基于PLC注塑机控制系统设计

江苏建筑职业技术学院毕业设计1日立20112014 学年 日立毕 东 芝业 东 芝论 东 芝文 日立日立日立课题名称：基于 plc 的污水处理系统 东 芝 东 芝日立系 东 芝 东 芝 东 芝 东 芝部： 日立班 东 芝 东 芝 东 芝 东 芝级： 日立姓 东 芝 东 芝 东 芝 东 芝名： 日立指导教师： 日立江苏建筑职业技术学院毕业设计2目录 日立摘要 3 日立1.1课题主要设计的内容 3 日立第二章 东芝污水处理流程 3 日立2.1 东芝污水处理的工艺流程 3 日立第三章 PLC控制系统 4 日立3.1可编程控制器的分类 4 日立3.2 东芝PLC的程序设计语言 5 日立第四章控制系统的设计 6 日立4.1课题设计要求 6 日立4.2主电路设置 6 日立4.3硬件分配表 7 日立4.4 东芝主电路图 8 日立4.5 东芝控制电路图 9 日立4.7程序流程图 9 日立第五章污水处理系统的 PLC程序 11 日立5.1程序的构成 11 日立5.2数字量输入 11 日立5.3主程序 13 日立第六章监控系统设计 18 日立4.1 东芝WinCC组态软件的简述 18 日立第七章 东芝 东芝 东芝总结 23 日立3日立摘要 日立近几年我国经济快速发展，但也随之带来了一些环境问题，特别是对水的污染问题。我国政府对水污染的重视程度年年正在逐步提高，从目前看来来我国对大中城市的污水问题采取了一定的治理措施，但是在乡下和乡镇中生活污水的处理情况很不乐观。为此，改善水环境，保护我国紧缺的水资源，成为一件刻不容缓的事情。由于学校内学生人口多，水污染问题也比较客观，所以水资源也是学校面临的一件重要的问题。SBR 污水处理法，对校园生活污水进行处理，经过处理后的中水可以用来浇灌花木、绿地、冲洗厕所，从而达到节约用水的目的。 日立1.1课题主要设计的内容 日立这个课题主要设计污水处理的 PLC 自动控制和对应的 WinCC 的组态监控设计画面，主要设计如下 日立东芝第一章本课题讨论了课题的研究背景、国内外的污水处理方法、本课题要研究的工作。 日立第二章着重介绍了序批示污水处理法，也介绍了污水处理的过程。 日立第三章介绍 PLC 控制系统。 日立第四章介绍整个控制系统的设计。 日立第五章污水处理的 plc 程序及主电路和控制电路图。 日立第六章介绍了组态软件和监控系统的设计及整个系统的运行结果 日立第七章介绍了文章的总结。 日立日立第二章 东芝污水处理流程 日立日立2.1 东芝污水处理的工艺流程 日立污水处理采用 SBR 污水生物处理工艺，是按“进水、反应（曝气等） 、沉淀、排水”几个步骤周期性进行循环。从污水流入开始到排水结束算做一个周期。工艺流程图如下所示，基本操作运行程序如下。 日立（1）进水 日立进水电动阀门打开，污水通过粗格栅过滤，经过水泵，然后细格栅过滤到达SBR 池。 日立（2）反应 日立进水到一定液位后，停止进水，排空气阀阀门打开，风机延时启动，开始曝气，同时潜水搅拌器和回流污泥泵运行。 日立4（3）沉淀 日立当 SBR 池停止曝气以后，空气阀门关闭，罗茨风机也停止运行，开始进行静置和沉淀。 日立（4）排水 日立SBR 池水位达到最高水位，并经过沉淀工艺以后，#1 清水泵启动，上清夜（上面的清夜）缓慢排出池外。向清水池注水，当清水池到达高水位时#2 清水泵启动#1 清水泵停止，开始向中水箱注水，当水箱到达高水位时，#2 自动停止运行。日立控制过程包括： 日立充水(打开进水泵) 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝日立曝气(开启风机) 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝日立沉淀（在污水池内） 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝日立排水（到清水池） 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝 东芝日立第三章 PLC 控制系统 日立3.1可编程控制器的分类 日立PLC 按 东芝结构形状可以分为整体式和模块式两类。整体式的 PLC 是将电源、I/0接口、cpu 等部件都装在一个机箱内部，具有结构紧凑、体积小、重量轻、低价格的特点，适合一般电气控制，一般小型的 plc 采用这种整体式。整体式的PLC 也称为 PLC 的基本单元，在基本单元的基础上可以加装扩展模块扩大其适用范围。扩展区域只有 I/O 接口和电源，没有 cpu。模块式 plc 是将 plc 的各个部分分开，分别叫做 cpu 模块、I/O 模块、电源模块以及各个功能模块，这种模块的特点是配置灵活，便于扩展和维修，适合中、大型的 plc。 日立PLC 按输入/输出接口（I/O 接口）的点数可以分为大型机、中型机、小型机。I/O 点数小于 128 点的称作为小型机；I/O 点数在 129512 点的称作为中型机；I/O 点数大于 512 点的称作为大型机。PLC 的 I/O 接口数越多，其内部储存容量越大，价格会越贵，因此，在设计电气控制系统时我们应该尽量减少使用 I/O接口的数目，目的是为了减少成本。 