畢業(yè)設計--基于plc的隧道通風排水控制系統(tǒng)設計（含外文翻譯）

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題 目 基于PLC的隧道通風 </p><p>　　排水控制系統(tǒng)設計 </p><p>　　院 系 　 </p><p>　　專 業(yè)　 </p><p>　　班

2、 級 　　 </p><p>　　學生姓名 　 </p><p>　　學 號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　2016年 5 月 26日</p&g

3、t;<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計以普通地下車輛交通隧道通風風機和排水泵為控制對象，根據隧道內檢測的煙霧濃度、風速、蓄水池液位及相應控制要求，設計電氣控制原理圖和PLC控制程序，可實現煙霧濃度檢測、液位檢測、風機啟停、水泵啟停全自動控制，具有互鎖保護功能，能實現自動-手動轉換操作。本文采用了西門子S7-200PLC的CPU226 AC/DC/RL

4、Y模塊，加之EM231的模擬量輸入擴展模塊，并輔以隧道CO/VI檢測器、超聲波液位計、單向式射流風機和德國威樂水泵等元器件，成功實現了對隧道通風排水的自動-手動控制。即使是火災或暴風雨等特殊情況，該系統(tǒng)經過運行調試后也能游刃有余。</p><p>　　關鍵詞：隧道；通風排水；射流風機；水泵</p><p><b>　　Abstract</b></p>&

5、lt;p>　　The design of common underground vehicle traffic tunnel ventilation and drainage pump as the control object, according to the requirements of the tunnel detection of smoke concentration, wind speed, liquid leve

6、l of the reservoir and corresponding control and electrical design control principle diagram and the PLC control program can achieve the start and stop smoke concentration detection, liquid level detection, fan, pump sta

7、rt and stop automatic control, with interlocking protection function, </p><p>　　Key words: tunnel; ventilation and drainage; jet fan; water pump</p><p><b>　　目 錄</b></p><p&

8、gt;<b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractI</p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　1.1 選題的背景和意義1</p><p>　　1.2 國內外研究情況綜述1</p><p>　　1.3 論文應達到的要

9、求及采用設備方法3</p><p>　　1.4 本章總結與反思3</p><p>　　2 可編程控制器4</p><p>　　2.1 可編程控制器發(fā)展4</p><p>　　2.2 可編程控制器概述4</p><p>　　2.3 可編程控制器分類及組成5</p><p>　　2.4

10、S7-200 PLC簡述7</p><p>　　2.5 本章總結與反思7</p><p>　　3 PLC硬件設計8</p><p>　　3.1 通風系統(tǒng)硬件設計8</p><p>　　3.2 排水系統(tǒng)硬件設計18</p><p>　　3.3 隧道通風排水控制系統(tǒng)總PLC原理圖22</p>&l

11、t;p>　　3.4 本章總結與反思25</p><p>　　4 PLC軟件設計26</p><p>　　4.1 系統(tǒng)控制要求簡述26</p><p>　　4.2 PLC軟件設計27</p><p>　　4.3 PLC的安裝與維修36</p><p>　　4.4 本章總結與反思38</p>

12、<p><b>　　5 結 論40</b></p><p>　　致 謝………………………………………………………………………………………………..42</p><p><b>　　參考文獻42</b></p><p>　　附錄1：外文資料翻譯44</p><p>　　A1.1 譯文

13、:基于PLC專用處理器的一種高性能體系結構設計44</p><p>　　A1.2 原文：A high performance architecture design of PLC dedicated processor53</p><p>　　附錄2 電氣原理圖64</p><p>　　附錄3 程序清單67</p><p><b

14、>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1 選題的背景和意義</p><p>　　自從改革開放以來，伴隨著我國國際地位的飛速提升，我國的經濟水平也走到了世界的前列，堪稱世界第三大經濟體。這其中，交通運輸業(yè)對經濟增長助力頗多。但是我國國土資源有限，交通運輸業(yè)目前還存在著浪費土地的不高效現狀，違背了可持續(xù)發(fā)展。再加之很多山地地區(qū)由于地形的緣故，所以隧道工程自改革開

15、放以來在我國得到了突飛猛進的發(fā)展。隧道的高效安全問題，以及自動工業(yè)化程度也就顯得尤為重要。</p><p>　　隧道的幾何特性導致了隧道具有相對密閉性，尾氣等污染物無法第一時間排出隧道。就這樣日積月累,當污染物聚積到一定濃度，就會導致可見度下降和有害氣體含量上升，甚至隧道內積水無法及時排掉，直接危害到行車安全以及人體健康[1]。在這種情況下，基于PLC的隧道通風排水控制系統(tǒng)應運而生。</p><

16、;p>　　該系統(tǒng)能加強隧道內的通風排水，以降低汽車所排污染物濃度，保證隧道正常的空氣濕度。通風排水系統(tǒng)即在實時監(jiān)測這些隧道環(huán)境參數的基礎上，控制隧道通風風機和排水泵的開啟臺數及功率大小，保障隧道的安全健康運營。通過PLC和各種傳感器的配合使用，使通風排水控制的安全性、可靠性大大的提高，不僅節(jié)約了電能，而且還提高了設備的運轉率。特別是在面對車禍火災或暴雨積水的特殊情況時，該系統(tǒng)能自動進行調整，這將有著很強的現實意義和應用前景。<

17、;/p><p>　　一個國家的交通運輸對一個國家的經濟發(fā)展起到至關重要的作用。其一我國國土遼闊，在廣闊的土地上，一條條交通要道縱橫交錯，有很多的交通要道都要經過隧道，因而探尋更加合理高效的隧道技術是我國經濟高速發(fā)展的必要條件；再者，據有效數據統(tǒng)計，我國每年交通事故發(fā)生在隧道內的比重很大，而且造成的損失也十分的嚴重，因此隧道技術在減少事故發(fā)生率和安全運營方面也顯得更加不可或缺。</p><p>

18、　　1.2 國內外研究情況綜述</p><p>　　在高速公路工程的建設上，國外相對于國內起步比較早，對隧道通風排水系統(tǒng)的設計研究也更為先進。國外擁有交通工控的一套完整設計思路，尤其瑞士等一些歐洲國家在公路及鐵路隧道建設方面經驗豐富。瑞士這個國度以多山地形聞名，其中就有世界著名的阿爾卑斯山橫貫。早在100多年前的20世紀初，在美國礦務局以及當時一些知名大學通力合作下，美國修建紐約一隧道時，對隧道內CO濃度以及人體

