基于PLC控制的供水系统设计毕业论文
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附录一 系统元件明细表33
附录二PLC I/O口分配表35
附录三 PLC I/O口接线图36
附录四 供水系统电路图37
附录五 控制系统梯形图38
附录六 程序指令清单43
引言
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：电源、中央处理单元(CPU) 、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块。可编程控制器在我国各个工业领域中得到了越来越广泛的应用，它是自动控制技术、计算机技术和通信技术三者结合的通用工业自动化装置，已成为工业自动化的三大棱柱之一。为了适应这种形势，我们选择了三菱FX1N-40MR-001系列可编程控制器编写这次设计。
基于PLC控制的供水系统设计毕业论文
第一章 绪论1
1.1 研究背景1
1.2 供水系统设计要求2
1.3 供水系统设计思想2
1.4 供水系统方案确定3
1.5 供水系统运行和原理3
1.5.1 系统原理说明3
1.5.2 系统运行说明4
第二章 可编程控制器的概述5
2.1 可编程控制器介绍5
2.2 三菱FX系列介绍5
本系统通过调试表明本系统能够满足设计要求并有很好的使用价值。具体说明了可编程序控制器在大楼物业供水系统中的作用。程序涉及到了大楼物业供水系统工作的绝大部分过程。最终设计完成的大楼物业供水系统具有平稳运行、节能等主要功能，整个系统的开发体现了在设计数字控制系统的稳定性、实用性
本毕业设计共有四个章节：第一章介绍了绪论；第二章介绍了可编程控制器的概述；第三章介绍了系统的硬件设计；第四章介绍了系统的软件设计，之后还有关于本次设计的结论、致谢及相关参考文献；附录部分有六个部分，分别是系统的元件明细表、PLC I/O分配表、PLC I/O接线图、供水系统电路图、系统梯形图、指令清单。
2.2.1 三菱FX系列PLC主要特点5
2.2.2 三菱FX系列PLC主要数据简介6
2.2.3 三菱FX系列PLC基本指令6
2.3 可编程控制器的特点7
2.4 可编程பைடு நூலகம்制器的工作原理8
2.4.1 PLC的等效工作电路8
2.4.2 PLC的工作过程9
第三章 系统硬件设计10
3.1 系统的构成10
3.2 系统主要硬件设备的选型11
随着PLC技术的发展，结构简单，节省资源，抗干扰能力强，可靠高效的供水控制器将是高层建筑供水的研究方向。本文主要采用了由三菱FX系列PLC构成的供水控制器，通过传感器检测得到的水压信号，与设定的水压数值比较，再通过PLC来控制水泵的数量和转速，达到大楼供水的效果。
面对这些问题，供水的重要性已经不言而喻。本文的设计就是基于PLC供水系统的设计。液位检测检测水管中的水压得到的数据，通过对压力传感器对压力的监测，可以使管网中的水压自动的保持在事先设定好的压力值围。当用户的用水量增加时，管网中的水压下降，供水控制器通过PLC使水泵转速加快，供水量相应增多，如果一台水泵不能满足用户的供水量，那么则通过控制器加泵；当用户用水量减少时，管网中水压上升，供水控制器通过PLC使水泵转速降低，供水量减少，如水泵转速降到最低还高出所需供水量，则关闭一台水泵。简单来说就是根据用户用水量的大小，通过供水控制器对水泵的数量和转速的控制，从而使用户无论用水量的多少，管网中的水压始终能保持在设定围。既满足了用户供水量的要求，又不会是水泵空转，造成电能的浪费，同时避免了水箱造成的二次污染。是一种现代化的供水方案。
第一章 绪论
1.1 研究背景
水是人民生活必需品，但由于近些年来，随着人们生活水平的提高，大楼的层数也在不断的剧增。再加上受到输送管道和供水设施的影响，使居民的生活用水存在着自来水管网压力不足的现象，尤其是供水高峰期的高层供水尤为突出,给人们的生活带来了许多困扰。
