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基于PLC控制的生活污水处理控制系统设计

基于PLC控制的生活污水处理控制系统设计
基于PLC控制的生活污水处理控制系统设计

苏州大学

硕士学位论文

基于PLC控制的生活污水处理控制系统设计

姓名:姚白莹

申请学位级别:硕士

专业:电子与通信工程

指导教师:芮贤义

2010-10

基于PLC控制的生活污水处理控制系统设计中文摘要基于PLC控制的生活污水处理控制系统设计

中文摘要

随着我国经济的高速发展,环境保护已经是一个突出的需要重视的问题。污水处理在环境保护中又是一个最重要的环节。同时随着计算机技术和我国污水处理工程迅速发展,对污水处理过程自动化程度要求不断提高,利用先进的控制技术和设备对污水处理过程进行监控是非常必要的。生活污水处理过程是一个复杂的非线性、多变量的控制过程,传统的污水处理厂的控制多采用常规的仪表控制,以手动控制为主,依靠操作工人的知识和经验。这种方式水处理质量不稳定,劳动生产率低,系统信息分散。为了提高水处理质量,降低水处理成本,必须应用先进的自动控制设备和技术,设计全自动控制的污水处理厂。

本文所设计的生活污水处理控制系统分为以下三个部分:生活污水处理控制系统工艺流程、PLC程序的设计开发和上位机监控软件WinCC的开发。本文首先介绍生活污水处理的现状、常用的处理方法和检测标准;其次根据生活污水处理的工艺流程进行了PLC的程序开发及仿真;最后应用WinCC软件对生活污水处理过程进行了监控画面的设计,建立了设备控制操作画面、设备状态监视画面、水质参数的实时曲线。开发了用于报警监控的报警界面完成了系统实时报警功能,实现了生产报表的自动生成。对每一个界面都有其图形设计画面,完全利用了WinCC的强大组态功能,更加方便了对污水处理过程的监控和管理。本设计实现了生活污水处理系统的自动监控,提高了污水处理的技术管理水平。对于解决环境污染和日益严峻的能源危机具有重大的现实意义。

关键词:生活污水处理;PLC;WinCC;组态软件;

作者:姚白莹

指导教师:芮贤义

Abstract Design of wastewater treatment control system based on PLC Design of live wastewater treatment

control system based on PLC

Abstract

With the high speed development of our country’s economy, the environmental protection is already an outstanding problem which needs more attention. The treatment of live wastewater is the most important link in the environmental protection. In the meantime with the quick development of the computer technique and the treatment of live wastewater in our country, the demand upon the automation of live wastewater treatment is rising all the while. Making use of the advanced control technique and equipments to supervise and control live wastewater treatment is very necessary. As the characters of live wastewater treatment process is nonlinear and multivariable, traditional control strategies in wastewater treatment plant have used traditional meters and manual control model. Moreover the whole control process has been dependent on people’s knowledge and experiences, which means unstable water’s quality, low labor productivity and decentralized system information. Fully automatic control wastewater treatment plants are decisive in order to improve the quality of water treatment and reduce the cost of manufacturing. This can only be done by applying advanced automatic control equipment and technology. The wastewater treatment of control system has three parts:the process of live wastewater treatment, PLC program and develop the Customer software with WinCC. This paper only describe the part of the Configuration software with WinCC: develop the supervision interface of wastewater treatment, establish the database of equipment operation, equipment running state and display the real-time curve of water quality. The alarm picture of monitor and control accomplished the function of real-time alarm, automatic generation the reports of the whole factory. Every interface has developed designing picture and running picture. Through use the great configuration abilities of WinCC, supervise of wastewater treatment factory conveniently. The automatic monitoring are realized,and the management level of sewage treatment is improved by the designed system. It has great realistic significance for solving environment pollution and energy crisis.

Keywords: Treatment of live wastewater; PLC; WinCC;configure software;

Written by Yao Baiying

Supervised by Rui Xianyi

第一章概述

水与人的生活息息相关,特别在现代社会生活及生产中人们对水的需求量与日俱增。然而,水资源是有限的。据报道我国人均拥有淡水量为2400吨,为世界平均值的1/4,在全球149个国家(参与统计国家)中,我国人均淡水资源位居110位属于淡水资源贫乏的国家,而且我国水资源时空分布极不均衡,全国500多个城市缺水,其中300多个严重缺水,北方地区缺水现象尤其严重,人均拥有淡水量仅有240吨[1]。淡水资源的短缺己经成为我国急需解决的问题。

我国淡水资源不断减少,而且污染现象较为严重。随着城市规模的不断扩大和人口的增加,水环境污染成了一大难题。城市生活污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因,是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。目前全国城市废水的处理率(达排放标准的)仅有10%左右,其余90%的污废水都直接排入河川、湖泊、海洋[2]。耗水量高、重复利用率低、污染严重是我国生活用水系统水资源利用的突出问题。气象学家预测,2100年全球变暖加剧,地表将有1/3的面积变为沙漠,那时,干旱将威胁全球一半的大陆人类的生存[3]。这些现象都是水污染产生的严重后果,因此污水处理项目的实施已经刻不容缓。

众多迹象表明,水资源的短缺无疑将成为制约经济持续协调发展的瓶颈,因此世界各国越来越重视水处理和水的再利用,通过各种技术进一步提高供水质量,提高经济效益,并且污水处理过程中,经过厌氧和好氧处理,污水中的热量、沼气等再生能源可以为工业生产提供二次能源,真正实现变废为宝、循环经济的目的。

1.1 国内外生活污水处理发展现状

1.国内生活污水处理现状

我国现有城市污水处理厂,80%以上采用的是活性污泥法,其余采用一级处理、强化一级处理、稳定塘法及土地处理法等[4]。随着我国对水环境质量要求的提高,特别是对出水氮、磷的要求提高,使得新建城市污水处理厂必须考虑氮磷的去处问题。由此开发了许多改进型活性污泥工艺技术, 如氧化沟法、A2/O法等。我国污水处理水平低,不论是设备还是技术,或者是处理的深度和广度,都远远落后于发达国家。

总的来说,我国污水处理仍处于发展阶段,且还存在很多制约因素,其发展过程面临着重重困难,主要表现在以下三方面[5]:

首先,受水污染治理行业本身发展水平的制约。如:企业小、生产规模小、生产力分散;产品生产趋同性明显,专业化分工不足;产品加工一般比较简陋,产品质量保障体系不健全,产品质量不高;市场竞争力脆弱,且不具备参与国际竞争的能力。

其次,市场发育的不完善也是一个重要制约因素。目前,相关市场的秩序还比较混乱;市场管理不力,行政性的市场干预严重,市场销售中质量和技术难以成为购买的主要因素;行业组织尚未发挥应有作用。

第三,污水处理工艺选择不结合本地区的实际情况,而是选组热门工艺。选择污水处理工艺时,出现单纯追求工艺新,追求时髦工艺,不考虑本地区的进水水质、处理水量以及出水用途的问题,以致造成设施设备闲置,增大了建设投资也提高了日常运转成本。此外,污泥没有真正达到无害化,没有最终处置的途径,给环境带来再次污染的隐患。

