【文章內(nèi)容簡介】 ，但是各個蓄水池達(dá)到滿水狀態(tài)是隨機(jī)的，若此池仍然在排隊(duì)中，則會耽誤抽水的時間，此系統(tǒng)無法面對大量的 隨機(jī)突發(fā)情況。 (2) 按先滿先抽原則抽水 設(shè)置有一個蓄水池作為備用池，平時關(guān)閉。前三個蓄水池池滿情況隨機(jī)，達(dá)到滿水狀態(tài)則開閥排水，同時為了提高抽水泵的使用效率，采取了滿水即開排水閥，無水則開進(jìn)水閥的模式，使系統(tǒng)更具有靈活應(yīng)變的能力。 綜合以上 2 種抽水方案，考慮到本系統(tǒng)的實(shí)際需求，選擇按照先滿先抽原則抽水的方案。 主流控制系統(tǒng) (1) PLC 控制系統(tǒng) (2) 繼電器控制系統(tǒng) (3) 集散控制系統(tǒng) (4) 工業(yè)微機(jī)控制系統(tǒng) PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較 （ 1）與繼電器控制系統(tǒng)的比較 傳統(tǒng)的繼電器控制只 能進(jìn)行開關(guān)量的控制，而 PLC 既可進(jìn)行開關(guān)量控制，又可進(jìn)行模擬量控制，還能與計(jì)算機(jī)聯(lián)成互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分級控制。 在 PLC 的編程語言中，梯形圖是使用最廣泛的語言。梯形圖與繼電器控制原理圖十分相似，沿用了繼電器控制電路的元件符號，僅個別地方有些不同。 PLC 與繼電器控制系統(tǒng)相比主要有以下幾點(diǎn)區(qū)別： ① 組成的器件不同。 繼電器控制線路是由許多硬件繼電器組成的，而 PLC 則是由許多 “軟繼電器 ”組成。 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)本來有很強(qiáng)的抗干擾能力，但其用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，因物理性能疲勞、塵埃的隔離型及電弧的影響，系統(tǒng)可靠性大大降低 。 [2]PLC 采用無機(jī)械出點(diǎn)的邏輯運(yùn)算微電子技術(shù)，復(fù)雜的控制由 PLC 內(nèi)部運(yùn)算器完成，故壽命長、可靠性高。 ② 觸點(diǎn)的數(shù)量不同。 繼電器的觸點(diǎn)數(shù)較少，一般只有 4—8 對；而 “軟繼電器 ”可供編程的觸點(diǎn)數(shù)有無限對。 ③ 控制方法不同。 繼電器控制系統(tǒng)是通過元件之間的硬件接線來實(shí)現(xiàn)的，控制功能就固定在線路中。PLC 控制功能是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)的，只要改變程序，功能即可改變，控制非常靈活。 ④ 工作方式不同。 在繼電器控制線路中，當(dāng)電源接通時，線路中各繼電器都處于受制約狀態(tài)。在 PLC中，各 “軟繼電器 ”都處于周期性循環(huán)掃描接通中，每 個 “軟繼電器 ”受制約接通的時間是短暫的。 （ 2）與集散控制系統(tǒng)的比較 PLC 由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，而集散控制系統(tǒng)由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而來。不論是 PLC 還是集散系統(tǒng)，在發(fā)展過程中，而這始終是相互滲透、互為補(bǔ)充的。因此， PLC 與集散控制系統(tǒng)的法杖越來越接近，很多工業(yè)生產(chǎn)地控制過程既可以用 PLC實(shí)現(xiàn)，也可以用集散系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) （ 3） 與工業(yè)微機(jī)控制系統(tǒng)的比較 工業(yè)微機(jī)在要求快速、實(shí)時性強(qiáng)、模型復(fù)雜的工業(yè)控制中占有優(yōu)勢。但是，使用工業(yè)微機(jī)的人員技術(shù)書評要求較高，一般應(yīng)具有一定得計(jì)算機(jī)專業(yè)知識。