是因为有了他们，我才有了追求进步的勇气和信心。谢谢！参考文献［1]谢存禧机电一体化生产系统设计北京：机械工业出版社,(1９9９）[2]胡泓、姚伯威机电一体化原理及应用北京：国防工业出版社，（1９99)［3］黄大贵微机数控系统成都：电子科技大学出版社,（1996）[4］黄俊等电力电子变流技术北京:机械工业出版社，(1999)[5］郑堤、唐可洪机电一体化设计基础北京：机械工业出版社,(１9９7)[6]庞振基精密机械设计北京：机械工业出版社，（2000)［7]谭福年常用传感器应用电路成都,电子科技大学出版社，（1９96）［8]冯辛安机械制造装备设计北京：机械工业出版社，(1999)［9］梁景凯机电一体化技术与系统北京：机械工业出版社,(1997)［10]张淑清单片微型计算机接口技术北京：国防工业出版社,（２001）［11］张根保自动化制造系统北京：机械工业出版社,(１９９9)［12]赖寿宏微型计算机控制技术北京:机械工业出版社,(２０00）［13]黄贤武传感器原理及应用成都:电子科技大学出版社，(1999)［14］徐志毅机电一体化实用技术上海：上海科学技术文献出版社，（1995）［15］张建民机电一体化系统设计北京：北京理工大学出版社,(1996)[16］何立民单片机应用技术选编北京：北京航空航天大学出版社,（1996)［17]秦曾煌电工学北京：高等教育出版社,（199９)ﻫ

电气工程学院设计题目:水塔水位PLC自动控制系统系别：年级专业：学号：学生姓名:指导教师:电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与ＰLＣ课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师:学号学生姓名（专业）班级设计题目水塔水位PLC自动控制系统设计技术参数采用PLC构成水塔水位电气控制系统.控制要求查阅相关文献.设计要求1）根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计,包括PＬC硬件配置电路。2）根据控制要求，编制ＰLC控制程序3）按要求编写设计说明书并绘制A1幅面图纸一张。参考资料2、图书馆各类期刊文献相关数据库3、相关电气设计手册周次第一周第二周应完成内容完成全部方案设计：周一、二：查、阅相关参考资料周二至周五：方案设计周六、日：设计方案完善周一、二：完成设计说明书周三、四：绘制A１设计图纸周五:答辩考核指导教师签字基层教学单位主任签字摘要目前,大量的高位生活用水和工作用水逐渐增多.因此，不少单位自建水塔储水来解决高层楼房的用水问题。最初,大多用人工进行控制,由于人工无法每时每刻对水位进行准确的定位监测,很难准确控制水泵的起停.要么水泵关停过早，造成水塔缺水;要么关停过晚，造成水塔溢出，浪费水资源,给用户造成不便.利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况.后来，使用水位控制装置使供水状况有了改变,但常使用浮标或机械水位控制装置,由于机械装置的故障多，可靠性差,给维修带来很大的麻烦。因此为更好的保证供水的稳定性和可靠性,传统的供水控制方法已难以满足现在的要求。本文采用的是三菱FXZN型ＰＬC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心,对水塔水位自动控制系统的功能性进行了需求分析。主要实现方法是通过传感器检测水塔的实际水位,将水位具体信息传至ＰＬC构成的控制模块,来控制水泵电机的动作，同时显示水位具体信息,若水位低于或高于某个设定值时，就会发出危险报警的信号，最终实现对水塔水位的自动。关键词：水位自动控制、三菱ＦX2N、水泵、传感器目录TOC＼o”１—3＂\h\z\ｕHYＰERＬＩNK1。