PLC水塔水位控制系统 毕业论文.doc
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1、摘要随着我国社会经济的发展,住房制度改革的不断深入,人们生活水平的不断提高,城市中各类小区建设发展十分迅速,同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中的一个重要方面,供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到小区住户的正常生活和工作,也直接体现了小区物业管理水平的高低。传统的恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水等供水方式普遍不同程度的存在效率低、可靠性差、自动化程度不高等缺点,难以满足当前经济生活的需要。水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点。在水资源日益匮乏的今天,节约用水、提高水资源的利用率就显得十分必要。
2、传统的水塔水位控制为粗放式的,基本没有对水泵的合理控制,且多为人为控制,工作强度大、危险。所以除了浪费电能外,还造成了人力资源的浪费。采用新型的PLC控制供水方式与过去旧的控制方式相比在运行中的经济性、可靠性、稳定性、等方面有显著优势,特别是在提倡低碳的情况下有很好的节能效果,且由于PLC强大的扩展性可以适应今后城市供水建设的发展。在现代工业设备及自动化项目中,PLC的可靠性、抗干扰性等诸因素是继电器无法比拟的。随着计算机技术的不断发展,它给工业自动化带来了革命性的变革。这个变革是由继电器控制到计算机控制的飞跃。利用PLC控制的特点是:可靠性高,抗干扰能力强;配套齐全,功能完善,适用性强;操作
3、简单,易学易用,深受工程技术人员欢迎4; 系统的设计、建造工作量小,维护方便、易于改造;体积小、质量轻、功耗低。 因此综上所述,为了达到节能的目的提高供水系统的质量,考虑采用可编程控制器(PLC)、继电器。传感器技术和数据采集,设计一套实用水位控制方案,使系统实现自动控制,以提高控制精度、可靠性和供水质量。并通过模拟仿真来验证程序编写的正确性。 本文首先阐述了课题背景,在分析了当前研究中存在的问题的基础上,论述了本课题研究的重要意义。并根据水塔水位控制系统的控制要求以及控制原理确定水塔水位控制系统的硬件设计,画出系统流程图,确定PLC系统的输入输出分配,编写程序,系统的模拟仿真等。最终完成基于
4、PLC的水塔水位控制系统的设计。关键字:PLC 自动控制 供水系统AbstractWith Chinas social and economic development, housing system reform in depth, and continuous improvement of peoples living standard, various types of residential construction and development in the city very quickly, but also put forward higher requirements fo
5、r the districts infrastructure.The construction of the residential water supply system is one of the important aspects of water supply in the economy, reliability, stability directly affect the normal life and work of the district households, but also directly reflects the level of residential prope
6、rty management.The traditional constant speed pump pressurized water towers high tank water supply, pressure tank, water supply, water supply universal presence of varying degrees of efficiency, reliability, degree of automation of the disadvantages, it is difficult to meet the needs of the current
7、economic life.The water tower water level control system is widely used in water supply systems in residential area in China, the traditional control method, control accuracy and low energy consumption shortcomings. Increasing water scarcity, water conservation, and improve the utilization of water
8、resources, it is very necessary. Traditional water tower water level control for the extensive, basic the reasonable control of the pumps, and artificial control, work-intensive and dangerous. So in addition to a waste of energy, but also cause the waste of human resources. New PLC control the water
9、 supply with the old control in the operation of the economy, reliability, stability, etc. have a significant advantage, especially in promoting low-carbon good energy saving effect. and PLC powerful scalability can be adapted to the construction of urban water supply in the future.PLC reliability,
10、interference immunity and other factors in the modern industrial equipment and automation projects, the relay can not be compared.As computer technology continues to evolve, it has brought a revolutionary change to the industrial automation.This change is controlled by relays to the computer-control
11、led leap.PLC control is characterized by: high reliability, strong anti-jamming capability; 2 is complete, fully functional, and applicability; simple operation, easy to use, well received by engineers and technicians welcome 4; The system design small amount of work to build, easy maintenance, easy
12、 to transform; The small size, light weight, low power consumption.In summary therefore, in order to save energy to improve the quality of the water supply system, consider using programmable logic controller (PLC) and relays.Sensor technology and data acquisition, to design a practical level contro
13、l scheme, allowing the system to achieve automatic control in order to improve control accuracy, reliability, and quality of the water.And by simulation to verify the correctness of the programming.This paper first describes the subject of background, on the basis of analysis of the problems in the
14、current study, on theDescribes the significance of this research project.And under the control of the water tower level control system requirements, and control principle to determine the water tower level control system hardware design, draw a system flow chart to determine the allocation of input
15、and output of the PLC system, the preparation procedure, the system simulation.The final completion of the water tower water level of the PLC-based control system design.Keywords: PLC automatic control water supply system目录第1章 绪论11.1课题背景及意义11.2 水塔水位控制系统的组成21.3数控系统概述2第2章 可编程控制器(PLC)概述52.1 可编程控制器简介52.