19、能夠承受CO濃度上限進行了研究測試。研究結果顯示科學家們將400ppm當做CO臨界值，并以此計算隧道需要的通風量，這是歷史上第一次對隧道系統(tǒng)的正式研究。世界各國的隧道通風方式的發(fā)展也經歷了一個逐步完善的過程。日本大多數隧道所采用的縱向式通風（包括分段縱向式通風），開始了隧道通風的新紀元，其中以日本的惠娜山隧道為代表隧道。高速公路高速發(fā)展的過程中出現了許多特長特大隧道，但因隧道通風排水系統(tǒng)設計不恰當所引起的交通事故，造成了許多的生命和財產

20、損失[2]。因此隧道通風排水控制系統(tǒng)自動化程度需要不斷提高才能跟上社會的腳步，滿足人們的需求。</p><p>　　最近幾年我國經濟實力的飛速發(fā)展離不開以高速公路為骨干的高等級公路建設，其中隧道的建設更是重中之重。我國的多山丘陵地形決定了隧道在公路建設中的必要性。</p><p>　　目前隧道通風方式種類繁多，但以機械通風為主要形式。其中機械通風又細分為縱向式，射流式，風道式，噴嘴式和豎井

21、式通風。</p><p>　　自然通風。這種通風方式不安裝專門的通風設備，是采用存在于兩個洞口間的自然壓力差值產生的自然風或者汽車行駛時車體周圍摩擦產生的交通風，達到送風的目的。我國規(guī)定：LN<600可采用自然通風。（L-隧道長度，公里；N-高峰小時交通量，輛/小時）</p><p>　　縱向通風。其中射流式送風方式利用設置于隧道頂部的射流式風機通風，設備費用低，但是噪聲頗大。而豎井

22、式通常用于長隧道中，進行分段通風。</p><p>　　半橫向式通風。其特點是利用空氣動力學原理使新鮮的空氣聚集在汽車排氣孔附近，第一時間稀釋尾氣，這種方法僅需要設置排風道，比較經濟。</p><p>　　橫向通風。這種通風方式方便了防止火災和處理煙霧，但需建造送風道和排風道，從而變向增加建設費用和維護費用。</p><p>　　隧道是否積水是隧道正常行車與否的關鍵

23、。這個問題也是隧道能否正常運營的關鍵。目前國外隧道排水系統(tǒng)主要是在隧道內按一定的距離設置濾水箅，濾水箅通常是設置在路面以下。濾水箅主要分為暗溝與開口式明溝，暗溝較之明溝更加的隱蔽，也更加的易于維護。而我國根據隧道附近地理形態(tài)的相異，提出了隧道排水的原則是“排，隔，堵三種處理方式相互結合，因地制宜，綜合治理”。</p><p>　　我國常用的排水結構：盲溝-泄水溝-排水溝。但是這種排水系統(tǒng)收集隧道內積水的能力還是有

24、限，遇到大雨或者暴雨時，其排水能力就顯得捉襟見肘。同時目前眾多排水系統(tǒng)基本上是一個項目一個邊溝型式，未把隧道的長度考慮在內，往往得不到對積水的最佳引排效果[3]。</p><p>　　1.3 論文應達到的要求及采用設備方法</p><p>　　該系統(tǒng)應達到的要求：</p><p>　　a.能夠實現全自動控制。</p><p><b>

25、;　　b.能夠手動控制。</b></p><p>　　c.具有互鎖保護功能。</p><p>　　擬用設備：AUTO CAD、V4.0 STEP7 Micro WIN SP9、S7-200仿真、鼓風機、排風機、水泵、CO/VI檢測器/監(jiān)測儀、液位傳感器。</p><p>　　方法：使用AUTO CAD繪制主電氣控制原理圖，使用V4.0 STEP7 Mic

26、ro WIN SP9繪制PLC程序清單和軟件梯形圖，最后使用S7-200仿真進行仿真。</p><p>　　1.4 本章總結與反思</p><p>　　本章著重介紹了選這個課題的背景和意義，對于此課題目前國內外的研究現狀，以及PLC在隧道內的應用現狀。最后我大致敘述了本論文擬解決的主要問題和論文應達到的要求，一些采用的設備和方法。此章節(jié)是我對這個設計的一些宏觀規(guī)劃，后續(xù)實驗設計都是以本章為

27、核心的。由于實際情況限制，這個設計我無法去現場試驗，所以我采用的設備可能不足以支撐整個長隧道的運營。所以，我覺得我的設計更適合中小型隧道，一些射流風機、水泵以及傳感器的實際安裝還需要進一步實地檢測。這些是我的設計以后需要改進的地方。</p><p><b>　　2 可編程控制器</b></p><p>　　2.1 可編程控制器發(fā)展</p><p&g

28、t;　　PLC最初研制時的目的主要是用于替代傳統(tǒng)的控制裝置，即以繼電器接觸器為代表的低壓電器控制。繼電器控制裝置的運行方式是若某個線圈得電或失電，這個線圈的其他觸點也會同時動作，是硬邏輯并行運行。這種控制系統(tǒng)有著明顯的缺點，系統(tǒng)體積大，運行不方便，學習成本高，尤其無法根據設計要求靈活改變程序，必須全部從頭開始。而不同于繼電器控制裝置，PLC運行方式是一種類似棧的方式，不管輸出繼電器是動作信號還是存儲信號，他都會按照順序，只有其觸點被掃描

29、到，它才會動作進行后續(xù)操作，相對來說安全保障性更佳。</p><p>　　PLC的發(fā)展與數字電子、模擬電子、電力電子等大多數工控學科的發(fā)展完善息息相關。從控制功能來分，PLC的發(fā)展經歷下列四個階段：</p><p>　　第一階段，也就是可編程序控制器的誕生階段，指從第一臺可編程序邏輯控制器問世取代繼電器控制方式開始。這一階段產品主要用于邏輯運算和定時、計數，其功能相對簡單實用。</p

30、><p>　　第二階段，貫穿20世紀中期到末期為止，屬于可編程序邏輯控制器的小范圍擴展階段。此階段新增了從模擬儀表發(fā)展而來的控制器，主要功能是邏輯運算和模擬運算。</p><p>　　第三階段，從20世紀70年代末期到80年代中期，是PLC的大力發(fā)展階段。期間伴隨計算機通信的發(fā)展，PLC也形成了小范圍的通信功能，數據傳播與運算在這一時段得到了迅速發(fā)展。</p><p>

31、　　第四階段，即第三階段開始至今，是PLC的開放階段。此階段PLC形成工業(yè)控制產業(yè)網，全球自動化開始發(fā)展，形成統(tǒng)一的通信軟硬件系統(tǒng)，增加了多種編程語言，可以稱之為一門完整的學科了。</p><p>　　2.2 可編程控制器概述</p><p>　　PLC的全稱是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），國際工委會（IEC）對PLC進行過定義。通俗的講，

