毕业设计-基于PLC 控制的水泵系统设计.docx

毕业设计中图分类号：TP273基于PLC控制的水泵系统设计专业名称:电气自动化技术学生姓名:导师姓名:职 称：讲师焦作大学二一三年 12 月中图分类：TP273 密级：无UDC： 单位代码：基于PLC控制的水泵系统设计The Water Pump System Based on PLC Control Design姓 名蒋玉林学制3年专 业电气自动化技术研究方向自动化技术导 师刘晓莉职称讲师论文提交日期2013.12.28论文答辩日期2013.1.2焦作大学 摘要 摘 要近年来我国中小城市发展迅速，集中用水量急剧增加。在用水量高峰期时供水量普遍不足，造成城市公用管网水压浮动较大。由于每天不同时段用水对供水的水位要求变化较大，仅仅靠供水厂值班人员依据经验进行人工手动调节很难及时有效的达到目的。这种情况造成用水高峰期时水位达不到要求，供水压力不足，用水低峰期时供水水位超标，压力过高，不仅十分浪费能源而且存在事故隐患（例如压力过高容易造成爆管事故）。随着社会的发展和进步，城市高层建筑的供水问题日益突出。一方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水故障；另一方面要求保证供水质量的可靠性和安全性，在发生火灾时能够可靠供水。恒压供水保证了供水的质量，以PLC为主机的控制系统满足了系统的控制功能，提高了系统的可靠性。关键词： 水压 供水 恒压供水 PLC 1 AbstractAbstractSmall and medium-sized cities in our country has developed rapidly in recent years, focus on water consumption has increased dramatically. When the peak of the insufficiency of water supply in water, resulting in urban public pipe network pressure is bigger. Due to the different period of time every day change of water level requirements for water supply is bigger, just by factory staff on duty for manual adjustment on the basis of experience of water supply is very difficult to achieve the timely and effective. This situation caused water peak water level can not meet the requirements, insufficient water pressure, excess slack period when the water level, water pressure is too high, not only is a waste of energy and accidents (e.g., high pressure pipe explosion accident caused easily).Along with societys development and progress, city high-rise building water supply problem increasingly prominent. On the one hand, improve water quality, dont because of the pressure fluctuation in water supply failures; On the other hand requirements to ensure the quality of water supply reliability and safety, reliable water supply in the fire. Constant pressure water supply to ensure the quality of the water, with PLC as the host, the control function of the control system can meet the system to improve the reliability of the