污水处理控制系统设计说明书+梯形图

沈阳理工大学 沈阳理工大学 课程设计（论文） 题目： 污水处理控制系统 设计名称： 机电传动控制 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 2012 年 12 月 24 日 沈阳理工大学 沈阳理工大学 课程设计任务书 学院 机械工程学院 专业 机械设计制造及自动化 学生姓名 班级学号 课程设计题目 污水处理控制系统设计 沈阳理工大学 沈阳理工大学 实践教学要求与任务 : 1.设计内容： 1）完成课程设计指导书所要求的控制循环。 2）按停止按钮，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 工作计划与进度安排 : 1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 1 天 2） PLC 梯形图设计与调试 4 天 3）说明书撰写 1 天 4）答辩 1 天 指导教师： 2012 年 11 月 27日 专业负责人： 2012 年11 月 27日 学院教学副院长： 年 月 日 沈阳理工大学 沈阳理工大学 目录 前 言 .1 1 课程设计任务和要求 .2 1.1 课程设计任务 .2 1.2 课程设计的基本要求 .2 2 总体设计 .3 2.1 PLC 选型 .3 2.2 电动机选型 .3 2.3 PLC 端子接线 .5 3 PLC 程序设计 .7 3.1 设计思想 .7 3.2 顺序功能图 .9 3.3 PLC 梯形图 .9 4 程序调试说明 . 15 5 结束语 . 16 6 参考文献 . 17 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 1 前 言 本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、 PLC 控制电路的设计方法以及继电器 接触器控制电路的 PLC 改造方法。掌握机电传动控制系统中继电器 接触器控制和 PLC 控制的基本 原理、设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。 PLC（ Programmable logic controller）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 内部配有编制程序的存储器，用于存储其内部指令、程序代码及程序运行所需的各种数据，并以数字或模拟的方式与外部进行输入和输出，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部分，尤其在底层控制中， PLC 一般都会是控制系统的核心。 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 2 1 课程设计任务和要求 1.1 课程设计任务 污水处理控制系统； 1.2 课程设计的基本要求 系统由三台磁滤器和管道及电磁阀组成，分三套子系统。滤水时，打开进水阀和出水阀，污水流经三台通电的磁滤器，则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，一段时间后，断开电磁铁，关闭进水阀和出水阀，打开排污阀和空气压缩阀，压缩空气将水箱的水打入磁滤器内，冲洗磁铁，污水由管道排污管流入污水池，进行二次处理，实现反洗。示意图如下所示： 图 1 污水净化示意图 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 3 2 总体设计 2.1 PLC 选型 西门子公司的 SIMATIC S7-200 系列属于小型 PLC，即可用于代替继电器的简单控制场合，也可用于复杂的自动化控制系统。 PLC 的控制主机，使用西门子 S7200 系列作为整个系统的主控制机。 污水净化中元件选择： 1 PLC 主机及扩展模块：选择西门子 S7-200 CPU226 ACDCRALAY 型PLC；EM222 8继电器输出型扩展模块； 我们使用的是 18输入 /8 输出共 26 个数字量的 I/O 点的 CPU 选用S7200CPU226 1、本机数字输入： 24 路数字量输入 . 2、本机数字输出： 16 路数字量输出 3、最大的数字量 I/O： 256 4、最大的模拟量 I/O： 32AI/32AO 5、扩展模块的数量： 7 个模块 6、内部存储器位： 256 位 7、定时器总数： 256 定时器 8、计数器总数： 256 计数器 2.2 电动机选型 污水处理控制系统的控制要求中，既要左行又要沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 4 右行，既要上升又要下降，也就是要求进水、出水装置做正反两个方向的运动，而这些，都是通过电动机的正反转来实现的，因此我们选择的控制电路为异步电动机的正反转控制电路。电动机如下图： 图 2 电动机正反转控制电路 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 5 2.3 PLC 端子接线 图 3 外部接线图 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 6 图 4 端子接线图 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 7 3 PLC 程序设计 3.1 设计思想 净化示意图如图 1 所示，系统有三套子系统，每个系统工作均相同，该系统的用途是把待除水中的氧化铁杂质过滤除去，来实现污水氧化的作用。 污水净化系统的控制过程： 1. 开始放空： 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，使磁滤器的磁性达到额定值。 2) 2s 后接通出水阀和进水阀，进行滤水工作 40min。 3) 40min 后断开 进水阀和出水阀。 4) 5s 后，断开磁滤器电源。 5) 2s 后，进行反洗工艺，接通排污阀，空压阀，将氧化铁冲洗到排污池。 6) 1min 断开空压阀，排污阀和响铃，反洗结束。 7) 5s 后在进行滤洗工作，如此循环。 8) 按下停止按钮，执行完本次循环结束。 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 8 1 启动按钮 I0.0：用于净化系统的初始上电工作 ； 2 停止按钮 I0.1：用于净化系统的整个工作的全面结束 ； 3 磁滤器 Q0.0、 Q0.5、 Q1.2：用于控制磁滤器的接通与否； 4 出水阀 Q0.1、 Q0.6、 Q1.3：用于控制出水阀的接通与否； 5 进水阀 Q0.2、 Q0.7、 Q1.4：用于控制进水阀的接通与否； 6 排污阀 Q0.3、 Q1.0、 Q1.5：用于控制排污阀的接通与否； 7 空压阀 Q0.4、 Q1.1、 Q1.6：用于控制空压阀的接通与否； 8 响铃 Q2.0、 Q2.1、 Q2.2：用于控制反洗工作响铃的接通与否； 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 9 3.2 顺序功能图 图 5 顺序功能图 3.3 PLC 梯形图 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 10 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 11 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 12 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 13 电磁铁得电，打开出水阀： 打开进水阀，打开排污阀： 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 14 打开空压阀，打开空气压缩机： 响铃： 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 15 4 程序调试说明 在程 序调试过程中，在任意时刻按下停止按钮，程序没有完成当前循环后停止的要求，而继续循环，没有中止。通过检查发现在 M0.6 线圈运行完之后，由于未接入停止线圈 M2.0 的控制开关导致 M0.1 直接通电，而继续下一个循环，未能实现预期结果。通过在 M0.6 线圈控制开关后接入M2.0 控制开关，结果符合题目设计要求，实现预期结果。 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 16 5 结束语 通过这次设计实践，我学会了 PLC 的基本编程方法，对 PLC 的工作原理和使用方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， 我们知道的掌握的都是思想上的，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符合。通过解决一个个在调试中出现的问题，我们队 PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。 沈阳理工大学课程设计专用纸 沈阳理工大学 17 6 参考文献 1 陈白宁，段智敏 .刘文波 .机电传动控制 .第一版 . 沈阳：东