【正文】 rk 22 // 水池水位下限信號(hào)燈 LD A O = Network 23 // 水池水位上限信號(hào)處理 LD O = Network 24 // 水池水位上限信號(hào)燈 LD 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 22 頁(yè) A O = Network 25 // 變頻器故障信號(hào)燈 LD A O = Network 26 // 水池水位下限故障消鈴邏輯 LD O A = Network 27 // 水池水位上限故障消鈴邏輯 LD O A = Network 28 // 變頻器故障消鈴邏輯 LD O A = Network 29 // 報(bào)警電鈴 LD AN LD AN OLD LD AN OLD = Network 30 // 故障信號(hào) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 23 頁(yè) LD O = 4 監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 24 頁(yè) 對(duì)于一個(gè)具有實(shí)際運(yùn)用意義的基于 PLC 的控制系統(tǒng)來(lái)講，除了硬件設(shè)計(jì)部分之外，還需要有易于用戶操作的 UI,即人機(jī)界面。手動(dòng)控制時(shí)可以用按鈕 SF1 到 SF8 控制 4臺(tái)水泵的啟停。四臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)分別為 MA1， MA2， MA3和 MA4。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 16 頁(yè) 電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置完成后，設(shè)置 P0010為 0，使變頻器處于準(zhǔn)備狀態(tài)。 本文中 MM440與 S7200PLC 配合使用，實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)在軟啟動(dòng)過(guò)程中的變頻控制。參照西門子 S7200 系列 PLC 產(chǎn)品說(shuō)明書發(fā)現(xiàn)采用 CPU 222 的 PLC 最多只能擴(kuò)展兩個(gè)模塊，無(wú)法滿足后續(xù)擴(kuò)展要求，選用 CPU226 的 PLC可以滿足控制要求，但是花銷很大 ,浪費(fèi)較大，故選用主機(jī)為 CPU224（ 14 入 /10 出）一臺(tái)，加上一臺(tái)擴(kuò) 展模塊 EM222,再擴(kuò)展一個(gè)模擬量模塊 EM235(4AI/1AO) ,這樣的配置是最經(jīng)濟(jì)的。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 14 頁(yè) 1 泵2 泵3 泵4 泵城市排水BGHBGL水池ABCV 1V 2V 3V 4 圖 泵站工藝流程圖 系統(tǒng)的控制要求 本系統(tǒng)對(duì)泵站控制的基本要求是： ，手動(dòng)只在應(yīng)急或檢修時(shí)使用； ； ； 。 泵站的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用西門子 S7200系列的 PLC 實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。另外，由于測(cè)量管路處于較強(qiáng)的交流磁場(chǎng)中，管壁產(chǎn)生渦流，因而產(chǎn)生二次磁通。 正電極被負(fù)離子包圍，負(fù)電極被一層正離子包圍，加大了電極的電阻。即 EXNBV S （式 ） 上式中 :B 為磁感應(yīng)強(qiáng)度 (T)； D 為切割磁力線的導(dǎo)體液體的長(zhǎng)度 (為管道內(nèi)徑 )(m)； v 為導(dǎo)電液體在管道內(nèi)的平均流速 (m/s )。電磁流量傳感器是根據(jù)法拉第原理制成的一種流量計(jì)，用來(lái)測(cè)量導(dǎo)電液體的流量。因此，適應(yīng)于各種工業(yè)測(cè)量場(chǎng)合和媒體。本系列產(chǎn)品具有獨(dú)特的技術(shù)，性能優(yōu)越，具有體積小，重量輕，安裝方便，可以在惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定等特點(diǎn)，特別適用于頻繁的沖擊壓力測(cè)量。 根據(jù)以上特點(diǎn)，在平膜片圓心處切向粘貼 R R4兩個(gè)應(yīng)變片，在 其 邊緣處沿徑向粘貼中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 11 頁(yè) R R3 兩個(gè)應(yīng)變片，然后接成如圖 的全橋電路。 應(yīng)變式壓力傳感器，主要用于測(cè)量設(shè)備的進(jìn)口和出口的氣體或液體的壓力，如動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的壓力，在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的壓力，桶和筒 的內(nèi)部壓力，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)管道壓力等。 本文 采用 yjsonic 系列的超聲波液位計(jì)，在測(cè)量過(guò)程中脈沖超聲波由傳感器（換能器）發(fā)出，反射的聲波由同一傳感器接收。 圖 超聲波液位計(jì)安裝示意圖 采用單個(gè)換能器時(shí)，發(fā)射的超聲波從液面反射回到換能器所需到的時(shí)間為： 2ht c? （式 ） 那么 2cth? （式 ） 式中： h 為換能器到液面之間的高度， c 為超聲波在介質(zhì)中的傳播速度。據(jù)的發(fā)送和接收功能的換能器，傳感器可分為單個(gè)換能器和雙個(gè)換能器。