从总体上看,我国的污水处理能力还远远不能满足需要。污水处理厂绝大部分是一、二级污水处理,与实际需要相差甚远。污水设备存在着效率低、能耗高、维修率高、自动化程度低等缺点。而在欧美、日本等一些发达国家,已经普遍施行了城市污水的集中二级处理、二级强化处理,以及一定程度的三级处理[6]。我国水处理的落后不仅体现在污水处理厂的数量上,更重要的是,我国的自动控制水平与发达国家相比还存在较大差距,控制技术不能满足许多复杂工艺的要求,导致污水处理率严重低下。污水处理控制系统存在着以下特点及不足:

(1)各种类型及层次的控制系统并存,良莠不齐。大型污水处理厂一般是全套引进,控制系统技术先进、可靠性高,但投入和维护成本巨大,且不利于消化。中小型处理厂则不同程度存在着应变能力差、自动化程度低、故障率高等问题。

(2)开始采用新技术、新工艺及智能元件。分布式控制系统开始大量应用,总线控制系统也发展迅速,并结合自身条件去探索新的工艺。

(3)控制系统的监控及通讯功能存在着极大不足,控制系统之间协调性不够,一般不使用远程控制功能。

(4)自动控制系统的相关配套产品的质量、技术、品种急需提高。

2. 国外生活污水处理现状

国外的一些发达国家,如美国、日本、西欧等国,由于这些国家经济发达,并较早的实现了工业现代化。这些国家经济发展较早而且较快,环境问题特别是水资源污染的严重性也较早的体现出来,同时也得到了这些国家政府的重视,投入了大量的人力、物力进行水处理的研究。这些国家在研究水处理新理论和工艺的同时,也重视污水处理自控系统的研究。这些国家先后投资研究高效型、智能型、集约型污水处理设备和自动化控制仪表。一些发达国家经过几十年的努力,污水处理率己经达到了80%-90%,成功的解决了来自于城市和工业的点源污染问题。同时一些国家开始重视污水的回用,如以色列的污水回用率达到了90%。

由于控制技术、网络通信技术以及现场总线技术的飞速发展,国外的污水厂很早便实现了污水厂的网络控制,如DCS, FCS系统。同时国外较早的将SCADA技术引入到了给水排水工程中,并取得了良好的经济效益与社会效益[7]。国外同时注重水处理中PLC的开发,相继研制出了一些智能、稳定、小巧的控制单元,如AB公司的SLC 系列、Siemens的S7系列、Schneider的TSX Quantum系列;同时国外也很重视在线仪表的研制,如德国E -I- H公司,美国的哈希公司相继研制了溶解氧DO (Dissolved Oxygen)、化学需氧量COD (Chemical Oxygen Demand)分析仪。国外污水处理自控系统主要存在以下几个特点:

(1)采用集散控制系统DCS和现场总线控制系统FCS。按照厂区的自身情况和工艺段来划分若干个控制站,站与站之间可以平级关系也可以是上下级关系,站与站之间一般独立运行。设立中控室,中控室有操作员站和工程师站,负责全厂的数据管理与记录、报表等工作。

(2)大量采用在线监测的水质分析仪表,对全厂的水质实行实时监测,并由上位机记录下来,提高了测量精度。

(3)生产过程中不同程度上采用了智能控制,可以根据水质和水源的变化自动的调整相应的控制方式。

(4)大量采用遥测、遥控设备;并开始有效地利用社会信息资源,如电话网络、移动电话网络、国际互联网、气象信息等。

1.2 课题研究的目的和意义

污水是造成环境污染的重要因素之一,也是社会可持续发展必须解决的问题之一。随着工农业的发展和人口的增加,自然环境普遍性地恶化,水污染问题己经引起了各个国家的广泛关注,成为了人类共同的研究课题。

污水处理是一项紧迫性的任务,它可以避免环境恶化和更大的经济与资源损失。它既是防止水资源污染的重要手段,又可开发新的水源,有着事半功倍的效果,而且污水处理的持续发展是保证水资源长期不受污染和水资源持续再生的重要保证。因此,发展污水处理产业具有重要的社会意义。

未来几年,我国污水处理项目工程建设投资将超过2500亿元,提出了至2015年要求设置污水处理率不低于60%目标。因此,为了可持续发展,未来一段时间内我国污水处理事业将是一项重点关注课题。采用先进、实用的技术改造传统工艺,在环保工程中广泛采用先进的自动控制技术,是推动环保产业升级,实现环保发展战略的重要环节。在这种形势下,利用PLC及组态软件对生活污水处理系统进行控制,无疑是一个具有巨大的社会效益、环境效益及经济效益的研究课题。

1.3 课题研究的主要内容

本课题以实际课题为背景展开工作,主要完成了生活污水处理的PLC自动控制和上位机的组态监控画面设计,主要进行的工作如下:

第一章讨论了本课题的研究背景、国内外在这方面的发展状况、指明了本课题所要做的工作:设计生活污水处理控制系统,设计对应的实时监控系统。

第二章着重介绍了生活污水处理控制系统的工艺流程,同时介绍了可编程控制器组成、工作原理、应用领域及西门子S7系列可编程控制器。

第三章介绍了整个控制系统的设计思路、PLC系统资源的分配及由程序来实现控制要求。

第四章是组态软件的介绍和实时监控系统的设计及整个系统的运行效果。

第五章是文章的总结和展望,对本课题研究的工作做了总结以及今后针对该系统的研究工作。

第二章生活污水处理系统及可编程控制器介绍

2.1 污水处理概述

在人们的生产和生活活动中,每天都在使用和接触着水。在这一过程中,水受到人类活动的影响,其物理、化学性质发生变化,就变成了污染过的水,简称为污水[8~9]。

1. 污水组成

(1)生活污水:它是人们在日常生活中使用过的,并被生活废料所污染过的水,包括厨房和卫生间用水。成分:含有泥沙、油脂、皂液、果核、纸屑、食物屑、病菌、粪尿和杂物等,其中无机物占 40%,有机物占60%,与工业废水相比,污染物浓度较低。

(2)工业废水:来自工厂车间和厂矿,是指在工矿企业生产活动中使用过的水。包括:生产污水:指在生产过程中形成,并已被废料(生产原料、半成品或成品等)污染过的水,需进行净化处理。生产废水:它也是在生产过程中形成,但并未直接参与生产工艺,未被废料污染的水,因此不需净化处理。

与生活污水相比,工业废水污染物浓度高,毒性大。不同企业,工业废水的污染物浓度、种类不同,因此不能通过一种通用技术和工艺来治理,往往要求在排出工厂前,处理到符合排放标准才能排放。所以在工厂内需建污水处理站。

(3)被污染的雨水:主要指初期雨水,指雨水流经地表时受到的污染,也需净化处理。这三种污水在城市里最后都要汇集在一起,进行处理,我们称为城市污水。

本课题要研究的是其中生活污水处理系统。

2. 污水出路

污水经净化处理后,最终出路有:

(1)排放水体:是污水的自然归宿。从河里取用的水,回到河里是很自然的,作为水体的补给水。但污水排入水体应以不破坏该水体的原有功能为前提。在具体操作时,应以排放标准来控制。这是最常用的一种污水出路,同时也是造成水体污染的原因之一。

(2)灌溉田地:但必须符合灌溉的有关规定。如化肥厂水含N、P高,在厂内处

理后,达到一定标准可进行灌溉。

(3)重复使用(回用):城市生活用水如冲洗厕所等和市政用水如城市绿地灌溉、洒浇道路、消防用水、建筑用水和城市景观用水等。

2.2 生活污水的性质与污染指标

1. 污水的物理性质及指标[10]

表示污水的物理性质的指标主要指水温、色度、臭味、固体含量及泡沫等。

1)水温

污水的水温,对污水的物理性质、化学性质及生物性质有直接的影响。

2) 色度

色度由悬浮固体、胶体或溶解物质形成。

3) 臭味

臭味主要由有机物腐败产生的气体造成,臭味给人以感观不悦,甚至会危及人的生理、呼吸困难,倒胃胸闷等。

4) 固体含量

固体物质按存在的形态不同可分为:悬浮的、胶体的和溶解的三种;按性质的不同可分为:有机物、无机物与生物体三种。

2. 污水的化学性质及指标

污水中的污染物质,按化学性质可分为无机物与有机物;按存在形态可分为悬浮状态和溶解状态。

1)无机物及指标

无机物包括酸碱度,氮,磷及重金属离子等。

(1)酸碱度

当pH值超出6-9的范围时,会对人、畜造成危害,并对污水的物理、化学及生物处理产生不利影响。尤其是当pH值低于6的酸性污水,对管渠、污水处理设备建筑物产生腐蚀作用。

(2)氮、磷

氮、磷是植物的重要营养物质,也是污水进行生物处理时,微生物所必须的营养物质,主要来源于人类的排泄物及某些工业废水。氮、磷是导致湖泊、水库、海湾等缓流水体富营养化的主要原因。

(3)硫酸盐与硫化物

污水中的硫化物主要来源于工业废水和生活污水。硫化物属于还原性物质,要消耗水中的溶解氧,并能与重金属离子反应,生成金属硫化物的黑色沉淀。

(4)氯化物

氯化物主要来源于人类的排泄物,如果水中的氯化物含量高时,对管道及设备有腐蚀作用;如灌溉农田,会引起土壤板结,影响生物处理的效果。

2)有机物及有机物污染指标

生活污水所含的有机物主要来源于人类的排泄物及生活活动产生的废弃物、动植物残片等,主要成分是碳水化和物、蛋白质与尿素及脂肪。

(1)碳水化和物

污水中的碳水化和物包括糖、淀粉、纤维素和木质等,属于可生物降解的有机物,对微生物无毒害与抑制作用。

(2)蛋白质与尿素

蛋白质由多种氨基酸化合物结合而成,属于可生物降解有机物,对微生物无毒害与抑制作用。蛋白质与尿素是生活污水中氮的主要来源。

(3)脂肪和油类

脂肪和油类是乙醇或甘油与脂肪酸形成的化合物,主要成分是碳、氢、氧。(4)酚

炼油、石油化工、焦化、合成树脂、合成纤维等工业污水中都含有酚,属于有害物质。

(5)有机酸、碱

有机酸工业废水含有短链脂肪酸、甲酸、乙酸和乳酸。都属于可生物降解有机物,但对微生物有毒害或抑制作用。

(6)表面活性剂

生活污水与表面活性剂制造工业废水,含有大量表面活性剂。含有磷并易产生大量泡沫,属于难生物降解有机物,同时磷是水体富营养化的主要元素之一。

(7)有机农药

有机农药有两大类,即有机氯农药与有机磷农药。有机氯农药毒性极大且难分解,会在自然界不断积累,造成二次污染,故我国于70年代起,禁止生产与使用。现在

普遍采用的有机磷农药,约占农药总量的80%以上,毒性大,属于难生物降解的有机物,并对微生物有毒害与抑制作用。

3.污水的生物性质及指标

污水中的有机物是微生物的食物,污水中的微生物以细菌与病菌为主。污水生物性质的检测指标有大肠菌群数(或称大肠菌群值)、大肠菌群指数、病毒及细菌总数。

(1)大肠菌群数(大肠菌群值)与大肠菌群指数

大肠菌群数(大肠菌群值)是每升水样中所含有的大肠菌群的数目,以个/L计;大肠菌与病原菌都存在于人类肠道系统中,水中存在大肠菌,就表明受到了粪便的污染,并可能存在病原菌。

(2)病毒

污水中已检查出的病毒有100多种。检出大肠菌群,可以表明肠道病原菌的存在,但不能表明是否存在病毒及其他病原菌(如炭疽杆菌)。

(3)细菌总数

细菌总数是大肠菌群数、病原菌、病毒及其他细菌的总和,以每毫升水样中的细菌菌落总数表示。

2.3 生活污水处理系统的工艺流程

污水处理整个过程主要分别有格栅间、隔油沉淀池、调节池、事故池、A/O池、鼓风机房、二次沉淀池、混凝反应池、混凝沉淀池、综合工房、综合泵房这几个环节组成[11~14]。其工艺流程如图2.1所示:

图2.1 生活污水处理工艺流程图

(1)格栅间包括格栅机、自吸泵、轴流风机、手动葫芦、超声波液位计、电磁流量计。格栅机用于滤出污水中较大的废弃物,例如木棒、大塑料袋等。自吸泵和超声波液位计一起来监视调节格栅间的液位情况。电磁流量计用于上位显示自吸泵总管出水口流量。

(2)隔油沉淀池包括转子泵、电磁流量计(上位显示隔油沉淀池旁入口污水流量),主要作用在于滤除污水中的油污。

(3)调节池、事故池包括加药混合反应装置、气浮装置、调节池自吸泵、事故池自吸泵、2个超声波液位计、电磁流量计、温度计。加药混合反应装置又包括FeSO

4

搅拌机、FeSO

4计量泵、Na

2

CO

3

搅拌机、Na

2

CO

3

计量泵、K

2

HPO

4

搅拌机、K

2

HPO

4

计量泵、

PAC搅拌机、PAC计量泵。其主要作用是向水里加入适量的药剂从而改善水质。气浮装置包括气浮机、搅拌机、刮渣机、螺旋输送机,用于进一步去除水底部的固体垃圾。两台泵和液位计则控制池中水位的高低,电磁流量计反应自吸泵出水口的出水量。

(4)A/O池包括潜水搅拌机、平浆式搅拌机、混合液回流泵、超声波液位计、电磁流量计3个、水表、PH温度计2个、ORP测定仪2个、溶氧仪2个。该池子用于加药后污水和药剂的化学反应。搅拌机使反应更加充分,液位计和电磁流量计用于监控池中液位和泵出水口流量情况。