1本课题的选题背景与意义PAGＥREＦ_Toc3２8677３9５\h1HYPERLINＫ\l”＿Tｏｃ3286７739６”１.2可编程逻辑控制器简述ＰAGEREF_Toc32867７396\ｈ1HYＰEＲLINK\l＂_Ｔoc３2867７３97＂第二章水塔水位控制系统硬件设计ＰAＧEＲＥF＿Ｔoc３2８6７739７\h22。1基于PLＣ的水塔水位控制系统基本原理ＰＡGERＥF_Tｏｃ３286７７3９8\h２2。２水塔水位控制系统要求PAGＥREＦ_Toc328６77399\h３HＹＰERＬＩNK\l＂_Ｔoc328677400”2。３水塔水位控制系统主电路设计８６77400\h４HYPEＲＬIＮK2.4系统硬件元器件选择PＡＧEREＦ_Tｏc３２8６77４０１\h５HYPERLINK\l＂_Ｔoc32８677４02”2。5Ｉ/O口的分配及ＰLＣ外围接线PＡGERＥF_Toc３28６77402\h6ＨYPEＲLINK\l”_Ｔoｃ３２8６７7403"第三章水塔水位系统的PLＣ软件设计PAGEREF_Ｔoc328６77４０3＼h１０HYPＥRLINK3．1水位控制系统的流程图ＰAGEREF＿Toc328677404\h１０HYPＥＲLINK\l＂_Toc328677405”3。２PＬＣ控制梯形图PAGＥREF_Tｏc３２86７7４05＼ｈ１１HYPEＲLINＫ\l＂＿Ｔoc３2867７406”３．3水位控制系统的具体工作过程PＡＧEＲＥＦ_Toｃ３2867740６\h1７第四章总结PＡGERＥF_Toｃ３286７74０７＼h18ＨYＰＥRLINK\l”_Toc３286７７４08”参考文献ＰＡＧERＥＦ_Toｃ３286774０８\h１9第一章绪论1．1本课题的选题背景与意义在工业生产中，电流、电压、温度、压力、液位、流量、和开关量等都是常用的主要被控参数.其中，水位控制越来越重要。在社会经济飞速发展的今天，水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用。一旦断了水，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失。因此给水工程往往成为高层建筑或工矿企业中最重要的基础设施之一.任何时候都能提供足够的水量、平稳的水压、合格的水质是对给水系统提出的基本要求。就目前而言，多数工业、生活供水系统都采用水塔、层顶水箱等作为基本储水设备，由一级或二级水泵从地下市政水管补给。传统的控制方式存在控制精度低、能耗大、可靠性差等缺点。可编程控制器(PLC）是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点,目前水位控制的方式被ＰLC控制取代。同时，又有PＩD控制技术的发展，因此，如何建立一个可靠安全、又易于维护的给水系统是值得我们研究的课题。在工农业生产以及日常生活应用中,常常会需要对容器中的液位（水位)进行自动控制。比如自动控制水塔、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量,生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等。虽然各种水位控制的技术要求不同，精度不同.但其原理都大同小异。特别是在实际操作系统中,稳定、可靠是控制系统的基本要求。因此如何设计一个精度高、稳定性好的水位控制系统就显得日益重要。采用PLＣ控制技术能很好的解决以上问题，使水位控制在要求的位置.1.２可编程逻辑控制器简述可编程逻辑控制器简称ＰLＣ，是从早期的继电器逻辑电气控制系统发展而来，它不断吸收微型计算机控制技术，使之功能不断增强。逐渐适合复杂的电气控制系统。PＬC之所以有较强的生命力，在于它更加适应工业现场和市场要求。具有可靠性高、抗干扰能力强、编程方便、价格低、寿命长等特点。第二章水塔水位控制系统硬件设计2．1基于PLC的水塔水位控制系统基本原理如下图整个系统由水位传感器，一台ＰLC和水泵以及若干部件组成。安装于水塔上的传感器将水塔的水位转化成1—5伏的电信号;电信号到达PＬC将控制控制水泵的开关。