【導讀】附屬設施向本單位的生活、生產(chǎn)和其他各項建設提供用水。隨著我國各項節(jié)水措。施的推進，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、在城市化進程迅速的今天，那么大樓供水系統(tǒng)的建設就顯得尤為重要。而且隨著城市用水量不斷增加，對供水系統(tǒng)的建設提出了更高的要求。濟性、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)設計、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。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。 圖 41 GX 啟動畫面 圖 42 GX 工作界面一． 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)進行復制，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)設計 x屆畢業(yè)生畢業(yè)設計成果 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)設計 x屆畢業(yè)生畢業(yè)設計成果 24 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。再調(diào)用手動處理子函數(shù)。然后復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備；當 X3 斷開時，系統(tǒng)工作在自動模式，這時要關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。能夠實時的看到 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 。 三 . 水泵工作狀態(tài)和順序記憶程序設計及解析 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設計 x屆畢業(yè)生畢業(yè)設計成果 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)記憶的復位程序 這是記憶的復位，因為，記憶水泵的工作順序，如果不復位，那么，它的效果將和沒有記憶效果一樣。 程序的 保護、 報警選擇程序設計及解析 一 . 過載保護程序設計及解析 圖 49 過載保護程序 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，當過載保護檢測到時，立即停止所有水泵，以保證水泵和整個電路的安全。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。 二 . 水壓低處理初始化部分程序設計及解析 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)設計 x屆畢業(yè)生畢業(yè)設計成果 26 解析： 這是水壓低處理初始化部分。當自動模式開啟即 X4 閉合，同時 X000即水壓低輸入 I/O 口閉合，則程序進入。首先，要打開定時器 T0 定時 30S,30S之后再增加要增加水泵，這樣的設計為的是系統(tǒng)的穩(wěn)定性。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。 在進入低壓處理部分時對 T1 即高壓延時定時器復位，這是為進入高壓處理做好準備。用以實現(xiàn) 30S 延時，如果不 RST T1，有可能剛進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潔和可讀性。 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。 四 . 低壓報警程序設計及解析 圖 412 低壓報警程序 解析： 低壓報警，當 4 臺水泵都投入工作，但是，水壓還是低于正常值，將會對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)就會提醒管理人員增設水泵以保證供水的正常。 五 . 高壓報警程序設計及解析 圖 413 高壓報警程序 解析： 高壓報警，當只有一臺水泵在工作，但是，水壓還是超過正常值，這時就要通 過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。因為，基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設計 x屆畢業(yè)生畢業(yè)設計成果 27 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。 六．蜂鳴器啟動 程序設計及解析 圖 414 蜂鳴器啟動程序 解析：當?shù)蛪夯蚋邏喝我粋€報警燈啟動時，該蜂鳴器就會自動啟動。 程序調(diào)試及仿真 打開軟件，選定選用的 PLC 型號。把編好的程序轉換，在工具菜單里點擊“梯形圖邏輯測試啟動”，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“梯形圖邏輯測試啟動”將會出現(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)設計 x屆畢業(yè)生畢業(yè)設計成果 28 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。例如： 可在軟元件中輸入 X4，然后，單擊 “強制 ON”，把軟元件 X4 強制 ON，這時，程序進入自動模式。在自動模式下，程序會檢測水壓的高低，因為，要求“至少有一臺水泵工作”，因此，它會立馬打開 1 臺水泵，然后繼續(xù)檢測水壓，如果，水壓仍然低，程序會延時 30S 后在增加一臺水泵，延時 30S 的作用是使系統(tǒng)更加穩(wěn)定防止出現(xiàn)，水泵頻繁開啟和關閉的情況。如果， 30S 之后，仍然檢測到低壓，程序會選擇沒有工作過的水泵優(yōu)先工作。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。 2..仿真自動模式下的高水壓 當出現(xiàn)高水壓時，程序會根據(jù)“先工作的先停止”（ 這樣有利于保護水泵，延長水泵的使用壽命）原則和程序中記憶的水泵工作順序，把先工作的水泵關掉。同時更新信息，把下一個相對先工作的放到第一位，為下一次關閉“先工作的” 水泵做好準備。 