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·18·文章编号：2095-6835（2023）22-0018-04基于PLC 的楼宇二次供水智能控制系统设计＊曹哲贤，王宇杰，刘涛，付焕森，张熠飞（泰州学院机电工程学院，江苏泰州225300）摘要：高层楼宇的二次供水在居民日常工作和生活中具有重要的作用。
为提高二次供水的稳定性，设计了一种智能控制系统，该系统基于西门子S7-1200系列PLC （Programmable Logic Controller ，可编程逻辑控制器）、MCGS （Monitor and Control Generated System ，监视与控制通用系统）触摸屏、变频器及通信模块等设备，完成了硬件设计和软件编程。
系统还可以让用户参与控制系统的监测，实时监控二次供水的压力、水质及杂物等，保证用户的供水质量。
最后，通过仿真实验，该系统模拟运行体现出可靠的稳定性和开放性。
关键词：高层楼宇；二次供水；PLC ；实时监控中图分类号：TU991文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2023.22.005高层楼宇在城市化进程中发挥重要作用，二次供水与居民的工作和生活息息相关。
目前，二次供水基本采用自动控制，该系统往往也受控于物业，居民很难参与二次供水的监控中，导致近年来常有供水质量不佳的情况发生，如高峰期的水压不够，控制系统的老化、无人定期检修，水箱中出现杂物等。
对于二次供水，供水压力、水质、有无杂物是供水质量的关键因素。
基于此，众多学者和工程师进行了研究，如高锐等[1]利用PLC 和SCADA （Supervisory Control And Data Acquisition ，数据采集与监视控制）系统对二次供水系统的各项参数进行实时监测，实现了对二次供水系统的智能控制；欧惠玲[2]采用西门子PLC 和GYMS （集成管理控制平台）、安防、门禁管理、水质在线监控等设备，推广二次供水标准泵房地的封闭式和智能化管理；张万青等[3]对二次供水的节能损耗进行了重点研究，设计了定时休眠功能；陈经艳[4]使用三菱FX3U 系列PLC 自带的PID （Proportion Integration Differentiation ，比例、积分、微分）控制，提供了供水系统的变频恒压控制，获得了较好的控制精度；路桂明等[5]利用PLC 和变频器组成闭环控制，实现了供水系统能够自动调节水泵的工作状态。
PLC控制器经验总结PLC是工业化的通用控制器,本人把他们分为台系、日系、欧系。
台系PLC 如台达,价格一般相对于日系比较便宜。
日系PLC如三菱PLC,在运动控制中占有很大的比重;欧系PLC如西门子PLC,在大中型系统同占有很大的比重(控制点上百的)。
PLC在做过程控制时,选则主要考虑的是输入输出点数(小、中、大型)(这要考虑他们的扩展能力);接口;价格;最重要的是使用者的习惯。
当在作运动控制时,除了要考虑上述的问题外,还要考虑控制器的最高输出、输入频率,他们由最高运行速度和控制精度决定,这里需要计算。
作为全闭环的定位控制,PLC 系统提供的自带的PID算法是位置式的,而定位控制作闭环的话应该是增量式PID算法,这些算法在任何网上的PID资料中,都有他们的数字化公式,所以自己编织PID程序并不困难,只是需要根据控制效果要求添加死区特性等。
上面所说的扩展能力,其实每款PLC都有最大扩展能力这个硬件指标,但是,具体实施起来,因为同一款PLC中有多种型号的扩展模块,所以,满足客户要求就会有扩展模块型号的多种组合,看哪种组合最合理。
(一般输入、输出点数要留有10%的余量,用以备用)。
搭配完扩展模块后,来验证这个组合能否实现,他们由5V/GND、24V/COM决定,其中最重要是5V/GND这个参数,如果不能满足的话,没有补救措施;24V/COM是PLC主模块对外提供的电源,出于安全考虑一般不使用,用外接的24V 电源来实现,注意,PLC控制器上所有的COM要与24V/COM的COM共在一起。
对于目前市面上大部分的PLC输入端口内部都是双向发光二极管,输入是可以选择源型输入还是漏型输入的;但是对于输出来说,他们的NPN、PNP输出是不可选的,所以输出点接线时要注意。
对于所有的PLC,在编程时除了编程环境不同外,他们所有的编程语言和要实现的功能几乎是完全一样的,无外乎与、或、非、赋值、复位、置位、加减乘除、计时计数等常用指令。
基于PLC的自动快速门控制系统设计本文首先针对基于PLC的自动快速门控制系统的运行原理进行论述，并在此基础上，分别针对其硬件与软件组成进行了介绍，希望通过此次经验交流，本文能够为从事该行业的相关技术人员带来一定有价值的参考，并且希望本篇文章，能够起到抛砖引玉的效果。
标签：PLC；自动快速门控制系统；系统构成；运行原理0 引言PLC即可编程控制器，它是能够专业为工业领域进行自动化控制而出现的一种控制设备，在当前中国工业自动化领域当中，PLC的使用已经日益成熟，展现出了其诸多优点（体积较小、抗干扰能力强、可靠性强、维护简单、使用方便等），并且伴随着我国计算机技术和互联网技术的不断进步，PLC也正朝着远程化、智能化的网络控制方面迈进。