system.Keyword: Water pressure constant pressure water supply water supply PLC2 目录目录 摘要1第一章 可编程序控制器（PLC）的概述11.1 PLC的定义11.2 PLC的产生及发展趋势1 1.3 PLC的特点21.4 PLC的一般组成和基本工作原理31.5 PLC的应用设计步骤41.6松下电工可编程序控制器产品-FP1-C40简介51.7 FPWIN-GR软件介绍6第二章 系统设计总体方案82.1 设计思路82.2 系统构成框图92.3 系统工作原理11第三章 硬件部分设计133.1 水泵主电路133.1.1 水泵的起动方式的选取143.2 水泵的控制部分设计173.3 水位控制部分21第四章 软件设计2241程序流程图224.2 顺序功能图SFC 的设计及分析244.3 符号梯形图设计30结束语32致谢33参考文献34附录 主程序梯形图附录354 第一章 可编程序控制器（PLC）的概述第一章 可编程序控制器（PLC）的概述1.1 PLC的定义1987年2月4，国际电工委员会（IEC）对可编程序控制器的定义是：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的。它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统连成一个整体、易于扩充功能的原则设计。1.2 PLC的产生及发展趋势（1） PLC的产生在PLC出现之前5，生产线的控制多采用继电接触器控制系统。所谓继电接触器控制系统是指，由各种自动控制电器组成的电器控制线路。其特点为结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，能在一定范围内满足单机和自动生产线的需要。但是它有明显的缺点，主要体现在触点繁多，组合复杂，因而可靠性差。此外，它是采用固定接线的专用装置，灵活性差，不能满足程序经常改变、控制要求比较复杂的场合。因此，它制约了日新月异的工业发展。于是人们寻求研制一种新型的通用控制设备，取代原有的继电接触器控制系统。20世纪60年代末期，美国汽车制造工业竞争激烈，为了使汽车型号不断翻新，缩短新产品的开发周期，1968年美国通用汽车公司（GM）提出研制PLC的基本设想。1969年，美国数字设备公司（DEC）根据上述要求研制出了世界上第一台PLC。自第一台PLC诞生以来，它的发展经历了五个重要时期。（2） PLC的发展趋势PLC问世以来，一直备受各国的关注：1971年日本引入PLC技术；1973年德国引入PLC技术；我国于1973年开始研制PLC。目前世界上百家的PLC制造厂中，仍然是美、日、德三国占有举足轻重的地位。近年来我国的PLC生产有了长足的发展，国内PLC生产厂家已达到一定规模，但与世界水平相比，我国的PLC研制开发和生产还比较落后。随着计算机技术的发展，今后PLC将会朝着两个方向（方便灵活和小型化；高功能和大型化）发展。1.3 PLC的特点（1）抗干扰能力强，可靠性好 PLC在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取了生产厂家长期积累的生产控制经验，主要模块均采用大规模与超大规模集成电路。I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有周到的考虑。 （2）控制系统结构简单，通用性强 PLC及外围模块品种多，可由各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。 （3）编程方便，易于使用 PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，PLC程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图相类似，这种编程语言现象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，只要具有一定的电工和工艺的知识的人员都可在短时间内学会。 （4）功能完善 PLC的输出/输入功能完善，性能可靠，能够适应与任何形式和性质的开关量和模拟量的输入/输出。在PLC内部具有许多控制功能，诸如时序、计算机、主控继电器以及移位寄存器、中间寄存器等。由于采用了微处理器，它能够很方便地实现延时、锁存、比较、跳转、和强制I/O等诸多功能，不仅具有逻辑功能、算术运算、数制转换、以及顺序控制功能，而且还具备模拟运算、显示、监控、打印、及报表生成等功能。 （5）设计、施工、调试的周期短 用继电接触器控制完成一项控制工程，必须首先按工艺要求画出电气原理图，然后画出继电器屏的布置和接线图等，进行安装调试，以后修改起来十分不便。而采用PLC控制，由于其硬软件齐全，为模块化积木式结构，且已商品化，故仅需按性能、容量等选用组装，而大量具体的程序编制工作也可在PLC到货前进行，因而缩短了设计周期，使设计和施工可同时进行。 （6）体积小，维护操作方便 PLC体积小，质量轻，便于安装。PLC的输入/输出系统能够直观的反映现场总线信号的变化状态，还能通过各种方式直观的反映控制系统的运行状态。 （7）易于实现网络化 PLC可连成功能很强的网络系统。 （8）可实现三电一体化 PLC将电控（逻辑控制）、电仪（过程控制）和电结（运动控制）这三电集于一体，可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。1.4 PLC的一般组成和基本工作原理（1） PLC的一般组成目前PLC种类繁多，功能和指令系统也都各不相同，但都是以微处理器为核心用做工业控制的专用计算机，所以其结构和工作原理都大致相同，硬件结构与微机相似。一般地PLC主要由中央处理单元（CPU）、存储器（RAM和ROM）、输入输出接口（I/O）电路、电源及其他可选组件构成。前三大部分是PLC完成各种控制任务所必需的，一般称为PLC的基本组成部分，其它可选组件包括编程器、外存储器、I/O模块及通信接口等。（2）PLC的基本工作原理 当PLC 投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC 的CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。如下图1-1所示图1-1PLC的工作过程1.5 PLC的应用设计步骤PLC控制系统是以程序形式来体现其控制功能的，大量的工作时间将用在软件设计，即程序设计上。PLC程序设计可遵循以下六步进行：（1）确定被控系统必须完成的动作及完成这些动作的顺序。（2）分配输入输出设备 即确定哪些外围设备是送信号到PLC，哪些外围设备是接受来自PLC信号的。并将PLC的输入输出口与之进行分配。（3）设计PLC程序画出梯形图。 梯形图体现了按照正确的顺序所要求的全部功能及其相互关系。（4）实现用计算机对PLC的梯形图的直接编程。（5）对程序进行调试（模拟和现场）。（6）保存已完成的程序。显然，在建立一个PLC控制系统时，必须首先把系统需要的输入，输出数量确定下来，然后按需要确定各种控制动作的顺序和各个控制装置彼此之间的相互关系。确定控制上的相互关系之后，即可进行编程的第二步-分配输入输出设备。在分配了PLC的输入输出点6，内部辅助继电器，定时器，计数器之后，就可以设计PLC程序画出梯形图。在画梯形图时要注意每个从左边开始的逻辑行必须终止于一个继电器线圈或定时器，计数器，与实际的电路图不一样。梯形图画好后便用编程软件直接把梯形图输入计算机并下装到PLC进行模拟调试，修改直至符合控制要求，这便是程序设计的整个过程。1.6松下电工可编程序控制器产品-FP1-C40简介在松下电工公司生产的FP系列产品中，FP1属于小型PLC产品。从型号可以看出FP1-C40可编程控制器的输入和输出点数（即I/O点）之和为40FP1-C40的主要组成部分如下：(1) RS232 该口能于PC机通信编程，也可连接其他外围设备。 (2) 工作方式选择开关 工作方式选择开关共有3个工作方式档位，即“RUN”，“REMOTE”和“PROG”。当开关扳到“RUN”这个档位时，控制单元运行程序；在“REMOTE”工作方式下，可以使用编程工具改变可编程控制器的工作方式为“RUN”或“PROG”工作方式；在“PROG”方式下可以编辑程序。若在“RUN”工作方式下编辑程序，则按出错对待。可编程控制器鸣响报警，提示编程者将方式选择开关切换至“PROG”工作方式。 （3）输出端子 C40形的输出端子有16点。该端子板为两头带螺钉可拆卸的板。（4） 直流电源输出端子 在FP1系列主机内部均配有一个供输入端使用的24V直流电源。 （5）输入端子 C40型的输入端子有24点。输入电压范围为直流1224V。该端子板为两头带螺钉可拆卸的板。 （6）编程工具连接插座（RS422口） 可用此插座经专用外设电缆连接编程工具。 （7）I/O点状态指示灯和扩展单元接口插座 用来指示输入/输出的通断状态，当某个输入触点闭合时，对应于这个触点编号的输入指示发光二极管点亮（下一排）； 当某个输出继电器接通时，对应这个输出继电器编号的输出指示发光二极管点亮（上一排）。扩展单元接口插座用于连接FP1扩展单元及A/D、D/A转换单元、链接单元。 