【正文】 最后，本文的研究工作是在前人研究的基礎(chǔ)上完成的，文中引用了部分作者的研究成果及結(jié)論，在此，我要向他們表示感謝和敬意。在此，向張老師表達(dá)崇高的敬意和衷心的感謝。張老師的指導(dǎo)和啟發(fā)使本人深深得益，特別是 他以其精深的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作作風(fēng)和誨人不倦的敬業(yè)精神，給了我極大的感染和鼓舞。由此可見，循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的研究是十分必要，具有一定的推廣價值。 通過對循環(huán)水泵控制系統(tǒng)設(shè)計的仿真以及實物驗證，表明其控制功能實用，所需成本較低，具有良好的可行性，適用于大多數(shù)的中小型應(yīng)用場合。最后通過 LOGO! soft fort 軟件提供的仿真功能，對所設(shè)計程序進(jìn)行 了仿真，經(jīng)過仿真分析，所設(shè)計程序能夠滿足循環(huán)水泵控制系統(tǒng)控制要求。 本文首先對循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本工作過程進(jìn)行了分析，然后根據(jù)具體的控制 要求，確定了大體的研究思路，通過對可選控制方式的對比，最終選定 LOGO！作為循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的控制核心，然后完成了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計，對循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的主電路以及控制電路以及用到的元器件型號進(jìn)行了設(shè)計與選擇，給出了控制電路連線圖、 LOGO! I/O 分配表等。 結(jié) 論 目前國內(nèi)許多正在使用的循環(huán)水泵控制系統(tǒng) 已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需求，具 有控制功能簡單，不能滿足控制要求，系統(tǒng)故障率高，維修困難，水泵使用率低，容易生銹，建立系統(tǒng)所需資金較高等缺點，嚴(yán)重影響了工業(yè)生產(chǎn)。 圖 手動啟動水泵模擬實驗圖 手動控制水泵 M1 開啟的模擬開關(guān)處于按下的狀態(tài)，此時燈泡 1 是亮著的，代表水泵 M1 在運行，符合控制要求。 圖 高水位模擬實驗圖 自動控制開關(guān)處于開啟狀態(tài)，三個模擬水位狀況信號的開關(guān)處于按下狀態(tài)，表示蓄水池處于高水位，此時兩個燈泡都是亮著的，代表兩臺水泵都在運行，符合控制要求。 經(jīng)過多次的實驗表明， LOGO!能夠良好的接受開關(guān)模擬的輸入信號，并且對不同的輸入情況有正確的相應(yīng)輸出，輸出信號能有效的控制各模擬輸出。實驗?zāi)Ｐ腿鐖D 所示。由于時間、經(jīng)費、實驗條件以及個人水平等關(guān)系，實驗只是對循環(huán)水泵系統(tǒng)進(jìn)行簡 單模擬。本章對實驗情況進(jìn)行簡單介紹。 第 6 章 循環(huán)水泵系統(tǒng)的 的實驗研究 在完成循環(huán)水泵系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計后，對控制系統(tǒng)的功能進(jìn)行了仿真驗證，仿真證明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)控制要求。 本章小結(jié) 本章主要是利用 LOGO！ soft fort 對循環(huán)水泵控制 系統(tǒng) 進(jìn)行仿真，結(jié)果表明，自動控制方式、手動控制方式以及急停功能都能得以實現(xiàn)。 圖 仿真結(jié)果圖 在處于自動控制方式下，蓄水池處于高水位， Q1 和 Q2 同時亮，代表兩臺水泵同時運行，依次按下手動啟動按鈕 I I3， Q Q2 依次亮起，代表先后直接手動啟動水泵 M1 和水泵 M2，同時自動方式不再影響兩臺水泵的運作，隨后按下急停按鈕 I4，則 Q1 與 Q2 同時滅，表示兩臺水泵都停止運行。 