畢業(yè)設(shè)計(jì)--基于logo!在循環(huán)水泵控制中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，循環(huán)水泵系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛，完善循環(huán)水泵控制系統(tǒng)，使其適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需求已經(jīng)成為目前急需解決的重要問題。采用LOGO!作為控制核心的循環(huán)水泵控制系統(tǒng)能很好的解決現(xiàn)有很多循環(huán)水泵控制系統(tǒng)故障率高、可靠性差、成本高、維修量大的缺陷。</p><p>　　本文在分析循環(huán)水泵控

2、制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作基本過程的基礎(chǔ)上，介紹了基于LOGO!的循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。給出了控制系統(tǒng)主電路接線圖、LOGO!硬件接線圖、程序流程圖、LOGO!功能塊圖等。利用LOGO!的仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)程序進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的循環(huán)水泵控制系統(tǒng)基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。最后對(duì)循環(huán)水泵控制系統(tǒng)進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了設(shè)計(jì)的可行性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)

3、、LOGO!、循環(huán)水泵</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　water circulating pump system are increasingly being used with the rapid development of modern industry, Improving the water circulating

4、 pump control system to adapt to the demand of modern industrial production has become an important issue which needed to resolve urgently. Using LOGO! as the control core of this system can solve the high failure rate,

5、poor reliability, high cost and huge work of maintenance defects of many existing water circulating pump control system.</p><p>　　This paper analyzes the structure and basic working process of water circulat

6、ing pump control system. Elaborating the design’s process, hardware and software of this system which based on LOGO!. Showing the programming flowchart, the main circuit connection, LOGO! hardware wiring and function blo

7、ck diagram of the control system. The program is validated by the LOGO! simulation software which shows the water circulating pump control system basically meet the design requirements. Finally, the expe</p><p

8、>　　Keywords: Control System, LOGO!, Water Circulating Pump</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　

9、　第1章 緒論5</b></p><p>　　1.1 循環(huán)水泵系統(tǒng)的研究背景及意義5</p><p>　　1.2 循環(huán)水泵系統(tǒng)的發(fā)展5</p><p>　　1.3本文的主要工作6</p><p>　　1.4 本章小結(jié)7</p><p>　　第2章 循環(huán)水泵控制系統(tǒng)方案研究8</p>

10、<p>　　2.1 循環(huán)水泵系統(tǒng)簡介8</p><p>　　2.2 循環(huán)水泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及研究思路9</p><p>　　2.3控制方式的選擇9</p><p>　　2.4 本章小結(jié)10</p><p>　　第3章 循環(huán)水泵系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.1 主電路的設(shè)計(jì)11<

11、;/p><p>　　3.2 控制電路的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.2.1 LOGO!的具體I/O分配12</p><p>　　3.2.2 控制電路接線13</p><p>　　3.3 控制面板與控制箱設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.3.1 控制面板設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.

12、3.2 控制箱設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.4 設(shè)備選型15</p><p>　　3.4.1 電動(dòng)機(jī)選型15</p><p>　　3.4.2 LOGO!選型15</p><p>　　3.4.3 熱繼電器選型15</p><p>　　3.4.4 交流接觸器選型16</p><p>

13、　　3.4.5 低壓斷路器選型16</p><p>　　3.4.6 低壓熔斷器選型16</p><p>　　3.4.7 液位控制器選型16</p><p>　　3.5 本章小結(jié)17</p><p>　　第4章 循環(huán)水泵系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.1 程序流程圖18</p><

14、;p>　　4.2 循環(huán)水泵控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.2.1 自動(dòng)控制程序19</p><p>　　4.2.2 手動(dòng)控制程序20</p><p>　　4.2.3 急停程序20</p><p>　　4.2.4 主程序21</p><p>　　4.3 本章小結(jié)21</p>

15、<p>　　第5章 循環(huán)水泵控制系統(tǒng)仿真結(jié)果與分析22</p><p>　　5.1自動(dòng)控制功能仿真23</p><p>　　5.2 手動(dòng)控制功能仿真23</p><p>　　5.3 急停功能仿真24</p><p>　　5.4 優(yōu)先級(jí)仿真24</p><p>　　5.5 本章小結(jié)25</p&

16、gt;<p>　　第6章 循環(huán)水泵系統(tǒng)的的實(shí)驗(yàn)研究26</p><p>　　6.1 循環(huán)水泵實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成26</p><p>　　6.2 循環(huán)水泵系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果26</p><p>　　6.3 本章小結(jié)28</p><p><b>　　結(jié) 論29</b></p><p&

17、gt;<b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　致 謝31</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，循環(huán)水泵系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛，并且與此同時(shí)對(duì)循環(huán)水泵系統(tǒng)也有了更高的要求。目前許多正在使用的循環(huán)水泵

18、系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需求，隨著現(xiàn)代工業(yè)對(duì)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益要求的提升，對(duì)其改造和升級(jí)勢(shì)在必行。</p><p>　　1.1 循環(huán)水泵系統(tǒng)的研究背景及意義</p><p>　　循環(huán)水泵是輸送流體或使其增壓的機(jī)械，其作用是將水循環(huán)起來利用。在穩(wěn)定工作條件下，循環(huán)水泵的流量變化比較小、揚(yáng)程較低[1]。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，循環(huán)水泵在機(jī)械、水利、冶金、農(nóng)業(yè)等各方面的作用越來越顯著，廣泛應(yīng)用于各種需

19、要循環(huán)提供冷卻介質(zhì)的場(chǎng)合，典型的比如汽輪機(jī)用循環(huán)水泵、汽車用循環(huán)水泵、大型空調(diào)機(jī)組等等。在循環(huán)水泵應(yīng)用的越來越廣泛的同時(shí)，隨著現(xiàn)代工業(yè)對(duì)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益要求的提升，對(duì)循環(huán)水泵系統(tǒng)的要求也越來越高，然而目前許多的循環(huán)水泵系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)這種越來越高的要求，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行[2]。</p><p>　　現(xiàn)階段我國的循環(huán)水泵控制系統(tǒng)總體上還是滯后于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。目前許多循環(huán)水泵系統(tǒng)有著嚴(yán)重的不足。具

