物业供水系统水泵控制程序设计与调试说明书(修改版)

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1、内容摘要随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，城市中各类小区的建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求，小区的供水系统是其中的一个重要方面。本论文是针对供水要求设计的基于PLC的物业供水系统。本设计由PLC、四台水泵、压力传感器等组成，系统工作时分手动操作和自动操作，自动操作时首先由传感器把信号传给PLC，再由PLC根据水压的高低信号分析控制四台水泵的工作状态；手动操作时，可以通过各个水泵的启动停止按钮独立的工作。关键词：PLC控制；物业供水；水压 1目 录第1章 引 言1第2章 硬件设计22.1供水主电路设计22.2 供水系统的元件选择22.3 供水系统的I/O

2、地址分配表3第3章 软件设计53.1系统流程图53.2程序梯形图53.3程序指令表123.4 程序分析203.5程序调试21结论24设计总结25致谢26参考文献27编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第28页 共30页第1章 引 言 我们都知道，水是人类生活生产中不可缺少的物质，在提倡节能环保的时代，对于我们这个水资源，电能短缺的国家，节约更显得尤为重要。随着人们生活水平的提高，城市中各小区的建设发展的十分迅速，同时也对小区的基础建设提出了更高的要求。小区的供水系统的建设正是其中的一部分，供水的可靠性、稳定性、经济型直接影响到小区居民的正常生活和工作，也直接体现出

3、小区物业管理水平的高低。现在某物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1、K2和K3，K1接通，表示水压偏低；K2接通表明水压正常；K3接通，表明水压偏高。对于供水系统有以下控制要求：（1）自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵工作，要求工作的水泵先切断；压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示水压正常，可维持水泵运行数量。工作时，要求水泵至少为1台，最多不得超出4台。（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。（3）手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具

4、有过载保护，可随时对单个水泵进行断电控制。（4）设置“自动手动”切换开关（ON手动，OFF自动），另设自动运行控制开关（ON自动运行，OFF自动运行停止）。对于这个恒压供水系统，总体设计思路如下：选择合适的电动机，画出主电路图，定I/O地址分配表，确定PLC的CPU，根据系统的控制要求选择合适的CPU,选出CPU后按照控制要求设计出梯形图，编译成语序表。 第2章 硬件设计2.1供水主电路设计由设计内容和要求可知，本设计要用到四台水泵，在设计主电路时，水泵以电动机代替，图中的KM为接触器线圈，FR为热继电器，主电路中有短路过载保护。主电路如图所示： 图2.1主电路图2.2供水系统的元件选择本系统

5、用到的元器件有：可编程控制器PLC，水泵，以及继电器，接触器等。PLC选用的是S7-200。CPU的选择：由I/O分配表可知，本系统需要13个输入点，8个输出点。由于CPU226（24输入/16输出）价格昂贵，不能充分利用，造成浪费，所以选用CPU224（14输入/10输出）。CPU224集成了14点输入10点输出，共有24个数字量I/O。它可连接个扩展模块，最大扩展至168点数字量I/O点或35路模拟量I/O点。CPU224有13字节程序和数据存贮空间，个独立的30KH高速计数器，路独立的20KH高速脉冲输出，具有PID控制器。CPU224配有个RS-485通讯编程口，具有PPI通讯、MPI

6、通讯和自由方式通讯能力，是具有较强控制能力的小型控制器。2.3供水系统的I/O地址分配表供水系统的IO地址分配表本设计的控制部分有PLC完成。由于本系统控制分手动和自动运行，手动运行时，每台水泵分别有启动和停止开关，自动运行时需要有自动运行/停止开关。水压判断开关以及过载保护等，还有四个水泵输出。所以PLC的I/O地址分配表如表2-1所示：表2-1: I/O地址分配表 控制信号信号名称元件名称元件符号地址编码输入信号自动手动切换信号常开按钮QS1I0.0手动启动泵1常开按钮SB1I0.1手动停止泵1常闭按钮SB2I0.2手动启动泵2常开按钮SB3I0.3手动停止泵2常闭按钮SB4I0.4手动启