为了能够满足市场环境的要求，世界范围内的PLC 生产企业都陆续推出了拥有互联网通讯能力的PLC与周边产品。
目前自动门控制有单片机控制和PLC控制两种方式，因为使用PLC控制的自动快速门拥有维修方便，故障发生频率低、稳定性好等诸多优点，因此在工业领域中是使用已经十分普遍。
本文着重就基于PLC的自动快速门控制系统开展硬件和软件方面的逐一分析，并对其中的设计要点提出了自己一些不成熟的看法。
1 基于PLC的自动快速门控制系统运行原理该系统使用PLC来成为自动快速门的控制设备，每当感应设备监测到有人接近自动快速门时，感应设备就会发出脉冲信号到PLC当中，PLC在开展判定之后便会命令电机开始运转，并且针对电机的转动圈数进行监测（采用编码器来检测和作为限位器），使得电机在达到一定的速度之后能够减速运行。
电机的运转导致门的打开。
自动快速门在打开之后凭借PLC来开展判定，处于开启状态，直至在通道当中没有行人为止。
若PLC判定通道上已经没有了行人，PLC便会命令电机进行反方向运转，在很短的时间当中，迅速关闭自动快速门。
在关闭自动快速门的过程之中，如果探测设备感应到有人接近PLC 那么便会又切换到开门的形态。
基于plc温度控制系统的设计论文摘要：本设计论文基于PLC温度控制系统，旨在设计一个可靠、稳定、高效、精确的温度控制系统，应用于实际工业生产中。
通过研究传感器、执行器、控制器等硬件设备的特性和功能，并结合PID控制算法和PLC编程技术，实现对温度的自动控制和实时监测。
关键词：PLC、温度控制系统、PID控制、编程技术Abstract:This design paper is based on the PLC temperature control system with the aim of designing a reliable, stable, efficient, precise temperature control system that can be applied in industrial production. Through research of the characteristics and functions of hardware equipment such as sensors, actuators, and controllers, combined with PID control algorithms and PLC programming technology, we will achieve automatic control and real-time monitoring of temperature.Keywords: PLC, temperature control system, PID control, programming technology一、引言随着科技和工业的进步，现代化工业生产中需要用到大量的自动化控制系统来实现对生产过程的智能控制，提高生产效率和品质，还能有效地降低生产成本。
其中，温度控制系统是工业生产中最常用的自动化控制系统之一。
PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。
PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。
本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。
以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。
系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。
关键词: 可编程控制器，分拣装置，控制系统，传感器目录摘要............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
目录.. (I)绪论 (1)第1章材料分拣装置结构及总体设计 (1)1.1材料分拣装置工作过程概述 (2)1.2系统的技术指标 (3)1.3系统的设计要求 (3)第2章控制系统的硬件设计 (4)2.1系统的硬件结构 (4)2.2系统关键技术 (4)2.3检测元件与执行装置的选择 (7)第3章控制系统的软件设计 (14)3.1控制系统流程图设计 (14)3.2控制系统程序设计 (15)第4章控制系统的调试 (21)4.1硬件调试 (21)4.2软件调试 (21)4.3整体调试 (22)结论 (22)展望 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (24)绪论分拣是把很多货物按品种从不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。
按分拣的手段不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。
探析PLC控制的群控电梯及安全问题一、PLC群控电梯的概述1、群控电梯的概述以电动机为动力，以轿厢或台阶式为平台，在层建筑楼中用来进行搬运货物或人的一种设备被称为电梯。
