【導(dǎo)讀】附屬設(shè)施向本單位的生活、生產(chǎn)和其他各項(xiàng)建設(shè)提供用水。隨著我國(guó)各項(xiàng)節(jié)水措。施的推進(jìn)，單位GDP用水量、人均用水量將逐漸減少。但是，由于人口的增加、在城市化進(jìn)程迅速的今天，那么大樓供水系統(tǒng)的建設(shè)就顯得尤為重要。而且隨著城市用水量不斷增加，對(duì)供水系統(tǒng)的建設(shè)提出了更高的要求。濟(jì)性、可靠性、穩(wěn)定性直接影響到大樓用戶的正常生活和工作。原理和過程、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件編程的原則和技巧。

　　

【正文】 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(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)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(jiǎn)單，操作方便，是 PLC 編程人員比較親賴的開發(fā)環(huán)境之一。 圖 41 GX 啟動(dòng)畫面 圖 42 GX 工作界面一． GX Developer 的特點(diǎn) GX Developer 能夠制作 Q 系列， QnA 系列， A 系列（包括運(yùn)動(dòng)控制（ SCPU）） ,FX 系列的數(shù)據(jù) ,能夠轉(zhuǎn)換成 GPPQ,GPPA 格式的文檔。 CPU 連接 Excel,Word 等作成的說明數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，粘貼，并有效利用。 圖 43 GX 工具欄 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) x屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成果 23 供水系統(tǒng)程序流程圖 圖 44 程序流程圖 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) x屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成果 24 供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 及解析 程序的 模式選擇、水泵工作程序設(shè)計(jì)及解析 一． 主程序的模式選擇部分程序設(shè)計(jì)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(shí)選擇手動(dòng)模式，在手動(dòng)模式下要打開手動(dòng)模式指示燈即 SET Y012，同時(shí)把自動(dòng)模式的指示燈關(guān)掉即 RST Y011。再調(diào)用手動(dòng)處理子函數(shù)。然后復(fù)位在自動(dòng)模式下開啟的 T0 和 T1，這時(shí)為下一次進(jìn)入自動(dòng)模式做好準(zhǔn)備；當(dāng) X3 斷開時(shí)，系統(tǒng)工作在自動(dòng)模式，這時(shí)要關(guān)閉手動(dòng)模式指示燈同時(shí)打開自動(dòng)模式指示燈，然后調(diào)用自動(dòng)模式子程序。 二 . 水泵工作狀態(tài)指示程序設(shè)計(jì)及解析 圖 46 水泵工作狀態(tài)指示程序 解析： 每一臺(tái)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(cè)和維護(hù)水泵。能夠?qū)崟r(shí)的看到 PLC 的控制結(jié)果，而不必到現(xiàn)場(chǎng)看水泵的工作狀態(tài)，相當(dāng)于起到了人機(jī)交互的作用，體現(xiàn)了系統(tǒng)的人性化設(shè)計(jì)理念 。 三 . 水泵工作狀態(tài)和順序記憶程序設(shè)計(jì)及解析 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) x屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成果 25 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?yàn)橹挥杏涀×四呐_(tái)水泵先工作，才能“實(shí)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?yàn)?，記憶水泵的工作順序，如果不?fù)位，那么，它的效果將和沒有記憶效果一樣。 程序的 保護(hù)、 報(bào)警選擇程序設(shè)計(jì)及解析 一 . 過載保護(hù)程序設(shè)計(jì)及解析 圖 49 過載保護(hù)程序 解析： 雖然硬件上有熱繼電器和熔斷器，但是為了系統(tǒng)的可靠性和完整性，在主程序中還是寫入了過載保護(hù)，當(dāng)過載保護(hù)檢測(cè)到時(shí)，立即停止所有水泵，以保證水泵和整個(gè)電路的安全。這樣的設(shè)計(jì)雖然會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，但是，卻提高了系統(tǒng)的可靠性。 二 . 