優(yōu)先級仿真 在如圖 的仿真界 面下 檢驗自動方式、手動方式、急停功能之間的優(yōu)先級。 圖 急停功能仿真結(jié)果圖 在處于自動控制方式下， Q1 與 Q2 同時亮，代表兩臺水泵都運行時，按下急停按鈕 I4， Q1 與 Q2 都滅，代表兩臺水泵都停止運行；在處于手動控制方式下， Q1 與 Q2同時亮，代表兩臺水泵同時運行時，按下急停按鈕 I4， Q1 與 Q2 都滅，代表兩臺水泵都停止運行。 急停功能仿真 在如圖 的仿真界面下對系統(tǒng)的急停功能進(jìn)行仿真。同時按下 I2 和 I3 則 Q1 與 Q2 同時亮，代表兩臺水泵同時運行。仿真結(jié)果如圖 ， 圖 水泵手動方式仿真結(jié)果圖 按下水泵 M1 手動按鈕 I2， Q1 亮，代表水泵 M1 開始運行。仿真結(jié)果符合自動控制方式的要求。再設(shè)定日期是 2020 年 5 月 17 日 ，是星期六， Q2 亮，代表水泵 M2 運行。按下自動控制按鈕 I1 開啟自動控制水泵方式，再按下蓄水池低水位液位信號按鈕 I5，水泵 M1 和水泵 M2 都不運行。 在如圖 的仿真界面下對水泵的自動控制功能進(jìn)行驗證。 下面分別進(jìn)行自動方式、手動方式與急停功能的仿真。 Q Q2 分別為水泵 M1 輸出與水泵 M2 輸出。 圖 仿真界面圖 圖中下方的七個藍(lán)色和二個黑色白色燈泡小方框分別代表了整個循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的七個輸入（ I I I I I I I7）和二個輸出（ Q Q2），其中 I1 為自動控制方式開啟按鈕、 I2 為手動啟動水泵 M1 按鈕， I3 為手動啟動水泵 M2 按鈕， I4 為急停按鈕。下面將利用該功能對本設(shè)計中的控制程序進(jìn)行仿真。 第 5 章 循環(huán)水泵控制系統(tǒng)仿真結(jié)果與分析 LOGO！ soft fort 不僅具有軟件編程功能，還具備了強(qiáng)大的軟件仿真功能。 圖 主程序圖 本章小結(jié) 本章在結(jié)合前幾章的分析下對控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟件設(shè)計。 主程序 綜合圖 自動控制、手動控制、急停控制功能塊圖，考慮 3 種控制功能的優(yōu)先度，急停功能為最高的優(yōu)先級，所以 I4 經(jīng)非門后直接輸入到 B011 和 B012 保證他的最高優(yōu)先度；手動控制為次一級的優(yōu)先級，所以 I2， I3 經(jīng)或門 BO1非門 B019輸入與門 B016 和與門 B017，達(dá)到鎖住自控控制的目的。 圖 急停程序圖 在本項設(shè)計中急停功能為最高優(yōu)先 級。 圖 手動控制程序圖 按下 I2 直接輸入到與門 B009 達(dá)到手動直接啟動水泵 M1 的目的，并且經(jīng)過或門B01非門 B019 輸入到與門 B016 和與門 B017 使手動方式優(yōu)先于自動方式；按下 I3直接輸入到與門 B010 達(dá)到手動直接啟動水泵 M2 的目的，并且經(jīng)過或門 B01非門B019 輸入到與門 B016 和與門 B017 使手動方式優(yōu)先于自動方式。 手動控制程序 根據(jù)前面的分析編寫出自動控制部分的程序， 手動控制水泵通過 I I3 兩個按鈕控制。當(dāng)按下 I6 按鈕，結(jié)合自動開關(guān) I1 經(jīng)過與門 B020輸入到與門 B005和與門 B006，結(jié)合周定時器 B01 B015，使系統(tǒng)在蓄水池處于中水位時，當(dāng)日期是星期 1.、 7 啟動水泵 M1 而水泵 M2 不啟動，當(dāng)日期是星期 6 啟動水泵 2 而水泵 1 不啟動。 圖 自動控制程序圖 I1 按鈕與 I I I7 按鈕分別接入與門 B00 B00 B003，為自動控制方式的開啟開關(guān)。 自動控制程序 根據(jù)前面的分析編寫出自動控制部分程序，自動控制水泵過程通過 I I I I7四 個按鈕控制。這個過程持續(xù)到關(guān)閉整個控制系統(tǒng)。否則再次判斷是否開啟手動控制方式，如果是則直接手動啟動兩臺水泵或其中之一，如果否則進(jìn)入自動控制進(jìn)行蓄水池液位信號判急 停 ？