1、供水系统设计机电系统设计课程设计设计任务书题目：供水系统设计 姓名及学号：毕笙荃-0812105299 韩传江-0812105256 闫昭吉-0812104115 指导老师：程卫东 目 录一概述 1 1.1设备概况介绍1 1.2 供水系统特点1二硬件设计2 2.1 供水系统主电路设计2 2.2 供水系统的I/O地址分配表、I/O接线图3 2.3 供水系统的元件选择3三软件设计53.1 系统流程图 53.2 程序梯形图 5 3.3 程序指令表8 3.4 程序分析13参考文献14一 . 概 述1.1设备概况介绍系统由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
2、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。系统还设有过载等保护。1.2供水系统特点1.供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2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，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
3、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电控制（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自动运行，OFF自动运行停止）。各水泵工作时，均应有工作状态显示。二 . 硬件设计2.1 供水系统主电路设计由设计内容和要求可知，本设计需要用到四台水泵，水泵的型号都为：J02-41-4，4.0kw，1440转/分，380v，8.4A。在设计主电路时水泵以电动机代替，图中的KM为接触器线圈，FR为热继电器，主电
4、路并设有短路过载保护。主电路如图2-1所示。 图 2-1 主电路图2.2 供水系统的I/O地址分配表、I/O接线图 本设计的控制部分由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，需要有自动运行/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。所以PLC的I/O地址分配表如表2-1所示，I/O接线图如图2-2所示。表2-1 I/O地址分配表输入点对应信号输入点对应信号输出点对应信号X0自动/手动切换X11自动启动/停止Y0供水水泵1X1手动启动泵1X12低压开关K1Y1供水水泵2X2手动停止泵1X13水压正常反馈K2Y2供水水
5、泵3X3手动启动泵2X14高压开关K3Y3供水水泵4X4手动停止泵2X15泵1的过载保护X5手动启动泵3X16泵2的过载保护X6手动停止泵3X17泵3的过载保护X7手动启动泵4X20泵4的过载保护X10手动停止泵42.3 供水系统的元件选择 本系统主要用到的元器件有：可编程序控制器PLC，水泵，以及继电器，接触器等。PLC选用的是FX2N-48MR，四台水泵选用J02-41-4，4.0kw，1440转/分，380v，8.4A。图 2-2 I/O接线图 三 . 软件设计3.1 系统流程图由于该系统即可以手动运行又可以自动运行，所以本系统设计主要分两部分，一部分是手动模块，一部分是自动模块。系统的
6、总流程图如图3-1所示。图 3-1 程序流程图该流程图主要介绍了本系统的设计思路，其中的具体细节没有在流程图中给出，详细介绍将会在后面的程序分析中介绍。3.2 程序梯形图程序梯形图如图3-2所示。图3-2 程序流程图3.3 程序指令表由梯形图转换为指令表如下：0 LDI X0001 CJ P14 LD X0005 CJ P08 P09 LD X00110 OR M011 ANI X00212 OUT M013 LD X00314 OR M115 ANI X00416 OUT M117 LD X00518 OR M219 ANI X00620 OUT M221 LD X00722 OR M323
7、 ANI X01024 OUT M325 LD M800026 CJ P229 P130 LD X01131 ANI X00032 OUT M433 LD X01234 AND M435 ANI X01336 ANI T037 OUT T0 K30040 LD X01441 AND M442 ANI X01343 ANI T144 OUT T1 K30047 LDI M2048 ANI M2149 ANI M2250 ANI M2351 SET M2052 LDP T054 MPS 55 AND M2056 AND M2157 AND M2258 AND M2359 CJ P262 MRD63
8、 AND M2064 AND M2165 AND M2266 ANI M2367 SET M2368 SET M2669 MRD70 AND M2371 AND M2072 AND M2173 ANI M2274 SET M2275 SET M2776 MRD77 AND M2278 AND M2379 AND M2080 ANI M2181 SET M2182 SET M2883 MRD84 AND M2185 AND M2286 AND M2387 ANI M2088 SET M2089 SET M2990 MRD91 AND M2092 AND M2193 AND M2294 AND M
9、2395 SET M2296 MRD97 AND M2198 AND M2299 ANI M23100 ANI M20101 SET M23102 MRD103 AND M22104 AND M23105 ANI M20106 ANI M21107 SET M20108 MRD109 AND M23110 AND M20111 ANI M21112 ANI M22113 SET M21114 MRD115 AND M20116 ANI M21117 ANI M22118 ANI M23119 SET M21120 MRD121 AND M21122 ANI M22123 ANI M23124
