【正文】 ，可以實現(xiàn)順序控制、邏輯控制、位置控制和過程控制等。 可編程控制器的工作原理 PLC的等效工作電路PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，但在應用時，可不必用計算機的概念去做深入的了解，只需將它看成是由普通的繼電器、定時器、計數(shù)器、移位器等組成的裝置，從而把PLC等效成輸入、輸出和內(nèi)部控制電路三部分，如下圖22所示：圖22 PLC的等效工作電路這部分的作用是運算和處理由輸入部分得到的信息，并判斷應產(chǎn)生哪些輸出。在PLC內(nèi)部還設有定時器、計數(shù)器、移位器、保持器、內(nèi)部輔助繼電器等，繼電器控制系統(tǒng)沒有的器件，它們的線圈及動合、動斷觸點只能在PLC內(nèi)部控制電路中使用，而不能與外部電路相連。每個輸入繼電器可以有無窮多個內(nèi)部觸點(動合、動斷形式均可)，供設計PLC的內(nèi)部控制電路(即編制PLC控制程序)時使用。 PLC的工作過程PLC一般采用循環(huán)掃描方式工作。這部分時間是固定的，對P型機來說。CPU對各個輸入端進行掃描，并將輸入端的狀態(tài)送到輸入狀態(tài)寄存器中；同時，把輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)通過輸出部件轉(zhuǎn)換成外部設備能接受的電壓或電流信號，以驅(qū)動被控設備。從系統(tǒng)構成圖，我們可以看供水系統(tǒng)由執(zhí)行機構、信號檢測、控制系統(tǒng)、人機界面、以及報警裝置等部分組成。該信號為開關量信號。:它是由一組接觸器、保護繼電器、轉(zhuǎn)換開關等電氣元件組成。由于本系統(tǒng)能適用于不同的供水領域，所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運行，防止因電機過載、電網(wǎng)過大波動、供水水源中斷、出水超壓、泵站內(nèi)溢水等等造成的故障，因此系統(tǒng)必須要對各種報警量進行監(jiān)測，由PLC判斷報警類別，進行顯示和保護動作控制，以免造成不必要的損失。在供水系統(tǒng)的設計中，我們選擇三菱FX1N40MR001型PLC。2. 三菱FX1N40MR001 PLC特點三菱FX1N40MR001 PLC擁有相當快的速度， FX是從16路到256路輸入/輸出的多種應用的選擇方案； FX1N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當于FX系列中高檔次的超小形程序裝置?？筛鶕?jù)電源及輸出形式，自由選擇。數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運算、平方根、浮點小數(shù)運算等。本論文以某大樓的實際生活用水的數(shù)據(jù)進行選型，該大樓用水具體要求為：，流量范圍600m2／h，揚程60米左右，；；供水壓力要求恒定，尤其在換泵時波動要小；，為方便檢修和應急，應具備手動功能。PLC自動控制水泵的工作情況的信息全部來自壓力傳感器，它必須要有很高的可靠性，如果壓力傳感器出錯，將會帶來災難性的事故，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鍵。根據(jù)供水系統(tǒng)的具體的要求，我們選擇佛山一眾傳感儀器有限公司的水壓傳感器PY206。%FS 電： 24V DC（15～30VDC）： ≥1000 MΩ/100VDC： 20～85℃、20～150℃、20～200℃、20～300℃（可選）：IP65/IP68： 150%FS：≤10mS 產(chǎn)品結構圖：圖 32水壓傳感器PY206結構圖 系統(tǒng)電路分析及設計 系統(tǒng)電源供電系統(tǒng)的設定直接影響到控制系統(tǒng)的可靠性，因此在設定供電系統(tǒng)時應考慮下列因素：；，應不破壞控制器程序和數(shù)據(jù)；，要考慮供電電源的冗余；，應不影響控制器的供電；。硬件設設計主電路圖如圖33所示：圖33 硬件設計主電路圖圖中的三相電接入口處有熔斷器，當水泵因故障或其他原因過載時，主電路上的電流超過正常值時熔斷器自動熔斷，起到保護水泵和主電路的作用。