两部抽水机控制程序设计及仿真

《两部抽水机控制程序设计及仿真》由会员分享，可在线阅读，更多相关《两部抽水机控制程序设计及仿真（9页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、-摘 要随着科学技术的快速开展，生产过程中的电气自动化水平在不断的提高，高性能、高效率的工作状态充分表达了现代工业的特点。抽水机控制在工业生产和农业生产中扮演着重要的角色，两部抽水机的运用能够极大的减少资源的浪费，并能解放劳动力，从而使生产效率得以提高。首先分析了抽水机程序设计的要求，统计了I/O点共有14个，分配输入输出点，选用三菱F*2N-MR型号的PLC，依据要求进展编程，用G*和GT仿真软件进展调试，并进展了仿真，仿真结果符合设计要求，通过仿真结果可知，完成了设计任务要求，并满足设计要求。关键词：抽水机；可编程控制器；设计. z.-目 录1 绪论11.1 抽水机的背景与意义11.2 抽

2、水机的开展现状11.3 设计主要容12 抽水机的PLC控制系统硬件设计32.1 抽水机控制的要求32.2 I/O点的统计42.3 PLC选型及参数介绍42.4 I/O点分配与PLC外接线图42.4.1 抽水机的I/O点分配42.4.2 抽水机的PLC外接线图53 抽水机控制系统程序分析63.1 常用的编程方法介绍63.2 抽水机控制系统程序设计63.2.1 抽水机控制系统编程方法63.2.2 抽水机PLC控制系统梯形图设计74 程序仿真94.1 仿真软件简介94.2 仿真过程及其仿真结果分析94.2.1 仿真过程94.2.2 仿真结果分析10完毕语13参考文献14致15. z.-1 绪论1.1

3、 抽水机的背景与意义随着科技的快速开展，电气控制技术在生活中的运用也越来越广泛，以微型处理器为核心的可编程控制技术控制正在逐步取代继电器，可编程控制技术防运用于矿场，农业灌溉等各行业。常见的抽水机有活塞式、离心式和轴流式。活塞式抽水机时利用大气压力进展工作，离心式抽水机是利用叶轮转动，带动水获得离心力，并将水提升到高处，但是由于离心泵有一定的高度，所以还是会受到大气压的影响，轴流式抽水机时利用旋转的叶片将水推向到水泵轴前方，轴流式水泵流量大，但是提升高度并不大。抽水机通过运用可编程控制技术可以实现自动检测、自动控制等功能，具有操作灵活、方便等特点。1.2 抽水机的开展现状在科技高度兴旺的时代，

4、节能减排现已经成为中国经济开展规划大纲的首要容之一，特别时对于电力、钢铁、有色、石油化工、水处置等工业畴高耗能退出了愈加眼里的减排方针。抽水机作为工业中心液体运送设备占有着耗能的大局部，现已成为节能作业首要需要处理的问题。工业生产的排水系统现在大多都是采用人工控制，而采用人工控制就意味工人生产效率低、能耗大，工作量大、电机启动时间长等诸多问题。目前，大多数工业生产以及农业生产都还是采用老旧的人工控制方法，极大的降低了工人们的生产效率，增加了资源的浪费，而且增加了发生平安事故的概率。1.3 设计主要容 设计中主要分析了抽水机程序设计的要求、分配输入输出点，选用三菱F*2N-MR型号的PLC，根据

5、要求进展编程，然后用G*和GT仿真软件进展调试，并进展仿真，结果显示仿真结果符合设计要求，通过仿真结果可知，完成了设计任务的要求。 说明书主要分为4章，第1章绪论主要介绍了抽水机的背景及意义、开展现状和设计两部抽水机的主要容，第2章抽水机PLC控制系统硬件设计主要介绍了抽水机进展控制所需的要求、抽水机系统的I/O分配表、抽水机系统I/O点的分配及PLC外接接线图以及PLC的选型以及参数介绍，第3章抽水机系统程序设计主要介绍了常用编程方法以及抽水机控制系统的程序设计，第4章主要介绍了抽水机系统的程序仿真、仿真软件的介绍以及仿真过程和仿真结果分析。2 抽水机的PLC控制系统硬件设计2.1 抽水机控

