水泵的PLC控制

课程设计说明书课程名称可编程控制器课程设计

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学生姓名

指导教师

2014年 12月

摘要

基于PLC抽水泵监控系统的控制部分是为了一些地方正常生产和安全的各种有关参数或状态的集中监测，并对有关环节加以控制。本文主要介绍了一种基于西门子S7-200PLC的抽水泵PLC控制系统的设计方法和思路。西门子S7-200型PLC给出了抽水泵系统传感器及执行机构的通信网络结构和系统功能设计，实现了对水泵的控制和水位监测，同时也实现了水泵运行的合理调度，并且PLC和组态能进行通讯，提高了设备利用率。

关键词：PLC；水泵；组态

目录

1 绪论 (1)

2 系统的硬件配置 (2)

2.1 PLC简介 (2)

2.2 PLC的分类 (2)

2.3 PLC的特点 (2)

2.4 编程元件地址分配 (4)

2.5控制要求： (4)

2.6流程图 (5)

2.7输入输出接线图 (6)

3 系统软件设计 (7)

3.1梯形图 (7)

4 组态图 (8)

5 课设总结 (10)

参考文献 (11)

1 绪论

随着计算机控制技术的迅速发展，以微处理器为核心的可编程控制器（PLC）控制已逐步取代继电器控制，普遍应用于各行各业的自动化控制领域。当然抽说泵也不例外，例如许多矿井下的排水系统，但有些主要还采用人工控制，也预测不了水位的增长速度，这将会影响这些地方的自动化管理水平和经济效益。

目前，抽水泵PLC的控制可以应用于许多实际生产中去，可以使许多问题得到解决，关于如何实现抽水泵PLC的控制，本文将提出一种抽水泵PLC控制的设计方案，并对其工作原理和结构做一简要介绍。

2 系统的硬件配置

2.1 PLC简介

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”具有可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强；易学易用，深受工程技术人员欢迎；系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造；体积小，重量轻，能耗低等特点。广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。

2.2 PLC的分类

世界上PLC产品可按地域分成三大流派：一个流派是美国产品，一个流派是欧洲产品，一个流派是日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下独立研究开发的，因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的，对美国的PLC产品有一定的继承性，但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而闻名，而日本则以小型PLC著称。本实验综合实验台及其性能指标最后我们决定采用西门子的PLC。

2.3 PLC的特点

（1）抗干扰能力强，可靠性好

PLC在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取了生产厂家长期积累的生产控制经验，主要模块均采用大规模与超大规模集成电路。I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有周到的考虑。具体措施主要有以下几个方面：

1）隔离：这是抗干扰的主要措施之一。PLC的输入、输出接口电路一般采用光电耦合器来传递信号。这种光电隔离措施，使外部电路与内部电路之间避免了电的联系，

可有效的抑制外部干扰源对于PLC的影响，同时防止外部高电压串入，从而减少故障和误操作。

2）滤波：这是抗干扰的另一个主要措施。在PLC的电源电路和输入/输出电路中设置了多种滤波电路，用以对高频干扰信号进行有效的抑制。

3）对内部电源还采用了屏蔽、稳压、保护等措施，以减少外界干扰，保护供电质量。另外使输入输出接口电路电源彼此独立，以避免电源之间的干扰。

4）内部设置了连锁、环境检测与诊断、watchdog（“看门狗”）等电路，一旦发现故障或程序循环执行时间超过了警戒时钟（WDT）规定时间（预示程序进入了死循环），立即报警，以保证CPU可靠运行。

5）利用系统软件定期进行系统状态、用户程序、工作环境和故障检测，并采用信息保护和恢复措施。

6）对用户程序及动态工作数据进行电池备份，以保障停电后有关状态或信息不丢失。7）采用密封、防尘、抗震的外壳封装结构，以适应工作现场的恶劣环境。

8）以集成电路为基本元件，内部处理过程不依赖于机械触点，以保障高可靠性。而采用循环扫描的工作循环方式，也提高了抗干扰能力。

（2）控制系统结构简单，通用性强

PLC及外围模块品种多，可由各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。（3）编程方便，易于使用

PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，PLC程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图相类似，这种编程语言现象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，只要具有一定的电工和工艺的知识的人员都可在短时间内学会。

（4）功能完善

PLC的输出/输入功能完善，性能可靠，能够适应与任何形式和性质的开关量和模拟量的输入/输出。在PLC内部具有许多控制功能，诸如时序、计算机、主控继电器以及移位寄存器、中间寄存器等。由于采用了微处理器，它能够很方便地实现延时、锁存、比较、跳转、和强制I/O等诸多功能，不仅具有逻辑功能、算术运算、数制转换、以及顺序控制功能，而且还具备模拟运算、显示、监控、打印、及报表生成等功能。