而所谓的群控电梯是通过程序对整栋楼的所有电梯进行分组，针对不同情况实现多台电梯的最优控制。
电梯是以电机为动力的，可以说电梯是高层建筑里的高能耗设备之一，所以节约能源也是首要问题。
传统的控制方式是继电器控制，它是最早应用在电梯控制中的一种方式。
这种控制方式存在有故障发生率比较高、维修养护极不方便、消耗的能源较大等缺点。
最近几年，随着PLC技术在工业应用上的成熟，电梯控制中运用PLC，也得到广泛认可。
PL控制电梯的优势：不需改动硬件接线更改控制方案时，没有了冗杂的继电器等，结构大为简单，线路组成简化。
同时它有很强大的扩展功能，可以方便的增加改变控制功能实现多种负杂系统的控制，尤其在群控方面的优势很大，可以很好的调配管理，效率大大提升了，并且鉴于他的自动检测故障与显示功能使它运行的安全性很高，检修也方便的同时，PLC群控电梯的应用在节约能源，降低能耗方面起到了很重要的作用。
另外，电梯的基本类型如下：（1）按照用途分类。
载人用的电梯，为输送乘客服务乘客用的电梯，安全设施必须要有保障。
运货用的电梯，主要是用来运送货物时用的电梯，当然也要有人的跟随。
医院用的特殊功能的电梯，为医院运送物品药品等用的电梯，比如医用车，担架，病床等，轿厢要长而窄的特点。
观光用的电梯，它是透明的，可以供乘客观看风景时用的电梯。
船舶运输用的电梯，船舶上使用的电梯。
除上面的常用电梯外，还有许多种类，例如特种电梯，例如车辆专用的电梯，杂物专用的电梯，矿井专用的电梯、消防专用的电梯等等。
（2）按照驱动方式分类。
分为交流电驱动的单速电梯、交流电驱动的双速电梯、交流调压调速的电梯、交流变压变频调速的电梯。
还有用直线电机驱动的电梯。
（3）按照速度分类。
分为极高速、较高速、高速，中速及低速，极低速等电梯。
综合课程设计报告项目名称：基于组态王的PLC控制系统设计学生：周绍梅专业：电气技术教育项目起止日期：2009年12月21日至2010年1月8日天津工程师范学院目录一、理论基础1.1 PLC概述1.2 西门子s7-200plc简介1.3 组态王软件简介二、设计任务及要求三、设计内容的实现(包括组态画面的设计、硬件和软件、数据显示、曲线、报表)3.1 简单监控系统设计3.2 多种液体混合控制系统的设计3.3 水箱液位控制系统设计四、综合设计体会五、致谢六、参考文献摘要本次课程设计主要是利用西门子S7-200 PLC可编程控制器实现控制，并利用组态王软件制作人机对话界面，监控PLC控制系统的运行情况。
基于本课程的设计目的和具体要求，首先是对PLC与组态王6.53软件进行简要的介绍；其次是针对西门子S7-200 PLC和组态王6.53软件进行全面详细的说明，对系统软件的设计过程进行细致的讲解，并对编程软件和编程中所用到的一些指令、部分程序作详细的解读；最后对组态模拟软件做总结性的陈述，并配有组态画面。
PLC可编程控制器和组态王软件的结合更加方便了PLC控制器在实际生产中的设计，与简单PLC控制系统相比更形象、生动，并且具有良好的应用价值.关键词：PLC s7-200 可编程控制器组态王AbstractS7-200 and 6.53 kingview is detailedly introduces the design of software system, detailed explanation, and the software programming and use of some instructions to part, makes a detailed interpretation of the program, Finally on configuration software provides a brief statement on specific simulation process, has made the detailed narration, and equipped with configuration screen, PLC programmable controller and kingview software for the combination of PLC control system design, testing, and simple to use PLC control system, more vivid image, compared with good application value. Keywords: PLC programmable controller Kingview一、理论基础1.1 PLC概述在市场经济的推动下，人们要求产品品种齐全而且优质价廉。
PLC的增量式剪切控制系统
1 引言
增量式剪切控制，对本系统来说主要是按要求对特定的铜片进行定长或增量式剪切。
剪切后的铜片压制成铜排做成软连接器产品，用于电控柜等电器设备的电流引入，满足客户对产品规格的不同要求。
根据设置的增量不同，软连接器可以弯曲不同的角度，相比于相同长度的铜片做成的连接器，节省空间、美观，散热效果好。