(5)鼓风机房的罗茨鼓风机给气浮机提供气压,从而使气浮泵吹起池底的杂物进行滤除。

(6)二次沉淀池用于沉淀污水中的细小颗粒,并用刮吸泥机清除池底的沉积物。

(7)混凝反应池包括混合池搅拌机和反应池搅拌机,加药污水化学反应后在混凝沉淀池中沉淀出反应物,并通过刮吸泥机清除反应物。

(8)综合工房包括立式回用水泵、立式回流污泥泵、剩余污泥泵、化学污泥泵、移动式污泥泵、超声波液位计3个和电磁流量计。

(9)综合泵房包括PAM 搅拌机、PAM计量泵、M180A搅拌机、M180A计量泵、换气扇、输泥螺杆泵、空压机、反冲洗泵、带压机、无轴螺旋输送机。化验设备和电磁流量计。

2.4 可编程控制器的介绍

在生活污水处理系统中,由于运行大部分是单向运行,采用开关量和模拟量控制,而可编程控制器(PLC),针对不同的现场信号,如交流或直流、开关量或模拟量、电压或电流等,有相应的I/O模块与现场设备,如按钮、行程开关、传感器和控制阀等直接连接。为了提高操作性能,PLC还有多种人-机对话的接口模块[15~17]。因此下面对PLC进行一个介绍。

1. PLC的基本结构

可编程序控制器是专为工业现场而设计的,其基本结构与典型的计算机结构相同,主要由电源、中央处理器单元(CPU)模块、I/O模块、编程器等部分组成。

1)CPU模块的功能

CPU 模块是PLC 的核心,由中央处理器单元(CPU)和存储器组成,主要完成以下功能:

(1)接收并存储用户程序和数据;

(2)用扫描方式接收现场输入设备的状态和数据,并进行存储;

(3)诊断电源及PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误;

(4)执行用户程序;

(5)根据程序运行结果更新有关标志位的状态和输出映像寄存器的内容,实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。

2) CPU模块中的存储器

存储器用来存储数据和程序,可分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。RAM是易失性存储器,电源掉电后,其中存储的信息将丢失,工作时,用户可以写入,也可以读出其中的数据。ROM是非易失性存储器,它的电源掉电后,其中存储的信息仍将保留,但其内容只能读出,不能写入,因此称为只读存储器。

PLC的程序可分为系统程序和用户程序,系统程序相当于PC中的操作系统,包括监视程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断程序等。用户程序即由用户设计,使PLC完成用户特定的要求的程序。相应地,PLC中的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。

在PLC中通常使用RAM 存储用户程序,RAM 工作速度快,价格便宜,同时在PLC

中配有锂电池,当外部电源断电时,可用于保存RAM中的信息。PLC的系统程序通常存放在ROM中,另外,PLC中的存储器还有可擦写可编程只读存储器(EPROM)和电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),这两种只读存储器兼有ROM的非易失性和RAM 的可读可写的优点,可以用编程装置对其编程,如果不再需要存储器中的内容,可将其擦除,重新写入新的程序,在PLC中通常使用它们来存储用户程序和需要长期保存的重要数据。

3) I/O模块

I/O模块是外部设备与CPU连接的桥梁,I/O模块通常可以实现电平转换、输出驱动、A/D转换、D/A转换、串/并行转换、数据传递等功能。

(1)输入模块输入接口电路的典型结构如图 2.2所示,其内部通常设有RC 滤波电路和光耦合器。RC滤波电路可以滤掉外部干扰脉冲防抖动,光耦合器可以防止强电干扰,起到隔离作用。

图2.2 输入接口电路典型结构图

(2)输出模块将主机输出的信号转换成驱动外部设备工作的信号。输出接口电路也采用电气隔离技术。典型的输出接口电路如图2.3所示。

图2.3 输出接口电路典型结构图

4)电源

PLC一般使用220V的交流电源或24V的直流电源。内部的开关电源为PLC各模块提供5V及24V的直流电源。

5)编程器

PLC的编程器有两种:一种是手持编程器,它由键盘、显示器和工作方式选择开关等部分组成,主要用于调试简单程序、现场修改参数及监视PLC自身的工作情况;另一种是利用上位计算机中的专业编程软件,它主要用于编写较大型的程序,并能灵活地修改、下载安装程序及在线调试和监控程序,它的应用较前者更为广泛。

2. PLC的应用领域

多年来,可编程控制器(以下简称PLC)从其产生到现在,实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃;其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。

目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、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[18],使用情况主要分为如下几类:

(1)开关量逻辑控制

取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

(2)工业过程控制

在工业生产过程当中,存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量),PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

(3)运动控制

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块,如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

(4)数据处理

PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

(5)通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展,现在的PLC都具有通信接口,通信非常方便。

今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高,成为工业控制领域的主流控制设备,在各行各业发挥着越来越大的作用。

3.西门子S7系列可编程控制器介绍

S7-300是模块化小型PLC系统,能满足中等性能要求的应用[19~20]。其模块化结构设计使得各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。

1)系统组成

中央处理单元(CPU):各种CPU有不同的性能,例如,有的CPU上集成有PROFIBUS —DP通讯接口等。

信号模块(SM):用于数字量和模拟量输入/输出。

通讯处理器(CP):用于连接网络和点对点连接。

功能模块(FM):用于高速计数,定位操作(开环或闭环定位)和闭环控制。

负载电源模块(PS):用于将SIMATICS7—300连接到120/230V交流电源,或24/48/60/110V直流电源。

接口模块(1M):用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架(ER)。S7—300通过分布式的主机架(CR)和3个扩展机架(ER),可以操作多达32个模块。运行时无需风扇。

SIMATICS7—300适用于通用领域:高电磁兼容性和强抗振动,冲击性,使其具有最高的工业环境适应性。

2)功能

SIMATICS7—300的大量功能能够支持和帮助用户进行编程、启动和维护,其主要功能如下:

(1)高速的指令处理:0.1—0.6us的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。

(2)浮点数运算:用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算。

(3)方便用户的参数赋值:一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值。

(4)人机界面(HMI):方便的人机界面服务已经集成在S7—300操作系统内、因此人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面(HMI)从S7—300中取得数据,S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送。

(5)诊断功能:CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如:超时、模块更换等)。

(6)口令保护:多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密,防止未经允许的复制和修改,操作方式选择开关:操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出,当钥匙拔出时,就不能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程序。

3)通讯

这是一个经济而有效的解决方案;方便用户的STEP7的用户界面提供了通讯组态功能,这使得组态非常容易、简单。

SIMATICS7—300具有多种不同的通讯接口:多种通讯处理器用来连接AS—I接口和工业以太网总线系统;串行通讯处理器用来连接点到点的通讯系统;多点接口(MPl)集成在CPU中,用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATICS7/M7/C7等自动化控制系统。

CPU支持下列通讯类型:

过程通讯:通过总线(AS—I或Pronbus)对I/O模块周期寻址(过程映象交换)。

数据通讯:在自动控制系统之间、人机界面(HMl)和几个自动化功能块间相互调用。

第三章控制系统设计

污水处理控制系统总体设计框图如图3.1所示

图3.1 污水处理控制系统总体设计框图

由PLC与工业控制计算机来实现污水处理控制系统的自动控制。PLC具有很高的稳定性与可靠性且抗干扰能力较强,很适合现场控制,但没有一个很好的人机交互界面;而采用工业控制计算机控制具有很高的灵活性和方便性,但是抗干扰能力较差[21]。这里结合PLC控制和工控机控制的优点,采用了PLC+IPC的控制方法,将PLC 和IPC控制有机的结合在一起。该系统采用上、下位机的主从式结构,各部分功能如下:

主控PLC作为下位机连接污水处理设备,通过PLC1站和PLC2站来完成现场数据的实时采集和分站控制、状态判别、本地报警控制。

上位机采用工业控制计算机,以组态软件为核心设计实时监控界面,实现状态显示、系统设置、模式选择、参数设置、故障记录、负荷记录、时间日期、实时数据显示与报表统计等功能,操作界面直观[22~24]。另外它与打印机、UPS等其它输入输出设备相连。

在工控机与PLC的集成控制系统中,如何实现工控机与PLC的数据交换非常重要。一般有两种方法:利用串口通信或通过I/O卡实现。考虑到数据的实时性和可靠性,本系统采用的是串口通信方式。通信接口均为PLC与工业控制计算机的RS232接口。

3.1 总体设计

3.1.1. 控制要求

按照污水处理工艺流程,该系统每个环节的控制要求如下[25~26]。

1.格栅间

(1)格栅机(X460-1)。现场手动,设备自带控制箱,上位机显示运行状态。

(2)自吸泵(P460-1A-B)。集水池为低液位时停泵,正常液位一台泵工作,高液位报警(蜂鸣器报警加上位显示报警信息)并启动另一条泵。两台泵互为备用,每天轮换一次。如果其中一台泵故障(蜂鸣器报警加上位显示报警信息),则备用的泵自动顶替故障泵运行,此后无论到达中液位或高液位均是备用泵运行,直到故障泵修复。手动/自动转换,上位机可以点动并显示运行状态。

(3)轴流风机(C460-1)。现场设启停按钮。

(4)超声波液位计(LIT-6001)。其模拟量输入转化成高中低三个液位的数字量输出。显示格栅间液位当前值。范围为-4.300~0.150m,高液位:-2.4m,中液位:-2.8m,低液位:-3.8m。

(5)电磁流量计(FQIT-6002)。上位显示自吸泵出水管流量。范围为0~40m3/s。2.隔油沉淀池

(1)转子泵(P461-1A-B)。现场设启停按钮。

(2)电磁流量计(FQIT-6101)。上位显示隔油沉淀池旁入口污水流量。范围为0~50 m3/s。

3.调节池、事故池

(1)加药混合反应装置(X464-1)。手动控制,设备自带控制柜,只监不控。设备如果出现故障,则蜂鸣器报警加上位显示报警信息。

(2)气浮装置(X464-2)。手动控制,设备自带控制柜,只监不控。设备如果出现故障,则蜂鸣器报警加上位显示报警信息。

(3)调节池自吸泵(P464-1A-B)。两台泵一用一备,中液位启动一台泵,低液位停泵,高液位报警(蜂鸣器报警加上位显示报警信息),但仍启动一台泵。每天轮换一次(禁止同时运行两台泵)。如果其中一台泵故障(蜂鸣器报警加上位显示报警

信息),则备用的泵自动顶替故障泵运行,此后无论到达中液位或高液位均是备用泵运行,直到故障泵修复。手动/自动转换,上位机可以点动并显示运行状态。

(4)事故池自吸泵(P464-2A-B)。手动控制,低液位保护,只监不控。设备如果出现故障则蜂鸣器报警加上位显示报警信息。

(5)超声波液位计(LIT-6201)。其模拟量输入转化成高中低三个液位的数字量输出。上位显示调节池内当前液位,范围为-2.500~3.000m,其中,高液位:2.5m,中液位:1.0m,低液位:-2.0m。

4.A/O池

(1)潜水搅拌机(X465-1A-D)。现场手动,设备自带控制柜及潜水电机保护器,只监不控。

(2)平浆式搅拌机(X465-2)。现场手动,设备自带控制柜,只监不控。

(3)混合液回流泵(P465-1A-C)。高液位报警,低液位停泵,手动控制启停,要求带潜水电机保护器。

(4)超声波液位计(LIT-6501)。其模拟量输入转化成高中低三个液位的数字输出。上位显示A/O回流井内当前液位。范围为-2.500~3.000m,其中,高液位:1.9m,中液位:-0.1m,低液位:-2.0m。

(5)电磁流量计(FQIT-6502)。上位显示DN150污泥回流管内当前流量,范围为30~70 m3/s。

(6)水表(FQIT-6505)。上位显示备用工艺配水管当前流量,范围为30~70 m3/s。

(7)PH温度计(AIT-6508)。上位显示01段当前温度,测量范围为0~14。

(8)ORP测定仪(AIT-6506)。上位显示。

(9)溶氧仪(AIT-6510)。上位显示01段氧气浓度,测量范围为0~10。

5.综合工房

(1)立式回用水泵(P472-1A-B)。低液位停泵,正常液位一台泵工作,高液位报警(蜂鸣器报警加上位显示报警信息),但仍启一台泵。两台泵互为备用,每天轮换一次。如果其中一台泵故障,则备用的泵自动顶替故障泵运行,此后无论到达中液位或高液位均是备用泵运行,直到故障泵修复。手动/自动转换,上位机可以点动并显示运行状态。

基于PLC的液位控制系统设计论文

题目:基于PLC的液位控制系统设计姓名: 学号: 系别: 专业: 年级班级: 指导教师: 2013年5月18日

毕业论文(设计)作者声明 本人郑重声明:所呈交的毕业论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 本人完全了解有关保障、使用毕业论文的规定,同意学校保留并向有关毕业论文管理机构送交论文的复印件和电子版。同意省级优秀毕业论文评选机构将本毕业论文通过影印、缩印、扫描等方式进行保存、摘编或汇编;同意本论文被编入有关数据库进行检索和查阅。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 本毕业论文内容不涉及国家机密。 论文题目: 作者单位: 作者签名: 年月日

目录 摘要............................................................................................................. 1残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。引言............................................................................................................. 1酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 1.研究现状分析 ................................................................................... 2彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 1.1题研究背景、意义和目的 ...................................................... 2謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 1.2液位控制系统的发展状况 ...................................................... 3厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 1.3课题研究的主要内容................................................................ 4茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 2.控制方案设计 ................................................................................... 4鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 2.1系统设计 ...................................................................................... 4籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 2.2单容水箱对象特性 .................................................................... 6預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 3.硬件配置 .............................................................................................. 8渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 3.1控制单元 ...................................................................................... 8铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 3.2检测单元 ...................................................................................... 9擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。 3.3执行单元 ...................................................................................... 9贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。 4.软件设计 .............................................................................................. 9坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。 4.1STEP 7-Micro/WIN编程软件简介 ........................................ 9蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。 4.2参数设定及I/O分配 .............................................................. 10買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。 5.程序编程和系统仿真.................................................................. 12綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。 5.1程序设计 .................................................................................... 12驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。 5.2程序仿真和分析....................................................................... 13猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 6.结论....................................................................................................... 16锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。参考文献................................................................................................ 17構氽頑黉碩饨荠龈话骛。附录........................................................................................................... 19輒峄陽檉簖疖網儂號泶。致谢........................................................................................................... 22尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。