另外，工業(yè)微機(jī)在整 機(jī)結(jié)構(gòu)上尚不能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，抗干擾能力及適應(yīng)性差，這就是工業(yè)微機(jī)用在工業(yè)現(xiàn)場控制的致命弱點(diǎn)。工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的電磁輻射干擾、機(jī)械振動、溫度及濕度的變化以及超標(biāo)的粉塵，每一項(xiàng)足可以使工業(yè)微機(jī)不能正常工作。 PLC 針對工業(yè)順序控制，在工業(yè)現(xiàn)場有很高的可靠性。 PLC 在電路布局、機(jī)械結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)各方面決定了 PLC 的高抗干擾能力。電路布局方面的主要模塊都采用大規(guī)模與超大規(guī)模的繼承電路，在輸入輸出系統(tǒng)中采用完善隔離等的通道保護(hù)功能；在電路機(jī)構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵及防震等各方面都做了周密的考慮；在電路硬件方面采用了隔 離、屏蔽、濾波及接地等抗干擾技術(shù)；在軟件上采用了數(shù)次濾波及循環(huán)掃描、成批輸入、成批輸出處理技術(shù)。所有這些都使 PLC 具有非常高的抗干擾能力，從而使 PLC 絕 對不會出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。 由于 PLC 的品種、型號、規(guī)格、功能各不相同，綜合多種因素考慮，本設(shè)計(jì)選擇了德國西門子公司的一種小型可編程控制器 S7200 系列可編程控制器。 [3]SIMATIC S7200系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。 S7200 系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此 S7200系 列具有極高的性價比。 系統(tǒng)控制方案的確定 系統(tǒng)控制方案如圖 22 所示，各個池，抽水機(jī)組以及閥門的動作均由主控制器控制。抽水機(jī)組按照指令將蓄水池中的廢水抽出并排至指定的排水溝中。每臺驅(qū)動電機(jī)對控制器都有故障報(bào)警的連接。為便于對系統(tǒng)的監(jiān)控，監(jiān)控器對外不僅有聲光輸出，還能夠與遠(yuǎn)程 PC 終端進(jìn)行連接。 主 泵 1 備 用 泵主 泵 2池 1 池 2 池 3 池 4控 制 器排 水 溝電 機(jī) 2 電 機(jī) 3電 機(jī) 1驅(qū) 動 器 3驅(qū) 動 器 2驅(qū) 動 器 1閥 1 閥 2 閥 3 閥 4對電磁閥的控制輸出信號各 池 水 位 傳 感 器 對 P L C 的 反 饋 信號各 電 機(jī) 過 流 過壓 過 熱 反 饋 信號聲 光 報(bào) 警 信 號P C 接 口 數(shù) 據(jù) 線電 機(jī) 驅(qū) 動 輸 出 信 號水 泵 由 電 機(jī) 驅(qū) 動箭 頭 指 向 為水 流 流 向 圖 22 系統(tǒng)控制方案圖 4 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) PLC的選型 (1) 由表 31 可知，本系統(tǒng)所需的 I/O 接口需要 37 個點(diǎn)，其中 輸入 13 個點(diǎn)，輸出需要24 個點(diǎn)，選擇西門子 S7200 CPU226 型 PLC，具有 24 入 /16 出，可連接 7 個擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 248 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)； 13 KB 程序和數(shù)據(jù)存儲空間； 6個獨(dú)立的 30 kHz 高速計(jì)數(shù)器， 2 路獨(dú)立的 20 kHz 高速脈沖輸出，具有比例、積分、微分 (PID)控制器； 2 個 RS485 通信 編程口，具有 PPI 通信協(xié)議、 MPI 通信協(xié)議和自由方式通信能力； I/O 端子排可很容易地整體拆卸。 它是西門子 S7200 系列中功能最強(qiáng)的單元，可完全滿足一些中小型復(fù)雜控制系統(tǒng)的要求。 