32、可編程邏輯控制器是一種服務于自動化工業(yè)生產的電子系統(tǒng)。它通過數字運算，利用內部的可以編程序的存儲器來處理邏輯運算、順序控制、存儲、定時、計數和算術操作等面向用戶的指令，并通過數字的輸入輸出或模擬的輸入和輸出來控制各種生產過程[4]?？删幊绦蚩刂破骷捌渖衔粰C、下位機構成完整的以太網控制系統(tǒng)，在工業(yè)生產中提供了很大的便利與幫助。</p><p>　　世界上生產PLC的著名企業(yè)有：美國（Rockwell公司所屬的AB公

33、司、GE-Fanuc公司）、日本（三菱、松下公司、OMRON）、德國（西門子）、法國（施耐德）。</p><p>　　PLC具有十分強大的功能，不僅具有采集信號、處理數據的能力，還可以實現邏輯控制，對輸出進行控制，而且對于系統(tǒng)故障具有自診斷功能，具有以太網接口，可實現通信聯網、人機對話。</p><p>　　PLC具有如下特點：</p><p>　　安全可靠，自主能

34、力強。</p><p>　　PLC是用軟件代替了中間繼電器和時間繼電器，與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，減少了大量的硬件觸點和接線，僅僅在輸入和輸出電路部分還需使用一些硬件元件，可以大大降低因為硬件觸點的老化、使用時間過長造成的接觸不良，提高系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　可編程邏輯控制器有很強的抗干擾能力，原因就在于，PLC設計者設計了許多抗干擾措施，包括硬件電路的抗干擾和軟件設計中加入軟件

35、抗干擾的方法，使系統(tǒng)運行過程中受現場的干擾信號的影響很小，自主性能好。</p><p><b>　　編程容易，操作方便</b></p><p>　　梯形圖語言是PLC應用廣泛的編程語言，梯形圖語言十分形象直觀，它的表達方式和電路符號與繼電器電路的原理圖十分相似，沒有接觸過梯形圖的電氣技術人員只需要花上很短的時間就能過掌握梯形圖語言，并能夠編寫簡單的用戶程序。</

36、p><p>　　便于設計、調試、安裝，以及后期的維護</p><p>　　由于采用軟件電路代替大量的時間繼電器、中間繼電器和定時、計數器，系統(tǒng)的設計、調試、安裝十分方便。</p><p>　　體積小，重量輕，功耗低</p><p>　　由于軟件電路代替了大量的繼電器，PLC的體積、重量也大大降低。</p><p>　　模塊

37、化結構，通用性強</p><p>　　PLC采用模塊化的設計方式，便于系統(tǒng)的安裝與拆卸，而且方便對模塊進行擴展，使系統(tǒng)具有較強的通用性。</p><p>　　2.3 可編程控制器分類及組成</p><p>　　2.3.1可編程邏輯控制器分類</p><p><b>　　a.按結構分類</b></p><

38、;p>　　PLC以其硬件的結構形式為標準，分為整體式、模塊式和疊裝式。</p><p>　　b.按照控制規(guī)模分類</p><p>　　PLC的控制規(guī)模，即數字量的I/O點數及模擬量的輸入/輸出點數。按照以上劃分方式，PLC較為細致的被分為數十點的微型機、500點以下的小型機、500點至上千點的中型機、數千點的大型機、上萬點的超大型機等。</p><p>　　2

39、.3.2可編程控制器工作過程</p><p>　　PLC的工作過程是以按順序循環(huán)掃描的方式的方式進行的。運行狀態(tài)下的PLC，其運行周期可劃分為輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段總共三個基本階段。此工作過程的特點是輸出對輸入的響應有滯后現象。這個滯后時間的長短主要取決于循環(huán)周期的長短、輸入電路濾波時間和輸出電路滯后時間等。</p><p>　　2.3.3可編程邏輯控制器的組成</

40、p><p>　　圖2.1 PLC硬件系統(tǒng)的基本結構框圖</p><p>　　2.4 S7-200 PLC簡述</p><p>　　西門子的可編程控制產品有三個系列：S7、M7和C7，它們各有特點及應用環(huán)境。S7-200是其中一款經濟型的PLC，它的結構簡單緊湊，易于擴展，價格低廉而功能強大，可靠性高，運行速度快，性價比一流。S7-200繼承和發(fā)揮了其在大、中型PLC領域

41、的技術優(yōu)勢。</p><p>　　S7-200系列PLC的基本結構包括四部分，其中以PLC主機為核心。PLC本身自帶有I/O端口，同時還可以擴展各種功能模塊。因此S7-200系列PLC既可以單機運行，也可以連接各種功能擴展模塊。</p><p>　　為了擴展I/O點和執(zhí)行特殊功能，S7-200可以連接擴展模塊。常用的擴展模塊有：定位模塊EM253、通信處理模塊EM241和測溫模塊EM231

42、等。</p><p>　　S7-200擁有三種模式，分別是PLC共有的模式（RUN和STOP）以及特色的模式--TERM（終端）模式。而且這種模式需要編程軟件STEP7的結合使用。這三者之間可以通過安裝在PLC上的方式選擇開關進行切換使用。除此之外，S7-200擁有5種常用編程語言。</p><p>　　2.5 本章總結與反思</p><p>　　本章主要介紹了可編

43、程邏輯控制器的發(fā)展、概述、組成以及工作過程。世界上一些生產PLC的大型廠商中沒用中國廠商，這實在是一種遺憾和諷刺。特別的，我著重介紹了本設計我使用的PLC S7-200，它的組成，CPU模塊以及編程語言。在后續(xù)的研究中，我發(fā)現S7-200已經漸漸被S7-1200所取代了，我得擴展我的PLC掌握范圍，學習更先進的PLC，趕上時代的步伐。像S7-300或S7-400等中大型機才是工業(yè)生產的主力軍，這些我都得彌補。</p>&l

44、t;p><b>　　3 PLC硬件設計</b></p><p>　　3.1 通風系統(tǒng)硬件設計</p><p>　　通風系統(tǒng)主要是為了使隧道系統(tǒng)的CO濃度以及能見度保持在正常值范圍，使隧道內的空氣質量、行車環(huán)境符合標準而設計的。本設計中隧道通風系統(tǒng)現場設備主要是由CO/VI傳感器、PLC、風機等幾部分組成。CO/VI檢測儀可以對隧道內的CO濃度和能見度進行實時監(jiān)測