基于PLC系统的中央空调控制系统毕业设计论文

哈尔滨理工大学毕业设计 题目:基于PLC的中央空调控制系统设计院、系:自动化学院自动化系 姓名: 指导教师: 系主任: 2012年06月25 日

哈尔滨理工大学毕业设计(论文)任务书 学生姓名:学号: 学院:自动化学院专业:自动化 任务起止时间:2012 年 2 月27 日至2012 年 6 月25 日 毕业设计(论文)题目: 基于PLC的中央空调控制系统设计 毕业设计工作内容: 1.第1~2周,查阅相关资料并翻译外文资料; 2.第3~4周,了解课题目前在国内外的研究现状、发展趋势,确定中央空调所要实现的功能和了解整个系统的结构框架; 3.第5~8周,进一步了解中央空调的所要实现的具体功能,确定系统中所要用到的原器件,并进行最初的硬件电路的设计,为软件编程做准备; 4.第9~11周,学习PLC程序的设计与开发,确定最终的硬件电路的设计; 5.第12~13周,编写PLC程序,并和硬件一起进行程序调试,来检查程序的可行性; 6.第14~15周,修改必要的程序部分来完善系统,并书写论文的初稿;7.第16~17周,修改并完成书面论文,准备答辩。 资料: 1.王卫兵,高俊山. 可编程控制器原理及应用.第二版.机械工业出版社,2005 2.任光.可编程序控制器(PC)应用技术与实例.华南理工大学出版社,2001 3.汤蕴缪,史乃. 电机学.机械工业出版社,1999 4.康贤永,万大福. 可编程控制器及其应用. 重庆大学出版社,1998 5.梅晓榕,柏桂珍. 自动控制元件及线路. 科学出版社,2005 6.刘金琨. 先进PID控制Matlab仿真(第二版). 电子工业出版社,2004 指导教师意见: 签名: 年月日系主任意见: 签名: 年月日 教务处制表

PLC论文 控制系统设计

基于PLC的霓虹灯控制系统设计 目录 第一章绪论 (1) 第二章霓虹灯变压器 (2) 2、1霓虹灯的工作原理 (2) 2、2霓虹灯的结构与部件 (2) 第三章可编程序控制器简介 (3) 3、1 PLC简介 (3) 3、2 PLC的结构 (4) 3、3 PLC的工作原理 (4) 3、4控制器简介:S7-200系列PLC (5) 3、5 PLC应用特点 (5) 第四章霓虹灯控制系统设计 (6) 4、1任务分析及功能阐述 (6) 4、2 PLC接线图 (7) 4、3 I\O分配表 (8) 4、4控制流程的设计 (9) 4、5梯形图的设计 (10) 总结 (14)

第一章绪论 在现阶段,可编程控制器在工业控制领域已经起着举足轻重的作用,其方便快捷,准确等功能决定了它的主导地位,它将逐渐发展成以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。本课题可以说就是对可编程控制器在自动控制方面的一个简单的应用。 随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣与发展,大中小城市都在进行亮化工程。企业为展现自己的形象与产品,一般都会采用通过霓虹灯广告屏来这种广告手法,所以当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告随处可见,一种就是采用霓虹灯管做成的各种形状与多种彩色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果,大部分就是采用霓虹灯。这就涉及到如何去控制霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题,如何去快捷、可靠、简单的去控制,成为人们考虑的重点,在这我认为PLC最适合去解决这些问题。 可编程控制器PLC英文全称Programmable Logic Controller,就是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等方面向用户的指令,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。作为自动控制装置的核心,它具有功能强,可靠性高等诸多优点,PLC实验装置采用的式模块化结构,主要模块有可编程序控制器、编程器模块,九种实验模块,按钮、开关输入模块与继电器输出模块,以及四层电梯模型。该装置可以完成各种指令系统以及多种控制对象的程序设计训练。因为PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。并且PLC在工业自动化控制特别就是顺序控制中的方面具有比较突出的优势,在现实中人们也就是多通过PLC去控制霓虹灯的。以上就就是我选择此题目作为本学期PLC应用系统设计的意义。 本次设计的主要任务就是利用可编程控制器对霓虹灯进行控制,采用的就是SIEMENS公司生产的S7-200系列可编程控制器,与其对应的编程软件就是STEP7-Micro/WIN。

基于plc电梯控制系统设计毕业论文_1

第1章绪论 1.1 论文的背景及意义 随着科学技术的发展、城市现代化进程的突飞猛进,电梯作为一种高效、迅捷、安全、可靠的垂直运输设备,成为了人们不可缺少的运输工具。现代高层建筑中各办公大楼、住宅、宾馆、医院、工矿企业、仓库、码头、大型货轮等都离不开它。据统计,在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次,而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。电梯服务中国已有100多年历史,特别在改革开放以后,我国电梯的使用数量快速增长。尤其是现阶段,随着经济日新月异的发展,人们生活水平不断提高,城市建筑不断增多,楼房也越来越高,与此相应,电梯也得到迅猛的发展。现在,电梯已完全融入我们的生产、生活中,满足人们生活、工作及学习的需要。据统计,我国在用电梯已达40多万台,每年还以约5万~6万台的速度增长[1][2]。 电梯的作用越来越显著,电梯的需求越来越大。而目前我国使用的先进的电梯系统基本上都是国外设计制造,其核心技术并不公开。国内具有自主知识产权的控制方法和技术在实际中的应用还比较少,与国外先进技术相比还有较大的差距。尽快研究和掌握先进的控制技术,对国内电梯工业的发展会有很大的促进作用。 早期的电梯自动控制系统中,信号的逻辑控制一般是由继电器—接触器电路来实现。由于继电器、接触器都是有触点的电气元件,体积庞大,弧光放电较严重,使用寿命有限;在电梯这种较复杂控制系统中可靠性不高,施工过程中接线复杂,当控制要求改变时必须改变硬件接线,使得通用性和灵活性不够,生产周期加长;另外,继电器、接触器触点数目有限,可扩展性较差;继电器—接触器控制系统依靠触点的机械动作实现控制,工作频率低且机械触点还会出现抖动问题;继电器控制逻辑一般不具备计数功能;同时随着楼宇层数的增加,继电器—接触器控制系统过于庞大,给设计带来不便。基于以上多种原因,导致电梯控制系统的工艺性、运行的可靠性与安全性降低,故目前己被逐步淘汰。 目前电梯的控制普遍采用两种方式,一是采用微机作为信号控制单元,完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,实现电梯的自动调度和集选运行功能。微机控制是电梯控制技术的发展方向,目前已有一些由微机控制的电梯新机型相继推出,使控制功能得到增强,性能得到改善。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能,但也存在一定的不足之处,一方面微机控制抗干扰能力较差、

