【正文】 序控制三菱 PLC。可選用 16/32/48/64/80/128 點(diǎn)的主機(jī)，可以采用最小 8 點(diǎn)的擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展。便利指令數(shù)字開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)讀取， 16 位數(shù)據(jù)的讀取，矩陣輸入的讀 取， 7 段顯示器輸出等。 PLC 自動(dòng)控制水泵的工作情況的信息全部來(lái)自壓力傳感器 ，它必須要有很高的可靠性，如果壓力傳感器出錯(cuò)，將會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的事故，很可能是管道爆裂或者是水壓不足，造成居民用水的不方便，因此壓力傳感器的選用很關(guān)鍵。廣泛用于工業(yè)設(shè)備、水利、化工、醫(yī)療、電力、空調(diào)、金剛石壓機(jī)、冶金、車輛制動(dòng)、樓宇供水等壓力測(cè)量與控制。 %FS 供 電： 24V DC（ 15～ 30VDC） 絕緣電阻： ≥ 1000 MΩ /100VDC 負(fù)載電阻 : 電流輸出型：最大 800Ω 電壓輸出型：大于 50KΩ 介質(zhì)溫度： 20～ 85℃、 20～ 150℃、 20～ 200℃、 20～ 300℃（可選） 環(huán)境溫度： 20～ 85℃ 儲(chǔ)存溫度： 40～ 90℃ 相對(duì)濕度 ： 0～ 95% RH 密封等級(jí)： IP65/IP68 過(guò)載能力： 150%FS 響應(yīng)時(shí)間：≤ 10mS 穩(wěn) 定 性：≤177。 供水系統(tǒng)主電路分析與設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求可知，本設(shè)計(jì)需要用到四臺(tái)水泵，水泵的型號(hào)都為：150sfl16020x4， 55kw， 1450 轉(zhuǎn) /分， 380V， 144A。刀開(kāi)關(guān) QS 4 由人工手動(dòng)控制， PLC 控制電路失靈時(shí)刀開(kāi)關(guān)是切斷電源的唯一方法。 河南理工大學(xué)課程設(shè) 計(jì)說(shuō)明書 12 PLC I/O 接線圖 X 0 0 0 Y 0 0 1 X 0 0 1 Y 0 0 2 X 0 0 2 Y 0 0 3 X 0 0 3 Y 0 0 4 X 0 0 4 C O M X 0 0 5 X 0 0 6 Y 0 0 5 X 0 0 7 Y 0 0 6 X 0 1 0 Y 0 0 7 X 0 1 1 Y 0 1 0 X 0 1 2 Y 0 1 1 X 0 1 3 Y 0 1 2 X 0 1 4 Y 0 1 3 X 0 1 5 Y 0 1 4 X 0 1 6 Y 0 1 5 X 0 1 7 C O M X 0 2 0 P L C F X 1 N 4 0 M R 0 0 1 C O M 2 4 V低 壓 信 號(hào)正 常 壓 信 號(hào)高 壓 信 號(hào)K M 1K M 2K M 3K M 4水 壓 低 信 號(hào) 輸 入水 壓 正 常 信 號(hào) 輸 入水 壓 高 信 號(hào) 輸 入自 動(dòng) 手 動(dòng) 模 式 開(kāi) 關(guān)自 動(dòng) 模 式 開(kāi) 關(guān)水 泵 1 過(guò) 載 保 護(hù) 輸 入水 泵 2 過(guò) 載 保 護(hù) 輸 入水 泵 3 過(guò) 載 保 護(hù) 輸 入水 泵 4 過(guò) 載 保 護(hù) 輸 入水 泵 1 手 動(dòng) 啟 動(dòng)水 泵 2 手 動(dòng) 啟 動(dòng)水 泵 3 手 動(dòng) 啟 動(dòng)水 泵 4 手 動(dòng) 啟 動(dòng)水 泵 1 手 動(dòng) 關(guān) 閉水 泵 2 手 動(dòng) 關(guān) 閉水 泵 3 手 動(dòng) 關(guān) 閉水 泵 4 手 動(dòng) 關(guān) 閉過(guò) 載 保 護(hù) 繼 電 器水 泵 1 指 示 燈水 泵 2 指 示 燈水 泵 3 指 示 燈水 泵 4 指 示 燈自 動(dòng) 模 式 指 示 燈手 動(dòng) 模 式 指 示 燈自 動(dòng) 模 式 開(kāi) 關(guān) 指 示 燈高 壓 報(bào) 警 燈低 壓 報(bào) 警 燈2 2 0 V2 4 V 圖 33 供水系統(tǒng) PLC I/O 接線圖 如圖 33 所示，按鍵 S1S16 分別為不同信號(hào)輸入， COM 口為公共端，Y001Y015 分別為不同控制信號(hào)輸出端，輸出控制信號(hào)控制執(zhí)行電路的工作狀態(tài)。