當把“ X3”強制 ON 時，程序將進入手動模式。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。 程序調(diào)試及仿真體會 在程序的設計和調(diào)試、仿真過程中，我們體會到了 PLC 程序設計中應該注意的問題。 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設計 x屆畢業(yè)生畢業(yè)設計成果 29 要實現(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作都記錄下來，只有這樣才能實現(xiàn)。記憶的信息必須要實時更新，要不然會出現(xiàn)錯誤。 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。但是，使用這個功能指令不僅沒有簡化程序的復雜程度，還使程序更加復雜，經(jīng)過和指導老師討論，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：功能指令不一定比普通指令能簡化程序。 定時器在程序中是用來延時啟動和停止水泵的，如果不在模式轉換和水壓狀態(tài)轉變時清零定時器，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：定時器記住一定要清零 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 指令只有當條件滿足時才輸出，不滿足時立馬關閉， 所以才會出現(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，輸出是不會改變。 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。 SET 指令適合控制狀態(tài)控制，只要一觸發(fā)條件就動作，只有當執(zhí)行 RST 指令時才復位。 在實現(xiàn)記憶功能時，輸出是有先后順序的。為實現(xiàn)“先工作的先停止，沒工作的先工作”對 4 臺水泵實行編號處理，并且，水泵的工作按照固定的順序工作和停止的。如果，把對 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。如果本次的動作觸發(fā) 了 Y1 動作， Y1 將會影響后邊程序的執(zhí)行。因此，只有把 Y4 放到程序的第 1 位，才能實現(xiàn)，本次的狀態(tài)不影響其他輸出。 體會：邏輯問題有時跟程序寫的位置也有很大關系，需要仔細推敲。 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設計 x屆畢業(yè)生畢業(yè)設計成果 30 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) 。本系統(tǒng) 主要有壓力傳感器、 PLC、水泵機組以及低壓電器組成。 根據(jù)系統(tǒng)的設計任務要求，結合系統(tǒng)的使用場所，故本次設計采用的“ PLC+水泵機組 +壓力傳感器”的控制方式。系統(tǒng)主要的設計任務是利用控制單元控制一臺水泵或循環(huán)控制多臺水泵，實現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定和水泵電機的啟動 ，同時還要能對運行數(shù)據(jù)進行傳輸。 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、施工簡單、節(jié)能效果顯著、全自動控制、無二次污染等優(yōu)點。 本 論 文主要的 內(nèi)容 如下： ，引出本設計的設計背景，主要思想，設計要求，從而確定了系統(tǒng)的構成方案。 ，特點，工作原理，從而論證了可編程控制器在本設計中的重要地位。 ，四章則是本設計的核心內(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。在提高自己的同時，我也更加清楚的認識到自己的一些不足之處。比如：在硬件設備之間的連接， 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、同學們的請教，我對這些知識有了更深入的理解。通過這一個多月的實踐和學習，我學到了很多課本中無法涉及到的知識，體會到了系統(tǒng)設計的復雜與困難，也感受到了親自做出成績的成功與喜悅，這些都為即將開始的新生活打下了堅實的基礎。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。 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設計 x屆畢業(yè)生畢業(yè)設計成果 31 致 謝 一 個多月的畢業(yè)設計終于告一段落了，在此次畢業(yè)設計過程中，我得到指導老師和同學的無私幫助。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 指導老師 xxx，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我，在此謹向 x 老師致以誠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)設計論文小組的同學們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個又一個的困難和疑惑，直至本論文的順利完成。 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。我 愿在未來的學習和研究過程中，以更加豐厚的成果來答謝 曾經(jīng)關心、幫助和支持過我的所有老師、同學、和朋友，學無止境。明天，將是我 終身學習另一天的開始。 經(jīng)過這次設計，我一方面看到了自己的不足，認識到自己所掌握的知識還很有限；另一方面，我也明白了學習知識與應用知識的不同。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。學習的關鍵在于學以致用，學以致用才是最終目的。 這次設計加深了我對所掌握知識的進一步理解，培養(yǎng)了我全面思考問題和應用知識 的能力，讓我找到了收獲的快樂。相信這次設計一定能夠給我今后的工作和學習產(chǎn)生積極地、深遠的影響。 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！ 基于 PLC控制的大樓物業(yè)供水系統(tǒng)設計