基于西門子plc的地鐵排水控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著城市的發(fā)展，城市交通變得越來(lái)越擁擠，人們正在尋找另外方便的交通工具，而地鐵的出現(xiàn)正恰到好處的解決了該問(wèn)題，地鐵的方便快捷，正成為如今最受歡迎的交通工具，因此，研究地鐵系統(tǒng)排水系統(tǒng)的收集和排放，具有十分重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用意義。</p><p>　　本文首先介紹了地鐵的研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀，然后提

2、出總體設(shè)計(jì)方案，通過(guò)對(duì)總體方案的分析，確定水池的數(shù)目和電動(dòng)機(jī)的數(shù)量，進(jìn)一步確定系統(tǒng)的硬件與軟件組成，確定硬件的信號(hào)和應(yīng)該使用的軟件，繪制CAD和流程圖來(lái)展現(xiàn)系統(tǒng)的主要工作方式，通過(guò)PLC程序進(jìn)行編程控制，利用傳感器的水位檢測(cè)來(lái)達(dá)到排水目的，最后再對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)提出改進(jìn)和建議。</p><p>　　關(guān)鍵詞：排水 自動(dòng)控制 PLC 順序控制</p><p><b>　　ABSTR

3、ACT</b></p><p>　　With the development of cities, the traffic is becoming increasingly crowded, people are looking for another convenient means of transport, the emergence of the subway are just the rig

4、ht solution to the problem, subway convenient, is becoming the most popular means of transport today Therefore, the collection and emissions Research subway system drainage systems, has very important theoretical and pra

5、ctical significance.</p><p>　　This paper describes the background research and development status of the subway, then made the overall design scheme, through the analysis of the overall program to determine

6、the number and the number of the motor pool, to further determine the hardware and software system components, determine the hardware signals and should be used software, CAD drawing and flowcharts to show the system'

7、;s main work, carried out by the PLC programming control, using sensors to detect water level to achieve th</p><p>　　Keywords: Drainage; automatic control; PLC; sequence control</p><p><b>

8、　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究背景1</p><p>　　1.2 研究意義1</p&g

9、t;<p>　　1.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.4 地鐵排水設(shè)計(jì)方法2</p><p>　　2 排水系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 地鐵水的來(lái)源及排放方式3</p><p>　　2.2 排水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能3</p><p>　　2.3 系統(tǒng)控制功能設(shè)計(jì)3<

10、/p><p>　　2.3.1 處理池的選擇和分配3</p><p>　　2.3.2 處理池的工作方式4</p><p>　　2.3.3 車站的控制方式4</p><p>　　2.3.4 處理池故障處理方式5</p><p>　　2.3.5 排水管道的選擇5</p><p>　　2.3.6

11、控制方法的選擇5</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件選型7</p><p>　　3.1 輸入輸出接口的確定7</p><p>　　3.2 系統(tǒng)控制方案圖8</p><p>　　3.3 傳感器的選擇9</p><p>　　3.4 閥門的選擇10</p><p>　　3.5 泵的選擇10

12、</p><p>　　3.6 電機(jī)的選擇11</p><p>　　3.7 接觸器的選擇11</p><p>　　3.8 繼電器的選擇12</p><p>　　4 系統(tǒng)控制硬件設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.1 系統(tǒng)主電路13</p><p>　　4.2 輸入回路13</p&g

13、t;<p>　　4.3 輸出回路13</p><p>　　5 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)14</p><p>　　5.1 系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)14</p><p>　　5.1.1系統(tǒng)的總流程圖14</p><p>　　5.1.2 啟動(dòng)程序流程圖16</p><p>　　5.1.3 排水控制流程圖17<

14、/p><p>　　5.1.4 滿水控制流程圖18</p><p>　　5.1.5 閥門控制流程圖19</p><p>　　5.1.6 定時(shí)報(bào)警控制流程圖20</p><p>　　5.2 西門子PLC程序的設(shè)計(jì)21</p><p>　　5.2.1 西門子PLC程序的設(shè)計(jì)規(guī)則21</p><p&g

15、t;　　5.2.2 水位檢測(cè)與顯示程序21</p><p>　　5.2.3 進(jìn)出水閥門控制程序22</p><p>　　5.2.4 定時(shí)計(jì)數(shù)程序22</p><p>　　5.2.5 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)程序23</p><p>　　5.2.6 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)程序24</p><p>　　5.2.7 三臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)程

16、序24</p><p>　　6 體會(huì)與收獲26</p><p>　　7 結(jié)論與展望28</p><p><b>　　7.1 結(jié)論28</b></p><p>　　7.2課題的展望28</p><p><b>　　致 謝29</b></p><

17、p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 研究背景</b></p><p>　　隨著社會(huì)的越來(lái)越進(jìn)步，人們對(duì)出行的需求也越來(lái)越高，目前城市的汽車數(shù)量增幅較大，直接導(dǎo)致了路面交通形成擁堵，為了解決路面交通擁堵，城市軌道

18、交通成為一種有效疏導(dǎo)地面人流和緩解交通堵塞的重要手段。</p><p>　　地鐵車站的設(shè)計(jì)是地鐵總設(shè)計(jì)中最重要的設(shè)計(jì)，通過(guò)車站的設(shè)計(jì)能保證乘客方便的坐上地鐵，地鐵車站的排水設(shè)計(jì)是車站給排水及防災(zāi)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，及時(shí)排放車站內(nèi)部的積水，對(duì)車輛的正常運(yùn)行及各類電器設(shè)備的保護(hù)有著重要意義。地鐵車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)分為中央級(jí)，車站級(jí)和就地級(jí)三級(jí)對(duì)車站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，在中央級(jí)和車站級(jí)進(jìn)行系統(tǒng)管理。車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)全線各個(gè)車

19、站的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、給排水設(shè)備、自動(dòng)扶梯、電梯、車站公共區(qū)照明、廣告照明、車站事故照明電源、屏蔽門、人防密閉隔斷門等車站設(shè)備進(jìn)行全面且有效的自動(dòng)化監(jiān)控及管理，確保設(shè)備處于高效，節(jié)能，可靠的最佳運(yùn)行狀態(tài)，創(chuàng)造一個(gè)舒適的地下環(huán)境；并能在火災(zāi)等災(zāi)害或阻塞事故狀態(tài)下，更好地協(xié)調(diào)車站設(shè)備的運(yùn)行，充分發(fā)揮各種設(shè)備應(yīng)有的作用，保證乘客的安全和設(shè)備的正常運(yùn)行。</p><p><b>　　1.2 研究意義</b

20、></p><p>　　快速軌道交通系統(tǒng)在大都市圈中具有不可替代的作用，對(duì)城市的交通結(jié)構(gòu)、城市形態(tài)的調(diào)整均有著巨大的影響。在大都市圈中，需要考慮城市外圍地區(qū)與城市中心部之間的緊密交通聯(lián)系，而城際軌道交通系統(tǒng)恰恰正是促進(jìn)這種交通結(jié)構(gòu)合理化的重要手段。為此，不僅需要重視城市中心部的地鐵建設(shè)，而且必須給于城際軌道交通以足夠的關(guān)注。為實(shí)現(xiàn)城市公共交通系統(tǒng)較大的分擔(dān)率，必須加強(qiáng)軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)，加強(qiáng)地區(qū)之間的協(xié)調(diào)、