对小企业或加工中心来说，面对的是大量零散的、需求量小的、品种规格多的用户，它所需要的是价格相对便宜，又能保证剪切质量和剪切精度，操作简单、方便、灵活的剪切生产线，为此我们开发了铜片剪切自动控制系统。
该系统现已投入实际生产运行，运行稳定可靠。
2 系统设计
2.1 工艺解构
剪切系统的工艺示意如图1所示，此图主要是该剪切生产线的机械部分。
主要有开卷机、活套光电开关检测、夹送辊、剪切机、拉料机等五部分组成。
开卷机主要由变频器电机控制，可以完成对原材料的开卷和收卷动作；位于缓冲坑中的光电开关的作用：根据铜片的下垂程度，决定开卷机的运行速度，保证正常送料；夹送机构由交流伺服电机驱动旋转，完成板料的定长和增量式传送；剪切机有高压气体控制，左右冲交替进行，由左右两边的接近开关控制。
图1 增量式剪切系统工艺示意图
2.2 电控系统设计
系统参数设定和显示通过触摸屏完成。
整个系统的控制部分主要有plc、伺服驱动器来完成，系统控制如图2所示。
图2 系统控制示意图
根据系统运行和控制要求，选用富士的micrex-sx spb系列plc，其使用简单，功能强大，最优性能价格比，能满足各种各样自动化控制需要，且具有尺寸小不受安装场所限制，大容量内存，高速指令功能；并提供了方便、简洁、开放的通信功能；可直接连接pod；使micrex-sx spb系列plc可以很好的满足控制要求。
人机界面选用富士ug221系列触摸屏，黑白，5.7寸。
进行参数的设定、显示。
伺服系统采用武汉迈信的伺服驱动器和华大电机。
变频器选用富士的frenic multi系列变频器。
3 增量式剪切控制
3.1控制原理
板材定尺和增量式剪切部分是整套设备的关键，剪切是在材料停顿时刻进行的，也就是说，切刀刀口分离时，控制系统启动，送料长度由plc、伺服驱动器联合进行控制。
触发开始后，系统直接以预设的加减速率、最高速度、目标长度以及所设增量为基本参数，计算出运转速度曲线，直接驱动伺服电机送料，若设定单位脉冲的移动量和编码器每转一圈的脉冲数，当夹送辊的直径一定时，夹送辊每转一定的角度或圈数，板料的移动长度也就确定了。
当plc“指示”伺服驱动器所发出的脉冲数达到所设定的脉冲数(即长度)时，plc发出信号，交流伺服电机停止转动，同时，剪切系统的电磁铁通电，气缸执行剪切动作。
剪切机构的每一次剪切使接近开关获得一个脉冲，此脉冲作为计算剪切数量。
依次循环，自动地将卷材切割成一定数量的定尺或增量式长度的板材。
3.2参数设置
(1) 主轴转速(自动运转时，下同)的确定:确定主轴的转速要兼顾两个方面：一是生产能力；二是转动惯性。
转速不是越快越好，太快，转动惯性大，达不到精确停止的要求，剪切长度精度不高；慢了，达不到生产率的要求；在此系统中有一个合理的速度范围供用户选择。
(2)脉冲当量的确定:在本例中，之所以能进行高精度定尺和增量剪切，实际上就是精确的控制夹送辊每个脉冲转动的角度(脉冲当量)。
当夹送辊直径一定时，它转过一定的角度，就对应转过一定的弧长，即为板料移动的长度。
从理论上说，脉冲当量越小，剪切长度精度越高，但对控制系统的要求也越高，不经济。
一般情况下，脉冲当量比加工精度高一个数量级即可；本系统剪切长度一般在2cm～200cm之间，要求精度为0.01cm。
伺服电机主轴转四圈(50mm/圈)，夹送辊转一圈(200mm/圈)，所设脉冲当量为0.01mm/脉冲，等够满足精度要求。
4 系统软件设计
系统软件的设计包括触摸屏的软件设计和plc的运行控制软件设计两部分。
4.1 人机界面的软件设计
本系统人机界面所有画面均用ug00s-cwv3软件进行设计，有四幅画面组成：开机画面、手动画面、自动画面和信息显示画面。
经ug00s-cwv3编译无误后，从个人电脑中下载到人机界面，如果与plc的通信能正常进行，并且plc侧相应的程序也正确无误，则即可使用。
人机界面通过rs422通信电缆直接与与plc编程器端口连接，实行命令设定型通信。
根据来自人机界面的请求命令，可以实施plc内部存储器的读写操作。
plc完成处理后，回送答复给外部设备。
plc侧不用特意编写通信程序。
这里只给出手动，数据输入和自动画面。
(1) 手动画面：手动画面主要完成板料安装时或剪切完后对主要机械部分的控制调整。
开卷和收卷按钮，按下后做做开卷和收卷动作，松开后停转；进料和退料按钮，按下后伺服进料和退料，松开伺服停转；左冲按钮：按一下冲头左冲，如果冲头不动，说明冲头在左边；右冲按钮：按一下冲头右冲，如果冲头不动，说明冲头在右边；拉料开按钮：按一下切片送料运行；拉料关按钮：按一下切片送料停止；返回按钮：返回开机画面，如图3所示。
图3 手动画面
(2)数据输入和自动画面：之前，我们所需要的首片长、片长增量、总片数和伺服电机速度。
另外，现片数是在自动运行过程中，如果有残片存在时，用来补片用的，如图4所示。
图4 数据输入画面
4.2 plc软件设计
plc的程序和人机界面的画面设计相互配合来完成系统的功能。
用plc：完成手动控制和自动定长或增量式剪切；
plc程序结构图分别如图5、图6、图7所示。
图5 主程序结构图
图6 手动画面结构图
图7 自动画面流程图5 结束语
适当改变脉冲当量、夹送辊直径，剪切精度可提高一个数量级；此系统实际运行效果良好剪切长度、精度、剪切速度完全达到设计要求和用户要求。