手 動 啟 動水 泵 ？自 動 控 制開 啟 ？手 動 啟 動水 泵 1手 動 啟 動水 泵 2高 水位 ？啟 動 兩 臺水 泵中 水位 ？星 期 1 ， 3 ，5 ， 7 ？啟 動 水 泵 2啟 動 水 泵 1開 始停 止 水 泵返 回低 水 位否是否是否是否是否是否是 斷，判斷是否是高水位，如果是則同時啟動兩臺水泵，如果否則判斷是否是中水位，是則判斷是否是星期 7 中的一天，如果是則啟動水泵 M1，如果否則啟動水泵 M2。 程序流程圖 根據(jù)循環(huán)水泵系統(tǒng)控制要求，繪出程序流程圖如圖 所示。 LOGO！常用的編程方法有：梯形圖（ LAD）和功能塊圖（ FBD）兩種。急停功能為最高優(yōu)先級，確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)緊急停止。 第 4 章 循環(huán)水泵系統(tǒng)軟件設(shè)計 根據(jù)循環(huán)水泵系統(tǒng)工作原理與控制要求，在第 3 章的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計。完成了對系統(tǒng)主要元器件的選型以及控制箱的設(shè)計。它的工作電壓是 AC220，輸出是開關(guān)量輸出，可直接連接到 LOGO!。 液位控制器 選型 液位控制器由控制盒和電子式水位開關(guān)搭配而成，最大的優(yōu)點是 :安全耐用、穩(wěn)定可靠、耐污耐水垢能力強(qiáng)、接線簡單、安裝非常方便， 廣泛應(yīng)用于需要水位控制的場合。 RC1A60 型熔斷器適用于額定電壓為交流 380V。由于水泵需要頻繁啟動，因此FU1 低壓 熔斷器 取熔體額定電流為 2 倍電機(jī)額定電流 [9]，計算的水泵電機(jī)額定電流大小為 15A，所以熔斷器熔體電流為 30A。該型號斷路器殼架等級額定電流為 63A，級數(shù)為3，額定電流值為 16A，符合控制要 求。 系統(tǒng)中電路正常工作電壓為 380V、電機(jī)額定電流為 15A，所以選用 DZ4763 系列高分?jǐn)嘈⌒蛿嗦菲?，該型號斷路器適用于電動機(jī)的控制系統(tǒng) [16]?？紤]到式 、式 中的額定電壓、額定電流及電器壽命、性價比等因素，再考慮到接觸器的電流小于 16A，并且線圈是接 220V 電壓，交流接觸器型號可以選 CJ20J16A。 交流接觸器選型 選擇交流接觸器時主要考慮主觸頭的額定電壓大于或等于電動機(jī)額定電壓，其主 觸頭的額定電流應(yīng)等于或大于電機(jī)的額定電流 [16]。熱繼電器的整定電流可為電動機(jī)的額定電流的 ～ 倍 [9]。根據(jù)控制要求，本系統(tǒng)需要 7 個數(shù)字量輸入與 2個數(shù)字量輸出，而 LOGO!230RC 型號擁有 8 個數(shù)字輸入信號， 4 個數(shù)字輸出信號、供給電壓為 115240V AC/DC， 其輸出承載電流高 達(dá) 10A， 滿足設(shè)計要求 ，所以 在本設(shè)計中選擇 LOGO!控制器型號為 LOGO!230RC[15]。 電動機(jī)選型 電動機(jī)選型主要是根據(jù)循環(huán)水泵所需功率的大小進(jìn)行選擇，本次設(shè)計主要是實現(xiàn)循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的相關(guān)功能，采用一般的水泵即可，根據(jù)調(diào)研與查閱相關(guān)資料，我們將循環(huán)水泵的功率選擇在 ，由于采用三相四線制供電，電機(jī)的額定電壓選用380V，經(jīng)過分析論證，選用電機(jī)型號為 Y132S22 三相電機(jī)異步電動機(jī)，參數(shù)為額定電壓 380V，功率為 ，額定電流為 15A[14]。 設(shè)備選型 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，首先對電動機(jī)與 LOGO!進(jìn)行選型，然后依據(jù)水泵電動機(jī)的額定電壓、電流等參數(shù)對其它系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行選型。液位控制器應(yīng)安裝于控制箱外圍。 控制箱設(shè)計