表 31 輸入點(diǎn) 功能 輸出點(diǎn) 功能 池 1 滿水檢測 池 1 排水閥門 池 1 無水檢測 池 1 進(jìn)水閥門 池 2 滿水檢測 池 2 排水閥門 池 2 無水檢測 池 2 進(jìn)水閥門 池 3 滿水檢測 池 3 排水閥門 池 3 無水檢測 池 3 進(jìn)水閥門 池 4 滿水檢測 池 4 排水閥門 池 4 無水檢測 池 4 進(jìn)水閥門 一號電機(jī)故障檢測 一號電機(jī) 二號電機(jī)故障 檢測 二號電機(jī) 三號電機(jī)故障檢測 三號電機(jī) 停止 池 1 滿水 啟動 池 1 無水 池 2 滿水 池 2 無水 池 3 滿水 池 3 無水 池 4 滿水 池 4 無水 一號電機(jī)工作時間指示燈 二號電機(jī)工作時間指示燈 一號電機(jī)故障報(bào)警 二號電機(jī)故障報(bào)警 三號電機(jī) 故障報(bào)警 系統(tǒng) I/O 分配表 Table Of I/O Distribution 根據(jù)實(shí)際情況判斷，需要增加擴(kuò)展模塊。 (2) S7200 系列的特點(diǎn) ① 極高的可靠性 ② 極豐富的指令集；易于掌握 ③ 便捷的操作 ④ 豐富的內(nèi)置集成功能 ⑤ 實(shí)時特性 ⑥ 強(qiáng)勁的通訊能力 ⑦ 豐富的擴(kuò)展模塊 擴(kuò)展模塊的選擇 數(shù)字量擴(kuò)展模塊為使用除了本機(jī)繼承的數(shù)字量輸入 /輸出點(diǎn)外更多的輸入 /輸出提供了途徑。用戶使用該模塊有下列優(yōu)勢： (1) 最佳適應(yīng)性 用戶可風(fēng)別對 PLC 及任何擴(kuò)展模塊的混合體進(jìn)行組態(tài)以滿足應(yīng)用的實(shí)際要求，同時節(jié)約不必要的投資費(fèi)用?？商峁? 1 32 個輸入 /輸出點(diǎn)的模塊使用 (2) 靈活性 很容易地?cái)U(kuò)展 I/O 點(diǎn)數(shù)。當(dāng)應(yīng)用范圍擴(kuò)大需要更多輸入 /輸出點(diǎn)時， PLC 可以增加 I/O 點(diǎn)數(shù) 。 根據(jù)實(shí)際情況選用 EM223 型 8 輸入 8 輸出繼電器輸出數(shù)字?jǐn)U展模塊 采用 SKYWEAL 的 LSYZ6 型側(cè)裝浮球開關(guān)（圖 31 所示） 每個蓄水池在滿水位和無水水位分別安裝一個，可分別發(fā)出脈沖。 LYZ 系列側(cè)裝型小尺寸單點(diǎn)液位開關(guān)。這種低價位的開關(guān)適合于在小容器的應(yīng)用中大量使用。工程塑料的構(gòu)造提供了與水、油和化學(xué)物質(zhì)的廣泛兼容性 [4]。 (1) 開關(guān)額定值： SPST， 20VA (2) 引線規(guī)格： AWG (3) 安裝方式：水平 (4) 開關(guān)操作 (5) 工作電壓： DC24V 按照安裝位置的不同，這些開關(guān)上的浮子隨液位的上升或下降而移動。將開關(guān)旋轉(zhuǎn) 180176。，開關(guān)的動作可以是 .(常開 )或 .(常閉 )。開關(guān)安裝表面的箭頭向上時表示 .(常開 ) 圖 31 水位開關(guān) Figure 31 Water level switch (1) 閥門的選型 產(chǎn)品名稱 : 不銹鋼法蘭電磁閥 ；產(chǎn)品型號 : ZBSF2；產(chǎn)品類別 : 電磁閥；選擇公稱直徑為： 150MM 工作電壓 AC220V (2) 用途 ZBSF 系列全不銹鋼電磁閥是工業(yè)過程自動化控制系用的執(zhí)行器。它在接受電控信號后能自動開啟或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)對管道中的液體介質(zhì)的通斷或流量調(diào)節(jié)控制。 本系列電磁閥可廣泛地應(yīng)用于紡織、印刷、化工、塑料、橡膠、制藥、食品、建材、機(jī)械、電器、表面處理等生產(chǎn)和科研部門以及浴室、食堂、 空調(diào)等人們?nèi)粘Ｉ钤O(shè)施中。ZBSFY 系列電磁閥主要用于腐蝕性液體、超凈液體和食用液體等液體介質(zhì)的控制。ZBSF 系列電磁閥主要用于腐蝕氣體、超凈氣體等氣體介質(zhì)的控制。 (3) 結(jié)構(gòu)原理 ZBS