45、，將測得的模擬信號轉換為標準的電壓或電流信號（2～10v、4～20mA）輸入到PLC的模擬輸入模塊，PLC對該信號進行處理，控制風機做出相應的動作。為了設計隧道通風控制系統(tǒng)，首先應該對通風系統(tǒng)的硬件進行選擇，主要包括風機型號的選型、傳感器型號的選型、以及PLC型號的選型，最后根據系統(tǒng)的要求得出PLC的輸入輸出分配表，得出PLC的原理圖，然后再組成系統(tǒng)。</p><p>　　3.1.1 VI/CO檢測儀的選型<

46、;/p><p>　　經查閱資料得到，隧道一般情況下CO濃度范圍為0~500ppm,VI數值為0~0.035 l/m左右。根據上述數據選擇CO/VI檢測儀US Regal Tunnel VICO 740。</p><p>　　隧道CO/VI檢測器/監(jiān)測儀 US Regal Tunnel VICO 740是一款設計用來實時采集CO/VI數據，并為進行實時監(jiān)控而服務的儀器，也為隧道通風及道路通行提供

47、決策依據。</p><p>　　VI分析儀由兩個部分組成，結構簡單。安裝距離3米或10米（可調）。經反射后其量程會得到翻倍。光束經過灰塵會衰減，此時接收器得到信號并經判斷閱讀單元處理為測量值。分析儀會自我進行一部分數據分析與誤差處理。</p><p>　　CO采用紅外光譜氣體吸收相關法，利用特定CO在紅外光譜上顯示的CO吸收波峰左右數值來估算CO的濃度測量值。</p><

48、;p>　　隧道CO/VI檢測器/監(jiān)測儀 US Regal Tunnel VICO 740 特點：</p><p>　　◆可同時或分別測量能見度和CO濃度。</p><p>　　◆分析部分可顯示測量曲線。</p><p>　　◆開機后可自動調整，快速，節(jié)約費用。</p><p>　　◆安裝

49、、開機、維護費用低。</p><p>　　◆大量程，完善且耐用的光學探頭。</p><p><b>　　◆零點補償功能。</b></p><p>　　◆多種輸出方式，數據采集方便。</p><p>　　◆可安裝于小隧道，只需測量一點。</p><p><b>　　◆可安裝于長隧道。<

50、;/b></p><p>　　◆每一隧道口可集成有霧探頭。</p><p>　　◆具有可擴展功能，根據未來設計需要，可增加對含氮或硫元素等其他有害氣體的檢測功能。</p><p><b>　　技術參數如下：</b></p><p>　　產品型號 US Regal  Tunnel

51、0; VICO  740 </p><p>　　量程 VIS: K=0…35 1/km   CO: 0...500ppm</p><p>　　測量精度 VIS: ±0.1×1/km     &

52、#160;    CO: ±1ppm </p><p>　　防護等級 IP68 </p><p>　　模擬輸出 2通道：0/2/4～20mA，最大負載1000歐 </p><p>　　數字接口 RS232/RS485/RS422 <

53、/p><p>　　繼電器輸出 CO故障；VI故障；維護/污染/報警指示 </p><p>　　數字輸入 5V 最大，2mA；外部維護開關 </p><p>　　工作溫度 -50℃ ～ +70℃ </p><p>　　工作濕度 0～100%RH

54、60;無冷凝 </p><p>　　數據存儲 本地數據存儲＞72小時 </p><p>　　狀態(tài)顯示 設備狀態(tài)LED顯示 </p><p>　　數值顯示 測量數值LCD實時顯示 </p><p>　　安裝方式 壁掛安裝 </p><p

55、>　　響應時間 ≤30s[5]</p><p>　　電流轉換參數對照表如下所示：</p><p>　　表3.1 電流轉換參數對照表</p><p>　　煙霧濃度和輸出電流成線性關系，見下圖3.1</p><p>　　圖 3.1 煙霧濃度和輸出電流關系</p><p>　　CO與輸出電流轉換關系如下：&l

56、t;/p><p>　　表3.2 CO與電流成線性關系</p><p>　　CO濃度和輸出電流成線性關系，見下圖3.2</p><p>　　圖 3.2 CO濃度和輸出電流關系</p><p>　　VI/CO檢測儀如圖3.3：</p><p>　　圖 3.3 VI/CO檢測儀</p><p>　　US

57、Regal Tunnel VICO 740檢測儀是專門針對隧道惡劣環(huán)境所設計的，它能將隧道內的能見度值、CO濃度值轉換為4~20mA的標準電流信號輸入到PLC的模擬量通道，輸入量程與模擬量輸入輸出通道的量程相匹配，方便計算對應值。因此選 US Regal Tunnel VICO 740檢測儀作為隧道通風系統(tǒng)測量能見度、CO濃度值的傳感器。</p><p>　　3.1.2 隧道風機型號選型</p>&

58、lt;p>　　射流風機是專門針對公路及鐵路隧道的通風系統(tǒng)而設計的，以射流風機為主要通風設備的通風方式屬于縱向通風方式。隧道風機一般是懸掛在隧道的頂部和兩側的位置，不占用交通面積。也不需要修建風道，是一種十分經濟可靠地通風方式。</p><p>　　射流風機運行過程中,能產生較高的推力，流經隧道內的部分空氣被吸入風機中，經過葉輪做功，由風機出口噴出高速的氣流，根據沖擊傳動原理，獲得能量的高速氣流將能量傳遞給隧

59、道內的 空氣，推動隧道內的空氣向前流動。隧道內間隔分布的風機將隧道內的氣流不斷向前傳遞，新鮮空氣從隧道入口處被吸入，隧道內被污染的空氣通過風機運行及自然風的作用由出口排出，通過隧道內的空氣流動，改善隧道中的空氣質量，營造更好的行車環(huán)境。</p><p>　　遂道式通風機有兩種類型組成，分別是單向射流風機SDS和雙向射流風機SDS(R)，最大推力可達3500牛。SDS隧道射流風機結構圖如圖3.4所示。</p&

60、gt;<p>　　圖 3.4 隧道射流風機結構圖</p><p>　　從上圖射流風機外觀來看，風機主要由左右兩端的消聲器、支架腳以及風機本體組成。SDS射流風機外部進行涂裝處理以保證風機的強度和防腐度。風機本體中的葉輪可根據需要由設計人員改變葉片數和葉片角度。兩端的消聲器通過螺栓與風機本體固定，消聲器通常情況下為風機直徑的一倍，對消除噪聲要求嚴格的場合也可以取為風機直徑的兩倍[6]。</p&g