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 9 頁(yè) 泵站監(jiān)控系統(tǒng)各種參數(shù)的 檢測(cè) 泵站監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的過(guò)程中，需要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的各種參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，本文將給出這幾個(gè)參數(shù)的檢測(cè)方法 :水池液位、水泵流量、水泵壓力。第三種是 FreePort 通信即自由口通訊方式，自由即意味著通訊協(xié)議可由用戶自己編寫，這種方式比較開(kāi)放。而組態(tài)軟件是一種成熟的軟件產(chǎn)品，主要用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)，數(shù)據(jù)采集等優(yōu)點(diǎn)是功能強(qiáng)大，易于二次組態(tài)開(kāi)發(fā)，性能穩(wěn)定。 ◆ 體積小，能耗低 對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用 PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，小型PLC 的體積相當(dāng)于幾個(gè)繼電器大小，因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的確 1/21/10。 ◆ 編程方法簡(jiǎn)單 梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語(yǔ)言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語(yǔ)言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語(yǔ)言，并用來(lái)編制用戶程序。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障， PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的 1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。用戶能靈活方便的進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。 ◆ 編程、調(diào)試等 使用復(fù)雜程度不同的手持、便攜和桌面式編程器、工作站和操作屏，進(jìn)行編程、調(diào)試、監(jiān)視、試驗(yàn)和記錄，并通過(guò)打印機(jī)打印出程序文件。 通信接口或通信處理器按標(biāo)準(zhǔn)的硬件接口或?qū)Ｓ械耐ㄐ艆f(xié)議完成程序和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。 順序控制 :在前道工序完成之后，就轉(zhuǎn)入下一道工序，使一臺(tái) PLC 可作為多部步進(jìn)控制器使用。今天的 PLC 的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)可以取代的。對(duì)原件映像寄存器來(lái)說(shuō)，每一個(gè)原件（“軟繼電器”）的狀態(tài)隨著程序過(guò)程而刷新。所以，一般來(lái)說(shuō)，輸入信號(hào)的寬度要大于一個(gè)掃描周期，或者輸入信號(hào)的頻率不能太高，否則很可能造成信號(hào)的丟失。分析掃描過(guò)程時(shí)，如果忽略遠(yuǎn)程 I/O、特殊模塊、更新時(shí)鐘及其他通訊服務(wù)， 這樣 掃描過(guò)程 就 只剩下輸入采樣，程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。但是由于當(dāng)今的 CPU速度都非?？?，通過(guò)對(duì)程序的費(fèi)心思考去減小掃描周期時(shí)間中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 6 頁(yè) 不再是非常必要的了。 PLC 每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定 PLC 自身的動(dòng)作是否正常，如果 CPU、電池電壓、程序存儲(chǔ)器、 I/O 和通信等是否異?；虺鲥e(cuò)。需要對(duì)輸入信號(hào)和與其他設(shè)備之間的通信進(jìn)行處理，然后再次更新和刷新時(shí)鐘和特殊寄存器。 第一部分是加電處理。 在控制速度方面，繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械動(dòng)作控制觸點(diǎn)，工作頻率低，打開(kāi)和關(guān)閉行動(dòng)是以毫秒為單位計(jì)算。而在 PLC內(nèi)部設(shè)備的各種循環(huán)掃描過(guò)程中，邏輯的，數(shù)字的輸出結(jié)果都是按照在程序中的前后順序計(jì)算得出，因此它屬于串行工作模式。 圖 泵站監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成圖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 5 頁(yè) 3 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分 概述 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)。 泵站監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 圖 ，此系統(tǒng)采用安裝有 MCGS 的 IPC 作為上位機(jī)， PLC作為下位機(jī)。 用戶界面：提供友好的監(jiān)控界面。 此方案主要優(yōu)點(diǎn)有： 可靠性和可維護(hù)性高； 編程方便、開(kāi)發(fā)周期較短； 設(shè)計(jì)和施工周期短，調(diào)試修改方便。