【文章內(nèi)容簡介】 零點、滿量程補償，溫度補償；；、抗沖擊、耐疲勞、可靠性高；（有電流型、電壓型）；，安裝方便；；： 程： ～60 Mpa～120 Mpa間任意可選（,量大量程為120MPa） 出：4～20mA（二線制）、0～5VDC、0～10VDC、～（三線制） ： 177。%FS（量程60MPa以下）、177。%FS、177。%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(jié)構(gòu)圖：圖 32水壓傳感器PY206結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)電路分析及設(shè)計 系統(tǒng)電源供電系統(tǒng)的設(shè)定直接影響到控制系統(tǒng)的可靠性，因此在設(shè)定供電系統(tǒng)時應(yīng)考慮下列因素：；，應(yīng)不破壞控制器程序和數(shù)據(jù)；，要考慮供電電源的冗余；，應(yīng)不影響控制器的供電；。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(dāng)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(shè)計一．系統(tǒng)的主電路由系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容和要求可知，本設(shè)計需要用到四臺水泵，水泵的型號都為：150sfl16020x4，55kw，1450轉(zhuǎn)/分，380V，144A。在設(shè)計主電路時水泵以電動機代替，圖中的KM為接觸器線圈，F(xiàn)R為熱繼電器，主電路并設(shè)有短路過載保護。硬件設(shè)設(shè)計主電路圖如圖33所示：圖33 硬件設(shè)計主電路圖圖中的三相電接入口處有熔斷器，當(dāng)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FUFUFUFU4，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(dāng)水泵超載時可單獨切斷電源。刀開關(guān)QSQSQSQS4由人工手動控制，PLC控制電路失靈時刀開關(guān)是切斷電源的唯一方法。接觸器KMKMKMKM4是由PLC自動控制水泵的開關(guān)。FRFRFRFR4是熱繼電器，把它們穿在電機的繞組中，當(dāng)水泵過載時，熱繼電器動作，切斷電源。MMMM4代表四臺水泵。二．系統(tǒng)的控制電路：如圖34系統(tǒng)的控制電路，當(dāng)撥動開關(guān)撥到“停止”時，其整個系統(tǒng)位于停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)撥動開關(guān)撥到“自動”時，及實現(xiàn)自動工作模式；當(dāng)撥動開關(guān)撥到“手動”時，及實現(xiàn)手動工作模式；SBSBSBSB8分別手動控制1 、2 、3 、4 泵啟動；SBSBSBSB7分別手動控制1 、2 、4 泵停止；HGHGHGHG4分別是1 、2 、3 、4 泵的工作指示燈。在手動模式下：按下SB2， SB2接通→KM1接通→1水泵電機啟動；按下SB1，SB1斷開→KM1斷開→1水泵電機停止；按下SB4，SB4接通→KM2接通→2水泵電機啟動；按下SB3，SB3斷開→KM2斷開→2水泵電機停止；按下SB6，SB6接通→KM3接通→3水泵電機啟動；按下SB5，SB5斷開→KM3斷開→3水泵電機停止。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。在自動模式下，通過PLC來控制水泵工作。圖34系統(tǒng)的控制電路根據(jù)控制電路，可得到所用的元件清單，該清單如表32表所示。表32控制電路元件清單元件名作用SB1手動模式 1 泵 停止按鈕SB2手動模式 1 泵 啟動按鈕SB3手動模式 2 泵 停止按鈕SB4手動模式 2 泵 啟動按鈕SB5手動模式 3 泵 停止按鈕SB6手動模式 3 泵 啟動按鈕SB7手動模式 4 泵 停止按鈕SB8手動模式 4 泵 啟動按鈕SB9高壓報警燈啟動按鈕SB10低壓報警燈啟動按鈕HG11 泵工作模式 指示燈HG22 泵工作模式 指示燈HG33 泵工作模式 指示燈HG44 泵工作模式 指示燈FR11 電機熱電保護的熱繼電器FR22 電機熱電保護的熱繼電器FR33 電機熱電保護的熱繼電器FR44 電機熱電保護的熱繼電器HR1電源指示燈HR2高壓報警指示燈HR3低壓報警指示燈PY1壓力傳感器1（低壓）PY2壓力傳感器2（正常水壓）PY3壓力傳感器3（高壓） 可編程控制器I/O分配根據(jù)以上控制要求統(tǒng)計控制系統(tǒng)的輸入輸出信號的名稱、代碼及地址編碼如表33所示。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(guān)X003水泵4接觸器Y004自動模式開關(guān)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(guān)X012自動模式開關(guān)指示燈Y013水泵2手動開X013高壓報警燈Y014水泵2手動關(guān)X014低壓報警燈Y015水泵3手動開X015高壓報警燈開關(guān)Y016水泵3手動關(guān)X016低壓報警燈開關(guān)Y017水泵4手動開X017蜂鳴器開關(guān)Y000水泵4手動關(guān)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)。其中，X003是自鎖開關(guān)，當(dāng)X003接通時系統(tǒng)工作在手動模式，當(dāng)X003斷開時，系統(tǒng)工作在自動模式，而X003的默認狀態(tài)是斷開的。X004是當(dāng)系統(tǒng)工作在自動模式時的開關(guān)，當(dāng)X004接通時，自動工作有效，當(dāng)X004斷開時，自動工作停止。X004X008是過載保護的輸入，以開關(guān)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。X011X020是手動模式下的功能選擇，使4臺水泵可以任意設(shè)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。Y001Y004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(qū)動接觸器，為了增加系統(tǒng)的安全系數(shù)，在接觸器和PLC組成的回路中加入了熱繼電器。