61、t;<p>　　本系統(tǒng)選擇型號為SDS-90t-4p-22kw的射流風機，是單向運轉軸流風機，且自帶故障信號，具體參數如下：</p><p>　　風機直徑：900mm </p><p>　　電機功率：22 KW </p><p>　　軸向推力：695 N </p><p>　　風機轉速（N/min）：1470 </p>

62、;<p>　　風機出口風量：20 </p><p>　　風機出口風速：31.4 m/s</p><p>　　射流風機外形如圖所示：</p><p>　　圖 3.5 單向式射流風機</p><p>　　由風機參數可得，基于SDS-90t-4p-22kw射流風機的射流通風方式能滿足長度在1000米及以下的雙向交通隧道，符合本文中隧道

63、通風的要求。</p><p>　　3.1.3 PLC選型</p><p>　　選擇PLC時，對所選擇的PLC的基本要求是所選擇的PLC要能夠滿足控制系統(tǒng)對功能的要求。選擇PLC主要從以下幾個方面考慮：</p><p><b>　　結構的選擇</b></p><p>　　系統(tǒng)在功能和I/O點數相同的情況下，整體式的PLC相

64、對與模塊式的PLC價格要低。</p><p><b>　　輸出方式的選擇</b></p><p>　　不同的負載對PLC的輸出方式的要求也不相同。一般來講，PLC的輸出類型有晶體管、繼電器和SSR輸出三種。但對于S7-200CPU則只有前兩種方式。其中繼電器輸出型的PLC可以驅動直流負載和交流負載。在下列表中，電源電壓是PLC的工作電壓，輸出電壓是由用戶提供的負載工作

65、電壓。</p><p>　　I/O 響應時間的選擇</p><p>　　系統(tǒng)的輸入、輸出電路和PLC的掃描工作方式會引起延時，這也是PLC響應時間的重要組成部分。沒有模擬量輸入輸出的系統(tǒng)不許考慮PLC I/O響應時間。</p><p><b>　　聯網通信的選擇 </b></p><p>　　如果控制系統(tǒng)要求PLC要能夠

66、與其他設備通信，那么所選擇的PLC就應具備通信聯網的功能。即所選擇的PLC要有與系統(tǒng)中其他的PLC、上位機、HMI等設備互聯的接口。</p><p><b>　　PLC 電源的選擇</b></p><p>　　電源是PLC干擾引入的主要途徑之一，為了確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行，應選擇優(yōu)質電源。</p><p>　　I/O 點數和 I/O 接口設備的

67、選擇</p><p>　　a．輸入模塊的輸入電路應與外部傳感器或電子設備（例如變頻器）的輸出電路的類型相匹配，最好能使二者直接相連。</p><p>　　b．選擇模擬量模塊時應考慮使用變送器，以及執(zhí)行機構的量程是否能與 PLC 的模擬量輸入 / 輸出模塊的量程匹配。</p><p>　　C．使用旋轉編碼器時，應考慮 PLC 的高速計數器的功能和工作頻率是否能滿足要求

68、。 </p><p><b>　　存儲器容量的選擇 </b></p><p>　　存儲器是儲存系統(tǒng)程序、用戶程序和邏輯變量的一種半導體電路。系統(tǒng)程序是控制和完成PLC多種功能的程序，有生產廠家編寫。用戶程序是根據生產工藝和工藝要求設計的控制程序。PLC中常用的存儲器有ROM、RAM和EPROM。存儲器容量可按照下式對進行估算，并加上20%~30%的裕量</p&g

69、t;<p>　　存儲容量（字節(jié)）=開關量I/O通道數*10+模擬量I/O通道數*100</p><p>　　一般情況下，能夠滿足輸入輸出點數要求的PLC對存儲器容量也能滿足。</p><p>　　S7-200的CPU模塊目前有五種型號，見下表</p><p>　　表3.3 S7-200 PLC的主要技術性能指標[7]</p><p&

70、gt;　　根據系統(tǒng)的控制要求，每個PLC要控制三臺風機/水泵的啟停，另外考慮安全性問題，要在輸入端加入風機/水泵的過流、欠壓保護輸入，以及超聲波液位計、CO/VI檢測儀的模擬信號輸入，由于PLC的輸入輸出I/O接口價格相對較高，因此在選擇I/O點數時應本著在滿足系統(tǒng)控制要求的前提下盡可能的使I/O點數最少且必須留有一定的裕量的原則，I/O點數應根據控制對象的I/O點數數量實際需求，再加上10%~15%的裕量來確定，本系統(tǒng)中有18個數字量

71、輸入，控制隧道通風系統(tǒng)的PLC應有VI檢測輸入和CO檢測輸入兩個模擬量輸入通道，控制隧道排水系統(tǒng)的PLC應具有超聲液位信號輸入一個模擬量輸入通道，比較上表s7-200的五種CPU的參數可知，PLC的CPU型號選為CPU226。</p><p>　　CPU模塊的型號有5種，見表3.4。S7-200系列PLC的電源供電形式有兩種，即交流（DC）與直流（AC）。所有的S7-200系列PLC不只有為其自身、擴展模塊和其他

72、用電設備供電的內部電源，其本身還向外提供一個DC 24V電源，從電源輸出點（L+，M）引出。除此之外，每個擴展模塊都需要DC 5V的電源供電，應當檢查所有擴展模塊的電源要求是否超出CPU供電能力。一旦超出，就得減少或者改變模塊配置。</p><p>　　表3.4 S7-200 PLC的CPU型號</p><p>　　因為輸入回路一般使用CPU內置的DC24V電源，輸出回路控制的是交流負載，

73、因此采用繼電器輸出，CPU電源電壓和輸入、輸出版本選擇為AC/DC/Relay。CPU AC/DC/Relay的外部接線圖如圖所示：</p><p>　　圖3.6 CPU226AC/DC/Relay端子接線</p><p>　　S7-200的CPU可以根據系統(tǒng)的需要進行擴展（CPU221除外）。信號模塊連接到CPU的右側，以擴展其數字量或模擬量I/O的點數。CPU 226可以最多連接7個擴

74、展模塊單元。所有的S7-200CPU模塊上，都至少有一個或多個通信口。</p><p>　　因為本系統(tǒng)屬于小型系統(tǒng)，輸入輸出點數較少，S7-200 的226型的CPU不需擴展信號板與信號模塊，不必集成通信接口與通信模塊，只需要在傳感器和CPU之間添加一個模擬量輸入模塊用以A/D轉換數據處理即可。</p><p>　　此設計中有VI檢測輸入、CO檢測輸入和超聲液位信號輸入三個模擬量輸入通道，

