【正文】 rk 22 // 水池水位下限信號燈 LD A O = Network 23 // 水池水位上限信號處理 LD O = Network 24 // 水池水位上限信號燈 LD 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 22 頁 A O = Network 25 // 變頻器故障信號燈 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 // 報警電鈴 LD AN LD AN OLD LD AN OLD = Network 30 // 故障信號 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 23 頁 LD O = 4 監(jiān)控系統(tǒng)的上位機軟件設(shè)計 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 24 頁 對于一個具有實際運用意義的基于 PLC 的控制系統(tǒng)來講，除了硬件設(shè)計部分之外，還需要有易于用戶操作的 UI,即人機界面。手動控制時可以用按鈕 SF1 到 SF8 控制 4臺水泵的啟停。四臺水泵電動機分別為 MA1， MA2， MA3和 MA4。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 16 頁 電動機參數(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，實現(xiàn)水泵電機在軟啟動過程中的變頻控制。參照西門子 S7200 系列 PLC 產(chǎn)品說明書發(fā)現(xiàn)采用 CPU 222 的 PLC 最多只能擴展兩個模塊，無法滿足后續(xù)擴展要求，選用 CPU226 的 PLC可以滿足控制要求，但是花銷很大 ,浪費較大，故選用主機為 CPU224（ 14 入 /10 出）一臺，加上一臺擴 展模塊 EM222,再擴展一個模擬量模塊 EM235(4AI/1AO) ,這樣的配置是最經(jīng)濟的。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 14 頁 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)對泵站控制的基本要求是： ，手動只在應(yīng)急或檢修時使用； ； ； 。 泵站的系統(tǒng)設(shè)計 本系統(tǒng)采用西門子 S7200系列的 PLC 實現(xiàn)對泵站的硬件系統(tǒng)設(shè)計。另外，由于測量管路處于較強的交流磁場中，管壁產(chǎn)生渦流，因而產(chǎn)生二次磁通。 正電極被負離子包圍，負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)強度 (T)； D 為切割磁力線的導(dǎo)體液體的長度 (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，用來測量導(dǎo)電液體的流量。因此，適應(yīng)于各種工業(yè)測量場合和媒體。本系列產(chǎn)品具有獨特的技術(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)境下長期穩(wěn)定等特點，特別適用于頻繁的沖擊壓力測量。 根據(jù)以上特點，在平膜片圓心處切向粘貼 R R4兩個應(yīng)變片，在 其 邊緣處沿徑向粘貼中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 11 頁 R R3 兩個應(yīng)變片，然后接成如圖 的全橋電路。 應(yīng)變式壓力傳感器，主要用于測量設(shè)備的進口和出口的氣體或液體的壓力，如動態(tài)或靜態(tài)的壓力，在發(fā)動機內(nèi)部的壓力，桶和筒 的內(nèi)部壓力，內(nèi)燃發(fā)動機管道壓力等。 本文 采用 yjsonic 系列的超聲波液位計，在測量過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 超聲波液位計安裝示意圖 采用單個換能器時，發(fā)射的超聲波從液面反射回到換能器所需到的時間為： 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，傳感器可分為單個換能器和雙個換能器。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 9 頁 泵站監(jiān)控系統(tǒng)各種參數(shù)的 檢測 泵站監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)自動化的過程中，需要對系統(tǒng)運行的各種參數(shù)進行檢測，本文將給出這幾個參數(shù)的檢測方法 :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)場的檢測，數(shù)據(jù)采集等優(yōu)點是功能強大，易于二次組態(tài)開發(fā)，性能穩(wěn)定。 ◆ 體積小，能耗低 對于復(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間繼電器，小型PLC 的體積相當(dāng)于幾個繼電器大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的確 1/21/10。 ◆ 編程方法簡單 梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。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，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。用戶能靈活方便的進行系統(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，進行編程、調(diào)試、監(jiān)視、試驗和記錄，并通過打印機打印出程序文件。 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 PLC 可作為多部步進控制器使用。今天的 PLC 的功能遠遠不是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)可以取代的。對原件映像寄存器來說，每一個原件（“軟繼電器”）的狀態(tài)隨著程序過程而刷新。