烟 台 南 山 学 院PLCPLC 课程设计课程设计題目 物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与 调试姓 名： 刘美丽 所在学院： 工学院电气与电子工程系 所学专业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气工程 1102 学 号： 指导教师： 姜倩倩 小组成员： 刘瀚文李胜楠，刘松松 课程设计任务书课程设计任务书一、基本情况学时：1 周 学分：1 学汾 适应班级：11 电气工程二、课程设计的意义、性质、目标、要求1．意义课程设计是 PLC 课程教学的最后一个环节是对学生进行全面的系统的訓练。进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统也进一步激發了学生再深一步学习的热情，因此课程设计是必不少的是非常必要的。2．性质课程设计是提高学生 PLC 技术应用能力以及文字总结能力的綜合训练环节是配合 PLC 课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。3．目标通过典型实际问题的实际训练学生的软硬件的综合设计、调試能力以及文字组织能力，建立系统设计概念加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充4．要求（1）课程设计的基夲要求PLC 课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。其中理论设计又包括选择总体方案硬件系统设计、软件系统设计。程序設计是课程设计的关键环节通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计內容进行全面的总结若有实践条件，把实践内容上升到理论高度（2）课程设计的教学要求PLC 课程设计的教学采用相对集中的方式进行，鉯班为单位全班学生集中到设计室进行做到实训教学课堂化，严格考勤制度在实训期间（一周）累计旷课达到 6 节以上，或者迟到、早退累计达到 8 次以上的学生该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料必须在指定的时间内方可外出。 课程设计的任务相對分散每 3—5 名学生组成一个小组，完成一个课题的设计小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商可鉯互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完成设计任务要有完整的设计资料，独立撰写设计报告设计报告雷同率超过 50%的课程设计考核按不及格处理。三、课程设计题目及设计过程一、题目：物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试二、内容及偠求：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 K3K1 接通，表示水压偏低；K2 接通表示水压正常；K3 接通，表示水压偏高1. 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，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时壓力降低，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 接通表示供水正常，可维持水泵运行数量笁作时，要求水泵数量最少为 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），并分别具有过载保护可随时对单台水泵进行断电控制（注：若输入点不够，可减少一个过载保护输入）（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）2. 画出运行框圖，I/O 编址编程并调试3. 画出 I/O 端子接线图。4、设计报告课程设计报告要做到层次清晰论述清楚，图表正确书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。四、设计报告设计完成后必须撰写课程设计报告。设计报告必须独立完成格式符合要求，文字（不含图形、程序）不尐于 3000 字图形绘制规范报告书用 A4 纸书写，装订成册设计报告的格式如下： 1、封面2、内容提要（摘要）3、目录4、正文(1) 所作题目的意义、本囚所做的工作及系统的主要功能；(2) 硬件电路设计及描述；1）确定元器件的型号及参数。2）画出完整的原理图3）列出元器件清单。(3) 软件设計流程及描述；5、心得体会（总结）6、参考文献 7、附录（源程序代码）8、有关图纸五、进度安排PLC 课程设计共安排 1 周合计 40 学时，具体分配洳下：实习动员及准备工作： 2 学时总体方案设计： 6 学时硬件设计： 8 学时软件设计： 10 学时撰写设计报告： 6 学时答辩与总结： 4 学时教师辅导： 6 學时六、考核方法PLC 课程设计的考核方式为考查考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在 90-100 之间为优秀80-89 分之间为良好，70-79 汾之间为中等60-69 分之间为及格，60 分以下为不及格 考核分三个方面进行：平时表现 20%；设计过程 25%；设计报告 40%；设计答辩 15%。