水壓低處理初始化部分程序設(shè)計(jì)及解析 圖 410 水壓低處理初始化部分程序 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) x屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成果 26 解析： 這是水壓低處理初始化部分。當(dāng)自動(dòng)模式開啟即 X4 閉合，同時(shí) X000即水壓低輸入 I/O 口閉合，則程序進(jìn)入。首先，要打開定時(shí)器 T0 定時(shí) 30S,30S之后再增加要增加水泵，這樣的設(shè)計(jì)為的是系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果不延時(shí)，立馬開啟水泵，那么， 4 臺(tái)水泵會(huì)頻繁的開啟和停止，將嚴(yán)重影響水泵的壽命。 在進(jìn)入低壓處理部分時(shí)對(duì) T1 即高壓延時(shí)定時(shí)器復(fù)位，這是為進(jìn)入高壓處理做好準(zhǔn)備。用以實(shí)現(xiàn) 30S 延時(shí)，如果不 RST T1，有可能剛進(jìn)入高壓處理部分立馬就切斷水泵。 后邊的程序采用 MC 和 MCR 指令是為了增加程序的簡(jiǎn)潔和可讀性。 三 . 水壓高處 理初始化部分程序設(shè)計(jì)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(xì)解析。 四 . 低壓報(bào)警程序設(shè)計(jì)及解析 圖 412 低壓報(bào)警程序 解析： 低壓報(bào)警，當(dāng) 4 臺(tái)水泵都投入工作，但是，水壓還是低于正常值，將會(huì)對(duì)用戶造成很大的不便。如果這種狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生，那么，系統(tǒng)就會(huì)提醒管理人員增設(shè)水泵以保證供水的正常。 五 . 高壓報(bào)警程序設(shè)計(jì)及解析 圖 413 高壓報(bào)警程序 解析： 高壓報(bào)警，當(dāng)只有一臺(tái)水泵在工作，但是，水壓還是超過正常值，這時(shí)就要通 過報(bào)警來提醒工作人員，由工作人員決定是否手動(dòng)關(guān)掉所有水泵。因?yàn)椋?PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) x屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成果 27 如果水壓過高將會(huì)對(duì)管道造成破壞，很有可能是管道破裂，造成水資源的浪費(fèi)。 六．蜂鳴器啟動(dòng) 程序設(shè)計(jì)及解析 圖 414 蜂鳴器啟動(dòng)程序 解析：當(dāng)?shù)蛪夯蚋邏喝我粋€(gè)報(bào)警燈啟動(dòng)時(shí)，該蜂鳴器就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。 程序調(diào)試及仿真 打開軟件，選定選用的 PLC 型號(hào)。把編好的程序轉(zhuǎn)換，在工具菜單里點(diǎn)擊“梯形圖邏輯測(cè)試啟動(dòng)”，如下圖所示界面。 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(cè)試啟動(dòng)”將會(huì)出現(xiàn)以下界面 ： 圖 415 調(diào)試界面 2 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) x屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成果 28 在這之后，在菜單欄中點(diǎn)擊“在線”按鈕，在下來菜單中選擇“調(diào)試”，然后在左菜單中點(diǎn)擊“軟元件測(cè)試” 圖 416 調(diào)試界面 3 圖 417 軟元件測(cè)試界面 在軟 元件測(cè)試對(duì)話框中，把相應(yīng)的軟元件，按照可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行仿真。例如： 可在軟元件中輸入 X4，然后，單擊 “強(qiáng)制 ON”，把軟元件 X4 強(qiáng)制 ON，這時(shí)，程序進(jìn)入自動(dòng)模式。在自動(dòng)模式下，程序會(huì)檢測(cè)水壓的高低，因?yàn)椋蟆爸辽儆幸慌_(tái)水泵工作”，因此，它會(huì)立馬打開 1 臺(tái)水泵，然后繼續(xù)檢測(cè)水壓，如果，水壓仍然低，程序會(huì)延時(shí) 30S 后在增加一臺(tái)水泵，延時(shí) 30S 的作用是使系統(tǒng)更加穩(wěn)定防止出現(xiàn)，水泵頻繁開啟和關(guān)閉的情況。如果， 30S 之后，仍然檢測(cè)到低壓，程序會(huì)選擇沒有工作過的水泵優(yōu)先工作。每打開 1 臺(tái)水泵 ，程序會(huì)把這個(gè)信息寄到中間繼電器 M 中，以便以后實(shí)現(xiàn)“先工作先停止，沒工作過的優(yōu)先工作”做好準(zhǔn)備。 2..仿真自動(dòng)模式下的高水壓 當(dāng)出現(xiàn)高水壓時(shí)，程序會(huì)根據(jù)“先工作的先停止”（ 這樣有利于保護(hù)水泵，延長(zhǎng)水泵的使用壽命）原則和程序中記憶的水泵工作順序，把先工作的水泵關(guān)掉。