21、規(guī)劃。軌道交通的發(fā)展應(yīng)該納入都</p><p>　　市圈的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，目前將軌道交通作為獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃的方法值得商榷，應(yīng)當(dāng)從體制和機(jī)構(gòu)上進(jìn)行協(xié)調(diào)。都市發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃中的交通專項(xiàng)規(guī)劃，應(yīng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策以及其他交通方式相協(xié)調(diào)，確定軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展政策及整體網(wǎng)絡(luò)布局，最大限度發(fā)揮其在地區(qū)發(fā)展中的作用，合理誘導(dǎo)都市圈的發(fā)展，促進(jìn)地區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。</p><p&g

22、t;　　1.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀</p><p>　　在我國(guó)，目前已經(jīng)有33個(gè)城市已經(jīng)規(guī)劃軌道交通建設(shè)，其中28個(gè)城市已獲批，且目前北京、天津、上海、廣州、南京、沈陽(yáng)、成都、武漢、西安、重慶、</p><p>　　圖1.1 全國(guó)地鐵分布圖</p><p>　　深圳、蘇州等11個(gè)城市均已開通地鐵。地鐵的建設(shè)目前已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)城市交通現(xiàn)代化的重要標(biāo)識(shí)之一，地鐵在全國(guó)的分布圖

23、可見(jiàn)圖1-1。</p><p>　　1.4 地鐵排水設(shè)計(jì)方法</p><p>　　而地鐵車站中最重要的設(shè)計(jì)之一就是地鐵排水的設(shè)計(jì)。及時(shí)對(duì)車站的積水進(jìn)行排放對(duì)對(duì)車輛的正常運(yùn)行及各類電器設(shè)備的保護(hù)有著重要意義。對(duì)于地鐵排水的控制方法有很多：</p><p><b>　　①可編程控制系統(tǒng)</b></p><p><b&g

24、t;　?、诶^電器控制系統(tǒng)</b></p><p><b>　?、奂⒖刂葡到y(tǒng)</b></p><p><b>　?、芄I(yè)微機(jī)控制系統(tǒng)</b></p><p><b>　?、輪纹瑱C(jī)控制</b></p><p>　　由于目前對(duì)于地鐵的控制要求越來(lái)越高，在未來(lái)的發(fā)展中，我

25、們還需要進(jìn)行添加新的控制功能，這就需要我們所設(shè)計(jì)的控制方法能夠進(jìn)行擴(kuò)展，而可編程控制系統(tǒng)比其他系統(tǒng)的穩(wěn)定性好，并且還可以擴(kuò)展模塊，所以在本課題的設(shè)計(jì)中我選擇選用可編程控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制地鐵的排水功能。</p><p>　　2 排水系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 地鐵水的來(lái)源及排放方式</p><p>　　城市地鐵水的來(lái)源及排放方式見(jiàn)下表2.1：<

26、/p><p>　　表2.1 城市地鐵水的來(lái)源</p><p>　　2.2 排水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　　對(duì)于上述產(chǎn)生的幾種水，我們需要對(duì)其進(jìn)行不用處理排放，保證地鐵周圍環(huán)境的干凈。為了排除這些不同種類的水，我們所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)應(yīng)該具備以下的功能：</p><p>　?、俑鞣N不同的水通過(guò)不同的管道排放到不同的處理池，不可將幾種水一起排放，造成

27、水的浪費(fèi)；</p><p>　　②在處理不同水的處理池應(yīng)設(shè)置3個(gè)傳感器檢測(cè)水位線和1個(gè)報(bào)警器，具備能夠檢測(cè)最低水位、排水水位和最高水位，水位達(dá)到排水位即可啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)排水；</p><p>　?、墼O(shè)置一個(gè)備用的水池，以防止由于污水過(guò)多導(dǎo)致前面幾個(gè)污水處理池超過(guò)警戒線而溢出；</p><p>　?、茉O(shè)置3臺(tái)抽水泵實(shí)施8小時(shí)倒班工作制度，同時(shí)設(shè)置過(guò)載和短路保護(hù)，防止在沒(méi)有

28、人看管的情況下能夠自動(dòng)停止帶故障運(yùn)行，避免抽水泵出現(xiàn)故障或者長(zhǎng)時(shí)間工作導(dǎo)致其損壞；</p><p>　　⑤設(shè)置手動(dòng)停止操作，防止出緊急現(xiàn)故障時(shí)能夠手動(dòng)停止進(jìn)行檢修。</p><p>　?、拊O(shè)置報(bào)警信號(hào)，能保證系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候自動(dòng)報(bào)警并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)。 </p><p>　　2.3 系統(tǒng)控制功能設(shè)計(jì)</p><p>　　由于排水管道一般處于

29、地面下，且低于市政所鋪設(shè)的污水處理管道，不能夠自動(dòng)地排除污水，需要將處理過(guò)后的污水通過(guò)電動(dòng)機(jī)抽取污水至市政排污管道，所以在設(shè)計(jì)中我們需要考慮不同的地形，通過(guò)多種方案，選取適當(dāng)方式進(jìn)行排污。</p><p>　　2.3.1 處理池的選擇和分配</p><p>　　對(duì)于地鐵車站，其污水主要來(lái)源于雨水，生活污水，消防用水和結(jié)構(gòu)滲水等幾個(gè)方面。我們應(yīng)該對(duì)不同的污水進(jìn)行不同的處理，所以在地鐵車站下面

30、我們選擇了三個(gè)污水處理池及一個(gè)備用池來(lái)收集和處理污水。具體分配如下：</p><p>　　①1號(hào)水池用于處理生活污水；</p><p>　　②2號(hào)水池用于處理結(jié)構(gòu)滲水和消防用水；</p><p>　　③3號(hào)水池用于處理雨水；</p><p>　　④4號(hào)水池作為備用水池，可以收集處理任何污水。</p><p>　　對(duì)于這

31、些污水池，我們?cè)谖鬯幚沓刂性O(shè)置3個(gè)傳感器，分別用來(lái)監(jiān)控滿水位、排水位和低水位，當(dāng)水位達(dá)到滿水位，提示報(bào)警。</p><p>　　2.3.2 處理池的工作方式</p><p>　　對(duì)于地鐵的污水處理池，我們?cè)诿總€(gè)污水處理池設(shè)置有進(jìn)出水閥門，對(duì)于不同編號(hào)的水池有著不同的處理方式。其具體有以下幾種工作方案：</p><p>　?、賳我患刈詣?dòng)排水控制：當(dāng)有一集水池到達(dá)

32、排水位時(shí)，自動(dòng)打開其排水閥門并啟動(dòng)當(dāng)前應(yīng)該工作的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行排水，同時(shí)檢測(cè)水位，當(dāng)該水池水位到達(dá)低水位時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉其排水電磁閥并停止排水泵，當(dāng)水位到達(dá)滿水位時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥門，防止多余的污水溢出，同時(shí)打開備用水池閥門，將污水收集到備用水池里面。</p><p>　　②先到排水位先抽排水控制：按照集水池先到達(dá)排水位的時(shí)間先后順序進(jìn)行排水。即哪個(gè)集水池先到達(dá)排水位，就先對(duì)該集水池進(jìn)行排水；</p><