16、2可编程控制器(PLC)的特点62.3可编程控制器(PLC)的应用72.4可编程控制器(PLC)的组成72.5可编程控制器的工作方式及过程112.6 可编程控制器的编程语言梯形图13第三章 系统硬件设计153.1 恒压供水系统的基本构成183.2 系统控制要求203.3 控制系统的I/O点及地址分配213.4 系统选型223.5 PLC模拟量控制单元的配置以及应用233.5.1 EM235模拟量工作单元性能指标233.5.2 校准及配置253.5.3 EM235的安装使用253.5.4 电气控制系统原理图26第四章 系统程序设计284.1 由“恒压”要求出发的工作泵组数量控制管理284.2多泵
17、组泵站泵组管理规范284.3 程序的结果以及程序功能的实现28第5章 总结425.1 系统的优点425.2 结束语42参考文献44致 谢45第1章 绪论1.1课题背景及意义众所周知,水是人类生活、生产中不可缺少的重要物质,在节水节能已成为时代特征的现实条件下,我们这个水资源和电能短缺的国家,长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后,自动化程度低,而随着我国社会经济的发展,人们生活水平的不断提高,以及住房制度改革的不断深入,城市中各类小区建设发展十分迅速,同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中的一个重要方面,供水的可靠性、稳定性、经济
18、性直接影响到小区住户的正常工作和生活,也直接体现了小区物业管理水平的高低。传统的小区供水方式有:恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水、液力藕合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式,其优、缺点如下:1、恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应,水泵的增减都依赖人工进行手工操作,自动化程度低,而且为保证供水,机组常处于满负荷运行,不但效率低、耗电量大,而且在用水量较少时,管网长期处于超压运行状态,爆损现象严重,电机硬起动易产生水锤效应,破坏性大,目前较少采用。2、气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点,但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起
19、动频繁,对电器设备要求较高、系统维护工作量大,而且为减少水泵起动次数,停泵压力往往比较高,致使水泵在低效段工作,而出水压力无谓的增高,也使浪费加大,从而限制了其发展。3、液力祸合器和电池滑差离合器调速的供水方式易漏油,发热需冷却,效率低,改造麻烦,只能是一对一驱动,需经常检修;优点是价格低廉,结构简单明了,维修方便。4、单片机变频调速供水系统也能做到变频调速,自动化程度要优于上面4种供水方式,但是系统开发周期比较长,对操作员的素质要求比较高,可靠性比较低,维修不方便,且不适用于恶劣的工业环境。综上所述,传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源;效率低;可靠性差;自动化程度不高等缺点,
20、严重影响了居民的用水和工业系统中的用水。目前的供水方式朝向高效节能、自动可靠的方向发展,采用PLC水塔水位控制系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性,同时系统具有良好的节能性,这在能源日益紧缺的今天尤为重要,所以研究设计该系统,对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。1.2 水塔水位控制系统的组成水位自动控制系统由PLC(核心控制部件)、高低位的水位检测电路、高低水位信号传送给PLC水泵电动机控制电路(PLC控制程序实现的此水位控制)1.3数控系统概述随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈,产品更新速度越来越快,多品种,中小批量生产的比重明显增加。同时,
21、随着航空工业、汽车工业和轻工业消费生产的高速增长,形状复杂的零件越来越多,精度要求也越来越高。在传统的加工设备和制造方法难以满足这样的多样化、柔性化与形状复杂零件的高效高质量加工要求的情况下,数控机床作为一种自动化的加工设备而被广泛采用l。数控技术作为数控机床的关键技术,已经成为当今制造技术的一个重要组成部分。美国麻省理工学院伺服机构实验室于1952年研制出世界上第一台三坐标铣床,从此人类迎来了机械制造的一个新的数控时代。纵观数控系统发展史,数控系统经历了两个阶段共六代的发展。第一阶段:数控(NC)阶段(1952一1970),这个阶段经历了三代,即第一代采用电子管元件的数控系统,体积大、可靠性
22、低、价格高,主要用于军工生产;第二代采用晶体管和印制电路板组成的数控系统,可靠性有所提高,体积大为缩小,但是还没有得到广大用户的认可;第三代采用集成电路的数控系统,不仅体积大大缩小,其可靠性也得到了实质性的提高,成为一般用户能接受的数控系统。第一个阶段的数控系统主要靠硬件来实现各种控制功能。第二阶段:计算机数控(NCC)阶段(1970一至今),这个阶段也经历了三代,即第四代采用小型计算机以软件的形式实现数控功能;第五代采用微处理器或微型计算机;第六代以CP机为控制系统的硬件部分,在CP机上安装NC软件系统,第六代数控也称为基于CP的智能数控系统。第二阶段的数控系统主要是由计算机硬件和软件组成。
23、其最大特点是利用存储在存储器里的软件控制系统工作。这种系统较第一阶段的数控系统容易扩展,柔性好,可靠性高。就系统硬件和软件组成及其结构形式而言,当今世界上的数控系统大致可分为4种类型:传统数控系统。如FANUCO系统、MITSUBISHIM50系统、SiemenS810系统等。这是一种专用的封闭体系结构的数控系统。尽管也可以由用户做人机界面,但必须使用专门的开发工具(如Sinelnes的WSSOOA),耗费较多的人力,而对它的功能扩展、改变和维修,都必须求助于系统供应商。目前,这类系统还是占领了制造业的大部分市场。但由于开放体系结构数控系统的发展,传统数控系统的市场正在接受挑战。“PC嵌入NC
24、”结构的数控系统。如FANUC181系统、51emens840D系统、Numl060系统等。这是由于一些数控系统制造商不愿放弃多年来积累的数控软件技术,又想利用计算机丰富的软件资源而开发的产品。然而,尽管它也具有一定的开放性,但由于它的NC部分仍然是传统的数控系统,其体系结构还是不开放的。因此,用户无法介入数控系统的核心。“NC嵌入CP”结构的数控系统。它由开放体系结构运动控制卡+PC机构成。这种运动控制卡通常选用高速DSP作为CUP,具有很强的运动控制和PLC控制能力。它开放的函数库供用户在W工NDOWS平台下自行开发构造所需的控制系统。因而这种开放结构运动控制卡被广泛应用于制造业自动化控制
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