7、动泵3常开按钮SB5I0.5手动停止泵3常闭按钮SB6I0.6手动启动泵4常开按钮SB7I0.7手动停止泵4常闭按钮SB8I1.0自动启动停止信号常开按钮QS2I1.1低压开关K1压力开关SP1I1.2水压正常反馈信号压力开关SP2I1.3高压开关K3压力开关SP3I1.4输出信号泵1供水接触器KM1Q0.0泵2供水接触器KM2Q0.1泵3供水接触器KM3Q0.2泵4供水接触器KM4Q0.3信号灯1亮信号灯HL1Q0.4信号灯2亮信号灯HL2Q0.5信号灯3亮信号灯HL3Q0.6信号灯4亮信号灯HL4Q0.7其I/O接线图如图2-2所示：图2-2 I/O接线图第3章 软件设计3.1系统流程图由

8、于该系统既可以手动运行又可以自动运行，所以本系统设计主要分两部分，一部分是手动模块，一部分是自动模块。系统的总流程图如图3-1所示。该流程图主要介绍了本系统的设计思路，其中的具体细节没有在流程图中给出，将会在后面的程序分析中详细介绍。图3-1程序流程图3.2程序梯形图梯形图的编写使用的软件是STEP7-Micro/WINV4.0，该编程软件是专为西门子公司S7-200系列小型机而设计的编程工具软件，使用该软件可根据控制系统的要求编制控制程序并完成与PLC的实时通信，进行程序的下载与上传及在线监控。STEP7-Micro/WIN提供软件工具帮助调试和测试程序。这些特征包括：监视S7-200正在执

9、行的用户程序状态，为S7-200指定运行程序的扫描次数，强制变量值等。由流程图和设计要求可得相应的梯形图：3.3程序指令表由梯形图可以得出相应的语句表:TITLE=物业供水系统水泵控制梯形图Network 1 / 自动/手动切换开关状态为“off”时，程序自动跳转到自动控制模块（网络6）执行LDN I0.0JMP 1Network 2 / 水泵1手动启动或停止：I0.1闭合，水泵1启动；I0.2断开，水泵1停止LD I0.1O M0.0AN I0.2A I0.0= M0.0Network 3 / 水泵2手动启动或停止：I0.3闭合，水泵2启动；I0.6断开，水泵2停止LD I0.3O M0.1

10、AN I0.4A I0.0= M0.1Network 4 / 水泵3手动启动或停止：I0.5闭合，水泵3启动；I0.6断开，水泵3停止LD I0.5O M0.2AN I0.6A I0.0= M0.2Network 5 / 水泵4手动启动或停止：I0.7闭合，水泵4启动；I1.0断开，水泵4停止LD I0.7O M0.3AN I1.0A I0.0= M0.3Network 6 / 网络6-12为自动控制模块LBL 1Network 7 / 自动运行控制开关状态为on（I1.1闭合）时，M1得电LD I1.1AN I0.0= M1.1Network 8 / 无水泵工作时，水泵1自动启动LD M1.

11、1AN M0.0AN M0.1AN M0.2AN M0.3S M0.0, 1Network 9 / 水压低时，I1.2闭合，定时器T37开始计时30SLD I1.2A M1.1AN I1.3AN T37TON T37, 300Network 10 / 水压低时，个水泵启动或停止程序段LD T37LPSA M0.0A M0.1A M0.2A M0.3JMP 2LRDA M0.0A M0.1AN M0.2A M0.3S M0.2, 1S M0.7, 1LRDA M0.0AN M0.1A M0.2A M0.3S M0.1, 1S M0.6, 1LRDAN M0.0A M0.1A M0.2A M0.3

12、S M0.0, 1S M0.5, 1LRDA M0.0A M0.1A M0.2AN M0.3S M0.3, 1S M0.4, 1LPPLPSA M0.0AN M0.1AN M0.2A M0.3S M0.1, 1LRDAN M0.0AN M0.1A M0.2A M0.3S M0.0, 1LRDAN M0.0A M0.1A M0.2AN M0.3S M0.3, 1LRDA M0.0A M0.1AN M0.2AN M0.3S M0.2, 1LRDAN M0.0AN M0.1AN M0.2A M0.3S M0.0, 1LRDAN M0.0AN M0.1A M0.2AN M0.3S M0.3, 1LRD

13、AN M0.0A M0.1AN M0.2AN M0.3S M0.2, 1LPPA M0.0AN M0.1AN M0.2AN M0.3S M0.1, 1Network 11 / 水压高时，I1.4闭合，定时器T38开始计时30SLD I1.4A M1.1AN I1.3AN T38TON T38, 300Network 12 / 水压高时，各水泵启动停止控制程序段LD T38LPSA M0.0AN M0.1AN M0.2AN M0.3JMP 2LRDAN M0.0A M0.1AN M0.2AN M0.3JMP 2LRDAN M0.0AN M0.1A M0.2AN M0.3JMP 2LRDAN M0