水箱水位自动控制系统由PLC核心控制部件高低位水箱的水位检测电路高低水位信号传送给PLC水泵电动机控制电路PＬＣ控制启停及主备切换。图２—1基于PLC的供水系统原理框图在水塔水位检测系统中通过液位传感器将水位信号转换为电信号输入PＬＣ中,在通过ＰLC控制水泵的启动或关闭。在系统运行中当水为低于最低值时PLＣ将启动水泵向水塔中加水,当水塔中的水达到最高值时PLC使水泵停止运转即水泵停止向水塔供水。等到水塔水位再次达到控制最低水位时系统再次重复这个过程.2。２水塔水位控制系统要求图２－2水塔水位控制装置图１）水塔供水系统的一般装置如上图所示，应当保持水池的水位在S2~S3之间，当水池水位低于下限液位开关S3，此时S３为OFＦ，控制电磁阀打开，开始往水池里注水，当10S以后,若水池水位没有超过水池下限液位开关S3时，则系统发出警报;若系统正常运行,此时水池下限液位开关Ｓ3为ON,表示水位高于下限水位。当液面高于上限水位S2时，则Ｓ2为ON,电磁阀关闭,同时检测水池液面是否会超过超上S1处，若超过，则水池水将溢出,S1液位开关为ON,向PLC发出信号启动上限报警,提醒工作人员立即排除故障。2）保持水塔的水位在S5~S6之间，当水塔水位低于水塔下限水位开关Ｓ6时，则水塔下限液位开关S６为ＯFF，则驱动电机M开始工作，向水塔供水，电机启动１0秒后，若S６仍旧为OFＦ,则发出水塔下限无水报警。当S3为ON时,表示水塔水位高于水塔下限水位水泵继续抽水给水塔。当水塔液面高于水塔上限水位开关S5时,则S５为OＮ,水泵停止抽水，同时检测水塔液面是否会超过超上S4处，若超过，则水塔水将溢出，S４液位开关为ON，向PLC发出信号启动上限报警，提醒工作人员立即排除故障。3)当水池水位也低于下限水位时，不论水塔水位是否低于下限,电机M都不能启动.2．3水塔水位控制系统主电路设计图2—３水塔水位控制系统主电路1）本次设计使用了两个水泵,通过程序控制当水塔下限无水且水池下限有水时同时启动将水池中的水抽向水塔,并通过定时在两水泵同时运行一段时间后停止其中一个水泵，通过这种工作方式可以在较大地减少用户缺水的情况,提高了供水的可靠性及效率，同时停止的水泵做为继续工作水泵的暗备用，在另一水泵出现故障之后，通过PＬC程序实现手动切换，这样既保证供水系统有备用水泵,又有效地防止因为备用水长期不用发生锈死现象，提高了设备的综合利用率,降低了维护费用,整个供水系统性能得到极大提高.2)因为本次设计选用的水泵额定功率较大,初始运行时的起动电流较大,故在主电路中设置星—三角减压变换起动电路，以防止起动时的过电流，通过软件自动实现电路切换,并且设置互锁延时程序,防止电路切换时发生三相短路事故。此外在水泵电机供电回路中通过热继电器及熔断器设置必要的电机热保护及过电流保护，保护电机的同时减小电机故障的影响范围。２．４系统硬件元器件选择1)ＰLＣ的选择可编程控制器产品众多，不同厂家、不同系列、不同型号的PLC,功能和结构均有所不同，但工作原理和组成基本相同.本系统为单体控制系统,对控制功能无特殊要求,同时本次设计所需输入输出总点数介于32点与48点之间,因此选用三菱公司生产的的FX2Ｎ—48MR—001型ＰLC,其具结构紧凑,价格低廉,有极高的性价比，适用于小型控制系统的特点，该型号ＰLC为继电器输出型，输入输出点数各为24个点，多余的端子作为备用。2)水泵的选择选择水泵的一般原则为１、满足流量和扬程的要求;2、水泵机组在长期运行中，水泵工作点的效率最高；3、按所选的水泵型号和台数设计的水泵站，要求设备和土建的投资最小；4、便于操作维修，管理费用少。而一般的水塔供水系统中水塔高度都在30米以上,所用水泵电机在向水池抽水时消耗的能量较大,同时因两水泵互为备用,故综合考虑后将两水泵电机额定功率都选为1１KW,型号为Ｙ2—1６0Ｌ－６,其重要参数有额定电流为２4。2３A,额定转速为9７０r/ｍin.