20、有控制功能簡單，不能滿足控制要求，系統(tǒng)故障率高，維修困難，水泵使用率低，容易生銹，建立系統(tǒng)所需資金較高等缺點(diǎn)。甚至很多的循環(huán)水泵控制還是最原始的用繼電器和接觸器構(gòu)建的，不僅維護(hù)困難，甚至還需要隨時(shí)有人在旁邊來人工啟停水泵。如何完善控制系統(tǒng)，降低循環(huán)水泵系統(tǒng)的故障率，提高水泵使用率已經(jīng)成了完善循環(huán)水泵系統(tǒng)需要考慮的問題。循環(huán)水泵系統(tǒng)作為許多現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要部分，它的落后將直接影響到工業(yè)生產(chǎn)。改進(jìn)、完善循環(huán)水泵系統(tǒng)是十分必要的。</

21、p><p>　　為滿足現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)需要，改變傳統(tǒng)循環(huán)水泵固有的缺點(diǎn)，利用現(xiàn)代科技發(fā)展的最新成果，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)計(jì)一款編程簡單、靈活、維護(hù)維修方便、可靠性高的循環(huán)水泵控制系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義與實(shí)用價(jià)值。</p><p>　　1.2 循環(huán)水泵系統(tǒng)的發(fā)展</p><p>　　由于循環(huán)水泵系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)的許多方面都有重要的作用，所以對(duì)于如何改進(jìn)、完善循環(huán)水泵系統(tǒng)，人們

22、投入了大量的資金和精力去發(fā)展和研究[3]。并且經(jīng)過多年的研究，循環(huán)水泵系統(tǒng)在自動(dòng)化和經(jīng)濟(jì)等多個(gè)方面都取得了很好的成效。</p><p>　　最初的循環(huán)水泵系統(tǒng)是以繼電器和接觸器為主來設(shè)計(jì)整個(gè)循環(huán)水泵的控制系統(tǒng)，并且整個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)水泵，這種循環(huán)水泵控制系統(tǒng)有很多的弊端。首先用繼電器和接觸器來構(gòu)建循環(huán)水泵的控制系統(tǒng)所需要的繼電器和接觸器的數(shù)量非常多，接線復(fù)雜，因而故障率也高, 維修工作量大，并且購買大量繼電器和接觸

23、器所需的資金也比較多[4]。特別是常規(guī)繼電器體積較大，還需要一定的安裝空間, 因而其電氣控制箱的體積也較大，這樣就會(huì)占據(jù)太多的工業(yè)用地。另外，整個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)水泵，在這個(gè)水泵產(chǎn)生故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)受到影響而完全不能工作，使生產(chǎn)效益降低[5]。</p><p>　　由于最初的循環(huán)水泵系統(tǒng)存在上述缺點(diǎn)，這種循環(huán)水泵系統(tǒng)逐漸被淘汰，隨后人們?cè)O(shè)計(jì)了以單片機(jī)為控制核心的的循環(huán)水泵系統(tǒng)，并且配備了主備兩臺(tái)水泵。這種循環(huán)水泵

24、系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)完整的控制功能，且體積小，成本相對(duì)較低。并且由于此種循環(huán)水泵系統(tǒng)具有一個(gè)備用的循環(huán)水泵，解決了上述的因?yàn)樗猛蝗还收隙鴮?dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能運(yùn)行的問題。但是這種系統(tǒng)也有明顯的缺點(diǎn)，用單片機(jī)控制循環(huán)水泵受主板設(shè)計(jì)工藝、布局結(jié)構(gòu)、所采用元器質(zhì)量等因素影響導(dǎo)致抗干擾能力差，故障率高，不易擴(kuò)展，對(duì)環(huán)境依賴性強(qiáng)，開發(fā)周期長[6]。而且在主水泵無故障的時(shí)候，備用水泵無法得到使用，長期以往備用水泵就會(huì)生銹，從而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。</p>

25、;<p>　　隨著PLC即可編輯程序控制器的出現(xiàn)和發(fā)展，人們又對(duì)循環(huán)水泵系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步的完善，設(shè)計(jì)了以PLC為控制核心，配置主備兩臺(tái)水泵的循環(huán)水泵控制系統(tǒng)，且當(dāng)工程量大一個(gè)水泵不能滿足工業(yè)需求時(shí)主、備泵能同時(shí)運(yùn)行。這種以PLC為控制核心的循環(huán)水泵系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，故障率低，易于設(shè)備的擴(kuò)展，便于維護(hù)，開發(fā)周期短，并且備用水泵的使用率也得到了提高[7]。然而此種循環(huán)水泵系統(tǒng)費(fèi)較高，對(duì)循環(huán)水泵控制系統(tǒng)這種要求不是很高的控制系統(tǒng)

26、來說，性價(jià)比不是很高。</p><p>　　1996年西門子公司推出了通用邏輯模塊控制器，即LOGO!，針對(duì)控制系統(tǒng)不是很復(fù)雜的場(chǎng)合，LOGO!控制器具有編程方便，簡單易學(xué)，性價(jià)比高的特點(diǎn)[8]。采用其設(shè)計(jì)的循環(huán)水泵系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)水位檢測(cè)、水泵的自動(dòng)控制和手動(dòng)控制、主備水泵按星期日的不同切換等功能，這種循環(huán)水泵系統(tǒng)大大減少了建設(shè)的成本，并且很大程度上提高了備用水泵的使用率，在大多數(shù)的中小型場(chǎng)合中能得到良好的應(yīng)用。&l

27、t;/p><p>　　1.3本文的主要工作</p><p>　　本設(shè)計(jì)的主要工作是采用通用邏輯控制模塊設(shè)計(jì)一個(gè)能普遍適用大多數(shù)中小型應(yīng)用場(chǎng)合的循環(huán)水泵系統(tǒng)，主要功能包括兩個(gè)方面：一是能夠根據(jù)星期日的不同改變兩臺(tái)水泵的主備次序；二是能夠根據(jù)液位控制器的信號(hào)判斷是否需要抽水，自動(dòng)控制兩臺(tái)水泵的啟停，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)水泵的自動(dòng)控制功能。</p><p>　　因此，為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，

28、本文的主要工作包括以下幾個(gè)方面：</p><p>　　選取合適的硬件元件，設(shè)計(jì)合理的硬件電路。</p><p>　　分析設(shè)計(jì)控制要求和成本選擇合適可行的控制方式，并且設(shè)計(jì)合理的控制程序。</p><p>　　對(duì)設(shè)計(jì)的控制程序進(jìn)行仿真，完成整個(gè)程序的調(diào)試與改進(jìn)，使設(shè)計(jì)達(dá)到要求。</p><p>　　進(jìn)行循環(huán)水泵系統(tǒng)實(shí)物模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否

