【正文】 早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。主要包括系統(tǒng)監(jiān)控界面設(shè)計,以及控制界面的后臺程序設(shè)計。利用松下公司提供的專門軟件FPWIN GR編制梯形圖，實現(xiàn)供水過程的自動控制。根據(jù)系統(tǒng)工藝和控制要求，設(shè)計一個以PLC為核心的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)由電氣元件、PLC、傳感器、現(xiàn)場機(jī)構(gòu)及監(jiān)控儀器組成。根據(jù)系統(tǒng)概況和系統(tǒng)控制要求，對系統(tǒng)進(jìn)行總體方案設(shè)計，進(jìn)而確定系統(tǒng)的組成。 本課題研究的內(nèi)容本論文主要介紹以可編程控制器PLC為核心，提出具體實現(xiàn)小區(qū)供水自動化的基本思路和方法。在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上，盡可能的使結(jié)構(gòu)簡練，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用元配件，以降低成本，同時提高可靠性。 設(shè)計原則水廠工業(yè)自動化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢是管理控制的一體化，而現(xiàn)場總線技術(shù)的飛速發(fā)展為管理控制一體化鋪平道路。原深圳華為(現(xiàn)己更名為艾默生)電氣公司和成都希望集團(tuán)(森蘭變頻器)也推出了廈壓供水專用變頻器(、22kw)，無需外接PLC和PID調(diào)節(jié)器，可完成最多4臺水泵的循環(huán)切換、定時起、停和定時循環(huán)。目前國內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國外的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺水泵的循環(huán)控制，有的采用可編程控制器(PLC)及相應(yīng)的軟件予以實現(xiàn)：有的采用單片機(jī)及相應(yīng)的軟件予以實現(xiàn)。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動化程度高等方面的優(yōu)點以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可后，國外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器，像日本Samco公司，就推出了恒壓供水基板，備有“變頻泵固定方式、“變頻泵循環(huán)方式一兩種模式，它將PID調(diào)節(jié)器和PLC可編程控制器等硬件集成在變頻器控制基板上，通過設(shè)置指令代碼實現(xiàn)PLC和PID等電控系統(tǒng)的功能，只要搭載配套的恒壓供水單元，便可直接控制多個內(nèi)置的電磁接觸器工作，可構(gòu)成最多7臺電機(jī)(泵)的供水系統(tǒng)。應(yīng)用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，變頻器僅作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為了滿足供水量大小需求不同時，保證管網(wǎng)壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器，對壓力進(jìn)行閉環(huán)控制。在這基礎(chǔ)上，對水廠自動化又提出了新要求:即廠內(nèi)僅配備少量管理、維修人員，生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動化，由中央控控制室的工業(yè)計算機(jī)實現(xiàn)監(jiān)控和管理的控制系統(tǒng)，也稱無人值守控制系統(tǒng)。取消了各分站內(nèi)的監(jiān)控計算機(jī)，各分站的控制區(qū)域由以功能劃分改為以距離劃分，在中控室內(nèi)監(jiān)視水廠運行的全過程，應(yīng)由分站1控制的遠(yuǎn)方設(shè)備工況或采集的檢測儀表參數(shù)可送入附近的分站2通過網(wǎng)絡(luò)可靠、及時地傳輸保證系統(tǒng)的正常、協(xié)調(diào)運行。開始建立的系統(tǒng)，各分站以功能劃分，站內(nèi)設(shè)有監(jiān)控計算機(jī)，這是針對當(dāng)時PLC的通訊能力不夠強(qiáng)大，控制系統(tǒng)可靠性不高所采用的措施，即一旦其它分站出現(xiàn)故障或網(wǎng)絡(luò)中斷后，未出故障的分站還可以在局部區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)自動控制。PLC具有可靠性高、編程簡單、使用方使、以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)的特點。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和趨勢自來水生產(chǎn)過程自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài):水廠自動化控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復(fù)雜的過程。依靠現(xiàn)代化技術(shù)手段對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制和管理，提高設(shè)備運行效率和可靠性，節(jié)省寶貴的水、電資源，是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。這種情況造成用水高峰期時水位達(dá)不到要求,供水壓力不足，用水低峰期時供水水位超標(biāo),壓力過高，不僅十分浪費能源而且存在事故隱患（例如壓力過高容易造成爆管事故）。在用水量高峰期時供水量普遍不足，造成城市公用管網(wǎng)水壓浮動較大。 