33、p>　?、奂夭煌瑵M水情況下的先到排水位先抽的自動(dòng)排水控制：若１號(hào)排水泵在對(duì)某一集水池進(jìn)行排水的過(guò)程中，其它3個(gè)集水池中有1個(gè)集水池到達(dá)排水位等待排水，則按排水位的時(shí)間先后順序自動(dòng)再打開一集水池的排水電磁閥并啟動(dòng)２號(hào)排水泵進(jìn)行排水，且當(dāng)只剩一個(gè)集水池排水時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉２號(hào)排水泵，若此時(shí)還有第三個(gè)水池也到達(dá)排水位，則啟用第三臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行排水。</p><p>　　經(jīng)過(guò)比較選擇，③號(hào)方案最適合，此方案根據(jù)集水池

34、不同到達(dá)排水位的情況來(lái)決定啟動(dòng)排水泵的臺(tái)數(shù)，并按先到達(dá)排水位先抽原則進(jìn)行自動(dòng)排水控制，同時(shí)充分考慮到可能的消防或洪澇災(zāi)害時(shí)大量排水的需要。</p><p>　　2.3.3 車站的控制方式</p><p>　　對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)，我們需要在任何地方都能看到現(xiàn)場(chǎng)工作狀況并能夠處理故障，對(duì)于本系統(tǒng)，我們提供了三種控制方式：</p><p>　　①現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制：當(dāng)系統(tǒng)需要進(jìn)行

35、改動(dòng)或者系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的工作人員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后要能及時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)進(jìn)行處理問(wèn)題，這就需要我們?cè)诠ぷ鳜F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置一個(gè)控制系統(tǒng)，能夠手動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制；</p><p>　?、诔绦蜃詣?dòng)關(guān)閉系統(tǒng)控制：對(duì)于每一個(gè)系統(tǒng)，都有可能出現(xiàn)人不在的情況，作為一個(gè)自動(dòng)控制的系統(tǒng)，我們應(yīng)該做到人不在的時(shí)候，系統(tǒng)能夠自己關(guān)閉系統(tǒng)，保證設(shè)備的完好，這就需要程序能夠進(jìn)行自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)；</p><p>　?、圮囌?/p>

36、控制室遠(yuǎn)程控制：作為有的工作環(huán)境，人不適合進(jìn)入到實(shí)際的工作環(huán)境，這就需要我們通過(guò)軟件將現(xiàn)場(chǎng)工作狀態(tài)顯示到電腦上，在任何地點(diǎn)都可以看到系統(tǒng)的工作實(shí)況，做到遠(yuǎn)程控制。</p><p>　　2.3.4 處理池故障處理方式</p><p>　　當(dāng)處理池出現(xiàn)故障時(shí)，我們應(yīng)該對(duì)其給予檢修，在檢修時(shí)我們應(yīng)該關(guān)閉系統(tǒng)然后再進(jìn)行檢修，對(duì)于檢修故障我們?cè)O(shè)置了以下2種方式：</p><p&g

37、t;　?、佼?dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，設(shè)置停止按鈕使系統(tǒng)停止下來(lái)，當(dāng)停止按鈕觸發(fā)最后一次排水信號(hào)，所有進(jìn)水閥門關(guān)閉，排水閥門打開，1號(hào)電機(jī)和備用電機(jī)啟動(dòng)抽水5分鐘后系統(tǒng)自動(dòng)停止工作，保證水池的污水得到處理；</p><p>　?、诋?dāng)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，此時(shí)沒(méi)有人在工作崗位上時(shí)，系統(tǒng)不可繼續(xù)執(zhí)行抽水工作。關(guān)閉所有排水閥門，不可關(guān)閉進(jìn)水閥門，否則將導(dǎo)致污水溢出，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，報(bào)警10分鐘后自動(dòng)斷電。</p><

38、p>　　2.3.5 排水管道的選擇</p><p>　　本地鐵排水系統(tǒng)污水有四個(gè)不同的來(lái)源，其中消防用水和結(jié)構(gòu)滲水可以一起處理，考慮到對(duì)不同程度的污水處理方式的不同，對(duì)水資源的再生利用。對(duì)于管道鋪設(shè)應(yīng)該分三類不同的管道，分別對(duì)應(yīng)三個(gè)不同的污水處理池。其中主排水管道要大于各個(gè)污水處理池排除管道，以保證污水能夠從地鐵站迅速排除，當(dāng)某一種污水來(lái)不及處理時(shí)，應(yīng)該將其先排放到第四號(hào)污水處理池等待處理。</p&g

39、t;<p>　　2.3.6 控制方法的選擇</p><p>　　對(duì)于本系統(tǒng)的控制方法，主要可以采用以下幾種方案進(jìn)行控制：</p><p>　?、倏删幊炭刂葡到y(tǒng)控制; ②繼電器控制系統(tǒng)控制；</p><p>　?、蹎纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)控制； ④工業(yè)微機(jī)控制系統(tǒng)控制；</p><p>　　對(duì)于以上幾種控制方式，各有優(yōu)

40、缺點(diǎn)，其各自的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表2-2所示。</p><p>　　表2.2 幾種控制方案的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　PLC針對(duì)工業(yè)順序控制，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有很高的可靠性。PLC在電路布局、機(jī)械結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)各方面決定了PLC的高抗干擾能力。電路布局方面的主要模塊都采用大規(guī)模與超大規(guī)模的繼承電路，在輸入輸出系統(tǒng)中采用完善隔離等的通道保護(hù)功能；在電路機(jī)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵及防震等各方面都做了周密的考慮

41、；在電路硬件方面采用了隔離、屏蔽、濾波及接地等抗干擾技術(shù)；在軟件上采用了數(shù)次濾波及循環(huán)掃描、成批輸入、成批輸出處理技術(shù)。所有這些都使PLC具有非常高的抗干擾能力，從而使PLC絕對(duì)不會(huì)出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。</p><p>　　由于PLC的品種、型號(hào)、規(guī)格、功能各不相同，綜合多種因素考慮，本設(shè)計(jì)選擇了德國(guó)西門子公司的一種小型可編程控制器S7-200系列可編程控制器。SIMATIC S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種

42、場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性價(jià)比。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)硬件選型</b></p><p>　　3.1 輸入輸出接口的確定</p><p>　　本次地鐵排水控制系統(tǒng)我采用PLC編程來(lái)進(jìn)行控制的，通過(guò)PLC的輸入輸

43、出控制，實(shí)現(xiàn)每個(gè)排水池的自動(dòng)排水操作。通過(guò)對(duì)地鐵水來(lái)源的分析，我們采用了4個(gè)處理池和3臺(tái)電動(dòng)機(jī)來(lái)進(jìn)行處理污水，每個(gè)處理池設(shè)置傳感器進(jìn)行滿水位、排水位和低水位檢測(cè)，當(dāng)水位處于低水位時(shí)，低水位指示燈亮，排水閥門關(guān)閉，同時(shí)電動(dòng)機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)水位處于排水位時(shí)，排水閥門打開，低水位指示燈熄滅，排水位指示燈亮，1臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)排水；若此時(shí)還有2號(hào)水池到達(dá)排水位，則打開該水池的排水閥門，同時(shí)啟用2臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行排水；若此時(shí)還有3號(hào)水池也到達(dá)排水位，則

44、啟用第3臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行排水；若此時(shí)有水池到達(dá)滿水位，則將其多余的水排入4號(hào)備用水池。其具體分配件表3-1。</p><p>　　表3.1 I/O分配表</p><p>　　由表3-1可以看出，本次共需要17個(gè)輸入接口，29個(gè)輸出接口，而實(shí)驗(yàn)室的西門子西門子S7-200 CPU224型PLC有22輸入18輸出，輸入滿足條件，輸出不夠，這應(yīng)該添加擴(kuò)展模塊。</p><p>