75、我選用EM231模塊，由下表可知其具有4個模擬量輸入通道，符合需要且夠用。模擬量輸入分辨率為12位，單極性數據格式的全量程范圍為0~32000，雙極性范圍則是-32000~+32000.</p><p>　　表3.5 模擬量擴展模塊型號、點數及消耗電流</p><p>　　CPU單元與擴展模塊由導軌固定，CPU模塊放在最左側，擴展模塊依次放在右側。CPU單元的擴展端口位于機身中部右側前蓋下

76、，與擴展模塊的扁平電纜連接，如下圖3-7所示。（標準導軌安裝）</p><p>　　圖3.7 CPU與擴展模塊的連接</p><p>　　EM231 的外部接線如下圖3.8所示。輸入信號為電壓信號時，用兩個端子（如A+、A-）；輸入信號為電流信號時，用三個端子（如RC、C+、C-），其中RC與C+端子短接；未用的輸入通道應該短接（如B+、B-）。下部右邊分別是增益校準電位器（在沒有精密儀器

77、的情況下，不要調整）和配置設定DIP開關。</p><p>　　圖3.8 EM231的外部接線圖</p><p>　　3.2 排水系統(tǒng)硬件設計</p><p>　　本文中排水系統(tǒng)主要是為了防止由于降雨或者是隧道火災等情況發(fā)生時由于消防用水等情況給隧道道路造成積水導致影響隧道交通正常運行的情況。本設計中排水系統(tǒng)主要是由蓄水池收集隧道內的積水，然后當蓄水池水位到達一定高

78、度的時候，運行相應的排水泵進行排水處理以保證蓄水池水位在一個安全的水平。排水系統(tǒng)中蓄水池液位通過傳感器采集，將液位值通過水位傳感器的模擬信號輸入通道輸入PLC，通過PLC內部程序的處理，PLC的輸出驅動蓄水池中的水泵工作。本文中對隧道排水系統(tǒng)的硬件設計主要包括對檢測液位的傳感器的選型、對水泵型號的選型、對PLC型號的選型，最后根據系統(tǒng)的要求得出PLC的輸入輸出分配表，作出PLC的原理圖，最后組成隧道排水系統(tǒng)。</p>&l

79、t;p>　　3.2.1傳感器的選型</p><p>　　測量液位的傳感器主要有浮筒式液位傳感器、超聲波液位計和雷達液位計等。浮筒式液位傳感器利用著名科學家阿基米德浮力原理設計而成。此傳感器利用其內部金屬薄片來感應液位信息，但是需要人工現場操作相對不是很方便。雷達液位計主要用于重要性較高的場合。因為本系統(tǒng)中不僅要控制水泵啟停來達到控制液位的作用，還要把實時液位值在監(jiān)控中心顯示，因此本文中選用超聲波液位計。&l

80、t;/p><p>　　超聲波液位計，屬于非接觸式液位測量儀器。它利用超聲波自帶特性制成，既可以發(fā)射超聲波也可以接受超聲波。超聲波液位計之所以能測量液位高度，其原理主要是利用超聲波測距。超聲波在空氣中的傳播速度是一定的，超聲波在空氣中傳播，遇到障礙物被反射回來，可根據發(fā)射器和接收器接收到超聲波的時間差值計算出障礙物到超聲波物/液位計的距離。</p><p>　　表3.6 超聲波液位計參數<

81、/p><p><b>　　續(xù)表3.6</b></p><p>　　液位與電流呈線性關系，如下所示:</p><p>　　表3.7 液位與電流對應關系</p><p>　　圖3.9 液位與電流轉換關系</p><p>　　一體式超聲波液位計如圖所示：</p><p>　　圖3.1

82、0 一體式超聲波液位計</p><p>　　由上述圖表可知超聲波液位和輸出電流值成正比，這樣的話，一般5米深的蓄水池內液位值以4~20mA的標準電流形式輸入到我選好的模擬量擴展模塊內，再根據比例關系進行操作計算。而且超聲波液位計不必接觸介質，可以大幅度增長超聲波液位計的使用壽命，相對于其他液位計長期與水接觸容易被破壞其內部結構，浪費資源。因此選超聲波液位計作為隧道排水系統(tǒng)中的蓄水池液位檢測儀器。</p>

83、;<p>　　3.2.2 排水泵的選型</p><p>　　排水系統(tǒng)中的水泵主要是安裝在池子底部，蓄水池的作用主要是收集雨水、消防用水等混雜有泥沙、雜物的污水。因為蓄水池深五米，因此水泵的揚程要選擇不低于5米的水泵。而蓄水池平時可能灌滿水的情況不是很多，而一旦遇到強降雨或特大交通事故，會有許多的水注入，因此選擇水泵的流量時要選擇流量相對大些的以應對突然的水位增長。綜合以上所述，本系統(tǒng)所選擇的水泵為德

84、國威樂PDV-A400E(A)型號的水泵。PDV-A400E(A)水泵具體參數如下：</p><p>　　輸入功率：600（W）</p><p>　　輸出功率：400（W）</p><p>　　揚程：最大揚程7m，額定揚程5m</p><p>　　流量：最大流量230L/min，額定流量為150L/min</p><p&g

85、t;　　管徑：50mm 質量：13kg</p><p>　　PDV-A400E(A)型水泵如圖所示：</p><p>　　圖3.11 PDV-A400E(A)型水泵</p><p>　　威樂公司潛水泵主要應用在地下室、排水溝、下水道等的排水。電機配有過熱保護器，可大大加長水泵的使用壽命，同時還允許含顆粒較大的污水通過。水泵機身采用了工程塑料和不銹鋼材質，防腐性

86、能強，且重量輕[8]。因此隧道排水系統(tǒng)中應用此排水泵基本能滿足要求。</p><p>　　3.2.3 PLC的選型</p><p>　　因為排水系統(tǒng)的控制要求與通風系統(tǒng)的控制要求基本相同，所以PLC的選型標準與3.1.3完全相同，這里不再贅述。而且從經濟的角度考慮，兩個系統(tǒng)完全可以由同一個PLC控制，節(jié)約資源最大化利用。</p><p>　　3.3 隧道通風排水控制

87、系統(tǒng)總PLC原理圖</p><p>　　3.3.1 自動控制部分</p><p>　　在通風控制部分，PLC需要控制三臺風機的啟動，因此這部分PLC輸出有三個，分別控制風機1、2、3。而PLC的輸入有風機自動切換開關，另外SDS隧道射流風機自帶有故障信號，此信號接入PLC，當風機出現故障時，停止風機運行。同理，這臺PLC還要控制三臺水泵的啟停，因此PLC輸出又有三個，分別控制水泵1、2、3