同時(shí)更新信息，把下一個(gè)相對(duì)先工作的放到第一位，為下一次關(guān)閉“先工作的” 水泵做好準(zhǔn)備。 當(dāng)把“ X3”強(qiáng)制 ON 時(shí)，程序?qū)⑦M(jìn)入手動(dòng)模式。在這個(gè)模式下，按動(dòng)相應(yīng)按鈕，將實(shí)現(xiàn)任何一臺(tái)水泵的啟動(dòng)和停止控制。 程序調(diào)試及仿真體會(huì) 在程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試、仿真過程中，我們體會(huì)到了 PLC 程序設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題。 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) x屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成果 29 要實(shí)現(xiàn)“先工作先停止，沒工作先工作”必須要求程序具有記憶功能，要把水泵的每一步動(dòng)作都記錄下來，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)。記憶的信息必須要實(shí)時(shí)更新，要不然會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。 在寫這個(gè)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。但是，使用這個(gè)功能指令不僅沒有簡(jiǎn)化程序的復(fù)雜程度，還使程序更加復(fù)雜，經(jīng)過和指導(dǎo)老師討論，最終放棄了功能指令“ SFWR” 和“ SFRD”的使用。改為現(xiàn)在這種算法。 體會(huì)：功能指令不一定比普通指令能簡(jiǎn)化程序。 定時(shí)器在程序中是用來延時(shí)啟動(dòng)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(shí)清零定時(shí)器，水泵將會(huì)不經(jīng)過延時(shí)直接啟動(dòng)，或者水泵永遠(yuǎn)關(guān)不掉。 體會(huì)：定時(shí)器記住一定要清零 3. “ OUT”與“ SET”不同 在使水泵在不同的工作狀態(tài)中，調(diào)整不同的工作狀態(tài)，是通過 PLC 輸出口控制接觸器實(shí)現(xiàn)的，而 PLC 的輸出指令有 OUT 指令和 SET 指令，程序編寫過程中使用過 OUT 指令，但是，控制水泵的 IO 口卻是在閃爍，說明 OUT 指令只有當(dāng)條件滿足時(shí)才輸出，不滿足時(shí)立馬關(guān)閉， 所以才會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。而 SET 指令是只要條件滿足就置位。如果不使用 RST 指令，輸出是不會(huì)改變。 體會(huì)： OUT 指令適合實(shí)時(shí)的控制，比如說指示燈，在本程序中用到的 OUT 指令就是實(shí)現(xiàn)指示燈的。 SET 指令適合控制狀態(tài)控制，只要一觸發(fā)條件就動(dòng)作，只有當(dāng)執(zhí)行 RST 指令時(shí)才復(fù)位。 在實(shí)現(xiàn)記憶功能時(shí)，輸出是有先后順序的。為實(shí)現(xiàn)“先工作的先停止，沒工作的先工作”對(duì) 4 臺(tái)水泵實(shí)行編號(hào)處理，并且，水泵的工作按照固定的順序工作和停止的。如果，把對(duì) 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。如果本次的動(dòng)作觸發(fā) 了 Y1 動(dòng)作， Y1 將會(huì)影響后邊程序的執(zhí)行。因此，只有把 Y4 放到程序的第 1 位，才能實(shí)現(xiàn)，本次的狀態(tài)不影響其他輸出。 體會(huì)：邏輯問題有時(shí)跟程序?qū)懙奈恢靡灿泻艽箨P(guān)系，需要仔細(xì)推敲。 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) x屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成果 30 結(jié) 論 本 論 文針 對(duì)大樓 供水的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套基于 PLC 的 大樓物業(yè) 供水系統(tǒng) 。本系統(tǒng) 主要有壓力傳感器、 PLC、水泵機(jī)組以及低壓電器組成。 根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求，結(jié)合系統(tǒng)的使用場(chǎng)所，故本次設(shè)計(jì)采用的“ PLC+水泵機(jī)組 +壓力傳感器”的控制方式。系統(tǒng)主要的設(shè)計(jì)任務(wù)是利用控制單元控制一臺(tái)水泵或循環(huán)控制多臺(tái)水泵，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定和水泵電機(jī)的啟動(dòng) ，同時(shí)還要能對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。 