29、具有可行性。</p><p><b>　　1.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹了循環(huán)水泵系統(tǒng)的研究背景及意義，闡述了循環(huán)水泵技術(shù)的發(fā)展歷程，在此基礎(chǔ)上，介紹了基于LOGO！的循環(huán)水泵系統(tǒng)的應(yīng)用前景，最后概況了論文工作的主要安排。</p><p>　　第2章 循環(huán)水泵控制系統(tǒng)方案研究</p><p>

30、　　循環(huán)水泵控制系統(tǒng)方案的研究主要是在了解循環(huán)水泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作過程的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)具體的控制要求，確定系統(tǒng)的控制方式，從而設(shè)計(jì)合理的控制系統(tǒng)。使循環(huán)水泵系統(tǒng)達(dá)到控制功能完善、維護(hù)方便、價(jià)格便宜的目的。</p><p>　　2.1 循環(huán)水泵系統(tǒng)簡介</p><p>　　循環(huán)水泵系統(tǒng)能夠使水資源得到循環(huán)利用，主要用來供排水和提供冷卻介質(zhì)。本次設(shè)計(jì)的循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2.1所示

31、。</p><p>　　圖2.1 循環(huán)水泵系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　循環(huán)水泵系統(tǒng)主要包括液位控制器和兩臺(tái)水泵。通過水泵工作來調(diào)節(jié)蓄水池水位的高低，采用液位傳感器檢測(cè)蓄水池液位信號(hào)，并將其信號(hào)送到主控制器，由控制器控制水泵的啟停來調(diào)節(jié)水位的高低，具體的基本工作過程如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 循環(huán)水泵系統(tǒng)基本工作過程圖</p>

32、<p>　　循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的基本工作過程是：先是液位控制器檢測(cè)水位狀況，并且轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入系統(tǒng)的控制器內(nèi)，按照可編程邏輯控制器內(nèi)編寫好的程序輸出信號(hào)，控制系統(tǒng)中兩臺(tái)水泵的啟停，從而調(diào)節(jié)蓄水池的水位，調(diào)整循環(huán)系統(tǒng)的供水量。</p><p>　　2.2 循環(huán)水泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及研究思路</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，本設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)水泵控制蓄水池水位的高低，一主一備，其具體的

33、控制要求如下：在自動(dòng)控制方式下，兩臺(tái)水泵主與備每天切換控制，星期一、星期三、星期五、星期日水泵M1作為主泵，水泵M2作備用水泵。星期二、星期四、星期六水泵M2作為主水泵，M1號(hào)水泵作備用水泵。當(dāng)蓄水池水位在高水位時(shí)，兩臺(tái)水泵同時(shí)開啟。當(dāng)蓄水池水位在中水位時(shí)，當(dāng)日主水泵開啟。當(dāng)蓄水池水位在低水位時(shí)，兩臺(tái)水泵都停機(jī)。處于手動(dòng)控制方式時(shí)，可以手動(dòng)選擇水泵M1或水泵M2的開啟，一旦進(jìn)入手動(dòng)控制狀態(tài)，兩臺(tái)水泵都自動(dòng)脫離自動(dòng)開啟和自動(dòng)停機(jī)狀態(tài)。另外

34、系統(tǒng)具有急停，不論兩臺(tái)水泵哪臺(tái)處于工作狀態(tài)，一旦急停按鈕動(dòng)作，要求所有水泵立即停機(jī)。</p><p>　　根據(jù)上述的控制要求及循環(huán)水泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作過程分析，研究思路如下：由于本設(shè)計(jì)的循環(huán)水泵系統(tǒng)主要針對(duì)的是較小型的應(yīng)用場(chǎng)合，所以采用兩臺(tái)功率較小的水泵用來抽水，從而控制蓄水池的水位、調(diào)整系統(tǒng)的供水量。采用液位控制器作為水位狀況信號(hào)采集工具，輸入到LOGO!控制器，從而控制兩臺(tái)水泵的啟停。分析控制要求，循環(huán)水泵系

35、統(tǒng)要有手動(dòng)控制方式和自動(dòng)控制方式，在手動(dòng)控制方式下時(shí)，能夠緊急的應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況，提高系統(tǒng)的靈活性，當(dāng)液位控制器出現(xiàn)故障時(shí)，能夠通過手動(dòng)控制水泵啟停保障系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。在處于自動(dòng)控制方式下時(shí)，一是利用LOGO!中的周定時(shí)器模塊，編程設(shè)定主備水泵。二是通過液位控制器檢測(cè)水位信息，然后輸入到核心控制器，決定是啟動(dòng)兩臺(tái)水泵還是當(dāng)日主水泵，又或是停止水泵的運(yùn)行。</p><p>　　2.3控制方式的選擇</p>

36、<p>　　目前，在循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的應(yīng)用上，主要有4種控制方式能夠符合循環(huán)水泵系統(tǒng)的控制要求，分別為繼電接觸器控制方式、單片機(jī)控制器控制方式、可編程邏輯控制器控制方式、可編程邏輯塊控制器控制方式。</p><p>　　繼電接觸器控制系統(tǒng)這種控制方式有著很大的缺點(diǎn)，它不僅耗能高，系統(tǒng)接線復(fù)雜，在控制過程中，其中任何一個(gè)繼電器或接觸器損壞，都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作與運(yùn)行，故障率高，并且在查找和排除系統(tǒng)故

37、障時(shí)比較困難，控制柜的安裝接線工作量大，控制系統(tǒng)靈活性也較差[9]。</p><p>　　單片機(jī)控制器控制方式成本相對(duì)較低，但是由于制版工藝、布局結(jié)構(gòu)、器件的質(zhì)量等因素的影響使得抗干擾能力差，故障率高，不易擴(kuò)展，對(duì)環(huán)境依賴性強(qiáng)[10]。而且開發(fā)周期長，從設(shè)計(jì)到使用要求設(shè)計(jì)人員有較高的專業(yè)知識(shí)與單片機(jī)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　可編程邏輯控制器即基于PLC的控制器方式。PLC可編程控制器

38、是發(fā)展比較早的工業(yè)控制器，能夠簡單的編程實(shí)現(xiàn)控制要求，靈活性高，它應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線、流水線、大型自動(dòng)化設(shè)備方面，但由于價(jià)格方面的因素，在小型控制方式不能體現(xiàn)其優(yōu)越性，缺乏市場(chǎng)競爭力。</p><p>　　可編程邏輯塊控制器也就是基于LOGO!控制器方面的自動(dòng)控制。它是由PLC發(fā)展而來，面向的是較小型的自動(dòng)化控制。采用這種控制方式來控制循環(huán)水泵系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢(shì)。首先，LOGO!控制器產(chǎn)品集編程功能、顯示功能、控制