45、;　　3.2 系統(tǒng)控制方案圖</p><p>　　對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)，我們應(yīng)該有其工作的方案圖，通過(guò)工作的方案圖，可以明顯的看出系統(tǒng)的工作過(guò)程，對(duì)于本系統(tǒng)，我有以下設(shè)計(jì)：</p><p>　?、僭O(shè)計(jì)了四個(gè)水池，每個(gè)水池都有進(jìn)出水閥門，每個(gè)閥門引一條線給予控制器，通過(guò)控制器的控制來(lái)確定閥門的開關(guān)；</p><p>　　②設(shè)計(jì)了三個(gè)電動(dòng)機(jī)，每個(gè)電動(dòng)機(jī)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，電

46、動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)水泵的運(yùn)行，水泵的排水管道進(jìn)入市政不同的排水溝；</p><p>　?、勖颗_(tái)電動(dòng)機(jī)有過(guò)電流反饋信號(hào)，通過(guò)這個(gè)信號(hào)，可以確保電機(jī)不會(huì)因?yàn)殡娏鬟^(guò)大而導(dǎo)致?lián)p壞；</p><p>　　④本系統(tǒng)有聲光報(bào)警信號(hào)，可以提供故障報(bào)警；</p><p>　?、荼鞠到y(tǒng)設(shè)計(jì)了PC數(shù)據(jù)口接線，可以進(jìn)行與PC通訊。</p><p>　　圖3.1 系統(tǒng)控制方

47、案圖</p><p>　　3.3 傳感器的選擇</p><p>　　LC-SW1型水位傳感器容器內(nèi)的水位傳感器，將感受到的水位信號(hào)傳送到控制器，控制器內(nèi)的計(jì)算機(jī)將實(shí)測(cè)的水位信號(hào)與設(shè)定信號(hào)進(jìn)行比較，得出偏差，然后根據(jù)偏差的性質(zhì)，向給水電動(dòng)閥發(fā)出"開""關(guān)"的指令，保證容器達(dá)到設(shè)定水位。進(jìn)水程序完成后，溫控部份的計(jì)算機(jī)向供給熱媒的電動(dòng)閥發(fā)出"開

48、"的指令，于是系統(tǒng)開始對(duì)容器內(nèi)的水進(jìn)行加熱。到設(shè)定溫度時(shí)?？刂破鞑虐l(fā)出關(guān)閥的命令、切斷熱源，系統(tǒng)進(jìn)入保溫狀態(tài)。程序編制過(guò)程中，確保系統(tǒng)在沒(méi)有達(dá)到安全水位的情況下，控制熱源的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥不開閥，從而避免了熱量的損失與事故的發(fā)生。</p><p><b>　　3.4 閥門的選擇</b></p><p>　　閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有截止、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防止

49、逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能，ZBSF不銹鋼電磁閥為分步動(dòng)作直接先導(dǎo)式電磁閥，根據(jù)斷電時(shí)所處開關(guān)狀態(tài)的不同，可分為常閉電磁閥和常開電磁閥。常閉電磁閥，線圈通電后銜鐵在電磁力作用下先帶動(dòng)副閥工啟，主閥形成的介質(zhì)壓差和電磁力的作用下而開啟。線圈斷電，銜鐵部件復(fù)位，主副閥利用介質(zhì)壓力而緊密關(guān)關(guān)閉。</p><p>　　常開電磁閥，線圈通電后，銜鐵在磁力作用下下移，推動(dòng)副閥閥塞下移，直到和副閥座壓緊，副閥關(guān)閉，由于主

50、閥閥杯上下壓差趨于相等，主閥閥杯由磁力和自重壓緊緊密封面，閥門關(guān)閉。線圈斷電，磁力為零，銜鐵和副閥閥塞由彈簧作用上升，副閥打開，主閥閥杯內(nèi)介質(zhì)經(jīng)副閥流走，壓力下降，主閥閥杯由下下壓差作用向上升起，主閥打開，閥門開啟。</p><p>　　圖3.1 閥門結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　3.5 泵的選擇</b></p><p>　　GDD型泵

51、是管道式安裝的立式單級(jí)單吸清水離心泵，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)給排水、自來(lái)水加壓、高層建筑消防生活供水以及空調(diào)冷暖循環(huán)系統(tǒng)，主要供輸送稀釋的、不腐蝕的清水及物理化學(xué)性質(zhì)類似水，不含固體顆?；蚶w維的液體。</p><p>　　GDF250-20性能參數(shù)：</p><p>　　表3.2 GD250-20 水泵詳細(xì)參數(shù)</p><p><b>　　3.6 電機(jī)的選擇<

52、;/b></p><p>　　與單相異步電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。</p><p>　　表3.3 Y90L-2 電機(jī)詳細(xì)參數(shù)</p><p>　　由于本系統(tǒng)僅控制電機(jī)的啟停與工作

53、狀態(tài)的保持，只需讓電機(jī)保持在額定功率的運(yùn)行即可，故選用成本較低的鼠籠式三相異步電機(jī)。</p><p>　　3.7 接觸器的選擇</p><p>　　對(duì)于本系統(tǒng)，應(yīng)該采用交流接觸器，交流接觸器主要由四部分組成:(1) 電磁系統(tǒng)，包括吸引線圈、動(dòng)鐵芯和靜鐵芯；(2)觸頭系統(tǒng)，包括三組主觸頭和一至兩組常開、常閉輔助觸頭，它和動(dòng)鐵芯是連在一起互相聯(lián)動(dòng)的；</p><p>　

54、　(3)滅弧裝置，一般容量較大的交流接觸器都設(shè)有滅弧裝置，以便迅速切斷電弧，免于燒壞主觸頭。</p><p>　　查新簡(jiǎn)明電工手冊(cè)選擇CJXIF-9型交流接觸器</p><p><b>　　主要技術(shù)參數(shù):</b></p><p><b>　?、兕~定電流:9A</b></p><p>　?、诰€圈控制電

55、壓：220V</p><p>　?、劭煽仉妱?dòng)機(jī)的最大功率4KW</p><p>　?、懿僮黝l率1000次/時(shí)</p><p>　?、輽C(jī)械壽命150000次</p><p>　　3.8 繼電器的選擇</p><p>　　選擇JZ7-62中間繼電器</p><p>　　適用于交流50Hz或60Hz，

56、交流電壓至380V，直流電壓至220V的控制電路中，用來(lái)控制各種電磁線圈，以使信號(hào)放大或?qū)⑿盘?hào)同時(shí)傳遞給有關(guān)控制元件。繼電器符合GB14048.5-1993、IEC60947-5-1修正件No.1（1999）。</p><p>　　正常工作條件及安裝條件</p><p>　　海拔不超過(guò)2000M</p><p>　　周圍空氣溫度上限值不超過(guò)40℃，下限值不低于-5℃

57、。</p><p>　　空氣的相對(duì)濕度不大于85%</p><p>　　與垂直面的傾斜度不超過(guò)5°</p><p>　　無(wú)顯著搖動(dòng)和沖擊振動(dòng)地方</p><p>　　在無(wú)爆炸危險(xiǎn)的介質(zhì)中，且介質(zhì)中無(wú)足以腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體和塵埃（包括導(dǎo)電塵埃）</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)特征</b&