以前为了解决用水难的问题，通常会在楼顶固定一个高位水箱，通过水箱的高度给水提供一定压力，再供给用户使用。但这种方案明显非常落后，不仅投资大而且不利于房屋的维护和抗震。上个世纪80年代后，气压供水逐渐替代了高位水箱供水。但这种供水方式依旧存在很多缺陷。
本篇设计分两部分介绍了大楼物业供水系统，分别是硬件及软件设计。供水系统主要由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。该系统还设有过载等保护。本设计编程软件则采用三菱公司开发的PLC编程软件GX Developer8.52。该软件适用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可编程控制器。
气压供水所需要的设备的主要部件是压容器，其成本高，耗钢量大，结构复杂，而且水泵功率较大，反复启动，不仅影响电网，耗费电力资源，而且严重缩短了水泵和电磁设备寿命。尤其是气压供水水压变化较大，缩短了水网，阀门，水表的使用寿命。而水压过高会导致水管爆裂，造成水资源的大量流失。而水压过低，则会造成用户供水不足或无法供水。对于工业生产和特殊用途的供水而言，供水就更显得异常重要，例如在工业生产中如突然供水不足或断水，就可能会对产品的安全卫生产生某些不良影响。而对于灭火水源来讲，供水不足则更加致命，对人民的生命财产安全造成极大隐患。
第四章 系统的软件设计22
4.1 软件开发环境简介22
4.2 供水系统程序流程图23
4.3 供水系统程序设计及解析24
4.3.1 程序的模式选择、水泵工作程序设计及解析24
4.3.2 程序的保护、报警选择程序设计及解析25
4.4 程序调试及仿真27
4.5 程序调试及仿真体会28
结 论30
致 谢31
参考文献32
3.2.1 PLC的选型11
3.2.2 水泵机组的选型12
3.2.3 压力传感器的选型13
3.3 系统电路分析及设计14
3.3.1 系统电源14
3.3.2 供水系统主电路分析与设计14
3.3.3 可编程控制器I/O分配18
3.3.4 PLC I/O接线图19
3.3.5 压力传感器信号处理20
3.3.6 报警电路设计20
附录二PLC I/O口分配表35
附录三 PLC I/O口接线图36
附录四 供水系统电路图37
附录五 控制系统梯形图38
附录六 程序指令清单43
引言
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：电源、中央处理单元(CPU) 、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块。可编程控制器在我国各个工业领域中得到了越来越广泛的应用，它是自动控制技术、计算机技术和通信技术三者结合的通用工业自动化装置，已成为工业自动化的三大棱柱之一。为了适应这种形势，我们选择了三菱FX1N-40MR-001系列可编程控制器编写这次设计。
基于PLC控制的供水系统设计毕业论文
第一章 绪论1
1.1 研究背景1
1.2 供水系统设计要求2
1.3 供水系统设计思想2
1.4 供水系统方案确定3
1.5 供水系统运行和原理3
1.5.1 系统原理说明3
1.5.2 系统运行说明4
第二章 可编程控制器的概述5
2.1 可编程控制器介绍5
2.2 三菱FX系列介绍5
本系统通过调试表明本系统能够满足设计要求并有很好的使用价值。具体说明了可编程序控制器在大楼物业供水系统中的作用。程序涉及到了大楼物业供水系统工作的绝大部分过程。最终设计完成的大楼物业供水系统具有平稳运行、节能等主要功能，整个系统的开发体现了在设计数字控制系统的稳定性、实用性
本毕业设计共有四个章节：第一章介绍了绪论；第二章介绍了可编程控制器的概述；第三章介绍了系统的硬件设计；第四章介绍了系统的软件设计，之后还有关于本次设计的结论、致谢及相关参考文献；附录部分有六个部分，分别是系统的元件明细表、PLC I/O分配表、PLC I/O接线图、供水系统电路图、系统梯形图、指令清单。
2.2.1 三菱FX系列PLC主要特点5
2.2.2 三菱FX系列PLC主要数据简介6