6、制的要求根据设计要求，启动PLC时，电源指示灯PL5亮。按住按钮PB2Hvf，PL1灯亮，同时电机MC1开场运转，1号抽水机开场正常工作。松开按钮PB2时，MC1停顿，PL1灯灭，1号电机机停顿工作。再次按下按钮PB2时，PL2灯亮，电机MC2运转，松开按钮PB2时，MC2电机停顿，PL2灯灭。假设电机运转温度过高时，则对应的热继电器启动，同时与之相对应的指示灯也会亮起。当1号抽水机的继电器HR1启动时，PL3灯亮，MC1停顿工作，PL1灭，同时蜂鸣器BZ连续响10秒，MC2开场工作，PL2灯亮。此时，每按一次PB2，MC2工作一次、停顿一次，PL2亮灭一次，BZ不再响起。同理，2号抽水机的继

7、电器HR2运行时，MC2停顿工作，灯PL2灭，PL4亮，蜂鸣器BZ报警10秒后，1号抽水机工作，假设HR1、HR2同时运转，则MC1、MC2都停顿，灯PL1、PL2灭，PL3、PL4亮，蜂鸣器持续报警，按下按钮PB3，BZ停顿。两部抽水机运行过程如图1所示，当继电器都不运转时，运行顺序为MC1启动停顿MC2启动停顿MC1启动依次循环，此时抽水机的工作状态为系统正常运行状态。假设MC1运行一段时间之后电机发生过热的情况，则此时的过程为MC1启动HR1运行MC2启动停顿MC2启动停顿此时的这种情况为电机单机运转，HR2启动过程一样，最终由MC1单机运转。当HR1、HR2同时运转时，此时系统发生故障

8、，报警器报警，系统也因此停顿运转，即如图1的第三种情况所示，此时应对继电器进展复位操作，使系统回到正常工作状态，再次按下启动按钮时，系统恢复为第一种工作状态。图1 控制过程示意图2.2 I/O点的统计 由设计任务书要求分析可知系统的输入点分为电源启动按钮、启动停顿工作按钮、关断按钮。系统的输出点分为抽水机输出点和指示灯输出点，具体有电源指示灯、抽水机指示灯、报警指示灯等。共有6个输入点，8个输出点。具体输入输出点统计详如表1所示。表1 I/O点统计输入信号个数输出信号个数电源启动按钮FB11抽水机MC11停顿工作按钮FB21抽水机MC21启开工作按钮FB21MC1抽水机指示灯PL11控制蜂鸣器

9、按钮PB31MC2抽水机指示灯PL21抽水机热继电器FR11MC1抽水机报警指示灯PL31抽水机热继电器FR21MC2抽水机报警指示灯PL41电源指示灯PL51蜂鸣器BZ12.3 PLC选型及参数介绍 为了满足设计要求、工艺原理和生产控制的要求，一般可以从以下两个方面选择：I/O点数估计：作为PLC的一项重要指标，选择合理的I/O点数不仅可以使系统满足控制要求，还可以使系统的总投资降到最低。一般情况下，一个输入输出元件要占用一个输入输出点。随着社会的开展和工艺的提高，考虑到以后的扩大问题，一般估计的I/O总点数应在原有的根底上增加15%20%的备用量。 用户存储容量估算：用户所选择的程序在整个

10、PLC的存储容量中占据多少存与I/O点数、控制要求、运算处理量等有关。因此在程序设计之前，我们只能粗略的估算所需要的存储容量，从而选择适宜的PLC。综上所述，根据设计所使用的I/O点数统计可知，抽水机的设计共需要输入点6个，输出点8个。所以选用三菱F*2N-32MR-001继电器型PLC作为两部抽水机的控制器。F*2N-32MR-001继电器是三菱公司中F*2N系列中的其中一种，其中32表示I/O总点数，M表示根本单元，R表示输出形式。总共拥有32个输入输出点，其中拥有16个输入点和16个输出点，供电电压为220V，具有固定又灵活的系统配置、编程简单、易学易用、性能高、用途广泛、控制能力强等特