58、gt;</p><p>　　繼電器的結(jié)構(gòu)為開啟型、空氣電磁式，動(dòng)作結(jié)構(gòu)為直動(dòng)式，產(chǎn)品軀殼用熱固體性塑料制成，整個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便。</p><p>　　繼電器的觸頭系統(tǒng)為雙斷點(diǎn)橋式結(jié)構(gòu)，分上、下兩層排列，每層各裝四對(duì)觸點(diǎn)。</p><p>　　為減輕繼電器在閉合過(guò)程中的鐵芯撞擊和觸頭振動(dòng)，鐵芯采用彈性固定，有利于使用壽命的延長(zhǎng)。繼電器的接線端采用瓦型墊圈，接線方便

59、可靠。</p><p><b>　　技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　型號(hào) JZ7-62;額定電壓交流380V;直流220V;消耗功率啟動(dòng)75V*A;吸持13V*A;操作頻率1200次/H;外形尺寸/mm 60X52X9054X30/2-5。</p><p>　　4 系統(tǒng)控制硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>

60、;　　4.1 系統(tǒng)主電路</b></p><p>　　系統(tǒng)主電路的線路采用了三相四線制，三臺(tái)電動(dòng)機(jī)由KM1、KM2、KM3電動(dòng)機(jī)有分別控制啟動(dòng)與停止，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)配有過(guò)電流保護(hù)，防止因?yàn)殡娏鬟^(guò)大而燒壞電動(dòng)機(jī)。對(duì)于PLC部分則是由空氣開關(guān)QF2來(lái)決定其是否啟動(dòng)，PLC采用的是24V直流電源，所以需要一個(gè)變壓器進(jìn)行變壓，對(duì)于整個(gè)主回路，我設(shè)置了一個(gè)空氣開關(guān)QF1，只有閉合了QF1方可以啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，斷開QF1

61、，則整個(gè)主回路將關(guān)閉。具體電路圖將附錄一。</p><p><b>　　4.2 輸入回路</b></p><p>　　對(duì)于輸入回路，我采用了18個(gè)輸入回路，通過(guò)18個(gè)按鈕SB進(jìn)行控制，通過(guò)這些輸入回路按鈕SB的打開與關(guān)閉，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停機(jī)，通過(guò)輸入回路的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，使其對(duì)輸出回路進(jìn)行控制，達(dá)到控制不同情況下水池的排水需求。在CAD的設(shè)計(jì)圖紙上，我設(shè)計(jì)了3個(gè)輸出

62、回路圖紙，具體圖紙見(jiàn)附錄一。</p><p><b>　　4.3 輸出回路</b></p><p>　　對(duì)于輸出回路，我設(shè)計(jì)了28輸出，用來(lái)監(jiān)測(cè)各種不同狀態(tài)，通過(guò)輸入回路給出的信號(hào)，我們可以對(duì)水位的高低進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)四個(gè)水池的閥門進(jìn)行打開和關(guān)閉，以此來(lái)保證水池的水位正常。在CAD的設(shè)計(jì)圖紙上，我用了4個(gè)輸出回路的圖紙來(lái)進(jìn)行繪制，圖紙?jiān)斠?jiàn)附錄一。</p>&

63、lt;p>　　5 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)</p><p>　　對(duì)于一個(gè)好的設(shè)計(jì)，必須要有流程圖的設(shè)計(jì)，流程圖的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)清晰，邏輯性強(qiáng)，便于描述，容易理解。對(duì)于流程圖的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)，我們應(yīng)該遵循以下原則：</p><p>　?、賹?duì)于有判斷的語(yǔ)句，應(yīng)該用菱形進(jìn)行表示，且還應(yīng)該有Y/N進(jìn)行標(biāo)明；</p><p

64、>　?、谒械木€段都要做到對(duì)整齊，應(yīng)該用連接符連接，不使用線條連接，這樣可以做到?jīng)]有歪斜，線段之間連接需要到位，沒(méi)有死循環(huán)。</p><p>　　對(duì)于本系統(tǒng)，我設(shè)計(jì)繪畫了以下幾個(gè)流程圖：</p><p>　?、傧到y(tǒng)總流程圖，通過(guò)總流程圖可以初步了解本系統(tǒng)的工作過(guò)程和原理；</p><p>　　②啟動(dòng)程序流程圖，通過(guò)自檢來(lái)確保線路沒(méi)有損壞，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行；&l

65、t;/p><p>　?、叟潘刂屏鞒虉D，對(duì)于本系統(tǒng)要求就是排水，通過(guò)排水控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)各種情況下不同水位的處理，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行；</p><p>　?、軡M水控制流程圖，對(duì)于水池，總有部分時(shí)候會(huì)達(dá)到滿水，這時(shí)候我們就應(yīng)該講多余進(jìn)行處理，所以對(duì)于系統(tǒng)滿水時(shí)，我們應(yīng)該及時(shí)處理，避免污水發(fā)生外泄，通過(guò)滿水控制系統(tǒng)，能夠完美避免這類情況的發(fā)生；</p><p>　?、蓍y門控

66、制流程圖，為了保證污水及時(shí)得到處理，此系統(tǒng)中閥門則是最重要的，閥門的開關(guān)是否合理，直接影響污水處理的效果，通過(guò)閥門控制流程圖，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)閥門有序的控制；</p><p>　?、薅〞r(shí)報(bào)警控制流程圖，對(duì)于任何一個(gè)系統(tǒng)，都需要一個(gè)精確的定時(shí)系統(tǒng)，才能準(zhǔn)確無(wú)誤的進(jìn)行控制各種開關(guān)，在本系統(tǒng)中，通過(guò)定時(shí)控制流程圖，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的替換和故障時(shí)系統(tǒng)的關(guān)閉；</p><p>　　5.1.1系統(tǒng)的總流程圖&

67、lt;/p><p>　　對(duì)于系統(tǒng)的總流程圖，應(yīng)該反映整個(gè)系統(tǒng)的工作過(guò)程，對(duì)于本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)總流程圖可以看出系統(tǒng)具備以下功能：</p><p>　?、僭谙到y(tǒng)上電后，會(huì)立即進(jìn)行自檢，在確保各個(gè)部分沒(méi)有故障后，方可正常啟動(dòng)，一旦有部分出現(xiàn)故障，這應(yīng)該自動(dòng)啟動(dòng)故障處理程序，用指示燈進(jìn)行指示并發(fā)出報(bào)警，由在場(chǎng)的工作人員斷開電源，進(jìn)行故障處理，處理完畢后再上電檢測(cè)，確認(rèn)各個(gè)部分沒(méi)有問(wèn)題后再啟動(dòng)系統(tǒng)；

68、</p><p>　　②當(dāng)沒(méi)有人存在的情況下，系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)自動(dòng)關(guān)閉程序，用一個(gè)定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)，定時(shí)一定時(shí)間后自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)，保證儀器和設(shè)備的完好；</p><p>　　圖5.1 系統(tǒng)的總流程圖</p><p>　　5.1.2 啟動(dòng)程序流程圖</p><p>　　對(duì)于每一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)的啟動(dòng)是十分最要的的，只有系統(tǒng)正常啟動(dòng)，才能保證