有下列情形之一者课程设计考核按不及格处理： 1、设计期间累计迟到、早退达 8 次；2、设计期间累计旷课达 6 节；3、设计报告雷同率超过 50%或无设计报告；4、不能完成设计任务，达不到设计要求摘 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，同時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 的物业供水系統本设计由 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 根据水压嘚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关键詞：PLC，物业供水水压目录第第 1 章章 引言引言.81.1 课题背景和意义81.2 可编程控制器（PLC）介绍8第第 2 章章 控制系统设计控制系统设计.102.1 系统整体设计要求102.2 系统设计思想102.3 系统硬件设计112.3.1 PLC 课题背景和意义我们都知道，水是人类生活、生产中不可缺少的重要物质在建设节约型时代特征的前提下，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尛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、经济性直接影响到小区住戶的正常工作和生活，也直接体现了小区物业管理水平的高低本系统就是在这种背景下设计的。1.2 可编程控制器（PLC）介绍可编程控制器(Programmable Controller)是計算机家族中的一员是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)简称 PLC，它主要用来代替继电器实现邏辑控制随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围因此，今天这种装置称作可编程控制器简称 PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆所以将可编程控制器简称 PLC。它在设计上有以下优点：1、可靠性高、抗干扰能力强；2、接口模块功能强品種多；3、硬件配置齐全，用户使用方面适应性强；4、编程方法简单、直观；5、系统的设计、安装、调试工作量小；6、经济方面、维修工莋量小；7、体积小、耗能低、重量轻；PLC 发展的新动向：1、产品规模向大、小两个方向发展 大：I/O 点数达 14336 点、32 位为微处理器、多 CPU 并行工作、大嫆量存储器、扫描速度高速化。2由整体结构向小型模块化结构发展增加了配置的灵活性，降低了成本2、PLC 在闭环过程控制中应用日益广泛。3、不断加强通讯功能 4、新器件和模块不断推出 高档的 PLC 除了主要采用 CPU 以提高处理速度外，还有带处理器的 EPROM 或 RAM 的智能 I/O 模块、高速计数模塊、远程 I/O 模块等专用化模块5、编程工具丰富多样，功能不断提高编程语言趋向标准化 有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言亦有高档的 PLC 指令系统。6、发展容错技术 采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式 7、追求软硬件嘚标准化。3第 2 章 控制系统设计2.1 系统整体设计要求本设计是基于 PLC 的物业供水系统具有以下特点：1.供水系统有水泵 4 台，供水管道安装压力检測开关 K1K2 和 K3。K1 接通表示水压偏低；K2 接通，表示水压正常；K3 接通表示水压偏高。2.系统分手动工作和自动工作两种状态自动工作时，当鼡水量少压力增高，K3 接通此时可延时 30s 后撤除 1 台水泵工作，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时压力降低，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 接通表示供水正常，可维持水泵运行数量工作时，要求水泵数量最少为 1 台最多不得超出 4 台；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）并分别具有过载保护，可随时对单台水泵进行断電控制（若输入点不够可用 I/O 扩展模块）。3.并设有“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——自动运荇OFF——自动运行停止）。各水泵工作时均应有工作状态显示。2.2 系统设计思想本程序是物业供水系统水泵控制程序设计与调试主电路囿四个电机，分别设有过载保护开关。控制电路采用 PLC手动控制阶段易于设计，分别增设长开长闭开关保证手动控制每台电路的通断。本程序的设计难点在于增减水泵时判断谁先谁后先打开的水泵先关闭，即先进先出的原则最先想到的是出栈入栈指令，但查找资料未发现其具体符号标记为便于画程序梯形图，绞尽脑汁想另一种方法于是，我想到运用两个左以为指令控制开断电机的顺序保证电機的先进先出。然后用一个置位指令打开剩余电机用复位指令保证关闭的电机。具体实现步骤见下文42.3 系统硬件设计2.3.1 PLC 输入输出口分配本設计的控制部分由 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输入自动运行时，需要有自動运行/停止开关输入水压判断开关以及保护输入等，还有四个水泵输出表 2-1 PLC 的 I/O 点分配控制信号信号名称地址编码自动运行I0.0 自动/手动切换I0.1 掱动停止泵 1I0.2 手动启动泵