水泵扬程为40米,流量为３5立方米/小时.3)熔断器的选择因为熔断器熔体电流应大于等于两倍的电机额定电流，因此电动机供电回路选用熔体电流为50A的熔断器。4）电子液位位开关的选择因为本次设计中水池及水塔中各有3处需要检测水位信号,因此选用欧姆龙公司生产的6１Ｆ-GN–G型电极式液位开关，该种类型的液位开关作为电气性液位检测方式,被广泛用于以大厦、集中住宅的上下水道为主及钢铁、食品、化学、药品、半导体等各种工业、农业水、净水场、污水处理等的液面控制。一旦电极接触到液体，通过液体可以闭合电路,根据流过的电流检知液位控制的动作原理，是以所谓的导电性液体为控制对象的液位开关.进行检测时，直接检测液体的电极间电阻，根据大于或小于已设定的电阻值，来判断有无液面,61Ｆ－GN–Ｇ型电极式液位开关含有三个电极正好用于本系统水位的检测，同时其ON电流在4。5ｍＡ以下且ＯFＦ电流１．5mA以下满足所选PＬC的输入性能指标，故较为合适.５）热继电器的选择因为电机额定电流为24.23A，因此选用JR20－２5/5Ｔ型热继电器，整合电流为21—2５A.６）接触器的选择同理,根据电机额定电流，并查手册后选择G20-25型接触器.２．５Ｉ/Ｏ口的分配及PＬＣ外围接线序号输入信号符号输入端子口1起动按钮SＢ1X0002停止按钮SB2X0013手动操作旋钮SC１－1X002４自动操作旋钮SC１-2Ｘ0035水池高水位开关信号Ｓ1X０046水池中水位开关信号Ｓ2Ｘ０057水池低水位开关信号S３X００６8水塔高水位开关信号S4Ｘ０07９水塔中水位开关信号Ｓ5Ｘ０101０水塔低水位开关信号S６X011１11#泵手动旋钮SC2X012122#泵手动旋钮SC3X01３14电磁阀手动旋纽ＳC4X01４15电动机热保护报警KA1X01516报警确认旋钮SC５Ｘ0１61）PLC的输入接口分配表2)ＰLC的输出接口分配表序号输出信号符号输入端子口1１＃泵接触器1KM1Y00022＃泵接触器1KM２Y00１３水池高水位指示灯HL1Y0024水池中水位指示灯ＨＬ２Y0035水池低水位指示灯ＨL3Y０0４６水塔高水位指示灯HL4Y0０5７水塔中水位指示灯ＨL５Y０068水塔低水位指示灯HL６Y0０79电磁阀继电器KA2Y0１010电机热保护报警指示灯HL７Ｙ01111水池高水位报警HL８Y01212水池低水位报警HＬ9Y01314水塔高水位报警HL10Ｙ0141５水塔低水位报警HL11Y０１51６1#泵接触器２KM3Ｙ016171＃泵接触器３KM4Y０1７182＃泵接触器2KM５Y0201９2＃泵接触器３KM6Y０213)水塔水位控制器外观图如下图2-４水塔水位控制器外观图4）系统I/O硬件接线图根据PLＣ输入、输出点地址分配表，水塔水位控制系统的I/O接线图如下:图２—5PＬＣ外部接线图第三章水塔水位系统的PLC软件设计3．１水位控制系统的流程图3．2PLC控制梯形图本次设计PＬC梯形图如下所示各段程序功能如下：1）系统启动停止程序2）手动模式自动模式选择程序3)液位显示程序4）水池、水塔超上限报警及电机过热报警程序5）电磁阀控制及水池无水报警程序６)电机M1控制程序７)电机M2控制程序8)水塔无水报警程序3．3水位控制系统的具体工作过程假设系统初始运行时水塔、水池中都完全无水,６个液位指示灯全灭。系统启动后程序的执行是,先由PLC判断操作人员选择的是手动操作还是自动操作,若为手动操作，则由工作人员由控制按钮自行选择两个水泵电机以及电磁阀的开启与关闭,当其中一个电机出现故障时工作人员可方便地自行切换电机。若选择自动操作,则水池为液位低于水池下限位时，电磁阀打开,开始往水池里进水，如果进水超过10S，而水池液位没有超过水池下限位,说明系统出现故障，系统就会自动报警.若10S内水池液位按预定的超过水池下限位，说明系统在正常的工作,水池下限位的指示灯HL3亮。