69、系統(tǒng)下一步順利進(jìn)行，對(duì)于本系統(tǒng)的啟動(dòng)程序，我設(shè)計(jì)的流程圖如圖5.2。</p><p>　　圖5.2 啟動(dòng)程序流程圖</p><p>　　通過(guò)以上的啟動(dòng)流程圖可以看出本系統(tǒng)在啟動(dòng)方面有以下幾個(gè)特點(diǎn)：</p><p>　　①系統(tǒng)可以通電自檢，有問(wèn)題的時(shí)候不會(huì)啟動(dòng)排水程序，會(huì)報(bào)警并用指示燈顯示；</p><p>　?、谙到y(tǒng)擁有手動(dòng)檢修功能，可以人工

70、關(guān)閉系統(tǒng)，檢修完畢后再啟動(dòng)系統(tǒng)，這時(shí)系統(tǒng)依舊會(huì)運(yùn)行自檢程序，無(wú)故障后才可運(yùn)行下一步，有故障則繼續(xù)報(bào)警；</p><p>　?、巯到y(tǒng)還可以自行關(guān)閉系統(tǒng)，可以防止故障程序帶病運(yùn)行。</p><p>　　5.1.3 排水控制流程圖</p><p>　　在本系統(tǒng)中，最根本就是排水的控制，排水設(shè)計(jì)的好壞，直接影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的好壞，對(duì)于我設(shè)計(jì)的程序，其排水流程圖見(jiàn)圖5.3。&

71、lt;/p><p>　　圖5.3 排水控制流程圖 </p><p>　　從流程圖可以看出，我設(shè)計(jì)的排水系統(tǒng)具有以下功能：</p><p>　?、傧到y(tǒng)擁有水位檢測(cè)功能，當(dāng)水位到達(dá)低水位的時(shí)候，指示燈會(huì)顯示，當(dāng)?shù)竭_(dá)排水位的時(shí)候，指示燈會(huì)顯示，電動(dòng)機(jī)會(huì)啟動(dòng)排水直到到達(dá)低水位；</p><p>　?、诋?dāng)有兩個(gè)水池到達(dá)排水位的時(shí)候，我則會(huì)啟動(dòng)第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)，

72、當(dāng)有三個(gè)水池到達(dá)排水位是，我會(huì)啟用三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，同時(shí)檢測(cè)水位，達(dá)到滿水位的時(shí)候會(huì)啟動(dòng)滿水程序，到達(dá)低水位則會(huì)依次關(guān)閉電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　5.1.4 滿水控制流程圖</p><p>　　對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)，要充分考慮它的極限條件，這樣才能保證系統(tǒng)在最壞的情況下也能夠準(zhǔn)確無(wú)誤的運(yùn)行起來(lái)，對(duì)于本系統(tǒng)，極限條件就是當(dāng)有幾個(gè)水池都到達(dá)滿水后應(yīng)該怎么處理，我通過(guò)滿水控制流程圖很好的解決了這個(gè)問(wèn)題，具

73、體流程圖見(jiàn)圖5.4：</p><p>　　圖5.4 滿水控制流程圖</p><p>　　由流程圖可以看出來(lái)，我在滿水時(shí)具有以下幾個(gè)功能： ①每個(gè)水池都有滿水的指示，水池水位從排水位到滿水位，排水指示燈應(yīng)該一直亮，電動(dòng)機(jī)也應(yīng)該一直進(jìn)行排水；</p><p>　?、诋?dāng)水池水位到達(dá)滿水時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥門，同時(shí)將多余的水引入到備用水池中，等待其它水池處理完畢后即可處理

74、備用水池的污水。</p><p>　　5.1.5 閥門控制流程圖</p><p>　　對(duì)于任何一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，開關(guān)都是最重要的，只有完美的控制好了開關(guān)才能完美的控制好整個(gè)系統(tǒng)，通過(guò)控制開關(guān)的關(guān)閉，可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。在本系統(tǒng)中，通過(guò)進(jìn)出水閥門的關(guān)閉，可以控制處理水池中的水位高低，具體流程圖見(jiàn)下圖5.5。</p><p>　　圖5.5 閥門控制流程圖</p>

75、<p>　　從閥門控制流程圖我們得出以下信息：</p><p>　　①當(dāng)水位在低水位時(shí)，所有進(jìn)水閥門都應(yīng)該打開，并用指示燈顯示；</p><p>　?、诋?dāng)有水池到達(dá)排水位時(shí)，所有出水閥門都應(yīng)該打開，并用指示燈顯示；</p><p>　?、郛?dāng)有水池到達(dá)高水位時(shí)，該水池進(jìn)水閥門關(guān)閉，打開備用水池閥門，將多余的污水排放到備用水池；</p>&l

76、t;p>　?、苡脗鞲衅鳈z測(cè)水位，當(dāng)水位到達(dá)排水位的時(shí)候，打開進(jìn)水閥門，當(dāng)水位到達(dá)低水位時(shí)，關(guān)閉排水閥門。</p><p>　　5.1.6 定時(shí)報(bào)警控制流程圖</p><p>　　每個(gè)系統(tǒng)都必不可缺少定時(shí)和報(bào)警裝置，同樣，我的系統(tǒng)也設(shè)計(jì)了定時(shí)報(bào)警裝置，通過(guò)這個(gè)裝置可以實(shí)現(xiàn)故障處理，其流程圖見(jiàn)下圖5.6。</p><p>　　圖5.6 定時(shí)報(bào)警流程圖，</p

77、><p>　　通過(guò)定時(shí)報(bào)警流程圖，我們可以看出系統(tǒng)在報(bào)警上有以下功能：</p><p>　?、偻ㄟ^(guò)定時(shí)器可以切換工作電機(jī)，關(guān)閉系統(tǒng)；</p><p>　　②通過(guò)報(bào)警器可以先控制室報(bào)警；</p><p>　?、蹤z修后需要重新定時(shí)。</p><p>　　5.2 西門子PLC程序的設(shè)計(jì)</p><p>　

78、　通過(guò)對(duì)比，我設(shè)計(jì)PLC語(yǔ)言作為本次設(shè)計(jì)的語(yǔ)言，使用的是V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9 編程軟件。</p><p>　　5.2.1 西門子PLC程序的設(shè)計(jì)規(guī)則</p><p>　　對(duì)于任何程序的設(shè)計(jì)，多應(yīng)該遵循獨(dú)有的規(guī)則，同理，我設(shè)計(jì)的軟件有以下幾個(gè)規(guī)則：</p><p>　?、儆蠵LC的程序都要采用結(jié)構(gòu)化編程，即主程序塊完由多個(gè)子程序塊構(gòu)成，主程

79、序里沒(méi)有子語(yǔ)句；</p><p>　　②一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只能有一個(gè)輸出，不能出現(xiàn)多個(gè)輸出；</p><p>　?、鬯性褂靡⒁夥秶?，不能超出范圍，比如定時(shí)器定時(shí)最長(zhǎng)為32767，不能隨心所欲的定時(shí)。</p><p>　　對(duì)于PLC程序，我進(jìn)行以下分析供閱讀：</p><p>　　5.2.2 水位檢測(cè)與顯示程序</p><p&