基于PLC系统的全自动洗衣机控制系统毕业设计论文

毕业设计(论文) 基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计论文 学生 指导教师 专业机电一体化 层次 班级 学号 日期

原创性声明 本人声明所呈交的毕业论文(设计)是我个人进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文(设计)中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,已在毕业论文(设计)中作了明确的说明并表示了谢意。 学生签名: 时间:年月日 关于论文(设计)使用授权的说明 本人完全了解《江西农业工程职业学院本、专科毕业论文(设计)工作条例(暂行规定)》对:“成绩为优秀毕业论文(设计),江西农业工程职业学院将有权选取部分论文(设计)全文汇编成集或者在网上公开发布。如因著作权发生纠纷,由学生本人负责”完全认可,并同意江西农业工程职业学院可以以不同方式在不同媒体上发表、传播毕业论文(设计)的全部或部分内容。江西农业工程职业有权保留送交论文(设计)的复印件和磁盘,允许论文(设计)被查阅和借阅,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文(设计)。 [保密的毕业论文(设计)在解密后应遵守此协议] 学生签名: 时间:年月日 密级:

摘要 本文介绍了利用三菱FX2N系列PLC对全自动洗衣机控制系统总体控制,阐述了控制方案。实现全自动洗衣机控制系统总体控制有多种,可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的飞速发展,单片机、PLC的应用不断地走向深入,同时带动传统的控制检测技术的不断更新。本文采用日本三菱公司生产的FX2N-48MR型PLC 作为核心控制器进行全自动洗衣机控制系统的设计,并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。同时根据全自动洗衣机控制系统总体控制要求和特点,确定PLC 的输入输出分配,并进行现场调试 关键字:PLC 全自动洗衣机控制系统 PLC程序设计

PLC论文控制系统设计

P L C论文控制系统设计 The pony was revised in January 2021

基于P L C的霓虹灯控制系统设计 目录 第一章绪 论.................................. ..................... 1 第二章霓虹灯变压器............................................... 2 2.1霓虹灯的工作原理................................................ 2 2.2霓虹灯的结构与部件.............................................. 2 第三章可编程序控制器简介......................................... 3

3.1 PLC简介........................................................ 3 3.2 PLC的结构...................................................... 4 3.3 PLC的工作原理.................................................. 4 3.4控制器简介:S7-200系列PLC......................................5 3.5 PLC应用特点.................................................... 5 第四章霓虹灯控制系统设计......................................... 6

自动化毕业论文(四层电梯的PLC控制系统设计与实现)概要

摘要 随着科学技术的发展,近年来我国的电梯生产技术得到了迅速发展,一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。更新换代生产更新型的电梯,电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份,随着自动控制理论与微电子技术的发展,电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化,交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控制方式:继电路控制系统(早期安装的电梯多位继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点,目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能,但也存在抗扰性差,系统设计复杂,一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠性高,使用维修方便,抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点,倍受人们重视等优点,已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式,目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。 关键词PLC;电梯;控制系统;设计 I

Abstract Along with science's and technology's development, the recent years, our country's elevator production technology obtained the rapidly expand. Some elevator factory unceasingly is also improving the design, the revision craft. The renewal production renewal's elevator, the elevator mainly divides into the mechanical system and the control system two major parts, along with the automatic control theory and microelectronic technology's development, elevator's dragging way and the control method has had the very big change, the exchange velocity modulation is the current elevator dragging main development direction. At present the lift control system mainly has three control modes: Following electric circuit control system (“early installment elevator many black-white control system), PLC control system, microcomputer control system. Because the black-white control system the failure rate is high, the reliability is bad, control mode not nimble as well as consumed power big and so on shortcomings, at present has been eliminated gradually. Key words PLC, elevator, control system, design II

基于PLC系统电梯控制系统毕业设计论文

本科学生毕业设计(论文) 毕业论文 课题名称:基于PLC的四层电梯控制 班级:07自动化2 学号:08 姓名: 指导教师: 信息工程系

论文摘要 本文介绍一种电梯PLC控制系统。电梯是垂直方向的运输设备,是高层建筑中不可缺少的交通运输设备。它靠电力,拖动一个可以载人或物的轿厢,在建筑的井道内导轨上做垂直升降运动,在人们生活中起着举足轻重的作用。而控制电梯运行的PLC系统也要求越来越高,要求达到电梯运行的“稳、准、快”的运行目的。该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器和变频器组成为一体的控制系统。本机控制单元采用以三菱公司的可编程控制器PLC对机器进行全过程控制。 整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降;加、减速;平层;起动、制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。

目录 论文摘要 (1) 第四章电梯的电气控制系统 (5) 4.1概述 (5) 4.2电梯电气控制系统中的主要电器部件 (5) 4.3电梯自动控制系统中的各主要控制环节及结构原理 (6) 4.3.1 各类电梯安全可靠运行的充分与必要条件 (6) 4.3.2 电梯自动开关门的控制环节 (6) 4.3.3 电梯的方向控制环节 (7) 4.3.4 发生制动减速信号的控制环节 (9) 4.3.5 主驱动控制环节 (10) 4.3.6 电梯的安全保护环节 (10) 4.4电梯的内外召唤指令的登记与消除 (12) 4.4.1 召唤指令信号登记记忆线路的原理说明 (13) 4.4.2 轿内信号的登记、记忆与消除 (14) 4.4.3 层外召唤信号的登记记忆与消除 (15) 4.5电梯的信号指示系统 (16) 4.5.1 数码显示的层楼指示灯 (16) 4.5.2 运行方向灯、轿内指令及厅外召唤信号灯 (16) 4.5.3 超载信号指示灯及音响 (17) 4.6电梯的消防控制系统 (18) 4.6.1 电梯控制系统中适应消防控制的几个基本要求 (18) 4.6.2 消防控制系统的类型及工作原理 (19) 4.7交流信号控制电梯线路原理说明 (20) 4.7.1 概况 (20) 4.7.2 电梯投入使用和撤出使用 (20) 4.7.3 自动开关门 (20) 4.7.4 电梯的启动,加速和满速运行,制动减速,停车和开门 (21) 4.7.5 指令信号登记,记忆和消除 (22) 4.7.6 电梯的安全保护 (22) 第五章结论 (23) 参考文献 (55) 附录一I/O分配表 (56) 附录二交流双速电梯线路图元件代号说明 (57)

基于PLC机械手控制系统设计毕业设计论文

` -- 毕业设计题目:机械手控制系统设计

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

PLC论文控制系统设计

P L C论文控制系统设计集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

基于P L C的霓虹灯控制系统设计 目录 第一章绪 论............................... ........................ 1 第二章霓虹灯变压器............................................... 2 霓虹灯的工作原理................................................ 2 霓虹灯的结构与部件.............................................. 2 第三章可编程序控制器简介......................................... 3

PLC简介........................................................ 3 PLC的结构...................................................... 4 PLC的工作原理.................................................. 4 控制器简介:S7-200系列PLC......................................5 PLC应用特点.................................................... 5 第四章霓虹灯控制系统设计......................................... 6