過(guò)載保護(hù)，除了有硬件上的保護(hù)還有 PLC程序中的保護(hù)，以確保系統(tǒng)的可靠性。 Y14 是高壓報(bào)警指示燈，當(dāng)只有一臺(tái)水泵在工作，但是，水壓還是超過(guò)正常值，這時(shí)就要報(bào)警來(lái)提醒工作人員， 由 工作人員決定是否手動(dòng)關(guān)掉所有水泵。 采用進(jìn)口高精度感應(yīng)芯體， 先 進(jìn)的貼片工藝，配套帶有零點(diǎn)、滿量程補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償?shù)母呔群透叻€(wěn)定性放大集成電路 。 OUT11IN12+IN13GND4+IN25IN26OUT27VCC8U?LM39310KR120KR310KR420KR25VGNDGND5V 123U?A74LS2661 2U?A74F043 4U?B74F045 6U?C74F04Q?s8050Q?s8050Q?s80501KR?1KR?1KR?plc plc plc s0s1s2低水壓信號(hào)輸出高水壓信號(hào)輸出正常水壓信號(hào)輸出壓力傳感器信號(hào) 圖 34 壓力傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換電路 此電路，主要由電壓比較器 Lm393，數(shù)字芯片 非門芯片 74f0 同或門 74ls266組成。根據(jù)用戶的用水時(shí)段特點(diǎn)，可將用戶用水量變化類型分為連續(xù)型、間歇型兩大類，根據(jù)流量的變化特點(diǎn)，還可進(jìn)一步細(xì)分為高流量變化型，低流量變化型，全流量變化型等。在用水高峰期， 4 臺(tái)水泵都投入工作，如果水壓傳感器傳回?cái)?shù)據(jù)仍顯示水壓低，這時(shí)，部分用戶的用水將受到影響。 河南理工大學(xué)課程設(shè) 計(jì)說(shuō)明書 16 第 4 章 供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 供水系統(tǒng)概況： 供水系統(tǒng) 有水泵 4 臺(tái)，供水管道安裝壓力檢測(cè)開(kāi)關(guān) K1， K2和 K3。 （ 2）各水泵工作時(shí)，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)所使用 的編程環(huán)境 為三菱公 司開(kāi)發(fā)的 PLC 編 程軟件 GX 。 河南理工大學(xué)課程設(shè) 計(jì)說(shuō)明書 17 圖 41 GX 啟動(dòng)畫面 圖 42 GX 工作界面 GX Developer 的特點(diǎn)： GX Developer 能夠制作 Q 系列， QnA 系列， A 系列（包括運(yùn)動(dòng)控制（ SCPU）） ,FX 系列的數(shù)據(jù) ,能夠轉(zhuǎn)換成 GPPQ,GPPA 格式的文檔。 （ 2）各水泵工作時(shí)，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。 供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 1. 主程序的模式選擇部分程序設(shè)計(jì)及解析 這 是 主程序的 模式 選擇部分，當(dāng) X3 接通時(shí)選擇手動(dòng)模式，在手動(dòng)模式下要河南理工大學(xué)課程設(shè) 計(jì)說(shuō)明書 20 打開(kāi)手動(dòng)模式指示燈即 SET Y012，同時(shí) 把自動(dòng)模式的指示燈關(guān)掉即 RST Y011。當(dāng)自動(dòng)模式開(kāi)啟即 X4 閉 合，同時(shí) X000 即水壓低輸入 I/O 口閉合，則程序進(jìn)入。用以實(shí)現(xiàn) 30S 延時(shí)，如果不 RST T1，有可能剛進(jìn)入高壓處理部分立馬就切斷水泵。