自動(dòng)化是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的核心目的，而智能控制是自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展的高級(jí)階段，如 果把智能控制理論 應(yīng)用在泵站監(jiān)控系統(tǒng)中，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)讓人驚喜的效果。監(jiān)控系統(tǒng)與故障診斷技術(shù)有著不可分割的關(guān)系。從技術(shù)層面和可靠性的角度考慮，采用 PLC+IPC這種控制方式 而不是常規(guī)的控制系統(tǒng)，是泵站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。而在我國(guó)，很多泵站工程一次性投資完成后，缺少后期的投資，導(dǎo)致設(shè)施落后，使部分泵站不能達(dá)到應(yīng)有的工作效率。而國(guó)內(nèi)許多泵站管理人員素質(zhì)差，專業(yè)技能低，地方保護(hù)主義嚴(yán)重，不注重管理人員的培訓(xùn)，導(dǎo)致泵站的管理水平很落后。 素 質(zhì)高 ， 分工明確 國(guó)外泵站運(yùn)行管理人員只相當(dāng)于我國(guó)的 1/10，而且泵站能夠在良好的秩序中保持長(zhǎng)期運(yùn)行。 國(guó)外 泵站 的 自動(dòng)化 程度很高 ， 對(duì) 泵站運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo) 進(jìn)行 長(zhǎng)期跟蹤，監(jiān)控和記錄，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，隨時(shí)可以解決。荷蘭 的 泵站 與 業(yè)務(wù)管理 之間 的關(guān)系比 我國(guó) 更緊密，運(yùn)營(yíng)管理設(shè)計(jì)人員 對(duì) 泵站非常熟悉，他們與泵站管理單位在設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，制造，測(cè)試，安裝，調(diào)試，運(yùn)行和維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)配合默契。 泵為立軸 4 級(jí)串聯(lián) ，高，轉(zhuǎn)子直徑 m，重 220 噸。美國(guó)擁有世界最大流量和揚(yáng)程的抽水站埃中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 2 頁(yè) 德蒙斯頓泵站。 在機(jī)械方面， 他們對(duì) 計(jì)算和測(cè)量振動(dòng) ， 監(jiān)測(cè) 泵的 性能和噪聲 方面也很有研究 。泵站運(yùn)行人員和技術(shù)人員嚴(yán)重短缺，技術(shù)人才嚴(yán)重短缺已成為一個(gè)普遍現(xiàn)象，泵站操作人員 大多 沒(méi)有正規(guī)的專業(yè)教育和足夠的專業(yè)培訓(xùn)，文化素質(zhì)不高 ,計(jì)算機(jī)水平 很有限 ，當(dāng)自動(dòng)化設(shè)備 出現(xiàn)故障 ，泵站運(yùn)行人員不能解決， 導(dǎo)致 泵 站繼續(xù) 運(yùn)行 從而很可能 演變成一個(gè)更大的問(wèn)題， 造成更加嚴(yán)重的后果。近年來(lái)興建的大型泵站中，大都設(shè)置了微機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，但一般情況下還不能實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行過(guò)程的計(jì)算機(jī)控制。泵站的自動(dòng)化運(yùn)行還能夠帶來(lái)穩(wěn)定性和安全性的提升。 PLC。 關(guān)鍵詞 :泵站監(jiān)控 。隨著城市排水現(xiàn)狀的日益嚴(yán)峻以及人力成本的日益提升 ,人們對(duì)泵站的性能和自動(dòng)化水平的要求也越來(lái)越高， PLC 及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展讓建立更加先進(jìn)的泵站監(jiān)控系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)。 PLC 應(yīng)用、下層硬件的構(gòu)成 PLC 控制程序以及下層硬件設(shè)計(jì)的構(gòu)建一個(gè)典型的監(jiān)控系統(tǒng) 院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) （①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握； ② 獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③ 研究?jī)?nèi)容的 理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤ 工作態(tài)度 及工作量；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題； ⑧ 是否同意答辯等）： 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書 評(píng)閱 教師評(píng)語(yǔ) （ ①選題的意義； ② 基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③工作量的大??；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題； ⑧ 是否同意答辯等 ）： 成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 日 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī) 答