11、点。2.4 I/O点分配与PLC外接线图2.4.1 抽水机的I/O点分配 根据设计要求分析可得系统的输入输入点如表2所示。共有6个输入，8个输出。表2 I/O点分配表输入点输入端口输出点输出端口电源启动按钮*0电源指示灯Y0停顿工作按钮*11号抽水机KM1Y1启开工作按钮*22号抽水机KM2Y2控制蜂鸣器按钮*31号抽水机指示灯Y31号抽水机热继电器*42号抽水机指示灯Y42号抽水机热继电器*51号抽水机报警指示灯Y52号抽水机报警指示灯Y6蜂鸣器Y72.4.2 抽水机的PLC外接线图 根据设计要求以及表2中的I/O分配表信息绘制出PLC系统接线图，PLC系统接线图如图2所示。图2 PLC系统

12、接线图3 抽水机控制系统程序分析3.1 常用的编程方法介绍可编程控制器在进展PLC程序编写时有经历法、解析法、图解法、技巧法和计算机辅助设计五种方法，下面对五种方法进展介绍。1经历法经历法是运用自己的或者借鉴别人已经成熟的实例进展设计，可以对已有相近或者类似的实例按照控制系统的要求进展修改，直至满足控制系统的要求。2解析法PLC的逻辑控制实际上就是逻辑问题的结合，可以根据组合逻辑或者时序逻辑的理论，并运用相应的解析方法，对其进展逻辑关系的求解。然后由求解的结果或画出梯形图，或者直接编写指令。3图解法图解法时依照画图的方法进展PLC程序设计，常见的方法有梯形图法、时序图法和流程图法。 1梯形图法

13、是最根本的方法，无论经历法还是解析法，在把PLC程序等价为梯形图后就要用到梯形图法。 2时序图法适合于时间控制构造，先把对应信号的波形画出来，再依照时序用逻辑关系去组合，就能把程序设计出来。 3流程图法是用框图表示PLC程序的执行过程及输入条件与输出间的关系，在使用步进指令编程的情况下，使用流程图法设计是比较方便的。4技巧法技巧法是在经历法和解析法的根底上运用一定的技巧进展编程，这样用来提高编程质量。还可以使用流程图作为工具，将巧妙的设计形式化，进而编写出所需要的程序。5计算机辅助设计计算机辅助设计是利用PLC通过上位单元与计算机实现，运用计算机进展编程。计算机辅助设计需要有乡音的编程软件，现

14、有的软件主要是将梯形图转换成指令的软件。3.2 抽水机控制系统程序设计3.2.1 抽水机控制系统编程方法抽水机系统采用的方法是时序图法，抽水机的时序图如图3所示。图3 抽水机时序图3.2.2 抽水机PLC控制系统梯形图设计 设计中抽水机系统采用的是梯形图设计，具体梯形图如图4所示。图4 抽水机梯形图4 程序仿真4.1 仿真软件简介 抽水机系统的仿真是在G*-develop和G*-simulator软件中进展的。G*-develop适用于三菱Q系列、QnA系列、A系列以及F*系列的PLC。G*-develop可以编写PLC梯形图程序和状态转移程序，支持在线和离线编程功能，并具有软元件注释、声明、