10、ANI M20125 SET M22126 MRD127 AND M22128 ANI M23129 ANI M20130 ANI M21131 SET M23132 MPP133 AND M23134 ANI M20135 ANI M21136 ANI M22137 SET M20138 LDP T1140 MPS 141 AND M20142 ANI M21143 ANI M22144 ANI M23145 CJ P2148 MRD149 AND M21150 ANI M22151 ANI M23152 ANI M20153 CJ P2156 MRD157 AND M22158 ANI M
11、23159 ANI M20160 ANI M21161 CJ P2164 MRD165 AND M23166 ANI M20167 ANI M21168 ANI M22169 CJ P2172 MRD173 AND M20174 AND M21175 ANI M22176 ANI M23177 RST M20178 MRD179 AND M21180 AND M22181 ANI M23182 ANI M20183 RST M21184 MRD185 AND M22186 AND M23187 ANI M20188 ANI M21189 RST M22190 MRD191 AND M23192
12、 AND M20193 ANI M21194 ANI M22195 RST M23196 MRD197 AND M20198 AND M21199 AND M22200 ANI M23201 RST M20202 MRD203 AND M21204 AND M22205 AND M23206 ANI M20207 RST M21208 MRD209 AND M22210 AND M23211 AND M20212 ANI M21213 RST M22214 MRD215 AND M23216 AND M20217 AND M21218 ANI M22219 RST M23220 MRD221
13、AND M20222 AND M21223 AND M22224 AND M23225 AND M26226 RST M20227 RST M26228 MRD 229 AND M20230 AND M21231 AND M22232 AND M23233 AND M27234 RST M23235 RST M27236 MRD237 AND M20238 AND M21239 AND M22240 AND M23241 AND M28242 RST M22243 RST M28244 MPP245 AND M20246 AND M21247 AND M22248 AND M23249 AND
14、 M29250 RST M21251 RST M29252 P2253 LD M0254 OR M20255 ANI X015256 OUT Y000257 LD M1258 OR M21259 ANI X016260 OUT Y001261 LD M2262 OR M22263 ANI X017264 OUT Y002265 LD M3266 OR M23267 ANI X020268 OUT Y003269 END3.4 程序分析本系统主要分为手动运行和自动运行两部分，在编程过程中将本系统主要分为三大模块：手动运行模块（P0）、自动运行模块（P1）、输出模块（P2）。在系统一上电情况下首先
15、通过判断自动/手动开关X0，判断是进入手动模块（P0）还是进入自动模块(P1)，X0为ON表示手动，OFF表示自动。然后进入相应的模块执行程序。手动模块，当进入手动模块后，X1是泵1的手动启动开关，X2是泵1的手动停止开关；X3是泵2的手动启动开关，X4是泵2的手动停止开关；X5是泵3的手动启动开关，X6是泵3的手动停止开关；X7是泵4的手动启动开关，X10是泵4的手动停止开关；可以通过上述开关相对独立的对单台水泵进行通断电控制。自动模块，当进入自动模块后，在自动运行模块还设有自动运行停止开关X11（ON表示运行，OFF表示停止），在X11为ON的情况下，系统首先判断四台水泵的运行状态，如四台
16、水泵都没工作则将自动把第一台水泵打开，其中M20、M21、M22、M23分别是四台水泵自动运行的标志，然后再通过压力传感器判断水压的高低，在系统中X12表示低压，X13表示水压正常、X14表示水压高。水压低/高的时候延时30秒，增加/减少一台水泵工作，增加的顺序是没工作过的优先增加本程序为了满足这个要求采用的是四台水泵按M20M21M22M23M20的顺序依次循环启动或停止，这样就能满足没工作过的优先则加和工作过的优先停止的要求。其次在选择增加那个水泵时考虑到PLC工作室扫描程序遵受从上到下从左到右的原则，为了避免上面程序对下面产生的影响对结果产生影响，在设计过程中对于水压低需要加泵时先写四台
17、水泵同时工作的情况，然后逐次减一到只有一台工作；对于水压高需要减泵时先从一条水泵工作，然后逐次加一到四台全工作这样就能满足上述要求。每次当自动模块执行完之后程序跳到公共输出模块执行。输出模块，在输出模块中，M0、M20别是泵1的手泵和自动运行标志，X15是泵1的过载保护；M1、M21别是泵2的手泵和自动运行标志，X16是泵2的过载保护；M2、M22别是泵3的手泵和自动运行标志，X17是泵3的过载保护；M3、M23别是泵4的手泵和自动运行标志，X20是泵4的过载保护。参考文献【1】周亚军，张卫.电气控制与PLC原理及应用.西安：西安电子科技大学出版社，2010【2】 宋序彤我国城市供水发展有关问
18、题分析城镇供水，2001(2)：3235【3】 魏志精可编程控制器应用技术北京：电子工业出版社，1995，8590【4】吴小雨恒压变量供水装置中PLC的应用【J】低压电器，2002(1)：4245【5】陈景文.高层建筑变频恒压供水控制系统设计J中国给水排水，2007，12：30-34【6】廖常初.PLC编程及应用. 北京：机械工业出版社，2003【7】陈伯时.电力拖动自动控制系统.北京:机械工业出版社，1996【8】刘润华.可编程序控制器在变频调速供水系统中的应用.基础自动化 1997【9】贺玲芳.基于PLC控制的全自动变频恒压供水系统.西安科技学院学报,2000 20(3)出师表两汉：诸葛亮
19、先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行
20、阵和睦，优劣得所。 亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。臣不胜受恩感激。今当远离，临表涕零，不知所言。