這樣的設(shè)計(jì)雖然會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，但是，卻提高了系統(tǒng)的 可靠性。如果這種狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生，那么，系統(tǒng)就會(huì)提醒管理人員增設(shè)水泵以保證供水的正常。 這是記憶的復(fù)位，因?yàn)?，記憶水泵的工作順序，如果不?fù)位，那么，它的效果將和沒(méi)有記憶效果一樣。例如： 可在軟元件中輸入 X4，然后，單擊 “強(qiáng)制 ON”，把軟元件 X4 強(qiáng)制 ON，這時(shí)，程序進(jìn)入 自動(dòng)模式。 2..仿真自動(dòng)模式下的高水壓 當(dāng)出現(xiàn)高水壓時(shí)，程序會(huì)根據(jù)“先工作的先停止” （ 這樣有利于保護(hù)水泵，延長(zhǎng)水泵的使用壽命 ）原則和程序中記憶的水泵工作順序，把先工作的水泵關(guān)掉 。 程序 調(diào)試 及仿真體會(huì) 在程序 的設(shè)計(jì)和調(diào)試、仿真過(guò)程中，我 們 體會(huì)到了 PLC 程序設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問(wèn)題。但是，使用這個(gè)功能指令不僅沒(méi)有簡(jiǎn)化程序的復(fù)雜程度，還使程序更加復(fù)雜，經(jīng)過(guò)和指導(dǎo)老師討論，最終放棄了功能指令“ SFWR” 和“ SFRD”的使用。 體會(huì)：定時(shí)器記住一定要清零 3. “ OUT”與“ SET”不同 在使水 泵在不同的工作狀態(tài)中，調(diào)整不同的工作狀態(tài)，是通過(guò) PLC 輸出口控制接觸器實(shí)現(xiàn)的，而 PLC 的輸出指令有 OUT 指令和 SET 指令，程序編寫過(guò)程中使用過(guò) OUT 指令，但是，控制水泵的 IO 口卻是在閃爍，說(shuō)明 OUT指令只有當(dāng)條件滿足時(shí)才輸出，不滿足時(shí)立馬關(guān)閉，所以才會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。 SET 指令適合控制狀態(tài)控制，只要一觸發(fā)條件就動(dòng)作，只有當(dāng)執(zhí)行 RST 指令時(shí)才復(fù)位。如果本次的動(dòng)作觸發(fā)了 Y1 動(dòng)作， Y1 將會(huì)影響后邊程序的執(zhí)行。此次軟件編程 使用了主控指令，嘗試過(guò)功能指令， 雖然 效果不好， 但是卻明白 指令不需要很復(fù)雜只要能實(shí)現(xiàn)功能就行。 我 們想向曾經(jīng)給予我?guī)椭椭С值娜吮硎局孕牡母兄x！感謝我 們 的 指導(dǎo)老師杜靜靜 ，本 課程設(shè)計(jì)論文 是在 杜靜靜 老師的關(guān)懷和指導(dǎo)下完成的。 我們 愿在未來(lái)的學(xué)習(xí)和研究過(guò)程中，以更加豐厚的成果來(lái)答謝 曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過(guò) 我們 的所有老師、同學(xué)、和朋友，學(xué)無(wú)止境。 我們 還要感謝在一起愉快的度過(guò) 課程設(shè)計(jì)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持， 我們 才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。也只有這樣，在以后的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中，自己才能有立足 之地，才能有所作為。 體會(huì)：邏輯問(wèn)題有時(shí)跟程序?qū)懙奈恢靡灿泻艽箨P(guān)系，需要仔細(xì)推敲。 為實(shí)現(xiàn)“先工作的先停止，沒(méi)工作的先工作”對(duì) 4 臺(tái)水泵實(shí)行編號(hào)處理，并且，水泵的工作按照固定的順序工作和停止的。如果不使用 RST 指令，輸出是不會(huì)改變。 體會(huì)：功能指令不一定 比普通指令能簡(jiǎn)化程序。