14、.0AN M0.1AN M0.2A M0.3JMP 2LRDA M0.0A M0.1AN M0.2AN M0.3R M0.0, 1LRDAN M0.0A M0.1A M0.2AN M0.3R M0.1, 1LRDAN M0.0AN M0.1A M0.2A M0.3R M0.2, 1LRDA M0.0AN M0.1AN M0.2A M0.3R M0.3, 1LRDA M0.0A M0.1A M0.2AN M0.3R M0.0, 1LRDAN M0.0A M0.1A M0.2A M0.3R M0.1, 1LRDA M0.0AN M0.1A M0.2A M0.3R M0.2, 1LRDA M0.0A

15、 M0.1AN M0.2A M0.3R M0.3, 1LRDA M0.0A M0.1A M0.2A M0.3R M0.0, 1R M0.4, 1LRDA M0.0A M0.1A M0.2A M0.3R M0.1, 1R M0.5, 1LRDA M0.0A M0.1A M0.2A M0.3R M0.2, 1R M0.6, 1LPPA M0.0A M0.1A M0.2A M0.3R M0.3, 1R M0.7, 1Network 13 / 网络13-17为输出模块LBL 2Network 14 / 水泵1输出：M0.0闭合，水泵1工作；M0.0断开，水泵1停止，同时指示灯灭LD M0.0= Q0.

16、0= Q0.4Network 15 / 水泵2输出：M0.1闭合，水泵2工作；M0.2断开，水泵2停止，同时指示灯灭LD M0.1= Q0.1= Q0.5Network 16 / 水泵3输出：M0.2闭合，水泵3工作；M0.2断开，水泵3停止，同时指示灯灭LD M0.2= Q0.2= Q0.6Network 17 / 水泵4输出：M0.0.3闭合，水泵4工作；M0.3断开，水泵4停止，同时指示灯灭LD M0.3= Q0.3= Q0.73.4 程序分析本系统主要分为手动运行和自动运行两部分，在编程过程中将本系统主要分为三大模块：手动运行模块、自动运行模块、输出模块。在系统一上电情况下首先通过判断

17、自动手动/开关I0.0，判断是进入手动模块还是自动模块，I0.0为ON表示手动，OFF表示自动。然后进入相应的模块执行程序。手动模块，当进入手动模块后，I0.1是泵1的手动启动开关，I0.2是泵1的手动停止开关，I0.3是泵2的手动启动开关，I0.4是泵2的手动停止开关，I0.5是泵3的手动启动开关，I0.6是泵3的手动停止开关，I0.7是泵4的手动启动开关，I1.0是泵4的手动启动开关。可以通过上述开关相对独立的对单台水泵进行通断电控制。自动模块，当进入自动模块后，在自动进行模块还有自动运行停止开关I1.1（ON表示运行，OFF表示停止），在I1.1为ON的情况下，系统首先判断四台水泵的运行

18、状态，如四台水泵都没有工作将自动把第一台水泵打开，其中M0.0、M0.1、M0.2、M0.3分别是四台水泵自动运行的标志，然后通过压力传感器判断水压的高低，在系统中I1.2表示水压低，I1.3表示水压正常，I1.4表示水压高。水压高/低的时候延时30秒减少/增加一台水泵工作，增加的顺序是没工作过的优先增加，程序为了满足这个要求，采用的是四台水泵按M0.0-M0.1-M0.2-M0.3-M0.0的顺序依次循环启动或停止。这样就能满足没工作过的优先增加和工作过的优先停止的要求。其次在选择增加四台水泵的控制PLC，扫描程序遵照从上到下从左到右的原则，为了避免上面程序对下面的影响，在设计过程中对于水压

19、低需要增加水泵时先写出四台水泵同时工作的情况，然后逐次减一到只有一台工作，对于水压高时需要减泵时先从一台水泵工作，然后逐次加一到四台全工作这样就能满足上述要求。每当自动模块执行完之后程序跳到输出模块执行。输出模块，在输出模块中，M0.0是泵1的运行标志；M0.1是泵2的运行标志；M0.2是泵3的运行标志；M0.3是泵4的运行标志。3.5程序调试1.选择CPU型号：224调试图1 调试图22.手动控制打开，通过I0.1、I0.2，I0.3、I0.4，I0.5、I0.6，I0.7，I1.0分别控制泵1、泵2、泵3、泵4的开启和停止；调试图33.手动控制I0.0关闭，自动控制I1.1开启；调试图44