1.7 FPWIN-GR软件介绍松下电工公司开发的PLC编程软件FPWIN-GR可支持所有的松下电工公司的PLC产品。它具有符号梯形图、布尔梯形图和布尔非梯形图三种编程方法，以及程序注释、调试、监控和打印等功能。FPWIN-GR的界面如下图1-2所示图1-2 FPWIN-GR的界面34 第二章 系统设计总体方案第二章 系统设计总体方案2.1 设计思路本文针对水池水泵高位水箱用水点的供水方式，以前采用人工进行高位水箱的水位控制，由于不可能每时每刻对水位进行准确的定位监测，并且带有很大的主观性，所以很难准确控制水泵电机的起停。为了实现供水的自动控制，一般选用以单片机或PLC为核心，这样所构成的系统都能达到较为理想的控制效果。对PLC与单片机在供水系统中应用的一些主要方面做了简单的比较如下表所示：表2-1 PLC与单片机在供水系统中应用的比较硬件软件抗干扰能力经济成本单片机电路相对复杂需要有较多的外围元件程序设计复杂程序修改麻烦较差低体积小、高集成有多种扩展模块编程简洁直观程序修改简单很强高通过上表的比较，从经济方面考虑，由于PLC工艺的日渐成熟，小型PLC的成本与单片机相差不大，为了实现通用性，要求能够根据现场的使用情况方便的修改、调整系统控制参数，对于供水系统来说，时间参数变化较多，与单片机相比PLC的软件中时间参数的调整更简单。基于以上原因，选用PLC来实现对高楼供水，使软件程序的设计简单化，硬件接口简易可行、提高系统运行的可靠性，特别是整个系统的稳定性和抗干扰能力很强，不仅改变传统用阀门控制水量的多少，也改善了传统控制方法的故障率较高的弱点，而且在节能、恒压控制等方面均有非常好的使用效果。本系统通过三台水泵（二用一备）工作，以其中1台水泵作为备用泵，另外2台水泵在正常情况下自动轮换工作，如果其中一台工作泵发生故障，不但能发出故障报警而且备用泵自动投入工作。为了防止电机长期不用生锈，3台互为备用泵，使得它们寿命均等，延长了水泵寿命。他们的关系如下表所示：表2-2 3台泵的关系表3号备用1号首先起动工作2号后工作1号备用2号首先起动工作3号后工作2号备用3号首先起动工作1号后工作2.2 系统构成框图生活给水泵系统主要由供水部分，水位控制部分，电气控制部分构成. 水泵 供水管道（自来水网） 供水部分 屋顶水箱 生 地下水池 活 用户用水 给 水 水位控制部分 泵 系统 PLC(松下FP1-C40)电气控制部分 续电器组（电源控制柜）它们之间的连接图如图2-1所示图2-1系统连接框图2.3 系统工作原理当系统处于自动工作状态时（1）当选用3号水泵为备用，则1号泵先起动、正常工作一段时间后2号泵起动、工作，如此轮换。倘若1号泵出现故障，则3号泵自动投入工作，并与2号泵自动轮换工作，同时发出电机故障报警，通知维修人员；倘若2号泵出现故障，则3号泵自动投入工作，并与1号泵自动轮换工作，同时发出电机故障报警，通知维修人员。（2）当选用1号水泵为备用，则2号泵先起动、正常工作一段时间后3号泵起动、工作，如此轮换。倘若2号泵出现故障，则1号泵自动投入工作，并与3号泵自动轮换工作，同时发出电机故障报警，通知维修人员；倘若3号泵出现故障，则1号泵自动投入工作，并与2号泵自动轮换工作，同时发出电机故障报警，通知维修人员。（3）当选用2号水泵为备用，则1号泵先起动、正常工作一段时间后3号泵起动、工作，如此轮换。倘若1号泵出现故障，则2号泵自动投入工作，并与3号泵自动轮换工作，同时发出电机故障报警，通知维修人员；倘若3号泵出现故障，则2号泵自动投入工作，并与1号泵自动轮换工作，同时发出电机故障报警，通知维修人员。（4）水泵的起动受屋顶水箱下限位的控制，只有水位达到下限位的时候水泵电机才起动。（5）水泵的停止受屋顶水箱的上限位控制，当水位达到上限位的时候水泵电机自动停止，（6）地下水池水位达到下限位时，为了避免水泵的空转运行，无论屋顶水箱的水位如何，生活水泵都不能起动。当系统处于手动工作状态时按下选择开关（SA1，SA2，SA3）三个中的其中一个，就可以启动任何一台水泵电机了，如果需要停止水泵的话只要切断开关即可。 第三章 硬件部分设计第三章 硬件部分设计3.1 水泵主电路图3-1生活水泵主电路图图中1M、2M、3M为水泵电动机，每台电动机用3个接触器分别控制电源（KM3，KM6，KM9）、星型起动（KM1，KM4，KM4）和三角形（KM2，KM5，KM8）运行。3个电机均设有过载保护FR1、FR2、FR3。为了反映各机组是否能正常工作，使用断路器将其常开触点输入PLC的输入端口(XB,XC,XD)中。Y/降压起动是根据起动过程中的时间变化，利用时间继电器来控制 Y/的换接的。由图3-1知，1号工作时，首先合上阐刀开关QF1，当接触器KM1及KM3接通时，电动机Y形起动；当接触器1KM 及KM2 接通时，电动机形运行。