Automatic control 目錄摘 要 IAbstract II第1章 緒論 1 本課題的研究背景及意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和趨勢 1 設(shè)計原則 3 本課題研究的內(nèi)容 4第2章 PLC的概述 5 PLC的定義 5 PLC的構(gòu)成 5 CPU的構(gòu)成 6 I/O模塊 6 電源模塊 7 底板或機(jī)架 7 PLC的通信聯(lián)網(wǎng) 7 PLC的基本工作 8 PLC的特點及應(yīng)用 10第3章 基于PLC的給水控制系統(tǒng)的總體設(shè)計 12 基于PLC的給水控制系統(tǒng)概況 12 基于PLC的給水控制系統(tǒng)要求、組成及功能 12 基于PLC給水控制系統(tǒng)控制要求 13 基于PLC的給水控制系統(tǒng)控制組成 13 基于PLC給水控制系統(tǒng)設(shè)計 14 基于PLC的給水控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟 14 基于PLC的給水控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 15 基于PLC的給水控制系統(tǒng)的工藝流程圖 16第4章 基于PLC的供水控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 17 基于PLC的供水控制系統(tǒng)PLC機(jī)型選擇 17 基于PLC的給水控制系統(tǒng)PLC容量選擇 18 基于PLC的給水控制系統(tǒng)I/O模塊的選擇 18 確定I/O點數(shù) 19 開關(guān)量I/O接口 19 模擬量I/O接口 20 基于PLC的給水控制系統(tǒng)電源模塊的選擇 20 基于PLC的給水控制系統(tǒng)的信號的傳輸關(guān)系 21 基于PLC的給水控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)分布 22 基于PLC的給水控制系統(tǒng)的元器件 24 松下FP0T32CT PLC 24 其他元器件 25 PLC的I/O地址分配 26 主要元器件簡介 28 基于PLC的給水控制系統(tǒng)電路設(shè)計 31第5章 基于PLC的給水控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 32 PLC程序設(shè)計的常用方法 32 經(jīng)驗設(shè)計法 32 邏輯設(shè)計法 32 時序圖設(shè)計法 33 順序控制設(shè)計法 33 PLC軟件設(shè)計概述 35 基于PLC的給水控制系統(tǒng)控制流程 35結(jié) 論 36致 謝 37參考文獻(xiàn) 38附錄1 39附錄2 43附錄3 4754哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第1章 緒論 本課題的研究背景及意義近年來我國中小城市發(fā)展迅速，集中用水量急劇增加。關(guān)鍵詞 PLC；供水系統(tǒng)；自動控制Abstract In this paper a district water supply system transformation as the background, according to the characteristics of the water supply system and actual situation, at the request of the panasonic FP0T32CT as the main controller, configuration software as a platform to the village KingView monitoring of the original relay update logic control system design, the panasonic pany FPWIN GR software to PLC for programming and debugging. The system can for the water supply system pressure, the liquid level and process parameters of online inspection, realize the automatic control process of water supply, meet residents use the need of water. This research include: tap water control system based on PLC of the overall program design, PLC control system principle, discusses the PLC control system hardware and software design method, integrated parative experience design method, the logical design method, the timing diagram design method and sequence control design method, the PLC in actual control process often meet with some actual problems, such as: power interference problems, expand the I/O points and chain system, puts forward specific solutions.This paper is based on the engineering project of the electrical control system design and realization to launch, and by using the programmable controller PLC, has pleted the electrical control system of the hardware and software design, basic achieve the expected goal to realize the automation of water supply area.Key word PLC。 本論文研究的主要內(nèi)容包括:基于PLC自來水控制系統(tǒng)整體方案的設(shè)計、PLC控制系統(tǒng)原理、重點探討PLC控制系統(tǒng)硬件、軟件的設(shè)計方法，綜合對比經(jīng)驗設(shè)計法、邏輯設(shè)計法、時序圖設(shè)計法和順序控制設(shè)計法，對PLC在實際現(xiàn)場控制過程中經(jīng)常遇到的一些實際問題，如:電源干擾問題、擴(kuò)展I/O點數(shù)和系統(tǒng)連鎖問題等，提出了具體解決方案。哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）摘 要 本論文以某小區(qū)供水系統(tǒng)的改造為背景，根據(jù)供水系統(tǒng)的特性和實際情況的要求，以松下FP0T32CT作為主控制器、組態(tài)軟件KingView作為監(jiān)控平臺對小區(qū)原有的繼電器邏輯控制系統(tǒng)進(jìn)行更新設(shè)計，采用松下公司提供的FPWIN GR軟件對PLC進(jìn)行程序的編制與調(diào)試。該系統(tǒng)可以對供水系統(tǒng)的壓力、液位等過程參數(shù)進(jìn)行在線檢測，實現(xiàn)供水過程的全自動控制，滿足居民用水的需要。 本論文是基于該工程項目的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)展開的，采用可編程控制器PLC，完成了整個電氣控制系統(tǒng)的軟硬件的設(shè)計，基本達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，實現(xiàn)了小區(qū)供水的自動化。 Water supply system。據(jù)統(tǒng)計，從1990年到1998年，我國人均日生活用水量（包括城市公共設(shè)施等非生產(chǎn)用水），%，與此同時我國城市家庭人均日生活用水量也在逐年提高。由于每天不同時段用水對供水的水位要求變化較大，僅僅靠供水廠值班人員依據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行人工手動調(diào)節(jié)很難及時有效的達(dá)到目的。采用PLC控制不僅可減少人的工作量，還可以降低能源消耗和資源浪費，提高設(shè)備的可維護(hù)性和運行的可靠性，以達(dá)到降低自來水的生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)管理水平的目的。由于中小型自來水廠的自動化技術(shù)改造在我國有著廣泛的前景，本控制系統(tǒng)具有較大的發(fā)展?jié)摿褪褂脙r值。從一開始僅有常規(guī)儀表檢測，到加藥、加氯的局部自動控制，直至九十年代，隨著可編程控制器(PLC)的大量推廣使用，水廠自動化控制系統(tǒng)才真正建立起來。水廠以PLC為主控設(shè)備建立的控制系統(tǒng)一般模式為:由設(shè)在中控室的上位監(jiān)控計算機(jī)及若干現(xiàn)場PLC聯(lián)網(wǎng)組成集散型監(jiān)控系統(tǒng)。近幾年隨著PLC網(wǎng)絡(luò)通訊能力的增強(qiáng)和控制及電氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)可靠性的提高，這一模式逐漸被打破。目前大部分水廠都是采用的這種模式。在早期，由于國外生產(chǎn)的變頻器的功能主要限定在頻率控制、升降速控制、正反轉(zhuǎn)控制、起制動控制、起制動控制、壓頻比控制及各種保護(hù)功能。從查閱的資料的情況來看，國外的恒壓供水工程在設(shè)計時都采用一臺變頻器只帶一臺水泵機(jī)組的方式，幾乎沒有用一臺變頻器拖動多臺水泵機(jī)組運行的情況，因而投資成本高。這類設(shè)備雖微化了電路結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本，但其輸出接口的擴(kuò)展功能缺乏靈活性，系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性不高，與別的監(jiān)控系統(tǒng)(如BA系統(tǒng))和組態(tài)軟件難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并且限制了帶負(fù)載的容量，因此在實際使用時其范圍將會受到限制。但在系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗擾性能以及開放性等多方面的綜合技術(shù)指標(biāo)來說，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒能達(dá)到所有用戶的要求。該變頻器將壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)與循環(huán)邏輯控制功能集成在變頻器內(nèi)部實現(xiàn)，但其輸出接口限制了帶負(fù)載容量，同時操作不方便且不具有數(shù)據(jù)通信功能，因此只適用于小容量，控制要求不高的供水場所。信息技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的普及，將會使管理控制一體化的重要性日益顯露，可以預(yù)見，以PLC為基礎(chǔ)的集散控制系統(tǒng)向以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的管理控制一體化分布式網(wǎng)絡(luò)通信過渡是必然的發(fā)展趨勢。這次畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計原則是：以任務(wù)書所要求的具體設(shè)計要求為根本設(shè)計目標(biāo)，充分考慮給水控制的工作環(huán)境和工藝流程的具體要求。本著科學(xué)經(jīng)濟(jì)和滿足生產(chǎn)要求的設(shè)計原則，同時也考慮本次設(shè)計是畢業(yè)設(shè)計的特點，將大學(xué)期間所學(xué)的知識，如電器設(shè)計、電路原理、電機(jī)拖動、閥門控制、傳感器、可編程控制器（PLC）、電子技術(shù)、自動控制、機(jī)械系統(tǒng)仿真等知識盡可能多的綜合運用到設(shè)計中，使得經(jīng)過本次設(shè)計對大學(xué)階段的知識得到鞏固和強(qiáng)化，同時也考慮個人能力水平和時間的客觀實際，充分發(fā)揮個人能動性，腳踏實地，實事求是的做好本次設(shè)計。 1．總體方案設(shè)計。 2．下位機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計。 3．系統(tǒng)的軟件設(shè)計。4． 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。第2章 PLC的概述 PLC的定義可編程控制器(Programmable Controller)是計算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大的超過了邏輯控制的范圍。但是為了避免與個人計算機(jī)(Per