【文章內容簡介】 的讀 取， 7 段顯示器輸出等。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。特殊用途、脈沖輸出（ 20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V24V），脈寬調制， PID 控制指令等。 壓力傳感器 的選型 壓力傳感器是供水系統(tǒng)中的主要傳感器 。 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。它有以下特點： 水壓傳感器，廠家采用進口高精度感應芯體， 先 進的貼片工藝，配套帶有零點、滿量程補償，溫度補償?shù)母呔群透叻€(wěn)定性放大集成電路，將被測量介質的壓力轉換成 0～ 5VDC 標準電信號 。 采用全不銹鋼封焊結構，具有良好的防潮能力及優(yōu)異的介質兼容性。廣泛用于工業(yè)設備、水利、化工、醫(yī)療、電力、空調、金剛石壓機、冶金、車輛制動、樓宇供水等壓力測量與控制。 產品概述及特點： A、采用進口感壓芯片； B、 先 進的貼片工藝，具有零點、滿量程補償，溫度補償； C、高精 度和高穩(wěn)定性放大集成電路； D、全封焊結構、抗沖擊、耐疲勞、可靠性高； E、輸出信號多樣化（有電流型、電壓型）； F、結構小巧，安裝方便； G、采用高溫補償最高介質溫度可達 350 度； 產品主要參數(shù)： 被測介質： 氣體、液體及蒸氣（弱腐蝕性） 壓力類型： 表壓 河南理工大學課程設 計說明書 9 量 程： ～ 60 Mpa～ 120 Mpa 間任意可選（量小量程為 ,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。 %FS（量程 60MPa 以下）、177。 %FS、177。 %FS 供 電： 24V DC（ 15～ 30VDC） 絕緣電阻： ≥ 1000 MΩ /100VDC 負載電阻 : 電流輸出型：最大 800Ω 電壓輸出型：大于 50KΩ 介質溫度： 20～ 85℃、 20～ 150℃、 20～ 200℃、 20～ 300℃（可選） 環(huán)境溫度： 20～ 85℃ 儲存溫度： 40～ 90℃ 相對濕度 ： 0～ 95% RH 密封等級： IP65/IP68 過載能力： 150%FS 響應時間：≤ 10mS 穩(wěn) 定 性：≤177。 %FS/年 振動影響：≤177。 %FS/年（機械振動頻率 20Hz～ 1000Hz） 電氣連接：緊線螺母直接出線；標準配線 3 米 壓力連接： M20 ，其它螺紋可依據(jù)客戶要求設計 連接螺紋材料： 304/316L 不銹鋼 產品結構圖： 圖 31 水壓傳感器 PY206 結構圖 河南理工大學課程設 計說明書 10 可編程控制器 I/O 分配 表 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 水泵 3 手動關 X016 水泵 4 手動開 X017 水泵 4 手動關 X020 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： 1)輸入電源電壓在一定的允許范圍內變化； 2)當輸入交 流電斷電時，應不破壞控制器程序和數(shù)據(jù)； 3)當控制系統(tǒng)不允許斷電的場合，要考慮供電電源的冗余； 4)當外部設備電源 通 斷電時，應不影響控制器的供電； 5)要考慮電源系統(tǒng)的抗干擾措施。 為實現(xiàn)以上要求，在主電路和控制電路加上了保護，包括過載保護，當主電路因某些原因出現(xiàn)故障時，比如水泵過載，這時過載保護工作，水泵停止運行既河南理工大學課程設 計說明書 11 使水泵安全，也使電源供電安全確保 PLC 的電源正常。 供水系統(tǒng)主電路分析與設計 由設計內容和要求可知，本設計需要用到四臺水泵，水泵的型號都為：150sfl16020x4， 55kw， 1450 轉 /分， 380V， 144A。在設計主電路時水泵以電動機代替，圖中的 KM 為接觸器線圈， FR 為熱繼電器，主電路并設有短路過載保護。 硬件設設計主電路圖如圖 32 所示： 圖 32 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。在每臺水泵上單獨再安裝熔斷器 FU 4，因為， 4 臺水泵的工作狀態(tài)不同主電路的電流不同，主電路上的熔斷器只能起到保護主電路的作用，所以，在每臺水泵上單獨再裝上熔斷器以保證當 水泵超載時可單獨切斷電源。刀開關 QS 4 由人工手動控制， PLC 控制電路失靈時刀開關是切斷電源的唯一方法。接觸器KM 4 是由 PLC 自動控制水泵的開關。 FR 4 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。 M 4代表四臺水泵。 