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(jiǎn)單、節(jié)能效果顯著、全自動(dòng)控制、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。 本 論 文主要的 內(nèi)容 如下： ，引出本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)背景，主要思想，設(shè)計(jì)要求，從而確定了系統(tǒng)的構(gòu)成方案。 ，特點(diǎn)，工作原理，從而論證了可編程控制器在本設(shè)計(jì)中的重要地位。 ，四章則是本設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，分別從硬件，軟件來說明本供水系統(tǒng)的主體思路。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅使我鞏固了對(duì)原有知識(shí)的掌握，還拓寬了我的知識(shí)面。在提高自己的同時(shí)，我也更加清楚的認(rèn)識(shí)到自己的一些不足之處。比如：在硬件設(shè)備之間的連接， I/O 端口的分配，地址的分配這幾方面自己起初不是很了解，但經(jīng)過上網(wǎng)、去圖書館查閱資料，以及向老師、同學(xué)們的請(qǐng)教，我對(duì)這些知識(shí)有了更深入的理解。通過這一個(gè)多月的實(shí)踐和學(xué)習(xí)，我學(xué)到了很多課本中無法涉及到的知識(shí)，體會(huì)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜與困難，也感受到了親自做出成績(jī)的成功與喜悅，這些都為即將開始的新生活打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在以后的學(xué)習(xí)和生活中，我會(huì)不斷的提高、充實(shí)自己，爭(zhēng)取獲得優(yōu)秀的成績(jī)。 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) x屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成果 31 致 謝 一 個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于告一段落了，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我得到指導(dǎo)老師和同學(xué)的無私幫助。我向 曾經(jīng)給予我?guī)椭椭С值娜吮硎局孕牡母兄x！感謝我 的 指導(dǎo)老師 xxx，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我，在此謹(jǐn)向 x 老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝在一起愉快地度過畢業(yè)設(shè)計(jì)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)又一個(gè)的困難和疑惑，直至本論文的順利完成。 同時(shí)，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(xué) 到了專業(yè)知識(shí)，并從他們身上學(xué)到了 如何求知治學(xué)、如何為人處事。我 愿在未來的學(xué)習(xí)和研究過程中，以更加豐厚的成果來答謝 曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過我的所有老師、同學(xué)、和朋友，學(xué)無止境。明天，將是我 終身學(xué)習(xí)另一天的開始。 經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我一方面看到了自己的不足，認(rèn)識(shí)到自己所掌握的知識(shí)還很有限；另一方面，我也明白了學(xué)習(xí)知識(shí)與應(yīng)用知識(shí)的不同。學(xué)過的知識(shí)并不代表就會(huì)應(yīng)用到實(shí)際，實(shí)踐是檢驗(yàn)一切的關(guān)鍵，只有把學(xué)過的知識(shí)整理出來，應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中。學(xué)習(xí)的關(guān)鍵在于學(xué)以致用，學(xué)以致用才是最終目的。 這次設(shè)計(jì)加深了我對(duì)所掌握知識(shí)的進(jìn)一步理解，培養(yǎng)了我全面思考問題和應(yīng)用知識(shí) 的能力，讓我找到了收獲的快樂。相信這次設(shè)計(jì)一定能夠給我今后的工作和學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極地、深遠(yuǎn)的影響。 最后，對(duì)再次對(duì)關(guān)心、幫助我們此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的的老師和同學(xué)表示衷心地感謝，謝謝你們！ 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)