80、gt;　　對(duì)于水位的檢測(cè)與顯示，是本設(shè)計(jì)中最重要的，通過(guò)對(duì)水位的檢測(cè)來(lái)確定電機(jī)是否啟動(dòng)排水，我采用的是直接將I0.0連接到Q1.0，沒(méi)有采用中間繼電器過(guò)渡。圖5.7 顯示的是水池1的低水位、排水位、高水位的檢測(cè)與顯示，在本設(shè)計(jì)中，由于條件缺乏，采用模擬狀態(tài)進(jìn)行輸入，即當(dāng)按下I0.0時(shí)，水位即為低水位，此時(shí)低水位指示燈會(huì)亮，同時(shí)通電自鎖。</p><p><b>　　圖</b></p&g

81、t;<p>　　5.7 水位檢測(cè)與顯示程序</p><p>　　5.2.3 進(jìn)出水閥門控制程序</p><p>　　對(duì)于閥門控制程序，我采用了通過(guò)水位來(lái)進(jìn)行控制，如下圖5.8，以1號(hào)水池為例，有以下兩種情況：</p><p>　?、佼?dāng)水位指示為低水位Q1.0和排水位Q1.1，而滿水水位Q2.0沒(méi)有到達(dá)，此時(shí)進(jìn)水閥門打開，排入污水；</p>

82、<p>　?、诋?dāng)水位指示為高水位Q2.0和排水位Q1.1，此時(shí)低水水位指示燈Q1.0關(guān)閉，此時(shí)排水閥門打開，排出污水；</p><p>　　圖5.8 進(jìn)出水閥門控制程序</p><p>　　5.2.4 定時(shí)計(jì)數(shù)程序</p><p>　　對(duì)于每個(gè)控制精確的系統(tǒng)，必少不了定時(shí)器，對(duì)于此系統(tǒng)的定時(shí)器，我選用的是TON定時(shí)器，定時(shí)精度100ms（即0.1S），

83、最大計(jì)數(shù)范圍32767，即3276.7S。對(duì)于計(jì)數(shù)器，則采用了CTU計(jì)數(shù)器。</p><p>　　我以統(tǒng)計(jì)電機(jī)工作時(shí)間進(jìn)行分析：</p><p>　　由圖5.9所示，通過(guò)Q3.2（啟動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)信號(hào)）電機(jī)的啟動(dòng)，馬上開始定時(shí)，定時(shí)計(jì)數(shù)為18000，計(jì)數(shù)到18000重新計(jì)數(shù)，此時(shí)CTU計(jì)數(shù)器增加1，增加到16或者Q3.2電機(jī)停止工作清零，通過(guò)計(jì)數(shù)的次數(shù)和定時(shí)器的計(jì)數(shù)時(shí)間，從而可以統(tǒng)計(jì)出電動(dòng)機(jī)

84、的工作時(shí)間。</p><p>　　圖5.9 定時(shí)計(jì)數(shù)程序程序</p><p>　　5.2.5 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)程序</p><p>　　電動(dòng)機(jī)在本系統(tǒng)中是最關(guān)鍵的，電機(jī)能否正常啟動(dòng)排水，直接影響地鐵排水系統(tǒng)，所以對(duì)于電機(jī)的控制，我們需要做到精確。</p><p>　　對(duì)于電機(jī)的控制程序，如圖5.10所示，由圖中程序可以看出：</p>

85、<p>　?、佼?dāng)按下啟動(dòng)按鈕I2.1時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器T37定時(shí)；</p><p>　　②當(dāng)有一個(gè)水池到達(dá)排水位時(shí)，即Q1.1、Q2.2、Q2.5、Q3.0中任意一個(gè)接通，這這個(gè)并聯(lián)回路接通，Q3.2電機(jī)則會(huì)啟動(dòng)排水；</p><p>　　③一個(gè)電機(jī)都不運(yùn)行排水的充要條件是四個(gè)水池都處于低水位時(shí)，這電機(jī)需要關(guān)閉，對(duì)于這個(gè)程序的設(shè)計(jì)，我采用了四個(gè)水池都常閉并聯(lián)，這樣當(dāng)水池都沒(méi)水

86、時(shí)，電機(jī)即可關(guān)閉。</p><p>　　圖5.10 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)程序</p><p>　　5.2.6 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)程序</p><p>　　當(dāng)集水池中出現(xiàn)2個(gè)水池到達(dá)排水位時(shí)，我們需要啟動(dòng)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行排水，這時(shí)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)必須運(yùn)行，對(duì)于這個(gè)程序，我的設(shè)計(jì)如下：</p><p>　?、儆_(dá)到啟動(dòng)第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)，那么擔(dān)憂2個(gè)水池到達(dá)排水位時(shí)，

87、這應(yīng)該啟動(dòng)第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)，總共有種可能，即有Q1.1、Q2.2；Q1.1、Q2.5；Q1.1、Q3.0；Q2.2、Q2.5；Q2.2、Q3.0；Q2.5、Q3.0，當(dāng)這其中任意有一組滿足條件即可完成啟動(dòng)；</p><p>　　②欲關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，當(dāng)有3個(gè)水池水位到達(dá)低水位的，即可關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，這有3中情況，即Q1.0、Q2.1、Q2.4；Q1.0、Q2.1、Q2.7；Q1.0、Q2.4、Q2.7均常閉即可達(dá)到條件。<

88、;/p><p>　　圖5.11 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)程序</p><p>　　5.2.7 三臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)程序</p><p>　　當(dāng)有三個(gè)水池都到達(dá)排水位時(shí)候，我們就應(yīng)該啟動(dòng)三臺(tái)電動(dòng)機(jī)排水，作為三臺(tái)電動(dòng)機(jī)排水程序，我的設(shè)計(jì)如下：</p><p>　?、兕A(yù)啟動(dòng)三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，則需要有三個(gè)水池到達(dá)排水位，那么這有以下幾種情況滿足條件，Q1.1、Q2.2、Q2.

89、5；Q1.1、Q2.2、Q3.0；Q2.1、Q2.5、Q3.0；Q2.2、Q2.5、Q3.0，當(dāng)這幾個(gè)水池都達(dá)到排水位的時(shí)候，這應(yīng)該啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，因?yàn)橹恍枰我庖粋€(gè)滿足條件，故這幾種情況應(yīng)該采用并聯(lián)。</p><p>　?、谟Ｖ闺妱?dòng)機(jī)，這需要兩個(gè)水池到達(dá)排水位，則有Q1.0、Q2.1；Q1.0、Q2.4；Q1.0、Q2.7；Q2.1、Q2.4；Q2.1、Q2.7Q，進(jìn)行常閉觸電的并聯(lián)使用。</p>

90、<p>　　圖5.12 三臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)程序</p><p><b>　　6 體會(huì)與收獲</b></p><p>　　通過(guò)長(zhǎng)達(dá)半年時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我獲得了不少的收獲。</p><p><b>　　第一周至第三周：</b></p><p>　　①在這三周的時(shí)間里，我學(xué)會(huì)了如何去查找資料，對(duì)于不

91、同的資料，進(jìn)行分類學(xué)會(huì)了如何一步一步的從海量的文獻(xiàn)中查找到自己想要的資料；</p><p>　　②學(xué)會(huì)了拿到一個(gè)題目后如何去解決問(wèn)題，先分析器研究的意義，然后確定這次設(shè)計(jì)的目的和意義，最后拿出一個(gè)大致的框架，找到下手的方向。</p><p><b>　　第四周至第五種：</b></p><p>　　在這兩周里面我進(jìn)行了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，通過(guò)總體設(shè)