Y005Y013是各個水泵工作狀態(tài)指示燈口，Y011是自動模式指示燈控制口，Y012是手動模式指示燈控制口，Y013是自動模式開關(guān)狀態(tài)之燈控制接口。Y014是高壓報警指示燈，當(dāng)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(guān)掉所有水泵。Y015是低壓報警指示燈，當(dāng)四臺水泵都投入工作，但是，水壓還是低于正常值，如果這種狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生，那么，這個系統(tǒng)就要考慮增設(shè)一臺水泵以保證供水的正常。當(dāng)高壓或低壓報警燈工作時，則自動觸發(fā)蜂鳴器Y000發(fā)出報警信號。圖35供水系統(tǒng)PLC I/O接線圖 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(zhuǎn)換成0～5VDC標(biāo)準(zhǔn)電信號。采用進口高精度感應(yīng)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(jié)構(gòu)，具有良好的防潮能力及優(yōu)異的介質(zhì)兼容性。壓力傳感器PY206能將水壓信號轉(zhuǎn)換成0～5VDC標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)換，為此我們設(shè)計了如圖36所示的信號轉(zhuǎn)換電路。圖36壓力傳感器信號轉(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。通過電阻橋式電路分壓，設(shè)定了高水壓和低水壓的參考電壓，由于水壓傳感器PY206的輸出信號是0～5VDC標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)換成低中高三檔信號送給PLC。 報警電路設(shè)計確定供水系統(tǒng)總體設(shè)計方案的基本依據(jù)是設(shè)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(jié)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(shù)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。連續(xù)型是指一天內(nèi)很少有流量為零的時候，或本身管網(wǎng)的正常泄漏就保持有一定的流量；間歇型指一天內(nèi)有多段用水低谷時間，流量很小或為零。各種類型的水流量變化關(guān)系曲線如圖37所示。圖 37用戶用水量變化類型a)連續(xù)型(全流量變化型) b)連續(xù)型(高流量變化型)c)連續(xù)型(低流量變化型) d)間歇型根據(jù)以上分析知道：由于居民用水的集中性，當(dāng)只有1臺水泵在工作時，如果水壓傳感器還檢測到水壓過高，這時就要采取行動，不然會使水壓過高造成管道破裂，造成水資源和電能的浪費。在用水高峰期，4臺水泵都投入工作，如果水壓傳感器傳回數(shù)據(jù)仍顯示水壓低，這時，部分用戶的用水將受到影響。如果經(jīng)常出現(xiàn)低壓報警，那么，就提醒管理者增加水泵個數(shù)，以保證用水正常。圖38 報警電路電路圖如圖38所示，當(dāng)報警控制信號為1時，報警器發(fā)聲報警。這時管理者就要根據(jù)實際情況作出相應(yīng)回應(yīng)，如果是高壓報警則可以通過系統(tǒng)的手動功能，將所有水泵都關(guān)掉，或者是低壓報警，這就要根據(jù)實際情況適當(dāng)增加水泵的數(shù)量以確保用戶用水的正常。第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 軟件開發(fā)環(huán)境簡介本設(shè)計使用的編程環(huán)境為三菱公司開發(fā)的PLC編程軟件GX 。該軟件適用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語言程序設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)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。使用簡單，操作方便，是PLC編程人員比較親賴的開發(fā)環(huán)境之一。50圖41 GX 圖42 GX 一．GX Developer的特點 GX Developer能夠制作Q系列，QnA系列，A系列（包括運動控制（SCPU））,FX系列的數(shù)據(jù),能夠轉(zhuǎn)換成GPPQ,GPPA格式的文檔。,Word等作成的說明數(shù)據(jù)進行復(fù)制，粘貼，并有效利用。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(shè)計及解析 程序的模式選擇、水泵工作程序設(shè)計及解析 一．主程序的模式選擇部分程序設(shè)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(dāng)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(guān)掉即RST Y011。再調(diào)用手動處理子函數(shù)。然后復(fù)位在自動模式下開啟的T0和T1，這時為下一次進入自動模式做好準(zhǔn)備；當(dāng)X3斷開時，系統(tǒng)工作在自動模式，這時要關(guān)閉手動模式指示燈同時打開自動模式指示燈，然后調(diào)用自動模式子程序。二. 水泵工作狀態(tài)指示程序設(shè)計及解析圖46水泵工作狀態(tài)指示程序解析：每一臺水泵的工作狀態(tài)，可以通過PLC的Y00 Y00 Y007， Y010控制的指示燈上看到，這樣方便管理監(jiān)測和維護水泵。能夠?qū)崟r的看到PLC的控制結(jié)果，而不必到現(xiàn)場看水泵的工作狀態(tài)，相當(dāng)于起到了人機交互的作用，體現(xiàn)了系統(tǒng)的人性化設(shè)計理念。三. 水泵工作狀態(tài)和順序記憶程序設(shè)計及解析圖47水泵工作順序記憶程序解析：這是工作順序記憶程序，因為只有記住了哪臺水泵先工作，才能“實現(xiàn)先工作的先停止，沒工作過的先工作”。圖48水泵工作狀態(tài)記憶的復(fù)位程序這是記憶的復(fù)位，因為，記憶水泵的工作順序，如果不復(fù)位，那么，它的效果將和沒有記憶效果一樣。 程序的保護、報警選擇程序設(shè)計