39、為一體，我們可以隨時(shí)對(duì)循環(huán)水泵控制系統(tǒng)進(jìn)行編程或者修改，極其方便[11]。其次，LOGO!編程語言簡單易學(xué)，操作簡單，可以很輕松的對(duì)循環(huán)水泵控制系統(tǒng)進(jìn)行編程，不像PLC的梯形圖編程較為復(fù)雜。再次，LOGO!較PLC價(jià)格便宜，在中小型的自動(dòng)控制方面市場(chǎng)競爭力更強(qiáng)。</p><p>　　經(jīng)過比較，由于LOGO!控制系統(tǒng)有著獨(dú)特的顯示功能，編程方便，編程語言簡單易懂，性價(jià)比較高，且本身偏向于中、小型自動(dòng)化應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)[1

40、2]。所以，本設(shè)計(jì)選擇以LOGO!邏輯控制模塊作為控制核心來設(shè)計(jì)循環(huán)水泵控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要簡單分析了循環(huán)水泵系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作過程，隨后分析了循環(huán)水泵系統(tǒng)的具體控制要求，通過對(duì)其原理和要求的分析制定合理的研究思路。最后對(duì)于系統(tǒng)控制方式的選擇做了詳細(xì)的分析與說明。</p><

41、;p>　　第3章 循環(huán)水泵系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)</p><p>　　在了解了循環(huán)水泵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，經(jīng)過對(duì)比分析，選擇了控制系統(tǒng)方案后，主要是對(duì)循環(huán)水泵控制系統(tǒng)硬件電路部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。循環(huán)水泵系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)主要包括主電路部分的設(shè)計(jì)、控制電路部分的設(shè)計(jì)、控制面板的設(shè)計(jì)、控制箱的設(shè)計(jì)以及對(duì)系統(tǒng)主要元器件的選型等方面。</p><p>　　3.1 主電路的設(shè)計(jì)</p>

42、<p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，主電路采用兩臺(tái)電機(jī)，電源采用三相四線制，線電壓為380V，相電壓為220V，頻率為50HZ的交流電壓，電路具有過電流和過電壓保護(hù)功能。主電路圖如3.1所示。</p><p><b>　　圖3.1 主電路圖</b></p><p>　　圖中M1和M2為三相異步電動(dòng)機(jī)，采用三相電源進(jìn)行供電，F(xiàn)R1和FR2為熱繼電器觸頭，為電動(dòng)機(jī)提供過電

43、流保護(hù)。FU1和FU2為低壓熔斷器，為系統(tǒng)提供過電壓保護(hù)。KM1為交流接觸器常開觸頭，通過觸頭控制水泵的運(yùn)行與停止。QS為低壓斷路器，可斷開主電路電源，同時(shí)控制控制電路電源?？刂齐娐凡糠蛛娫从闪憔€N和火線L3提供。</p><p>　　3.2 控制電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　控制電路核心部分為LOGO!控制器，再加上熱繼電器，接觸器，斷路器，按鈕開關(guān)，組成了系統(tǒng)控制部分。控制部分主要元

44、器件集中于控制箱與控制面板上?？刂泼姘逵邪粹o開關(guān)與斷路器，為用戶直接操作部分，控制箱內(nèi)各個(gè)元器件集中安裝。一般我們可以將控制箱與控制面板組合在一起，控制箱為暗裝，控制面板可明裝。這樣既便于操作，又便于維修。</p><p>　　3.2.1 LOGO!的具體I/O分配</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，分析可知輸入信號(hào)有3個(gè)液位傳感器，兩個(gè)手動(dòng)啟動(dòng)按鈕，一個(gè)自動(dòng)控制開啟按鈕，一個(gè)急停按鈕，輸

45、出有兩臺(tái)水泵啟動(dòng)線圈，所以總共需要用到7個(gè)輸入和兩個(gè)輸出。本設(shè)計(jì)的循環(huán)水泵系統(tǒng)具體的輸入信號(hào)為：自動(dòng)控制方式按鈕SB1，手動(dòng)啟動(dòng)水泵M1按鈕SB2，手動(dòng)啟動(dòng)水泵M2按鈕SB3，緊急停止按鈕SB4，KPL為蓄水池低水位信號(hào)，KPM為蓄水池中水位信號(hào)，KPH為蓄水池高水位信號(hào)；輸出信號(hào)為：Q1輸出接KM1線圈，控制水泵M1的啟停，Q2輸出接KM2線圈，控制水泵的啟停。其具體I/O地址分配如表3.1所示。</p><p&g

46、t;　　表3.1 LOGO! I/O地址分配表</p><p>　　3.2.2 控制電路接線</p><p>　　LOGO!基本模塊有8個(gè)數(shù)字量輸入和4個(gè)數(shù)字量輸出，本設(shè)計(jì)只需用到7個(gè)數(shù)字量輸入，兩個(gè)數(shù)字量輸出，所以只用一個(gè)LOGO!基本模塊即可[13]。根據(jù)系統(tǒng)控制要求及I/O分配表，控制電路的接線如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 控制電路接線圖&l

47、t;/p><p>　　3.3 控制面板與控制箱設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)硬件電路與控制接線以及安裝設(shè)計(jì)的需要，本設(shè)計(jì)采用控制面板與控制箱分開的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了安全，安裝環(huán)境應(yīng)該為干燥通風(fēng)處，控制箱外部宜采用絕緣箱體，箱體外部金屬部分應(yīng)接地?？刂葡溥M(jìn)線電源為220V單相，并且能夠獨(dú)立切斷控制箱電源。液位傳感器與水泵安裝在控制箱外部，通過接線端子棑與之聯(lián)系。三相斷路器安裝于控制箱外圍。<

48、;/p><p>　　3.3.1 控制面板設(shè)計(jì)</p><p>　　控制面板布置圖如圖3.3所示，圖中有4個(gè)按鈕開關(guān)，一個(gè)低壓斷路器。</p><p>　　圖3.3 控制面板布置圖</p><p>　　面板各按鈕功能如下：</p><p>　　QS2：單相斷路器，可通斷控制箱電源，具有保護(hù)作用。</p><

49、;p>　　SB1：自動(dòng)控制方式按鈕，開啟水泵自動(dòng)方式狀態(tài)。</p><p>　　SB2：手動(dòng)啟動(dòng)水泵M1按鈕，進(jìn)行手動(dòng)控制水泵M1工作。</p><p>　　SB3：手動(dòng)啟動(dòng)水泵M2按鈕，進(jìn)行手動(dòng)控制水泵M2工作。</p><p>　　SB4：急停按鈕，系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，緊急停止。</p><p>　　3.3.2 控制箱設(shè)計(jì)</p&