88、。而PLC的輸入包括水泵自動切換開關，另外PDV-A400E(A)型水泵自帶有故障信號，此信號接入PLC，當水泵出現故障時，停止水泵運行。另外從安全性方面考慮，還要對線路中的電源故障、電路故障、設備和元件故障等電氣故障檢測并將檢測信號輸入PLC，因此一共有9+9=18個數字量輸入信號，超聲波液位檢測值、CO檢測值、VI檢測值通過模擬量通道輸入PLC，占三個模擬量通道。</p><p>　　根據以上分析，列出通風系

89、統(tǒng)S7-200 PLC I/O分配表：</p><p><b>　　輸入地址分配表：</b></p><p>　　表3.8 隧道通風排水控制系統(tǒng)輸入分配表</p><p><b>　　輸出地址分配表：</b></p><p>　　表3.9 隧道通風排水控制系統(tǒng)輸出分配表</p><

90、;p>　　由上述系統(tǒng)的輸入輸出分配表得出隧道通風排水控制系統(tǒng)PLC原理圖：</p><p>　　圖3.12 系統(tǒng)總PLC原理圖</p><p>　　3.3.2 手動控制部分</p><p>　　圖3.13 控制部分圖</p><p>　　手動部分電路我選擇起保停自鎖電路，并配以FR熱繼電器常閉觸頭。當電路過熱時，它能自我熔斷，保護電路中

91、的其他重要設備防止燒壞。其中SB1，SB3，SB5，SB7，SB9，SB11為急停按鈕，當工作人員發(fā)現電路故障時，可以斷開此開關保護電路。這些開關與相應電機一一對應，關斷時不影響其余電機運行。以風機1號為例，手動接觸器KM1與自動接觸器KM7具有互鎖開關，可以實現互鎖保護。即手動運行時，KM7自動斷開；自動運行時，手動開關斷開。</p><p>　　上述控制原理圖中還用到了很多電氣元件，比如：熔斷器、熱繼電器以及

92、中間繼電器線圈等。</p><p>　　熔斷器是指當電流超過其標準值時，其內部電阻絲由于發(fā)熱過度導致溶體熔斷，從而斷開電路的一種元件。熔斷器廣泛應用于工業(yè)電力生產以及居民生活中，不論是高壓電路還是低壓電路，作為短路和過電流等突發(fā)情況的保護器件，應用十分廣泛。本設計我選用的熔斷器都是茗熔圓筒帽形熔斷器RO15。</p><p>　　熱繼電器主要用來保護電動機以及接觸器線圈，隨著它體積小，成本

93、低使用方便的特點受到大家青睞。本設計我選用的熱繼電器為德力西熱過載繼電器 JRS1D-25/Z LR2。此款為最新式熱繼電器，使用和操作相對老的更容易，并且與時俱進增加了很多新功能。</p><p>　　在電氣電路中，中間繼電器線圈是動力部分與控制部分的連接開關。因此，中間繼電器線圈可以看做是一種小電流控制大電流的放大電路開關。其在電路中的意義是轉換電路信息和傳遞。本設計我采用的繼電器是原裝歐姆龍MY4N-J M

94、Y2N-J中間繼電器。歐姆龍作為一個生產PLC的大型廠商在繼電器領域也有著不錯的成就。該廠商生產的原裝繼電器耐磨耐高溫，使用銀質觸電和銀合金引腳，承載電流能力強，接觸性能也更強比傳統(tǒng)的接觸器而言。它的百分百紫銅線圈號稱機械使用8000萬次耐久度，質量很不錯，口碑頗好。</p><p>　　3.4 本章總結與反思</p><p>　　本章硬件設計我詳細介紹通風系統(tǒng)射流風機、CO/VI傳感器以

95、及排水系統(tǒng)的水泵、超聲波液位傳感器的選型。這些都是我從網上根據口碑挑選的，然后我通過整個系統(tǒng)的數字量輸入輸出和模擬量輸入數量，做出了S7-200的CPU模塊以及擴展模塊的選擇。在開始的設計過程中，我曾在傳感器和PLC之間的連接部分遇到困難，因為傳感器輸出一般都是模擬量，PLC無法直接處理。我先詢問老師，老師給我推薦了硬件電路通過運算放大器的設計方案。但由于平時我電力電子基礎學的并不扎實，導致我在這部分工作上進展并不盡如人意。后來指導老師

96、又給我指出了擴展模塊的方法。條條大路通羅馬，我這里不僅要謝謝老師，也給我自己的平時學習敲響了警鐘。后續(xù)我得自己補上對于電力電子，數字電子和模擬電子技術的溫習，這些科目在以后的工作中很有用不能落下。</p><p><b>　　4 PLC軟件設計</b></p><p>　　4.1 系統(tǒng)控制要求簡述</p><p>　　本文中控制系統(tǒng)主要通過對隧

97、道內的風機、水泵進行控制來達到對隧道內通風、排水的自動控制。隧道為兩個方向并行車道，車道兩側交叉安裝三臺風機，三臺風機由一個PLC控制，根據隧道內的CO濃度、VI值決定運行風機的臺數。隧道中部有一個蓄水池，內有三臺水泵，由一臺PLC控制。根據蓄水池中的液位決定蓄水池中的水泵運行的臺數。</p><p>　　4.1.1 通風系統(tǒng)控制規(guī)則</p><p>　　隧道內的CO濃度、VI值參考下表：

98、</p><p>　　表4.1 CO濃度、VI值參考表</p><p>　　根據上表可知當隧道內的CO濃度≤150 ppm時，風機不啟動，當隧道內的CO濃度在150 ppm～250ppm之間時第一臺風機啟動；當隧道內的CO濃度在250ppm～300ppm之間時第一、第二臺風機同時運行；當隧道內的CO濃度達到300ppm時，全部風機啟動運行，同時發(fā)出報警信號。當隧道內的CO濃度降到150pp

99、m以下時，這里定為140ppm,所有風機一起停止運行。對于能見度的控制方式和CO濃度控制方式相同，也是分為三級，這里不再贅述。</p><p>　　4.1.2 排水系統(tǒng)控制規(guī)則</p><p>　　根據查閱資料，本系統(tǒng)中假設蓄水池深度、以及長寬都為5米，當蓄水池液位在1米以下時，水泵不啟動，當蓄水池液位在1m～2m時，第一臺水泵啟動工作；當水位在2～3m之間時，第一、第二臺水泵同時工作；當