15、注解及程序监视、测试、故障诊断、程序检查等功能。此外，具有PLC运行时写入程序功能，方便程序调试。G*-develop为PLC编程软件，在G*-develop软件上编好程序后，把程序写入PLC中即可实现在线监控。当G*软件没有连接实际PLC时，这时就在仿真软件G*-simulator上进展仿真调试，对所编程序进展运行监控。首先翻开G*-develop软件，输入梯形图程序进展变换之后然后点击图5中的图标即可翻开仿真环境。4.2 仿真过程及其仿真结果分析4.2.1 仿真过程编写完梯形图之后点击图5中所示的图标即可进展仿真，具体仿真过程如下所示。图5 G*-simulator启动图标首先点击图5中所

16、示的图标即进入梯形图逻辑测试启动/停顿，然后进入到如图6所示页面。图6 仿真界面启动这时即进入PLC程序写入，当程序写入完成时显示如图7所示。图7 仿真写入完成 当完成以上操作时即可进展仿真结果分析。4.2.2 仿真结果分析 图8 仿真结果1如图8所示，开启电源启动按钮*000，则电源指示灯Y000亮,然后开启启开工作按钮*002，则一号抽水机KM1Y001运转，一号抽水机指示灯Y003亮。图9 仿真结果2 如图9所示，再次按下启动按键*002，则二号抽水机KM2Y002运转，二号抽水机指示灯Y004亮。 图10 仿真结果3 如图10所示，一号抽水机正常工作时，按下一号抽水机继电器*004，则

17、一号抽水机停顿工作，计数器开场计时，计时10s之后，二号抽水机KM2(Y002)开场工作，二号抽水机指示灯Y004亮起。图11 仿真结果4 如图11所示，二号抽水机正常工作时，按下二号抽水机继电器*005，则二号抽水机停顿工作，计数器开场计时，计时10s之后，一号抽水机KM1(Y001)开场工作，其指示灯Y003亮起。完毕语通过PLC两部抽水机课程设计，更加深刻理解了课本的知识，熟悉和掌握了PLC根本指令的使用，掌握了PLC的I/O分配方法，在对理论的运用中，也提高了实践能力。在电气控制技术课程设计中，虽然根本上完成了设计的要求，但是还是有些缺乏之处的地方，比方说抽水机的控制还不是全自动的，还

18、是需要人工来进展控制操作，而且还不能进展排水量的测量和控制。所以以后的抽水机应该朝着全自动控制方向开展，并且无需通过人工来进展操作，能够靠着控制系统来完成各项任务。 通过两部抽水机的设计认识到了自己对许多知识掌握的并不时很熟练，许多知识只是知道理论，而不能很好的和实际结合起来，只有通过独立完成整个设计，才知道一个完整的控制系统需要考虑很多的问题。从理论到实践，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，不仅可以稳固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上学不到过的知识。在今后社会的开展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进展解

19、决，只有这样，才能一路收获喜悦收获成功。参考文献1 永革.电气控制与PLCM.*：*大学,2013.60752 王兆义.可编程控制器教程M.：机械工业,2005.50553 史国生.电气控制与可编程控制器技术M.：化学工业,2010.40484 燕.周新建.可编程控制器原理与应用M.：大学,2010.66685 廖常初.PLC编程及应用M.：机械工业,2005.1101206 万忠.可编程控制器应用技术M.：化学工业,2011.80847 任元.模拟电子技术根底M. ：机械工业,2011.60668 智利.轻松学通三菱PLC技术M.：化学工业,2014.80909 文杰.一步一步学PLC编程M

20、.：中国电力,2013.15516010 长久PLC原理及应用M.：机械工业,2010.397611 道霖.电气控制与PLC原理及应用M.：电子工业,2012.435612 蔡红斌.电气与PLC控制技术M.：清华大学,2007.657813 薛士龙.电气控制与可编程器M.：电子工业,2011.8598致 电气控制技术课程设计完毕了，使我收获了很多，首先要感董海滨教师对我的精心教导，给我这个自己动手的时机。通过本次课程设计，使我自己的动手能力有了很大的提升。 然后还要感我的同学和室友，在设计过程中我遇到的困难有很多，如果没有他们的帮助的话，我一个人很难解决这些问题，有了他们的帮助我才能顺利完成设计。. z.