污水处理控制系统设计 34页

..课程设计〔论文〕题目：污水处理控制系统程序设计设计名称：机电传动控制班级学号：1101011403学生XX：琳指导教师：任晓红白宁-.可修编.\n..2013年12月11日成绩评定表学生XX琳班级学号1101011403专业机械设计制造及其自动化课程设计题目污水处理控制系统设计评语组长签字：-.可修编.\n..成绩日期20年月日课程设计任务书学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学生XX琳班级学号1101011403课程设计题目污水处理控制系统设计-.可修编.\n..实践教学要求与任务:1.设计容：1〕完成?课程设计指导书?所要求的控制循环。2〕按停顿按钮，完成当前循环后再停。3〕要求同时控制三套子系统的运行。4〕要求可以实现手动和自动控制。2.设计要求：1〕画出端子分配图和顺序功能图2〕设计并调试PLC控制梯形图3〕设计说明书工作方案与进度安排:1〕理解题目要求，查阅资料，确定设计案1天2〕PLC梯形图设计与调试4天3〕说明书撰写1天4〕辩论1天指导教师：任晓虹白宁2013年12月11日专业负责人：白宁2013年12月11日学院教学副院长：2021年月日-.可修编.\n..目录1、前言1一、课程设计的任务和要求21.1课程设计的任务21.2课程设计的根本要求3二、总体设计72.1PLC选型72.2PLC端子图92.3PLC外部接线图102.4主电路原理图11三、PLC程序设计123.1设计思想123.2顺序功能图133.3梯形图14四．程序调试说明…………………………………………………21五、完毕语22六、参考文献23-.可修编.\n..-.可修编.\n..1.前言当今社会水污染重急，目前城市污水处理行业的开展迅速，城市污水处理能力，重的制约了我国经济与社会的开展，鉴于我国国情于污水处理的运行费用是庞大的、长期的，加强城市污水处理系统智能控制的研究非常必要。本课题将对对污水处理PLC控制系统设计，满足其需要。世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司〔DEC〕研制的。限于当时的元器件条件及计算机开展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。　　20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化开展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业中已获得广泛应用。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪末期，可编程控制器的开展特点是更加适应于现代工业的需要。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。-.可修编.\n..一．课程设计的任务和要求1.1课程设计的任务题目：污水处理控制系统设计系统有三套子系统。每个子系统组成如下图。1．滤水时，翻开进水阀和出水阀，污水流经磁滤器电的电磁铁，那么污水中的氧化铁杂质会附在磁铁上，从水箱流出净化水，实现滤水；2．一段时间后，断开电磁铁，关闭进水阀和出水阀，翻开排污阀和空气压缩阀，压缩空气将水箱的水打入磁滤器，冲洗磁铁，污水由排污管流入污水池，进展二次处理，实现反洗。3．三套子系统同时工作。设计容：完成?课程设计指导书?所要求的控制循环。要求按停顿按钮，完成当前循环后再停，并可以同时控制三套子系统的运行，最后既要实现手动控制也要实现自动控制。设计要求：要画出端子分配图和顺序功能图，设计并调试出PLC控制梯形图，并设计出说明书。-.可修编.\n..1.2课程设计的根本要求系统有三套子系统，每个系统工作均一样，由三台磁滤器和有关管道及电磁阀组成。该系统的用途是把水中的氧化铁杂质过滤出去，来实现污水氧化的作用。一定时间过后，污水由排污管流入污水池，进展二次处理，实现反洗。污水净化系统的控制过程：〔1〕初始放空：在系统通电初始时，所有的闸门均断开，磁滤器也断开。〔2〕净化过程：按下启动按钮，净化系统按下，规律循环工作。①接通磁滤器电源2s，是磁滤器的磁性到达额定值。②2s后接通出水阀，和进水阀，进展滤水工作40min.③40min后断开进水阀和出水阀。④5s后，断开磁滤器电源。-.可修编.\n..⑤2s后，进展反洗工艺，接通排污阀，空压阀，将氧化铁冲洗倒排污池。⑥1min断开空压阀，排污阀和响铃，反洗完毕。⑦5s后在进展滤洗工作，如此循环。⑧按下停顿按钮，执行完本次循环完毕。污水净化中元件选择:〔1〕PLC主机及扩展模块：选择西门子S7-200CPU226，AC\DC\继电器型PLC，EM2234*继电器输出型扩展模块;（2）启动按钮SB1：用于净化系统的初始上电工作；（3）停顿按钮SB2：用于净化系统的整个工作的全面完毕;（4）磁滤器YV1，YV2，YV3：用于控制磁滤器接通与否；〔5〕出水阀YV1、YV2、YV3：用于控制出水阀的接通与否；〔6〕进水阀YV1、YV2、YV3：用于控制进水阀的接通与否；〔7〕排污阀YV1、YV2、YV3：用于控制排污阀的接通与否；〔8〕空压阀YV1、YV2、YV3：用于控制空压阀的接通与否；〔9〕响铃HA1、HA2、HA3：用于控制响铃的接通与否；-.可修编.\n..-.可修编.\n..滤水工艺示意图如图1所示-.可修编.\n..污水净化示意图如图2所示-.可修编.\n..二．总体设计2.1PLC选型〔1〕PLC概述PLC〔ProgrammablelogicController〕即可编程控制器，是当今基于计算机技术的常见工业控制装置，主要应用于工业控制领域。PLC部配有编制程序的存储器，用于存储其部指令、程序代码及程序运行所需的各种数据，并以数字或模拟的式与外部进展输入和输出，进而控制各种类型的执行装置。PLC及其有关的外围设备是工业控制系统中的重要组成局部，尤其在底层控制中，PLC一般都会是控制系统的核心。