此时，水池的液位已经超过了下限位了,系统检测到此信号时,由于水塔液位低于水塔水位下限，电机Ｍ1及Ｍ2开始同时工作并在两电机开启后1０秒并延时2秒后实现星形电路与三角形电路的切换,电机全压运行向水塔供水,当水池的液位超过水池上限液位时，水池上限指示灯HL2亮，电磁阀就关闭，同时时时检测水池液位是否超过超上限，若超过，则发出超上限报警,水泵电机开启后定时10S，若水塔下限液位开关无信号输入，则发出水塔无水报警，水塔下限有水后，水塔下限液位指示灯亮，水泵继续供水给水塔，同时时时检测水塔超上限液位开关是否有信号输入,若有，则启动水塔水位超上限报警，当两水泵一起运行半小时后,水泵电机M２停止，另一水泵继续工作，直至水池水位低于下限或者水塔水位高于上限,若水泵因水池水位低于下限而停止，则在自动工作的模式下重复以上工作过程直到水泵因水塔水位高于上限而停止，至此系统的整个工作过程结束。第四章总结通过本次的课程设计,我受益匪浅，也感触良多。可以说是对以前学习的知识的挑战与突破。在对这个设计的材料的搜索进行独立搜索时,对于办公软件的应用有了进一步的提高.同时在对搜集的材料进行整核,结合所学理论知识，以及实际应用操作的情况下,提高了实际操作和独立解决问题的能力。通过这次设计实践.让我更熟练的掌握了三菱的ＰLＣ软件的简单编程方法,对于三菱的ＰＬC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解.在理论的运用中，也提高了我的工程素质。刚开始学习三菱PLC软件时，由于我对一些细节的不加重视,当我把自己想出来的一些认为是对的程序运用到梯形图编辑时,问题出现了。转换成指令表后则显示不出很多正确的指令程序，这主要是因为我没有把理论和实践相结合,缺乏动手能力而造成的结果，最后通过老师的纠正和自己的实际操作，终于把正确的结果做了出来,同样也看清了自己的不足之处。设计过程中得到老师的意见和同学的提醒，再加上上网搜集到的资料，我也明白了不是每个问题都能自己解决的,只有通过自己努力以及别人的帮助才能把工作做得更好，古人说：三人行必有我师、思而不学则殆。所以说学习要善于向别人请教，学思结合.然而由于时间仓促，水平有限，本次课题仅仅实现了初步的功能,要运用于实际，还需要很大的完善。主要在调速问题上的研究,包括水位的有效可靠的自动控制。而且系统只用到了简单的逻辑开关的控制,对于PLC的许多高级指令没有应用到，同时水泵电机的备用不够合理，没有使两台水泵完全平均地分担工作量，此外在器件选型方面较为牵强,绘图粗糙,部分程序及功能未能解释清楚，这是本次设计较为明显的不足,但通过这样的查缺补漏,为下次的实践提高了能力与效率。参考文献[1]漆汉宏编《PＬC电气控制技术》北京：机械工业出版社，2008[2］三菱ＦX2N系列《微型可编程控制器使用手册》［3］张万忠．《可编程控制器应用技术》.北京:化学工业出版社,20０1［4]李俊季、赵黎明。《可编程控制应用技术实训指导》.北京：化学工业出版社，20０1[5］张桂香．《电气控制与PＬC应用》。北京：化学工业出版社,20０3［6]钟肇新、范建东.《可编程控制器原理及应用（第三版）》.广州:华南理工大学出版社,2003［7］吕景泉.《可编程控制器技术教程》.北京:高等教育出版社,2000基于PLC的全自动灌溉控制系统的设计[摘要］介绍了可编程序控制器（PLC）在节水灌溉控制系统中的应用，系统具有手动灌溉模式,能根据用户要求设定各灌区的灌溉顺序和灌溉时间;同时系统具有自动灌溉模式,通过内置程序把湿度传感器测定的土壤湿度信号输入到PLC,与土壤最佳含水量对比，进一步控制电机和电磁阀的启闭;为了减小水泵电机的启动电流,减轻对电网形成的冲击,减小能耗，系统启动采用Y/启动。[关键词］ＰＬC;节水灌溉；土壤湿度;Ｙ/启动;自动灌溉控制系统当前，随着电气信息技术在节水灌溉工程中的应用，发达国家如美国、以色列、荷兰、加拿大、澳大利亚等成功开发了一系列用途广泛、功能极强的灌溉控制器。而我国在开发自动灌溉控制系统方面与发达国家差距较大，还处于研制、试用阶段，随着水资源的日趋紧张及信息技术的发展，开发具有自主知识产权的节水灌溉控制系统不仅