基于PLC的污水处理控制系统设计毕业设计(论文)

毕业设计(论文) 题目基于PLC的污水处理控制系统设计

武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书 设计(论文)题目: 基于PLC的污水处理控制系统设计 设计(论文)主要内容: 1.查阅与本课题相关的国内外文献,掌握相关技术的发展动态。 2.熟悉PLC原理及其应用、传感检测技术。 3.掌握PLC编程方法、系统硬件集成技术。 4.熟悉AutoCAD绘图技术。 要求完成的主要任务: 1.按照时间安排及时完成外文翻译工作,英文文献不少于20000字符。 2.对城市污水处理做详细的需求分析,掌握污水处理工艺,提出污水处理系统的总体 方案。 3.设计污水处理系统的输入检测环节,进行PLC设备选型及其扩展。 4.设计控制系统操作与显示接口。 5.根据污水处理工艺过程,完成控制系统控制流程设计,并利用PLC编程软件实现, 要求手动与自动控制。 6.完成污水处理系统的电气硬件电路的绘制,图纸规范,并不少于三张。 7.根据武汉理工大学毕业设计工作管理办法,完成论文的撰写工作,制作演示PPT, 做好答辩准备工作。 必读参考资料: 1.程玉华.西门子S7-200工程应用实例分析.北京:电子工业出版社.2008(01) 2.张运刚,宋小春,郭武强.从入门到精通-西门子S7-200PLC技术与应用.北京:人民邮 电出版社.2007(06) 指导教师签名杨胤铎系主任签名 院长签名(章) 武汉理工大学本科生毕业设计(论文)开题报告

目录 摘要.................................................................................................................................................. I Abstract......................................................................................................................................... II 绪论. (1) 1 系统总体方案设计 (3) 1.1 系统主要组成部分 (3) 1.2 系统工作原理 (4) 2 系统硬件设计 (5) 2.1 PLC的I/O配置 (5) 2.1.1 数字量输入输出部分 (6) 2.1.2 模拟量输入输出部分 (7) 2.2 设备和器件的选型 (7) 2.3 硬件电路 (10) 2.3.1 主电路 (11) 2.3.2 PLC及扩展 (11) 2.3.3 PLC输入回路 (12) 2.3.4 PLC输出回路 (12) 3 系统软件设计 (13) 3.1 系统控制信号 (14) 3.1.1 输入信号 (14) 3.1.2 输出信号 (15) 3.2 系统总体控制 (15) 3.3 系统手动控制 (15) 3.4 系统自动控制 (16) 3.4.1 粗格栅系统 (17) 3.4.2 细格栅系统 (18) 3.4.3 潜水泵系统 (19) 3.4.4 曝气系统 (20)

基于PLC自动门控制系统的设计论文

电气自动化 基于PLC自动门控制系统的设计 (正文) 摘要 本文是关于自动门控制系统的设计,自动门系统主要由可编程控制器(PLC)、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC,PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断,而后发出控制信号,使驱动装置运行,在通过传动装置带动门的动作。 随着电子技术的发展,PLC不断的更新,PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子,由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性,而且可以很简单的改变控制的方式,因此,自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。PLC控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。 本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等,具体如下:第二章介绍自动门的设计要求 第三章介绍自动门的硬件设计,PLC选型,驱动装置选型,感应器件的选型, 第四章介绍了系统软件设计,PLC梯形图设计,软件设计 第五章介绍程序调试,硬件接线 关键词:自动门、PLC、感应器件、驱动装置

电气自动化 目录 摘要--------------------------------------7 1 前言------------------------------------11 2 国内外自动门的发展----------------------13 2.1国内外自动门的发展现状-------------13 2.2本课题研究的内容-------------------15

电气自动化 2.3本课题研究的目的和意义-------------16 3自动门控制系统总体方案设计--------------17 3.1自动门的功能需求分析--------------17 3.1自动门 的控制要求------------------18 3.3自动门控制系统构成----------------19 3.3.1 PLC 概述------------------19 3.3.2 具体构成------------------24 3.4自动门的机械传机构设计------------25 4 自动门控制系统的硬件设计----------------26 4.1 PLC 的选型----------------------26 4.2 驱动装置的选型------------------30 4.3 感应器件的选型------------------31 4.4 直流电动机的选型----------------32 4.4.1直流电动机的调速------------32 4.4.2直流电动机的优势-----------36 4.5 传动装置------------------------37 4.6 限 位开关------------------------37 4.7自动门控制系统I/O地址分配表-----37 4.8 自动门控制系统的原理图----------38 4.8.1 主电路原理图---------------38 4.8.2 PLC外围接线图-------------39 5自动门控制系统的软件设计-----------------40

基于PLC污水处理控制系统设计论文

本科毕业设计论文 基于PLC的工业污水处理控制系统的设计 姓名:*****

基于PLC的工业污水处理控制系统的设计 摘要 目前,我国大多数污水处理控制系统自动化水平不高、安全性低、管理不当,效率普遍低于世界标准。污水处理系统中的曝气过程控制、数据通讯和监控管理是急需解决的主要问题。中国污水处理自控系统相对落后,污水处理成本居高不下,污水厂排放的处理过的污水的水质不稳定,所以如何建立有效的自控系统,优化运行效果,减少运行费用,具有重要意义。 本文介绍了工厂污水处理的基本工艺和流程,并通过研究设计一套基于PLC 控制的污水处理系统。文章首先介绍了基于PLC污水处理控制系统的工艺及相关流程,控制系统硬件结构及设计、工作原理以及设计PLC控制系统的基本原则和步骤,来说明PLC在污水处理过程中的应用。先根据污水处理要求设计了设备的电器控制与自动控制线路,主要包括设备的启停、状态信号故障信号、和信号采集等,最后按照工艺要求设计PLC控制系统,其中包括PLC的选型、系统资源配置以及按照污水处理工艺编制PLC程序。 关键词:污水处理,PLC,工艺流程

目录 1 绪论 (1) 1.1工业污水处理的国内外现状 (1) 1.2课题的背景 (2) 1.3研究目的和意义 (3) 1.4课题主要设计的内容 (3) 2 工业污水处理控制系统总体介绍 (4) 2.1工业污水处理基本概念 (4) 2.2 常用的工业污水处理工艺 (4) 2.3工业污水处理系统控制形式 (7) 2.4 工业污水处理系统的功能要求 (8) 3 硬件系统配置 (10) 3.1主要组成部分 (10) 3.2电气控制系统................................ 错误!未定义书签。 3.3工业污水处理系统的工作原理 ........................................ 错误!未定义书签。 3.4 PLC选型 (14) 3.5 PLC的I/O资源配置 (14) 3.6其他资源配置 (17) 4 软件系统设计 (23) 4.1总体流程设计 (23) 4.2曝气过程控制的任务 (31) 4.3氯气投加环节 (32) 4.4絮凝剂投加环 (33) 4.5 PID控制 (33) 4.6 PLC和变频器通讯 (34) 5 调试和运行结果 (35) 5.1硬件系统的调试 (35) 5.2软件系统的调试 (35) 5.3运行结果 (36)

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