〔2〕PLC的特点a.可靠性高，抗干扰能力强工业生产一般是在恶劣环境中进展的高强度作业，这就要求其设备具有较高的可靠性和抗干扰能力。b..丰富的IO接口在工业生产现场，存在各种不同的设备或变化的生产环境，为了在计算机中进展计算及采取控制措施，PLC配备丰富的IO模块，以便能够将现场的各种信号转换成PLC中可识别的信号。c..编程简单，易学易用PLC作为通用工业控制计算机，接口简单易于配置，编程语言也易于工程技术人员所承受。d..系统搭建容易，维护便-.可修编.\n..PLC用存储逻辑代替接线逻辑即使用软逻辑代替硬逻辑，这一面增加了逻辑运算的灵活性，另一面大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统构造更加简易实用、系统搭建期大为缩短。〔3〕PLC选型PLC主机：选择西门子S7-200系列PLC作为污水处理控制系统的工作主机。根据I/O点数来确定PLC型号，为满足控制要求该系统需要有10输入点，19个输出点。因此采用S7-200CPU226AC/DC/继电器，由于该系统要求10个输入点S7-200CPU226能满足点数要求。输出点在没有扩展模块时是不满足系统要求的，所以需要扩展模块EM2234*继电器输出型扩展模块，这样就会满足要求。选用CPU226的特点，其根本参数如下：本机数字输入：24路数字量输入本机数字输出：16路数字量输出部存储器位：256位定时器总数：256定时器计数器总数：256计数器电源电压允围：AC85~264V输入电流仅CPU/最大负载：35/100 mA,AC 240V电压围：DC20.4~28.8V电流限制：约1.5AEM22324VDC4入/4出根本参数如下：DI输入数:4-.可修编.\n..DO输出数:4输入电压：24V，最大30V输出类型:24VDC输出电流：0.75A2.2PLC端子图-.可修编.\n..图三端子分配图附表:I0.0启动I0.1停顿I0.2手动I0.3电磁铁得电I0.4出水阀开关I0.5进水阀开关-.可修编.\n..I0.6排污阀开关I0.7空压阀开关I1.0响铃开关I1.1空气压缩机开关Q0.01电磁铁Q0.11出水阀Q0.21进水阀Q0.31排污阀Q0.41空压阀Q0.51响铃Q0.62电磁铁Q0.72出水阀Q1.02进水阀Q1.12排污阀Q1.22空压阀Q1.32响铃Q1.43电磁铁Q1.53出水阀Q1.63进水阀Q1.73排污阀Q2.03空压阀Q2.13响铃Q2.2空气压缩机-.可修编.\n..2.3PLC外部接线图-.可修编.\n..图四外部接线图-.可修编.\n..2.4主电路原理图图五电动机正反转的控制电路-.可修编.\n..三．PLC程序设计3.1设计思想本次课程设计要求既要实现手动控制又要实现自动控制。如果要完成这两个目的动作，必须设计含有手动和自动控制的主程序，并且手动和自动都相应有各自的子程序。特别注意的是启动PLC时必须先读主程序，然后调用子程序，才能加以实现各个活动步。手动控制时：在控制面板上有一些旋转按钮。它们都分别控制着各个步骤的启动，每个步骤的停顿可以由下一步的启动来断开电路。自动时：用I0.0来控制启动，按下启动后系统处于自动状态，用I0.1来控制停顿，按下停顿按钮后系统在完成当前循环后停顿。-.可修编.\n..3.2顺序功能图图六顺序功能图-.可修编.\n..3.3梯形图主程序手动程序子程序-.可修编.\n..-.可修编.\n..-.可修编.\n..自动子程序-.可修编.\n..-.可修编.\n..-.可修编.\n..-.可修编.\n..PLC梯形图四．程序调试说明首先在V4.0STEP7MicroWINSP6里将我事先设计好的梯形图程序写入，然后再将程序导出，然后再在S7_200的仿真软件里进展调试仿真。配置CPU选择CPU226，选择扩展EM223，然后装载程序，分别进展自动和手动程序调试。进展手动调试时，按下启动按钮I0.0和手动按钮I0.2后，进展手动调试，第一步按下开关I0.3应使电磁铁置位得电，虽然没有按下I0.4、I0.5等控制进水阀，出水阀的开关，进水、出水的输出端也得电了，导致调试有错误。之后找出错误原因，是因为只要按下启动按钮I0.0，-.可修编.\n..SM0.1在执行用户程序的第一个扫描期就为“1〞态，会启动自动程序，使进水、出水阀为1态，导致上诉现象。虽然也存在别的问题，但在后来都已经接解决，成功调试。五．完毕语-.可修编.\n.. 通过这次设计实践。我学会了PLC的根本编程法，对PLC的工作原理和使用法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序用到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。在设计的过程中我们还得到了教师的帮助与意见，也请教了了同学的意见和想法。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向教师请教或向同学讨论是一个很好的法，不是有句话叫做思而不学者殆，做事要学思结合。最后诚挚的感我们的指导教师，您的悉心的教诲使我们得以一窥喷泉控制系统领域的深奥，不时的讨论并指点我正确的向，使我在毕业设计这段时间中获益匪浅。教师对学问的谨更是我们学习的典。今后的学习中，我们会更加努力的学习，不断完善自己，丰富自己的知识。-.可修编.\n..六．参考文献〔1〕白宁，段志敏，文波，机电传动控制[M]:东北大学，2002(2)廖长初，PLC编程及应用[M]：机械工业，2002〔3〕SIEMENS公司.SIMATICS7-200可编程序控制器系统手册[s]，2002〔4〕邓星钟，机电传动控制[M]：地图，2001(5)殷华文，可编程序控制器及工业控制网络[M]：华中理工大学〔6〕忠高，控制电机及应用[M]：华中工学院，1986教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。-.可修编.