日立3.2 东芝PLC的程序设计语言 日立用户的 PLC 程序可以根据下图的梯形图语言或指令表语言来编写。梯形图主要由触点、线圈等软元件组成，触点表示 东芝逻辑的 输入条件 ，线圈表示 东芝逻辑的输出结果 ，程序的逻辑运算按照从上到下、从左到右的方向依次执行。触点和线圈等组成的独立电路称为网络，以网络为单位给梯形图加注释，通常程序按网络的编号依次进行执行。例如网络 1、网络 2日立程序的梯形图与继电器系统的电气原理图十分相似。梯形图程序的模仿电路中5电流的流动，通过一系列的逻辑输入条件，来决定是否有逻辑输出。一个梯形图程序包括左侧提供电流的母线，闭合的触点允许通过他们流向下一个元件，而打开的触点阻止电流的流动。例如下图中当触点 I0.0 闭合时，线圈Q0.0 就会导通；当 I0.1 闭合时，线圈 Q2.0 就会通电。指令表的语言与计算机的汇编语言比较相似。用户既可以输入梯形图也可以输入指令表，梯形图和指令表之间可由编程软件来进行相互转换。 日立网络 1梯形图网络 2I 0 . 0Q 0 . 0I 0 . 1Q 0 . 1左母线网络号指令表网络 1L D=I 0 . 0Q 0 . 0网络 2L D N I 0 . 1=Q 0 . 1东芝PLC 的工作方式是循环扫描的工作方式： 日立读输入。将 CPU 每个端口的状态输入到映像寄存器。 日立执行程序。CPU 逐条扫描程序，从上到下依次扫描。 日立处理通信请求。 日立执行 CPU 自诊断 日立写输出。将映像接触器之中的输出数据复制到输出寄存器中 日立日立第四章控制系统的设计 日立日立纳 入 污 水 排 空 电 磁 阀空 气风 机 生 物 菌 泥 污 水 处 理 池 水 位 电 极 1#清 水 泵 清 水 池 水 位 电 极2#清 水 泵 中 水中 水 箱上 水 电 磁 阀 水 位 电 极电 动 阀日立日立4.1课题设计要求 日立1）控制装置选用 PLC 为系统的控制核心，根据工艺要求合理选配 PLC 机型和I/O 接口。 日立2）可执行自动的方式，应能按照工艺要求编辑程序。 日立3）电动阀上电动机为正、反转双向运行，因此要在 PLC 控制回路加互锁功能。 日立4）为了设备安全运行，考虑必要的保护措施，如电动机过热保护、控制系统短路保护等。 日立6）选择电器件、编制元器件目录表。的 I/O 接口功能表。 日立7）绘制电气原理图：包括主电路、控制电路、PLC 硬件电路、编制 PLC 日立8）采用梯形图或指令表编制 PLC 控制程序。 日立9）利用 WinCC 软件设计出交互式组态控制系统 日立日立日立4.2主电路设置 日立1、主电路中交流接触器 km1、km2、km3 分别控制#1 清水泵 M1，#2 清水泵 M2，6曝气风机 M3，交流接触器 km4、km5 控制电动阀电动机 M4。 日立2、电动机 M1，M2,M3,M4 由热继电器 FR 实现过载保护。 东芝QF 为电源总开关，可以完成对整个主电路的保护，又起到断开三相交流电源的作用，使电路更加方便使用和维修 日立熔断器 FU1、FU2、FU3、FU4 实现各个回路的短路保护。FU5、FU6 完成对控制回路以及 PLC 回路的短路保护。 日立电动阀闸门需要采用两个交流接触器，来实现电动阀门的正反转。 日立日立日立4.3硬件分配表序号 文字符号 名称 数量 备注1 日立2 日立3 日立4 日立5 日立7 日立8 日立9 日立10 日立11 日立12 日立13M1/M2/M3/M4 日立FB1/FB2/FB3/FB4 日立FU1/FU2/FU3/FU4 日立FU5/FU6 日立QF 日立SB1 日立SB2 日立KM1/KM2/KM3/KM4/KM5 日立HL1/HL2/HL3/HL4 日立YA1 日立YA2 日立PLC电动机 日立热继电器 日立熔断器 日立熔断器 日立断路器 日立启动按钮 日立停止按钮 日立交流接触器 日立指示灯 日立排空电磁阀 日立电动阀 日立可编程控制器（西门子s7-200）4 日立4 日立12 日立2 日立1 日立1 日立1 日立5 日立4 日立1 日立1 日立1三相交流异步电动机 日立按照电动机的整定电流 日立熔体 10A 日立熔体 2A 日立脱口电流 10A 日立绿色按钮 日立红色按钮 日立线圈电压：220v 日立线圈电压：220v 日立线圈电压：220v 日立线圈电压：220v 日立继电器输出日立4.4 东芝主电路图 日立7日立日立日立日立4.5 东芝控制电路图8日立4.7程序流程图 日立前面已介绍了整个污水处理的控制要求，为了使编写的程序很好的达到预期效果，按照工艺过程画出了系统的流程图。根据 visio软件画出了整个系统的流程图如图所示，图中具体说明了各个部分打开/g 关闭的条件，通过流程图能更9清楚的明白整个污水处理系统。 日立日立日立日立自动操作Y污水水位低 ?N关闭电磁阀计时8 . 7 h ?Y开 1 # 泵清水池纳水污水水位高 ?停 1 # 泵Y打开电动阀污水池纳入污水开 2 # 泵中水箱纳水中水箱水位高N停 2 # 泵Y自动结束自动结束 ?结束开始Y曝气沉淀处理NNN流程图中能够清楚的看出电动阀开启的条件，关闭条件。#1 清水泵和#2 清水泵的开启和关闭条件。 日立日立日立日立日立日立10日立第五章污水处理系统的 PLC程序 日立5.1程序的构成 日立整个 PLC程