河南理工大學課程設 計說明書 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 號正 常 壓 信 號高 壓 信 號K M 1K M 2K M 3K M 4水 壓 低 信 號 輸 入水 壓 正 常 信 號 輸 入水 壓 高 信 號 輸 入自 動 手 動 模 式 開 關自 動 模 式 開 關水 泵 1 過 載 保 護 輸 入水 泵 2 過 載 保 護 輸 入水 泵 3 過 載 保 護 輸 入水 泵 4 過 載 保 護 輸 入水 泵 1 手 動 啟 動水 泵 2 手 動 啟 動水 泵 3 手 動 啟 動水 泵 4 手 動 啟 動水 泵 1 手 動 關 閉水 泵 2 手 動 關 閉水 泵 3 手 動 關 閉水 泵 4 手 動 關 閉過 載 保 護 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 模 式 指 示 燈手 動 模 式 指 示 燈自 動 模 式 開 關 指 示 燈高 壓 報 警 燈低 壓 報 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 分別為不同信號輸入， COM 口為公共端，Y001Y015 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)。 其中， S3 是自鎖開關，當 S3 接通時系統(tǒng)工作在手動模式，當 S3 斷開時，系統(tǒng)工作在自動模式，而 S3 的默認狀態(tài)是斷開的。 S4 是當系統(tǒng)工作在自動模式時的開關，當 S4 接通時，自動工作有效，當 S4 斷開時，自動工作停止。 S4S8是過載保護的輸入，以開關形式代替。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。 S9S16 是手動模式下的功能選擇，使 4臺水泵可以任意設置其工作狀態(tài)， 4 臺水泵在手動控制模式下是相互獨立的，相互之間沒有影響 。 Y1Y4 是水泵的接觸器控制端，由于選用的 PLC 是繼電器輸出型，因此可以直接驅動接觸器，為了增加系統(tǒng)的安全系數(shù)，在接觸器和 PLC 組成的回路中河南理工大學課程設 計說明書 13 加入了熱繼電器。 Y5Y10 是各個水泵工作狀態(tài)指示燈口， Y11 是自動模式指示燈控制口， Y12 是手動模式指示燈控制口， Y13 是自動模式開關狀態(tài)之燈控制接口。 Y14 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。Y15 是低壓報警指示燈，當 4 水泵都投入工作，但是，水壓還是低于正常值， 如果 這種 狀態(tài)經常發(fā)生，那么，這個系統(tǒng)就要考慮增設一臺水泵以保證供水的正常。 壓力傳感器信號處理 壓力傳感器選用的是 佛山一眾傳感儀器有限公司 的 水壓傳感器 PY206。PY206 能將水壓 轉換成 0～ 5VDC 標準電信號 。 采用進口高精度感應芯體， 先 進的貼片工藝，配套帶有零點、滿量程補償，溫度補償?shù)母呔群透叻€(wěn)定性放大集成電路 。 采用全不銹鋼封焊結構，具有良好的防潮能力及優(yōu)異的介質兼容性。 壓力傳感器 PY206 能將水壓信號轉換成 0～ 5VDC 標準電信號 ，但是， PLC需要的是三個分立的信號：低水壓信號，正常水壓，高水壓信號 。因此，就必須把壓力傳感器的輸出信號進行轉換，為此我們設計了如圖 34 所示的信號轉換電路。 OUT11IN12+IN13GND4+IN25IN26OUT27VCC8U?LM39310KR120KR310KR420KR25VGNDGND5V 123U?A74LS2661 2U?A74F043 4U?B74F045 6U?C74F04Q?s8050Q?s8050Q?s80501KR?1KR?1KR?plc plc plc s0s1s2低水壓信號輸出高水壓信號輸出正常水壓信號輸出壓力傳感器信號 圖 34 壓力傳感器信號轉換電路 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。通過電阻橋式電路分壓，設定了高水壓和低水壓的參考電壓，由于水壓傳河南理工大學課程設 計說明書 14 感器 PY206 的輸出信號是 0～ 5VDC 標準電信號，因此，可以采用這種形式。傳感器信號接到電壓比較器 Lm393 的 2 腳和 5 腳，通過由 Lm393 組成的窗口比較器電路將水壓轉換成低中高三檔信號送給 PLC。 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。根據(jù)用戶的用水時段特點，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，還可進一步細分為高流量變化型，低流量變化型，全流量變化型等。不同季節(jié)、不同月份，流量變化類型也會改變。