記憶的信息必須要實(shí)時(shí)更新，要不然會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。 當(dāng)把“ X3”強(qiáng)制 ON 時(shí)，程序?qū)⑦M(jìn)入手動(dòng)模式。如果， 30S 之后， 仍 然檢測(cè)到低壓，程序會(huì)選擇沒(méi)有工作過(guò)的水泵優(yōu)先工作。 把編好的程序轉(zhuǎn)換， 在工具菜單里點(diǎn)擊“梯形圖邏輯測(cè)試啟動(dòng)”，如下圖所示界面。因?yàn)椋绻畨哼^(guò)高將會(huì)對(duì)管道造成破壞，很有可能是管道破裂，造 成水資源的浪費(fèi)。能夠?qū)崟r(shí)的看到 PLC 的 控制結(jié)果，而不必到現(xiàn)場(chǎng)看水泵的工作狀態(tài)，相當(dāng)于起到了人機(jī)交互的作用，體現(xiàn)了系統(tǒng)的人性化設(shè)計(jì)理念。 3. 水壓高處理初始化部分程序設(shè)計(jì)及解析 和上面的水壓低處 理相同，水壓高處理采用相同的初始化處理方式，這里不再詳細(xì)解析。如果不延時(shí)，立馬開(kāi)啟水泵，那么， 4 臺(tái)水泵會(huì)頻繁的開(kāi)啟和停止，將嚴(yán)重影響水泵的壽命。然后復(fù)位在自動(dòng)模式下開(kāi)啟的 T0 和 T1，這時(shí)為下一次進(jìn)入自動(dòng)模式做好準(zhǔn)備；當(dāng) X3 斷開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)工作在自動(dòng)模式，這時(shí)要關(guān)閉手動(dòng)模式指示燈同時(shí)打開(kāi)自動(dòng)模式指示燈，然后調(diào)用自動(dòng)模式子程序。 （ 4） 設(shè)置“自動(dòng) /手動(dòng)”切換開(kāi) 關(guān)（ ON—— 手動(dòng)， OFF—— 自動(dòng)），另設(shè)自動(dòng)運(yùn)行控制開(kāi)關(guān)（ ON—— 自動(dòng)運(yùn)行， OFF—— 自動(dòng)運(yùn)行停止） 。 河南理工大學(xué)課程設(shè) 計(jì)說(shuō)明書 18 供水系統(tǒng) 程序流程圖 圖 43 程序流程圖 自動(dòng)模式 至少 1 臺(tái)水泵工作 判斷水壓 水壓低 水壓高 延時(shí) 30s 增加 1 臺(tái)水泵 沒(méi)工作過(guò)的先啟動(dòng) 水壓正常 延時(shí) 30s 減少 1 臺(tái)水泵 先工作的先停止 返回循環(huán)執(zhí)行 X3 斷開(kāi)ai X3 閉合 X4 是否閉合 X4 閉合 X4 斷開(kāi) X4 斷開(kāi)ai X11 水泵 1 啟動(dòng) X12 水泵 1 停止 X13 水泵 2 啟動(dòng) X14 水泵 2 停止 X15 水泵 3 啟動(dòng) X16 水泵 3 停止 X17 水泵 4 啟動(dòng) X20 水泵 4 停止 報(bào)警判斷 低壓報(bào)警 高壓報(bào)警 4 臺(tái)水泵都開(kāi)啟檢測(cè)到水壓低 只有 1 臺(tái)水泵開(kāi)啟檢測(cè)到水壓高 水壓正常 開(kāi)始 X3 是否閉合 手動(dòng)模式 河南理工大學(xué)課程設(shè) 計(jì)說(shuō)明書 19 供水系統(tǒng)程序 設(shè)計(jì) 供水系統(tǒng)的程序主體思路： （ 1）自動(dòng)工作時(shí)，當(dāng)用水量少，壓力增高， K3 接通，此時(shí)可延時(shí) 30s 后撤除 1 臺(tái)水泵工作，要求先工作的水泵先切斷；當(dāng)用水量多時(shí)，壓力降低， K1 接通，此時(shí)可延時(shí) 30s 后增設(shè) 1 臺(tái)水泵工作，要求未曾工作過(guò)的水泵增加投入運(yùn)行；當(dāng) K2 接通，表示供 水正常，可維持水泵運(yùn)行數(shù)量。支持梯形圖、指令表、 SFC、 ST 及 FB、 Label 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定 ，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫 PLC 程序功能。 （ 4） 設(shè)置“自 動(dòng) /手動(dòng)”切換