FRFRFRFR4是熱繼電器，把它們穿在電機的繞組中，當水泵過載時，熱繼電器動作，切斷電源。按下SB8，SB8接通→KM4接通→4水泵電機啟動；按下SB7，SB7斷開→KM4斷開→4水泵電機停止。表3－3控制器I/O口分配表輸入元件地址編碼輸出元件地址編碼低水壓輸入X000水泵1接觸器Y001正常水壓輸入X001水泵2接觸器Y002高水壓輸入X002水泵3接觸器Y003模式選擇開關X003水泵4接觸器Y004自動模式開關X004水泵1工作指示燈Y005水泵1過載X005水泵2工作指示燈Y006水泵2過載X006水泵3工作指示燈Y007水泵3過載X007水泵4工作指示燈Y010水泵4過載X010自動模式指示燈Y011水泵1手動開X011手動模式指示燈Y012水泵1手動關X012自動模式開關指示燈Y013水泵2手動開X013高壓報警燈Y014水泵2手動關X014低壓報警燈Y015水泵3手動開X015高壓報警燈開關Y016水泵3手動關X016低壓報警燈開關Y017水泵4手動開X017蜂鳴器開關Y000水泵4手動關X020 PLC I/O接線圖如圖35所示，按鍵X000X020分別為不同信號輸入，COM口為公共端，Y000Y017分別為不同控制信號輸出端，輸出控制信號控制執(zhí)行電路的工作狀態(tài)。過載保護，除了有硬件上的保護還有PLC程序中的保護，以確保系統(tǒng)的可靠性。Y014是高壓報警指示燈，當只有一臺水泵在工作，但是，水壓還是超過正常值，這時就要報警來提醒工作人員，由工作人員決定是否手動關掉所有水泵。PY206能將水壓轉(zhuǎn)換成0～5VDC標準電信號。因此，就必須把壓力傳感器的輸出信號進行轉(zhuǎn)換，為此我們設計了如圖36所示的信號轉(zhuǎn)換電路。 報警電路設計確定供水系統(tǒng)總體設計方案的基本依據(jù)是設計供水能力能滿足系統(tǒng)最不利點的用水需求，同時還需要結合用戶用水量變化類型，考慮方案適用性、節(jié)能性及其它技術要求。各種類型的水流量變化關系曲線如圖37所示。圖38 報警電路電路圖如圖38所示，當報警控制信號為1時，報警器發(fā)聲報警。支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語言程序設計，網(wǎng)絡參數(shù)設定，可進行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能。圖43 GX 供水系統(tǒng)程序流程圖圖44 程序流程圖 供水系統(tǒng)程序設計及解析 程序的模式選擇、水泵工作程序設計及解析 一．主程序的模式選擇部分程序設計及解析圖45 主程序的模式選擇部分程序解析：這是主程序的模式選擇部分，當X3接通時選擇手動模式，在手動模式下要打開手動模式指示燈即SET Y012，同時把自動模式的指示燈關掉即RST Y011。能夠?qū)崟r的看到PLC的控制結果，而不必到現(xiàn)場看水泵的工作狀態(tài)，相當于起到了人機交互的作用，體現(xiàn)了系統(tǒng)的人性化設計理念。這樣的設計雖然會增加系統(tǒng)的復雜性，但是，卻提高了系統(tǒng)的可靠性。如果不延時，立馬開啟水泵，那么，4臺水泵會頻繁的開啟和停止，將嚴重影響水泵的壽命。三. 水壓高處理初始化部分程序設計及解析圖411水壓高處理初始化部分程序解析：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，這里不再詳細解析。因為，如果水壓過高將會對管道造成破壞，很有可能是管道破裂，造成水資源的浪費。圖 414 調(diào)試界面1出現(xiàn)上述界面以后，單擊過“梯形圖邏輯測試啟動”將會出現(xiàn)以下界面：圖 415 調(diào)試界面2在這之后，在菜單欄中點擊“在線”按鈕，在下來菜單中選擇“調(diào)試”，然后在左菜單中點擊“軟元件測試”圖 416 調(diào)試界面 3圖 417 軟元件測試界面在軟元件測試對話框中，把相應的軟元件，按照可能出現(xiàn)的情況進行仿真。每打開1臺水泵，程序會把這個信息寄到中間繼電器M中，以便以后實現(xiàn)“先工作先停止，沒工作過的優(yōu)先工作”做好準備。在這個模式下，按動相應按鈕，將實現(xiàn)任何一臺水泵的啟動和停止控制。在寫這個程序之前，考慮過使用先入先出指令“SFWR”先入先出寫指令和“SFRD”先入先出讀指令。