所以，一般來說，輸入信號的寬度要大于一個掃描周期，或者輸入信號的頻率不能太高，否則很可能造成信號的丟失。分析掃描過程時，如果忽略遠程 I/O、特殊模塊、更新時鐘及其他通訊服務(wù)， 這樣 掃描過程 就 只剩下輸入采樣，程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。但是由于當(dāng)今的 CPU速度都非常快，通過對程序的費心思考去減小掃描周期時間中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 6 頁 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 自身的動作是否正常，如果 CPU、電池電壓、程序存儲器、 I/O 和通信等是否異?；虺鲥e。需要對輸入信號和與其他設(shè)備之間的通信進行處理，然后再次更新和刷新時鐘和特殊寄存器。 第一部分是加電處理。 在控制速度方面，繼電器控制系統(tǒng)依靠機械動作控制觸點，工作頻率低，打開和關(guān)閉行動是以毫秒為單位計算。而在 PLC內(nèi)部設(shè)備的各種循環(huán)掃描過程中，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 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 5 頁 3 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計部分 概述 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計。 泵站監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計方案 圖 ，此系統(tǒng)采用安裝有 MCGS 的 IPC 作為上位機， PLC作為下位機。 用戶界面：提供友好的監(jiān)控界面。 此方案主要優(yōu)點有： 可靠性和可維護性高； 編程方便、開發(fā)周期較短； 設(shè)計和施工周期短，調(diào)試修改方便。自動化是設(shè)計控制系統(tǒng)的核心目的，而智能控制是自動控制系統(tǒng)發(fā)展的高級階段，如 果把智能控制理論 應(yīng)用在泵站監(jiān)控系統(tǒng)中，勢必會帶來讓人驚喜的效果。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。而在我國，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，使部分泵站不能達到應(yīng)有的工作效率。而國內(nèi)許多泵站管理人員素質(zhì)差，專業(yè)技能低，地方保護主義嚴(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 國外泵站運行管理人員只相當(dāng)于我國的 1/10，而且泵站能夠在良好的秩序中保持長期運行。 國外 泵站 的 自動化 程度很高 ， 對 泵站運行的各項指標(biāo) 進行 長期跟蹤，監(jiān)控和記錄，發(fā)現(xiàn)問題，隨時可以解決。荷蘭 的 泵站 與 業(yè)務(wù)管理 之間 的關(guān)系比 我國 更緊密，運營管理設(shè)計人員 對 泵站非常熟悉，他們與泵站管理單位在設(shè)計，生產(chǎn)，制造，測試，安裝，調(diào)試，運行和維護等各個環(huán)節(jié)配合默契。 泵為立軸 4 級串聯(lián) ，高，轉(zhuǎn)子直徑 m，重 220 噸。美國擁有世界最大流量和揚程的抽水站埃中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 第 2 頁 德蒙斯頓泵站。 在機械方面， 他們對 計算和測量振動 ， 監(jiān)測 泵的 性能和噪聲 方面也很有研究 。泵站運行人員和技術(shù)人員嚴(yán)重短缺，技術(shù)人才嚴(yán)重短缺已成為一個普遍現(xiàn)象，泵站操作人員 大多 沒有正規(guī)的專業(yè)教育和足夠的專業(yè)培訓(xùn)，文化素質(zhì)不高 ,計算機水平 很有限 ，當(dāng)自動化設(shè)備 出現(xiàn)故障 ，泵站運行人員不能解決， 導(dǎo)致 泵 站繼續(xù) 運行 從而很可能 演變成一個更大的問題， 造成更加嚴(yán)重的后果。近年來興建的大型泵站中，大都設(shè)置了微機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，但一般情況下還不能實現(xiàn)對運行過程的計算機控制。泵站的自動化運行還能夠帶來穩(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 ,人們對泵站的性能和自動化水平的要求也越來越高， PLC 及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展讓建立更加先進的泵站監(jiān)控系統(tǒng)成為現(xiàn)實。 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)計的構(gòu)建一個典型的監(jiān)控系統(tǒng) 院長簽字： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評語 （①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握； ② 獨立解決實際問題的能力；③ 研究內(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；⑤ 工作態(tài)度 及工作量；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題； ⑧ 是否同意答辯等）： 成 績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計評閱教師評閱書 評閱 教師評語 （ ①選題的意義； ② 基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；③工作量的大??；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題； ⑧ 是否同意答辯等 ）： 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計答辯及綜合成績 答