92、計(jì)我有以下體會(huì)：</p><p>　?、倏傮w設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)最重要的設(shè)計(jì)，一旦總體設(shè)計(jì)出錯(cuò)，那么將導(dǎo)致后面的所有出錯(cuò)；</p><p>　　②作為一個(gè)系統(tǒng)，我們應(yīng)該給出多種方案，最后經(jīng)過(guò)比較確定最好的方案。</p><p><b>　　第六周至第八周：</b></p><p>　　在這三周里面，我進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)，獲得了以下

93、體會(huì)： ①一個(gè)系統(tǒng)的硬件是選擇是比較重要的，對(duì)于硬件的選擇，我們需要確定其工作范圍，保證元件能夠承受；</p><p>　?、趯?duì)于部分重要元件要設(shè)置保護(hù)，避免出現(xiàn)故障時(shí)燒壞元件。</p><p><b>　　第九周至第十周：</b></p><p>　　在這二周的時(shí)間，我完成了CAD的繪制，通過(guò)CAD繪制，有以下體會(huì)：</p>

94、;<p>　　①CAD的紙張要選擇好，否則會(huì)導(dǎo)致打印的時(shí)候超出范圍；</p><p>　?、贑AD的對(duì)于對(duì)稱的圖形的繪制可以使用鏡像即可；</p><p>　　③CAD的直線要繪制筆直，不可彎曲，需要放大檢測(cè)；</p><p>　?、軐?duì)于PLC的CAD圖形繪制要輸入輸出，要根據(jù)實(shí)際的PLC信號(hào)確定；</p><p>　?、軨AD

95、中的線段需要有編號(hào)。</p><p><b>　　第十一周到十三周：</b></p><p>　　在這兩周完成流程圖的繪制，有以下體會(huì)：①流程圖的繪制只能使用特定的線段，不能使用其它的圖形；</p><p>　?、诹鞒虉D中所有線段的繪制應(yīng)該到位，可以使用鍵盤的上下左右鍵移動(dòng)；</p><p>　?、哿鞒虉D中有判斷的語(yǔ)句

96、需要用Y/N標(biāo)注；</p><p>　　第十四周到第十五周：</p><p>　　這兩周我主要用于寫PLC程序和調(diào)試程序，通過(guò)書寫和調(diào)試PLC程序，我有以下體會(huì)：</p><p>　　①PLC的輸入輸出可以用中間繼電器啟動(dòng)；</p><p>　?、赑LC程序的元件選擇要注意使用范圍；</p><p>　?、墼谡{(diào)試PLC

97、程序的時(shí)候應(yīng)該開啟狀態(tài)監(jiān)控；</p><p>　　第十五周到第十六周：</p><p>　　最后兩周我完成了論文的書寫，通過(guò)對(duì)論文格式的修改，我有了很多收獲：</p><p>　　①對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的頁(yè)眉頁(yè)腳需要插入下一頁(yè)分節(jié)符，這樣才能保證頁(yè)眉頁(yè)腳可以任意編排；</p><p>　?、谕ㄟ^(guò)格式刷可以應(yīng)用出目錄。</p><p

98、><b>　　7 結(jié)論與展望</b></p><p><b>　　7.1 結(jié)論</b></p><p>　　本課題采用了西門子S7-200PLC作為控制器，通過(guò)8張CAD圖，可以看到電動(dòng)機(jī)和各個(gè)水池的連接線路，通過(guò)6張流程圖，能清晰的看出工藝過(guò)程，通過(guò)PLC程序的編程，可以通過(guò)邏輯控制有效地對(duì)排水池閥門的開關(guān)進(jìn)行控制，有效地對(duì)排水池閥門的開

99、關(guān)進(jìn)行。由于條件限制，本系統(tǒng)暫處于實(shí)驗(yàn)室調(diào)試階段，水位開關(guān)，系統(tǒng)開關(guān)等脈沖信號(hào)均由按鈕代替。3臺(tái)電機(jī)的輪換時(shí)間將原本的8小時(shí)計(jì)時(shí)縮短來(lái)驗(yàn)證程序。在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)本課題的較大難點(diǎn)為各個(gè)排水池滿水或無(wú)水的狀態(tài)具有隨機(jī)性，很難在短時(shí)間內(nèi)將所有情況模擬出來(lái)。所以仍然可能存在一些意外情況。</p><p>　　本系統(tǒng)主要具備以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1)系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠;</p>

100、<p>　　(2)使用PLC編程，使系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，使用壽命長(zhǎng);</p><p>　　(3)操作簡(jiǎn)單，具有報(bào)警程序，當(dāng)發(fā)生人為錯(cuò)誤時(shí)可手動(dòng)取消報(bào)警。</p><p><b>　　7.2課題的展望</b></p><p>　　(1)由于各個(gè)蓄水池的滿水與否存在很大的隨機(jī)性，本課題的設(shè)計(jì)程序中閥門打開條件均為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也許會(huì)存在一些

101、漏洞，望能夠在實(shí)踐中得到完善；</p><p>　　(2)雖然系統(tǒng)能夠達(dá)到應(yīng)有的工藝要求，但是為了能夠從遠(yuǎn)程利用MCGS組態(tài)軟件更加生動(dòng)得顯示出各池水位狀態(tài)，仍希望能夠探測(cè)以及顯示出任意的水位；</p><p>　　(3)由于時(shí)間的關(guān)系，系統(tǒng)中還有很多沒(méi)有解決的問(wèn)題，希望在以后的學(xué)習(xí)、工作過(guò)程中，能夠不斷的深入。</p><p><b>　　致 謝<

102、;/b></p><p>　　經(jīng)過(guò)半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在張老師的親自指點(diǎn)下，使我對(duì)工藝流程十分清晰，導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)于律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)法、平易近人的人格魅力對(duì)本人影響深遠(yuǎn)。不僅使本人樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)習(xí)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使本人明白了許多為人處事的道理。本次論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心

103、血。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！在寫論文的過(guò)程中，遇到了很多的問(wèn)題，在老師的耐心指導(dǎo)下，問(wèn)題都得以解決。所以在此，再次對(duì)老師道一聲：老師，謝謝您！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]秦常貴.地鐵車站自動(dòng)排水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與監(jiān)控[J].城市軌道交通研究，2013:5(1):69-70.</p><p&

104、gt;　　[2]蔡彬彬，臧正保.PLC 在地鐵區(qū)間排水控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電氣技術(shù)與自動(dòng)化，2007,36(2):115-116.</p><p>　　[3]藍(lán) 蘭.我國(guó)地鐵建設(shè)狀況分析[J].市場(chǎng)透視，2009,10:28-31.</p><p>　　[4]李玉瓊.地鐵給排水設(shè)計(jì)中容易疏忽的細(xì)節(jié)[J].科技論壇，2012,21:156.</p><p>　　[5

105、]張萬(wàn)忠.可編程控制器應(yīng)用技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社.</p><p>　　[6]張鳳珊.電氣控制及可編程序控制器.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社,2005.</p><p>　　[7]黎一強(qiáng).PLC技術(shù)在生活污水處理及回用系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2008,27(8):123-125. </p><p>　　[8]許繆.工廠電氣控制設(shè)備[M].北京:

106、機(jī)械工業(yè)出版社,1998.12 [7].   </p><p>　　[9]王驥程,祝和云.過(guò)程控制工程.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.</p><p><b>　　重慶科技學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b&