定時器在程序中是用來延時啟動和停止水泵的，如果不在模式轉(zhuǎn)換和水壓狀態(tài)轉(zhuǎn)變時清零定時器，水泵將會不經(jīng)過延時直接啟動，或者水泵永遠關不掉。體會：OUT指令適合實時的控制，比如說指示燈，在本程序中用到的OUT指令就是實現(xiàn)指示燈的。如果，把對Y1的控制放在第1位，而后邊的程序以Y1的狀態(tài)為參考的。結論本論文針對大樓供水的特點，設計開發(fā)了一套基于PLC的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅有效地保證了供水系統(tǒng)管網(wǎng)壓力恒定，而且具有工作可靠、施工簡單、節(jié)能效果顯著、全自動控制、無二次污染等優(yōu)點。通過本次畢業(yè)設計，不僅使我鞏固了對原有知識的掌握，還拓寬了我的知識面。在以后的學習和生活中，我會不斷的提高、充實自己，爭取獲得優(yōu)秀的成績。同時，我還要感謝xxx的各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學到了專業(yè)知識，并從他們身上學到了如何求知治學、如何為人處事。學過的知識并不代表就會應用到實際，實踐是檢驗一切的關鍵，只有把學過的知識整理出來，應用到實際當中。最后，對再次對關心、幫助我們此次畢業(yè)設計的的老師和同學表示衷心地感謝，謝謝你們！參考文獻劉美俊等編.《PLC控制系統(tǒng)可靠性的軟件設計方法[M] 》.上海:上?？茖W技術出版社,2001；錢銳主編.《PLC應用技術》.北京：科學出版社，2006；李埠，趙英寶，劉朝英編. PLC 在恒壓供水系統(tǒng)中的應用[A] .中國自動化學會全國第九屆自動化新技術學術交流會論文集[C]， 2004；馬志溪主編.《電氣工程設計 [M] 》．北京: 機械工業(yè)出版社，2002；梁小布主編.《可編程控制器》.北京：中國水利水電出版社，2006；汪曉平主編.《PLC可編程控制器系統(tǒng)開發(fā)實例導航》.北京：人民郵電出版社,2004；陳立定，吳玉香，蘇開才編.《電氣控制與可編程控制器 》.廣州：華南理工大學出版社，2001；周萬珍主編.《PLC分析與設計應用》.電子工業(yè)出版社，2006；徐德等編.《可編程控制器（PLC）應用技術》.第二版 濟南：山東科技出版社，2001；賀哲榮,石帥軍編.《流行PLC實用程序及設計（三菱FX2系列）》. 西安：西安電子科技大學出版社，；1夏路易,石宗義編.《電路原理圖與電路板設計教程》.北京：北京希望電子出版社，2002；1黃凈主編.《電氣控制與可編程序控制器》.北京：機械工業(yè)出版社，2004；1弭洪濤主編.《PLC應用技術要點與題解》.北京：中國電力出版社,2006；1宋序彤編．我國城市供水發(fā)展有關問題分析，(2)；1《、FX1N、FX2N、FX2NC編程手冊》.2005；1中華人民共和國國家技術監(jiān)督局. GB3100～3102．中華人民共和國國家標準——量與單位. 中國標準出版社, 19941101．附錄一 系統(tǒng)元件明細表序號元件名稱數(shù)量貨品型號規(guī)格元件參數(shù)1可編程控制器（PLC）1臺FX1N 40MR001型I／O點數(shù)：24／16基本指令：27條功能指令：298條基本指令執(zhí)行時間：用戶程序步驟：8K通信功能：強輸出形式：繼電型輸出能力：2A／點2水泵機組4臺150sfl16020x4流量m2/h：160揚程m：80效率%：73轉(zhuǎn)速r/min：1450電機功率kw：55余量m：進出口徑mm：1503壓力傳感器3個水壓傳感器PY206量程： ～60 Mpa～120 Mpa間任意可選（,量大量程為120MPa）輸出：4～20mA（二線制）、0～5VDC、0～10VDC、～（三線制）綜合精度： 177。5按鈕10個施耐德XB2B直徑為22MM在一個基座上最多只可以裝6個觸點。C螺釘緊固接線方式完整的產(chǎn)品系列模塊化的產(chǎn)品設計方便客戶定制安裝使用7熔斷器4個CHINT/正泰RTO400A額定工作電壓交流（50HZ）：380V額定電流：1000A額定分斷能力：至50KA8閘刀開關4個利民hk1極數(shù)：1P+N額定頻率：50（Hz）額定絕緣電壓：22038/0（V）操作方式：手動操作9接觸器