2.2.3 三菱FX系列PLC基本指令6
2.3 可编程控制器的特点7
2.4 可编程பைடு நூலகம்制器的工作原理8
2.4.1 PLC的等效工作电路8
2.4.2 PLC的工作过程9
第三章 系统硬件设计10
3.1 系统的构成10
3.2 系统主要硬件设备的选型11
随着PLC技术的发展，结构简单，节省资源，抗干扰能力强，可靠高效的供水控制器将是高层建筑供水的研究方向。本文主要采用了由三菱FX系列PLC构成的供水控制器，通过传感器检测得到的水压信号，与设定的水压数值比较，再通过PLC来控制水泵的数量和转速，达到大楼供水的效果。
面对这些问题，供水的重要性已经不言而喻。本文的设计就是基于PLC供水系统的设计。液位检测检测水管中的水压得到的数据，通过对压力传感器对压力的监测，可以使管网中的水压自动的保持在事先设定好的压力值围。当用户的用水量增加时，管网中的水压下降，供水控制器通过PLC使水泵转速加快，供水量相应增多，如果一台水泵不能满足用户的供水量，那么则通过控制器加泵；当用户用水量减少时，管网中水压上升，供水控制器通过PLC使水泵转速降低，供水量减少，如水泵转速降到最低还高出所需供水量，则关闭一台水泵。简单来说就是根据用户用水量的大小，通过供水控制器对水泵的数量和转速的控制，从而使用户无论用水量的多少，管网中的水压始终能保持在设定围。既满足了用户供水量的要求，又不会是水泵空转，造成电能的浪费，同时避免了水箱造成的二次污染。是一种现代化的供水方案。
第一章 绪论
1.1 研究背景
水是人民生活必需品，但由于近些年来，随着人们生活水平的提高，大楼的层数也在不断的剧增。再加上受到输送管道和供水设施的影响，使居民的生活用水存在着自来水管网压力不足的现象，尤其是供水高峰期的高层供水尤为突出,给人们的生活带来了许多困扰。
以前为了解决用水难的问题，通常会在楼顶固定一个高位水箱，通过水箱的高度给水提供一定压力，再供给用户使用。但这种方案明显非常落后，不仅投资大而且不利于房屋的维护和抗震。上个世纪80年代后，气压供水逐渐替代了高位水箱供水。但这种供水方式依旧存在很多缺陷。
本篇设计分两部分介绍了大楼物业供水系统，分别是硬件及软件设计。供水系统主要由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。该系统还设有过载等保护。本设计编程软件则采用三菱公司开发的PLC编程软件GX Developer8.52。该软件适用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可编程控制器。
气压供水所需要的设备的主要部件是压容器，其成本高，耗钢量大，结构复杂，而且水泵功率较大，反复启动，不仅影响电网，耗费电力资源，而且严重缩短了水泵和电磁设备寿命。尤其是气压供水水压变化较大，缩短了水网，阀门，水表的使用寿命。而水压过高会导致水管爆裂，造成水资源的大量流失。而水压过低，则会造成用户供水不足或无法供水。对于工业生产和特殊用途的供水而言，供水就更显得异常重要，例如在工业生产中如突然供水不足或断水，就可能会对产品的安全卫生产生某些不良影响。而对于灭火水源来讲，供水不足则更加致命，对人民的生命财产安全造成极大隐患。
第四章 系统的软件设计22
4.1 软件开发环境简介22
4.2 供水系统程序流程图23
4.3 供水系统程序设计及解析24
4.3.1 程序的模式选择、水泵工作程序设计及解析24
4.3.2 程序的保护、报警选择程序设计及解析25
4.4 程序调试及仿真27
4.5 程序调试及仿真体会28
结 论30
致 谢31
参考文献32
3.2.1 PLC的选型11
3.2.2 水泵机组的选型12
3.2.3 压力传感器的选型13
3.3 系统电路分析及设计14
3.3.1 系统电源14
3.3.2 供水系统主电路分析与设计14
3.3.3 可编程控制器I/O分配18
3.3.4 PLC I/O接线图19
3.3.5 压力传感器信号处理20
3.3.6 报警电路设计20