2号工作时，首先合上阐刀开关QF2，当接触器KM4及KM6接通时，电动机Y形起动；当接触器KM5及KM6接通时，电动机形运行。3号工作时，首先合上阐刀开关QF3，当接触器KM7及KM9接通时，电动机Y形起动；当接触器KM8 及KM9接通时，电动机形运行。3.1.1 水泵的起动方式的选取异步电动机的起动方法有全压直接起动、自耦减压起动、Y-起动、软起动、变频起动等。 由电机及拖动基础可知，三相交流异步电动机起动时电流较大，一般是额定电流的（ 5 7 ）倍。故对于功率较大的电动机，应采用降压起动方式， Y/降压起动是常用的方法之一。对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在起动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低起动电流，减轻它对电网的冲击。这样的起动方式称为星三角减压起动，或简称为星三角起动（Y-起动）。设电源的线电压为Uc，绕组在起动时的每相抗为Zo，当定子绕组接成星形（即Y形）时，线电流和它的相电流相等，即 （3-1）如果定子绕组按原先的三角形（即形）接法直接接到电网上起动，则其相电流为 （3-2）线电流为 （3-3）比较式（3-2）和式（3-3），得 （3-4）这就是说，采用星三角起动时，起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3。起动电流降低了，起动转矩将会是怎样呢？众所周知，电动机的转矩M是同加在绕组上的电压的平方成正比。由于三角形接法时的相电压等于线电压，而星形接法时的相电压只是线电压的1/，所以 （3-5）这就是说采用星三角起动时，起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。由此可见，采用星三角起动方式时，电流特性很好，而转矩特性较差，所以客观存在只适用于无载或者轻载起动的场合。换句话说，由于起动转矩小，星三角起动的优点还是很显著的，因为基于这个起动原理的星三角起动器，同任何别的减压起动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。除此之外，星三角起动方式还有一个优点，即当负载较轻时，可以让电动机在星形接法下运行。此时，额定转矩与负载可以匹配，这样能使电动机的效率有所提高，并因之节约了电力消耗。3台水泵电机均采用Y-型起动方式，主电路控制线路如图3-1所示：3.1.2 器件型号的选取水泵主电路主要由断路器、接触器、热继电器、水泵及配电线缆等组成3。（1）.水泵的选取本系统的3台水泵型号均为：ISG50-250，单级单吸管道离心泵，水泵扬程为80m，电动机功率为11kW，能够满足大部分高层建筑的需求。水泵的额定电流：根据 ，而电动机的功率因素一般为0.760.87，取=0.8，则（2）泵主电路中的断路器水泵主电路中的断路器，对水泵起着控制、保护、安全隔离等作用，是重要设备。而GV2-ME电动机短路器带热磁保护就具有隔离、短路保护、过载保护、缺相保护和直接控制功能。因此，选用断路器的型号为GV2ME20C。参数说明 温度补偿的环境温度：-20-+60；额定工作电压：690V；整定电流范围：0.1-32A；脱扣等级：10A(符合IEC60947-4-1)；使用类别：A(符合IEC60947-2)AC-3(符合IEC60947-4-1)；高分断能力：分断能力高达10-100kA；长寿命：电寿命高达10104次，是普通断路器寿命的5-10倍。（3）接触器用于水泵的接触器一般为不频繁动作，其额定电流按电动机的额定电流选择。=20.9A，辅助触点额定电流选30A，型号为CJ10-30。（4）.热继电器热继电器的额定电流按电动机的额定电流选择，并留有上下调节的余地。热继电器的整定电流可为电动机的额定电流的1.01.05倍。热继电器：（11.05）=20.922 A因此选JR20-25（4T），额定电流为2025 A3.2 水泵的控制部分设计 一 手动控制图3-2 手动控制图当工作状态选择开关处于手动档时，水泵控制电路工作过程分析如下：1号水泵工作过程如下：2号水泵工作过程如下：3号水泵工作过程如下：二. PLC自动控制(1)PLC的选择及I/O分配根据上述控制要求，可统计出现场输入信号共12个，输出信号共8个，可选用FP1-C40，他可以实现24点输入，16点输出的控制，因此在本系统中使用尚有余量，可供备用。