50、gt;<p>　　控制箱主要是根據(jù)元器件的多少，結(jié)合安裝空間的大小，按照功能分區(qū)的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于本次設(shè)計(jì)主要是控制系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，故對(duì)控制箱的結(jié)構(gòu)與控制箱接線圖沒有進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，僅給出了控制箱布局圖，如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 控制箱布局圖</p><p>　　由圖中可知，控制箱里面元器件主要包括FU1，F(xiàn)U2主電路低壓熔斷器，F(xiàn)U3控制電路低壓熔斷

51、器，QS2單向斷路器，LOGO!一臺(tái)，交流接觸器兩個(gè)，兩個(gè)熱繼電器以及接線端子排。液位控制器應(yīng)安裝于控制箱外圍。設(shè)備安裝線路需要通過端子排進(jìn)行連接。</p><p><b>　　3.4 設(shè)備選型</b></p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)控制要求，首先對(duì)電動(dòng)機(jī)與LOGO!進(jìn)行選型，然后依據(jù)水泵電動(dòng)機(jī)的額定電壓、電流等參數(shù)對(duì)其它系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行選型。包括低壓斷路器，低壓熔斷器，熱

52、繼電器，交流接觸器以及液位控制器等。</p><p>　　3.4.1 電動(dòng)機(jī)選型</p><p>　　電動(dòng)機(jī)選型主要是根據(jù)循環(huán)水泵所需功率的大小進(jìn)行選擇，本次設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的相關(guān)功能，采用一般的水泵即可，根據(jù)調(diào)研與查閱相關(guān)資料，我們將循環(huán)水泵的功率選擇在7.5KW，由于采用三相四線制供電，電機(jī)的額定電壓選用380V，經(jīng)過分析論證，選用電機(jī)型號(hào)為Y-132S2-2三相電機(jī)異步

53、電動(dòng)機(jī)，參數(shù)為額定電壓380V，功率為7.5KW，額定電流為15A[14]。</p><p>　　3.4.2 LOGO!選型</p><p>　　系統(tǒng)三相四線制電源可提供220V交流電源，為減少設(shè)備費(fèi)用，提高系統(tǒng)可靠性，選擇LOGO!額定電壓為220V交流。根據(jù)控制要求，本系統(tǒng)需要7個(gè)數(shù)字量輸入與2個(gè)數(shù)字量輸出，而LOGO!230RC型號(hào)擁有8個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)，4個(gè)數(shù)字輸出信號(hào)、供給電壓為1

54、15-240V AC/DC，其輸出承載電流高達(dá)10A，滿足設(shè)計(jì)要求，所以在本設(shè)計(jì)中選擇LOGO!控制器型號(hào)為LOGO!230RC[15]。</p><p>　　3.4.3 熱繼電器選型</p><p>　　熱繼電器的額定電流按電動(dòng)機(jī)的額定電流選擇，并留有上下調(diào)節(jié)的余地。熱繼電器的整定電流可為電動(dòng)機(jī)的額定電流的1.0～1.05倍[9]。由于電機(jī)經(jīng)常需要啟停，取最大值1.05倍，因此，選熱繼電

55、器的額定電流為：</p><p>　　IFR1=1.05×IN1=1.05×15A=15.75A (3.1) </p><p>　　因此，電動(dòng)機(jī)的熱繼電器選擇JR20-16系列，它的額定電壓時(shí)380V，整定電流范圍為14-18A。</p><p>　　3.4.4 交流接觸器選型</p><

56、p>　　選擇交流接觸器時(shí)主要考慮主觸頭的額定電壓大于或等于電動(dòng)機(jī)額定電壓，其主觸頭的額定電流應(yīng)等于或大于電機(jī)的額定電流[16]。即</p><p><b>　　(3.2) </b></p><p>　　(3.3) 、分別為接觸器主觸頭的額定電壓與額定電流。考慮到式3.3、式3.4中的額定電壓、額定電流及電器壽命、性價(jià)比等因素，再考慮到接觸器的電流小于16A，

57、并且線圈是接220V電壓，交流接觸器型號(hào)可以選CJ20J-16A。</p><p>　　3.4.5 低壓斷路器選型</p><p>　　低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開關(guān)或自動(dòng)開關(guān)，低壓斷路器既有手動(dòng)開關(guān)作用，又能自動(dòng)進(jìn)行欠電壓、失電壓、過載和短路保護(hù)的開關(guān)電器[9]。</p><p>　　系統(tǒng)中電路正常工作電壓為380V、電機(jī)額定電流為15A，所以選用DZ47-63系列高

58、分?jǐn)嘈⌒蛿嗦菲?，該型?hào)斷路器適用于電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)[16]。主要用于交流50Hz/60Hz，三、四極400V線路的過載、短路保護(hù)，因此，選用DZ47-63/3P 16A三極該型號(hào)斷路器作為主電路斷路器。該型號(hào)斷路器殼架等級(jí)額定電流為63A，級(jí)數(shù)為3，額定電流值為16A，符合控制要求。</p><p>　　3.4.6 低壓熔斷器選型</p><p>　　主電路低壓熔斷器的選型由電動(dòng)機(jī)額定電流

59、決定。由于水泵需要頻繁啟動(dòng)，因此FU1低壓熔斷器取熔體額定電流為2倍電機(jī)額定電流[9]，計(jì)算的水泵電機(jī)額定電流大小為15A，所以熔斷器熔體電流為30A。在熔斷器的規(guī)格選擇中，熔斷器的額定電壓必須大于電路工作電壓，額定電流必須等于或大于所裝熔體的額定電流，由以上要求選擇RC1A-60型號(hào)熔斷器。RC1A-60型熔斷器適用于額定電壓為交流380V。</p><p>　　因此，可以選擇電流級(jí)別為40A的RC1A-60/

60、40型號(hào)低壓熔斷器。</p><p>　　3.4.7 液位控制器選型</p><p>　　液位控制器由控制盒和電子式水位開關(guān)搭配而成，最大的優(yōu)點(diǎn)是:安全耐用、穩(wěn)定可靠、耐污耐水垢能力強(qiáng)、接線簡單、安裝非常方便，廣泛應(yīng)用于需要水位控制的場(chǎng)合。本設(shè)計(jì)選用的水位控制器為寶智公司生產(chǎn)的三水位控制器，型號(hào)為BZ303。它的工作電壓是AC220，輸出是開關(guān)量輸出，可直接連接到LOGO!。</p&