100、蓄水池液位超過3米時，三臺水泵同時工作，并同時發(fā)出報警信號。當蓄水池的液位降到1m以下時，這里定為0.8m，所有水泵一起停止工作。</p><p>　　4.2 PLC軟件設計</p><p>　　PLC的軟件設計主要是根據上述系統(tǒng)的控制規(guī)則進行設計。系統(tǒng)運行方法分為主動運行方法和手動運行方法兩種。S7-200 PLC的編程軟件是V4.0 STEP 7 Micro WIN SP9。</

101、p><p>　　4.2.1 PLC編程軟件介紹</p><p>　　隨著PLC應用技術的不斷發(fā)展，西門子公司S7-200PLC編程軟件的功能也越來越完善，特別是漢字化工具的使用，讓PLC的的編程軟件可讀性更佳。V4.0 STEP 7 Micro WIN SP9是S7-200系列PLC所用的編程軟件，其編程界面和幫助文檔等部分都已漢化，為用戶實現開發(fā)、編輯和監(jiān)控程序等提供了良好的界面環(huán)境。V4.

102、0 STEP 7 Micro WIN SP9為用戶提供了三種程序編輯語言：梯形圖、指令表和功能塊圖編輯器，同時還設置了完善的在線幫助服務，極大的方便了用戶獲取需要的信息。</p><p>　　4.2.2 PLC軟件編程</p><p>　　控制系統(tǒng)的軟件設計主要是對控制系統(tǒng)通風的PLC以及控制系統(tǒng)排水的PLC進行軟件設計。PLC的編程過程如下：</p><p>　　

103、第一步：創(chuàng)建工程。打開V4.0 STEP 7 Micro WIN SP9，新建一個程序文件，選擇“文件”→“新建”命令，新建的程序文件名字默認為“項目1”，PLC型號默認為CPU221。程序文件建立后，程序塊中包括一個主程序MAIN（OB1）、1個子程序SBR_0（SBR0）和一個中斷服務程序INT_0（INT0）。如下圖：</p><p><b>　　圖4.1 新建工程</b></p

104、><p>　　第二步：選擇所用的PLC的CPU型號（這里我選擇使用的是CPU226）</p><p>　　圖4.2 選擇PLC的CPU型號</p><p>　　第三步：根據需要在V4.0 STEP 7 Micro WIN SP9提供的3種編輯器中選擇一種，這里我選擇“查看”→“梯形圖”命令，開始編輯程序。</p><p>　　首先進行初始化程序：

105、</p><p>　　圖4.3 初始化程序[9]</p><p>　　在這段程序中，通過在V4.0 STEP 7 Micro WIN SP9 編程軟件中使用西門子可編程控制器 S7-200 的傳送指令功能塊讓后續(xù)系統(tǒng)中將要使用的AQ 輸出寄存器、V寄存器和M寄存器等寄存器清零。其中SM是一種特殊標志繼電器，這種繼電器一般具有特殊功能，如存儲系統(tǒng)的狀態(tài)變量、有關的控制參數等信息。用戶可以用這

106、種繼電器來溝通PLC和被控對象之間的信息，然后我們可以直接用它來實現某種功能或實現一些控制動作。</p><p>　　風機自動控制流程圖如圖所示：</p><p>　　圖4.4 通風系統(tǒng)控制流程圖</p><p>　　編程思路：I0.0、I0.3、I0.6常閉觸點和數據轉移指令串聯，當風機都為自動運行狀態(tài)時，觸點I0.0、I0.3、I0.6狀態(tài)為1，此時讀取CO、V

107、I模擬信號；然后通過計算得出實際的CO、VI值，通過判斷CO、VI值的大小控制風機的運行狀態(tài)。</p><p>　　隧道通風自動控制程序：</p><p>　　圖4.5 CO/VI整形轉換</p><p>　　在I0.0、I0.3、I0.6為3個常閉觸點且處于閉合狀態(tài)，即狀態(tài)為1的前提下，將CO、VI輸入模擬信號轉化為1字長的有符號整數數據傳送到VW0、VW2中。其

108、中字傳送指令MOVW屬于周期性傳送指令，在模擬量擴展模塊中得到廣泛應用。</p><p>　　圖4.6 CO/VI實數轉換</p><p>　　整數到雙整數轉換指令ITD，在EN有效時，將VW0、VW2的字型整數輸入數據轉化為雙字整數類型AC0、AC2。而雙字整數到實數轉換指令DTR，在EN有效時，把AC0、AC2的雙字整數輸入數據轉換成實數VD0、VD4。只有實數可以進行下面CO值、VI

109、值的計算。</p><p>　　圖4.7 CO/VI數據處理</p><p>　　以上是通風系統(tǒng)CO/VI傳感器模擬輸入的轉換程序。根據模擬模塊EM231數字量與模擬電流成正比關系得到。然后是分三階的風機啟動程序（這里以風機1號為例說明）：</p><p>　　圖4.8 風機1號啟動</p><p>　　圖4.9 風機1號延時關斷與運行<

110、;/p><p>　　當CO濃度大于等于150或煙霧濃度大于等于0.007時，VD0或VD4閉合，M0.0也閉合。而風機1號電氣故障和自帶故障信號也是常閉開關，所以M0.1導通。M0.1導通后，T37的延時關斷功能塊不啟動，默認閉合，所以風機1號啟動。當CO/VI濃度下降到標準值以下時，我設置了10s的延時關斷，以防止風機連續(xù)啟停，燒壞設備。10秒后，T37延時關斷啟動，T37斷開，風機1號停止運行。風機2、3號啟動程

111、序都與此類似，在文后附錄里提到，這里就不重復敘述了。</p><p>　　排水自動控制流程圖如下：</p><p>　　圖4.10 排水系統(tǒng)控制流程圖</p><p>　　編程思路：I1.1、I1.4、I1.7常閉觸點和數據轉移指令串聯，當水泵都為自動運行狀態(tài)時，觸點I1.1、I1.4、I1.7狀態(tài)為1，此時讀取超聲波液位信號；然后通過計算得出實際的液位值，通過判斷

112、水位值的高低控制水泵的運行狀態(tài)。</p><p>　　排水控制系統(tǒng)程序如下：</p><p>　　圖4.11 水位信號實數轉換</p><p>　　在I1.1、I1.4、I1.7為3個常閉觸點且處于閉合狀態(tài)，即狀態(tài)為1的前提下，將超聲波液位輸入模擬信號轉化為1字長的有符號整數數據傳送到VW4中。其中字傳送指令MOVW屬于周期性傳送指令，在模擬量擴展模塊中得到廣泛應用