20、.水压过低时30s后启动泵2； 调试图55.水压过高时，30s后泵1停止工作；调试图6结论通过对所设计程序的调试发现，改程序可以满足设计要求，实现对物业供水的手动和自动控制，适于在城市各物业校区和新农村居民楼进行实际应用推广，具有很大的经济价值和发展前景。本次课程设计中仍然存在着不足，我认识到了自己的缺陷，激励着以后能够继续前进，以求在今后的学习和工作中做得更好。设计总结经过二周的努力本次设计圆满的完成了。然而在第一次看到这个设计题目及要求时，说实话自己有点害怕和担心，担心自己不能够完成本次设计，害怕遇到问题时不知道该怎么解决。当然在设计中的确遇到很多困难，这些问题及其解决办法在前面已经介绍。

21、在这些问题的解决过程中是我什么体会到仔细一个人能力的有限，也让我感受到了团结互助的作用。我要特别感谢本次设计中帮助过我的老师和同学。在这二周的设计中，也是我的自信心有了很大的提高，使我明白在面对困难时我要轻言放弃，要相信自己，并努力的发现困难解决困难。同时也是我明白在面对一件事情时不要被他的表象所迷惑，不要第一眼看去认为他难他就难，有时只要我们认真的按部就班的来做，所有的问题都能解决，到后来我们也会发现其实也没我们想象的那样困难。致谢 首先衷心的感谢 老师，王老师学识渊博，治学严谨，勤奋敬业，使我在耳濡目染中受益匪浅，这些日子以来，王老师对我们倾注了大量的心血，不断给我方向性的指导和建议，同时

22、也不断鼓励我独立思考，提出自己的见解，锻炼我独立的研究能力，这一切都将对我以后的学习和生活产生重要的积极影响。老师还特别的耐心对待每一个学生，认真指导学生进行相关课程设计，指出学生的不足之处和学生应该注意的知识点，强调我们应该为以后的工作做好准备，设计的关键在于思想而不是程序本身，也交给我们了关于课程说明书的排版问题，要时刻向人们展示我们是经过训练的而不是随心所欲进行相关排版的。老师的谆谆教导为我们以后走上社会走上工作岗位也是很有帮助的，特此在本设计完成之际，对王老师的精心指点和谆谆教诲表示崇高的敬意和衷心的感谢。同时，在学习、生活中班里的同学们给予了我诸多指导和帮助，让我在这次课程设计中学到

23、不少知识，我能够顺利的完成此次课程设计多亏老师和同学的帮助。在此表示衷心的感谢。同时感谢学校给我们这样的机会来锻炼自己检验自己的学习状况。学校安排这次课程设计实在是太合理了，让我们立即对所学的知识进行检测，及时查漏补缺，巩固所学知识的同时，运用所学知识。讲学与行结合起来，使得知识体系更加牢固，知识内容更加清晰明了。最后，还要感谢其它关心、帮助过我的朋友们。参考文献1 王宗才.机电传动与控制.电子工业出版社， 2011.2 杨后川.可编程控制器原理与应用.北京航空航天大学出版社， 2008.3 马志溪电气工程设计 M北京: 机械工业出版社，20024 王兆义小型可编程控制器实用技术 M北京: 机

24、械工业出版社，20025 吴晓君.杨向明电气控制与可编程控制器应用 M北京: 中国建材工业出版社，20046 廖常初.PLC编程及应用. 北京：机械工业出版社，2003.7 魏志精.可编程控制器应用技术北京：电子工业出版社，1995.8 陈忠华.可编程序控制器与工业自动化系统.北京：机械工业出版社，2006.9 苏中.基于PC架构的可编程序控制器.北京：机械工业出版社，2002.10 李缓.PLC原理与应用.北京：北京邮电大学出版社，2009.11 罗伟、邓木生.PLC与电气控制.北京：中国电力出版社，2009.12 张学铭、邸书玉.松下PLC编程与应用.北京：机械工业出版社，2009.13 肖明耀.PLC原理与应用.中国劳动社会保障出版社.2006.14 马光.全自动洗衣机中的传感器J.家用电器，1999.15 史国生.电气控制与可编程控制器技术.北京：化学工业出版社，2006.第 28 页 共 30 页