61、gt;<p><b>　　3.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要對(duì)循環(huán)水泵系統(tǒng)硬件電路的各個(gè)部分進(jìn)行了分別設(shè)計(jì)，其中包括主電路部分的設(shè)計(jì)、控制電路部分的設(shè)計(jì)、控制面板的設(shè)計(jì)。完成了對(duì)系統(tǒng)主要元器件的選型以及控制箱的設(shè)計(jì)。并對(duì)各個(gè)部分的設(shè)計(jì)和元器件選型進(jìn)行了闡述和分析。</p><p>　　第4章 循環(huán)水泵系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p>

62、<p>　　根據(jù)循環(huán)水泵系統(tǒng)工作原理與控制要求，在第3章的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)程序設(shè)計(jì)要求以及流程，整個(gè)軟件設(shè)計(jì)程序部分由自動(dòng)控制部分、手動(dòng)控制部分、急停程序部分3部分組成。急停功能為最高優(yōu)先級(jí)，確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)緊急停止。手動(dòng)功能優(yōu)先于自動(dòng)功能。</p><p>　　LOGO！常用的編程方法有：梯形圖（LAD）和功能塊圖（FBD）兩種。在本次計(jì)中，使用功能塊圖（FBD）進(jìn)行編程。</

63、p><p><b>　　4.1 程序流程圖</b></p><p>　　根據(jù)循環(huán)水泵系統(tǒng)控制要求，繪出程序流程圖如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 程序流程圖</p><p>　　系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，先判斷是否需要緊急停止，需要?jiǎng)t停止兩臺(tái)水泵的運(yùn)行，停止后再返回繼續(xù)判斷是否需要緊急停止。否則再次判斷是否開啟手動(dòng)控制方

64、式，如果是則直接手動(dòng)啟動(dòng)兩臺(tái)水泵或其中之一，如果否則進(jìn)入自動(dòng)控制進(jìn)行蓄水池液位信號(hào)判斷，判斷是否是高水位，如果是則同時(shí)啟動(dòng)兩臺(tái)水泵，如果否則判斷是否是中水位，是則判斷是否是星期1、3、5、7中的一天，如果是則啟動(dòng)水泵M1，如果否則啟動(dòng)水泵M2。然后判斷是否到了低水位，如果是則停止啟動(dòng)的水泵并且返回開始。這個(gè)過程持續(xù)到關(guān)閉整個(gè)控制系統(tǒng)。</p><p>　　4.2 循環(huán)水泵控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)</p>&

65、lt;p>　　根據(jù)程序設(shè)計(jì)要求以及流程，程序設(shè)計(jì)包含有自動(dòng)控制程序、手動(dòng)控制程序、急停程序。</p><p>　　4.2.1 自動(dòng)控制程序</p><p>　　根據(jù)前面的分析編寫出自動(dòng)控制部分程序，自動(dòng)控制水泵過程通過I1、I5、I6、I7四個(gè)按鈕控制。水泵自動(dòng)控制程序功能塊如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2 自動(dòng)控制程序圖</p>

66、<p>　　I1按鈕與I5、I6、I7按鈕分別接入與門B001、B002、B003，為自動(dòng)控制方式的開啟開關(guān)。當(dāng)按下I5按鈕，結(jié)合自動(dòng)開關(guān)I1按鈕經(jīng)過與門B001、非門B004輸入到與門B020再輸入到與門B005和與門B006，使系統(tǒng)在蓄水池處于低水位時(shí)停止運(yùn)行的水泵。當(dāng)按下I6按鈕，結(jié)合自動(dòng)開關(guān)I1經(jīng)過與門B020輸入到與門B005和與門B006，結(jié)合周定時(shí)器B014、B015，使系統(tǒng)在蓄水池處于中水位時(shí)，當(dāng)日期是星期1.

67、、3、5、7啟動(dòng)水泵M1而水泵M2不啟動(dòng)，當(dāng)日期是星期2、4、6啟動(dòng)水泵2而水泵1不啟動(dòng)。當(dāng)按下I7按鈕，結(jié)合自動(dòng)開關(guān)I1直接輸入到或門B007和或門B008，使系統(tǒng)在蓄水池處于高水位時(shí)同時(shí)啟動(dòng)兩臺(tái)水泵。</p><p>　　4.2.2 手動(dòng)控制程序</p><p>　　根據(jù)前面的分析編寫出自動(dòng)控制部分的程序，手動(dòng)控制水泵通過I2、I3兩個(gè)按鈕控制。水泵手動(dòng)控制程序功能塊如圖4.3所示。&

68、lt;/p><p>　　圖4.3 手動(dòng)控制程序圖</p><p>　　按下I2直接輸入到與門B009達(dá)到手動(dòng)直接啟動(dòng)水泵M1的目的，并且經(jīng)過或門B013、非門B019輸入到與門B016和與門B017使手動(dòng)方式優(yōu)先于自動(dòng)方式；按下I3直接輸入到與門B010達(dá)到手動(dòng)直接啟動(dòng)水泵M2的目的，并且經(jīng)過或門B013、非門B019輸入到與門B016和與門B017使手動(dòng)方式優(yōu)先于自動(dòng)方式。</p>

69、;<p>　　4.2.3 急停程序</p><p>　　根據(jù)前面的分析編寫出急停部分的程序，急停按鈕是I4，急停程序功能塊如圖4.4所示。</p><p>　　圖4.4 急停程序圖</p><p>　　在本項(xiàng)設(shè)計(jì)中急停功能為最高優(yōu)先級(jí)。實(shí)現(xiàn)過程是通過按下I4，經(jīng)過非門B018輸出到與門B011和與門B012實(shí)現(xiàn)對(duì)Q1與Q2的復(fù)位，從而保證急停功能優(yōu)先于

70、手動(dòng)與自動(dòng)功能。</p><p><b>　　4.2.4 主程序</b></p><p>　　綜合圖4.2-4.4自動(dòng)控制、手動(dòng)控制、急停控制功能塊圖，考慮3種控制功能的優(yōu)先度，急停功能為最高的優(yōu)先級(jí)，所以I4經(jīng)非門后直接輸入到B011和B012保證他的最高優(yōu)先度；手動(dòng)控制為次一級(jí)的優(yōu)先級(jí)，所以I2，I3經(jīng)或門BO13、非門B019輸入與門B016和與門B017，達(dá)到

71、鎖住自控控制的目的。把3個(gè)控制模塊聯(lián)系起來可得循環(huán)水泵系統(tǒng)控制總功能塊圖，主程序總功能塊圖如圖4.5所示。</p><p><b>　　圖4.5 主程序圖</b></p><p><b>　　4.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章在結(jié)合前幾章的分析下對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)。利用LOGO!提供的LOGO!sof

72、t comfort v7.0進(jìn)行FBD功能塊圖程序設(shè)計(jì)，完成了自動(dòng)控制部分、手動(dòng)控制部分、急停程序部分三部分的設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上，將三者有機(jī)結(jié)合，完成了主程序設(shè)計(jì)。</p><p>　　第5章 循環(huán)水泵控制系統(tǒng)仿真結(jié)果與分析</p><p>　　LOGO！soft comfort v7.0不僅具有軟件編程功能，還具備了強(qiáng)大的軟件仿真功能。借助于軟件仿真功能，可以直接在PC機(jī)上對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。

73、下面將利用該功能對(duì)本設(shè)計(jì)中的控制程序進(jìn)行仿真。仿真界面圖如圖5.1所示。</p><p>　　圖5.1 仿真界面圖</p><p>　　圖中下方的七個(gè)藍(lán)色和二個(gè)黑色白色燈泡小方框分別代表了整個(gè)循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的七個(gè)輸入（I1、I2、I3、I4、I5、I6、I7）和二個(gè)輸出（Q1、Q2），其中I1為自動(dòng)控制方式開啟按鈕、I2為手動(dòng)啟動(dòng)水泵M1按鈕，I3為手動(dòng)啟動(dòng)水泵M2按鈕，I4為急停按鈕

74、。I5、I6、I7為低、中、高3種液位信號(hào)，由開關(guān)仿真操作。Q1、Q2分別為水泵M1輸出與水泵M2輸出。通過對(duì)七個(gè)輸入的控制來觀察輸出是否符合控制的設(shè)計(jì)要求。下面分別進(jìn)行自動(dòng)方式、手動(dòng)方式與急停功能的仿真。并且在最后進(jìn)行3種功能優(yōu)先級(jí)驗(yàn)證仿真。</p><p>　　5.1自動(dòng)控制功能仿真</p><p>　　在如圖5.1的仿真界面下對(duì)水泵的自動(dòng)控制功能進(jìn)行驗(yàn)證。仿真結(jié)果如圖5.2所示<

75、;/p><p>　　圖5.2 水泵自動(dòng)控制方式仿真結(jié)果圖</p><p>　　按下仿真按鈕，開啟仿真。按下自動(dòng)控制按鈕I1開啟自動(dòng)控制水泵方式，再按下蓄水池低水位液位信號(hào)按鈕I5，水泵M1和水泵M2都不運(yùn)行。再按下蓄水池中水位液位信號(hào)按鈕I6，先設(shè)定的日期是2013年5月17日，是星期五，Q1亮，代表水泵M1運(yùn)行。再設(shè)定日期是2013年5月17日，是星期六，Q2亮，代表水泵M2運(yùn)行。再按下高

76、水位液位信號(hào)按鈕I7，不管是星期幾，Q1和Q2同時(shí)亮起，代表水泵M1和水泵M2同時(shí)運(yùn)行。仿真結(jié)果符合自動(dòng)控制方式的要求。</p><p>　　5.2 手動(dòng)控制功能仿真</p><p>　　在如圖5.1的仿真界面下對(duì)水泵的手動(dòng)控制功能進(jìn)行驗(yàn)證。仿真結(jié)果如圖5.3所示，</p><p>　　圖5.3 水泵手動(dòng)方式仿真結(jié)果圖</p><p>　　

77、按下水泵M1手動(dòng)按鈕I2，Q1亮，代表水泵M1開始運(yùn)行。按下水泵M2手動(dòng)按鈕I3，Q2亮，代表水泵M2開始運(yùn)行。同時(shí)按下I2和I3則Q1與Q2同時(shí)亮，代表兩臺(tái)水泵同時(shí)運(yùn)行。仿真結(jié)果符合手動(dòng)控制方式的要求。</p><p>　　5.3 急停功能仿真</p><p>　　在如圖5.1的仿真界面下對(duì)系統(tǒng)的急停功能進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果如圖5.4所示。</p><p>　　圖5

78、.4 急停功能仿真結(jié)果圖</p><p>　　在處于自動(dòng)控制方式下，Q1與Q2同時(shí)亮，代表兩臺(tái)水泵都運(yùn)行時(shí)，按下急停按鈕I4，Q1與Q2都滅，代表兩臺(tái)水泵都停止運(yùn)行；在處于手動(dòng)控制方式下，Q1與Q2同時(shí)亮，代表兩臺(tái)水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，按下急停按鈕I4，Q1與Q2都滅，代表兩臺(tái)水泵都停止運(yùn)行。仿真結(jié)果符合手動(dòng)控制方式的要求。</p><p><b>　　5.4 優(yōu)先級(jí)仿真</b

79、></p><p>　　在如圖5.1的仿真界面下檢驗(yàn)自動(dòng)方式、手動(dòng)方式、急停功能之間的優(yōu)先級(jí)。仿真結(jié)果如圖5.5所示。</p><p>　　圖5.5 仿真結(jié)果圖</p><p>　　在處于自動(dòng)控制方式下，蓄水池處于高水位，Q1和Q2同時(shí)亮，代表兩臺(tái)水泵同時(shí)運(yùn)行，依次按下手動(dòng)啟動(dòng)按鈕I2、I3，Q1、Q2依次亮起，代表先后直接手動(dòng)啟動(dòng)水泵M1和水泵M2，同時(shí)自動(dòng)

80、方式不再影響兩臺(tái)水泵的運(yùn)作，隨后按下急停按鈕I4，則Q1與Q2同時(shí)滅，表示兩臺(tái)水泵都停止運(yùn)行。仿真結(jié)果符合系統(tǒng)所設(shè)定的優(yōu)先級(jí)要求。</p><p><b>　　5.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要是利用LOGO！soft comfort v7.0對(duì)循環(huán)水泵控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，結(jié)果表明，自動(dòng)控制方式、手動(dòng)控制方式以及急停功能都能得以實(shí)現(xiàn)。程序符合控制系統(tǒng)

81、所提出的要求。</p><p>　　第6章 循環(huán)水泵系統(tǒng)的的實(shí)驗(yàn)研究</p><p>　　在完成循環(huán)水泵系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)后，對(duì)控制系統(tǒng)的功能進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，仿真證明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)控制要求。為進(jìn)一步驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性，本設(shè)計(jì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。本章對(duì)實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行簡單介紹。</p><p>　　6.1 循環(huán)水泵實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成</p><p>　　循環(huán)

82、水泵控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)主要由3個(gè)部分組成：液位控制器部分，循環(huán)水泵部分，控制按鈕部分。由于時(shí)間、經(jīng)費(fèi)、實(shí)驗(yàn)條件以及個(gè)人水平等關(guān)系，實(shí)驗(yàn)只是對(duì)循環(huán)水泵系統(tǒng)進(jìn)行簡單模擬。在實(shí)驗(yàn)中通過開關(guān)來代替液位控制器的數(shù)字信號(hào)，用照明燈代替水泵的啟停指示。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D6.1所示。</p><p>　　圖6.1 循環(huán)水泵控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?</p><p>　　6.2 循環(huán)水泵系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果</p>

83、<p>　　本次實(shí)驗(yàn)主要的研究內(nèi)容是：LOGO!能否接受開關(guān)模擬的輸入信號(hào)，對(duì)不同的輸入情況是否有正確的輸出信號(hào)，LOGO!的輸出信號(hào)是否能有效的控制各模擬輸出。</p><p>　　經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)表明，LOGO!能夠良好的接受開關(guān)模擬的輸入信號(hào)，并且對(duì)不同的輸入情況有正確的相應(yīng)輸出，輸出信號(hào)能有效的控制各模擬輸出。在自動(dòng)控制方式下，蓄水池處于高水位時(shí)，兩臺(tái)水泵同時(shí)運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6.2所示。&l

84、t;/p><p>　　圖6.2 高水位模擬實(shí)驗(yàn)圖</p><p>　　自動(dòng)控制開關(guān)處于開啟狀態(tài)，三個(gè)模擬水位狀況信號(hào)的開關(guān)處于按下狀態(tài)，表示蓄水池處于高水位，此時(shí)兩個(gè)燈泡都是亮著的，代表兩臺(tái)水泵都在運(yùn)行，符合控制要求。</p><p>　　在手動(dòng)控制方式下，手動(dòng)啟動(dòng)水泵M1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果況如圖6.3所示。</p><p>　　圖6.3 手動(dòng)啟動(dòng)水泵模

85、擬實(shí)驗(yàn)圖</p><p>　　手動(dòng)控制水泵M1開啟的模擬開關(guān)處于按下的狀態(tài)，此時(shí)燈泡1是亮著的，代表水泵M1在運(yùn)行，符合控制要求。</p><p><b>　　6.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章對(duì)循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行了簡單的介紹，模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本設(shè)計(jì)的循環(huán)水泵控制系統(tǒng)能夠良好的完成控制要求，進(jìn)一步驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的循

86、環(huán)水泵系統(tǒng)的可靠性。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　目前國內(nèi)許多正在使用的循環(huán)水泵控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需求，具有控制功能簡單，不能滿足控制要求，系統(tǒng)故障率高，維修困難，水泵使用率低，容易生銹，建立系統(tǒng)所需資金較高等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了工業(yè)生產(chǎn)。針對(duì)這種情況，本文提出了基于LOGO!的循環(huán)水泵控制系統(tǒng)，循環(huán)水泵控制系統(tǒng)以LOGO!作為

87、控制核心，配備兩臺(tái)水泵，并且兩臺(tái)水泵互為主備。</p><p>　　本文首先對(duì)循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本工作過程進(jìn)行了分析，然后根據(jù)具體的控制要求，確定了大體的研究思路，通過對(duì)可選控制方式的對(duì)比，最終選定LOGO！作為循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的控制核心，然后完成了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，對(duì)循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的主電路以及控制電路以及用到的元器件型號(hào)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與選擇，給出了控制電路連線圖、LOGO! I/O分配表等。在此基礎(chǔ)上經(jīng)過

88、分析控制要求，給出了程序流程圖，并利用LOGO! soft comfort軟件對(duì)水泵自動(dòng)控制、手動(dòng)控制、急停控制進(jìn)行了功能塊圖設(shè)計(jì)，順利完成了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分。最后通過LOGO! soft comfort軟件提供的仿真功能，對(duì)所設(shè)計(jì)程序進(jìn)行了仿真，經(jīng)過仿真分析，所設(shè)計(jì)程序能夠滿足循環(huán)水泵控制系統(tǒng)控制要求。最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的可靠性和可行性。</p><p>　　通過對(duì)

89、循環(huán)水泵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿真以及實(shí)物驗(yàn)證，表明其控制功能實(shí)用，所需成本較低，具有良好的可行性，適用于大多數(shù)的中小型應(yīng)用場(chǎng)合。能有效的彌補(bǔ)目前許多循環(huán)水泵控制系統(tǒng)成本高、故障率高難以維護(hù)等缺點(diǎn)。由此可見，循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的研究是十分必要，具有一定的推廣價(jià)值。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李偉．循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化分析[J]．節(jié)能技

90、術(shù)，2006，5：470-473．</p><p>　　[2] 董麗娟．循環(huán)水泵的最優(yōu)化調(diào)度[D]．北京：華北電力大學(xué)，2006．</p><p>　　[3] 羅志剛．火電廠循環(huán)水泵和給水泵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究[D]．華北電力大學(xué) (北京)，2005：3-4．</p><p>　　[4] 聶立新．一種新型的邏輯控制模塊 LOGO! 在水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．電子與自

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94、高等教育出版社，2007：53-82．</p><p>　　[15] 楊寶金，陳麗菡．LOGO! 可編程通用邏輯控制模塊[J]．低壓電器, 1999 (3)：17-21.</p><p>　　[16] 漆漢宏．PLC 電氣控制技術(shù)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2007：10-16</p><p><b>　　致 謝</b></p>&

95、lt;p>　　本設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師張志剛副教授的悉心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題到論文的完成無不凝聚著導(dǎo)師的心血。張老師的指導(dǎo)和啟發(fā)使本人深深得益，特別是他以其精深的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)和誨人不倦的敬業(yè)精神，給了我極大的感染和鼓舞。張老師知識(shí)淵博、平易近人，對(duì)我影響極大。在此，向張老師表達(dá)崇高的敬意和衷心的感謝。</p><p>　　另外，我還要感謝我的同組同學(xué)和寢室同學(xué)，在做設(shè)計(jì)期間，他們給了我許多的

96、建議，對(duì)我?guī)椭艽螅乙蛩麄冎孕牡谋硎靖兄x。</p><p>　　最后，本文的研究工作是在前人研究的基礎(chǔ)上完成的，文中引用了部分作者的研究成果及結(jié)論，在此，我要向他們表示感謝和敬意。</p><p><b>　　學(xué)生簽名：</b></p><p><b>　　日 期：</b></p><p>