其I/O分配如下表所示:表3-1PLC的I/O分配表输 入输 出选择开关SA1手动/自动X01#泵驱动Y0停止按钮SA2X12#泵驱动Y1报警解除按钮SB1X33#泵驱动Y2屋顶水箱上限位SL1X51#备用指示灯HL4Y3屋顶水箱下限位SL2X62#备用指示灯HL5Y4地下水池下限位WLX73#备用指示灯HL6Y51#备用开关SW1X8电机故障报警HL7Y62#备用开关SW2X9停泵报警HL8Y73#备用开关SW3XA1#跳阐QF1XB2#跳阐QF2XC3#跳阐QF3XD（2）PLC外部接线图设计图3-3 PLC外部接线图PLC接线图只要根据上述表格和FP1-C40的端子排列位置进行相应的接线即可。上图是所设计的PLC系统外部接线图。图中各接触器采用220V电源，信号指示部分采用24V直流电源。需要说明的一点是，输入PLC的开关量信号可以为常开，也可以为常闭，但对应的顺序功能图中有关的触点的状态应随之变化。3.3 水位控制部分我们可以使用水位控制器，在实验箱上仿真的时候，我用开关来模拟。水位高于下限位或者低于上限位时开关处于断开状态，当水位低于下限位时，开关闭合；当水位高于上限位时，开关闭合。查阅水位控制器的相关资料，我们可以选用干簧管水位控制器GSK-1A（能发出低水位停泵）与GSK-1B(高水位停泵)。其工作原理是：在塑料管内固定有上、下水位干簧管2SL、1SL，塑料管下端密封防水进入，引线在上端接线盒引出；塑料管外套一个能够随水位移动的浮标（或浮球），浮标中固定一个永久磁环，当浮标移到上或下水位时，对应的干簧管接受磁信号而动作，发出水位开关信号。因为干簧管中触点有常开和常闭两种形式，可以组合成一常开，一常闭，或者两常开的水位控制器。 焦作大学机电工程学院 致谢 第四章 软件设计 第四章 软件设计41程序流程图如下图4-1所示，图中只画出以3号为备用的流程图，其它两种情况与此相似。图4-1流程图4.2 顺序功能图SFC 的设计及分析 从流程图中可以看出电机工作有很多状态，当3号备用时有3种状态 1号水泵工作2号水泵工作；3号水泵工作1号水泵工作；3号水泵工作2号水泵工作当1号备用时有3种状态 2号水泵工作3号水泵工作；1号水泵工作2号水泵工作；1号水泵工作3号水泵工作当2号备用时也有3种状态 3号水泵工作1号水泵工作；2号水泵工作3号水泵工作；2号水泵工作1号水泵工作包括初始状态和停泵总共有11种状态，而常见的设计方法有解析法 适合于逻辑关系简单、控制对象明确的系统。当系统较为复杂，难以列出其逻辑表达式表，设计变得复杂难以掌握，设计周期也较长。经验法 方便快捷、形象直观，但经验设计法具有很大的试探性和随意性，在设计复杂系统时，由于需要考虑的因素很多，很容易遗漏一些应该考虑的问题，梯形图可读性差，给系统的维修和改进带来很大的困难。顺序功能图法 用输入量X控制代表各种步的编程元件（如内部存储器R），再用它们控制输出量Y。步是根据输出量Y的状态划分的，R与Y之间具有很简单的“与”逻辑关系，输出电路的设计极为简单。由于顺序功能图法具有简单、规范、通用的优点，所以在此我选择用顺序功能图法，如下图所示图4-2顺序功能图图4-2是以3号水泵为备用，1号、2号水泵自动轮换工作的顺序功能图。其它2种情况的顺序功能图跟此相似，其它见附录，所以以此情况为例进行说明。以下分几个方面对其分析。状态继电器运行时对应情况如下表表4-1状态继电器运行时对应情况3号备用1号电机工作2号电机工作3号电机工作3号备用R31R32R33R31号备用1号电机工作2号电机工作3号电机工作1号备用R11R12R13R12号备用1号电机工作2号电机工作3号电机工作2号备用R21R22R23R2初始状态停泵状态R0R10所用定时器如下表表4-2所用定时器3 号 备 用1 号 备 用2 号 备 用定时器定时（s）控制对象定时器定时（s）控制对象定时器定时（s）控制对象T130001号电机工作T1130002号电机工作T2130003号电机工作T230002号电机工作T1230003号电机工作T2230001号电机工作T330003号备用电机工作T1330001号备用电机工作T2330002号备用电机工作(3) 备用选择控制台上的3个备用按钮与PLC接线原理示意图中输入点X8、X9、XA相对应。按下任意一个按钮时，可以选择1号、2号、3号中的任意一台电动机做备用，备用机组可用上述按钮任意切换。例如：选择2号水泵作为备用，按下SW2按钮，则X9得电，输出继电器Y4得电，控制台2号备用指示灯Y4亮。（4）液位指示安装在高位水箱上限位开关SL1，下限位开关SL2和地下水池内的下限位开关WL，分别与输入点X5、X6、X7相对应。设水位下降到地下水池水位下限位位置时，则X7得电，使输出继电器Y7得电，故发出水泵停止工作报警，这时必须按下停止按钮SA2。（5）工作原理以3号为备用泵（XA得电）为例说明：当1号电机起动的条件是高位水箱下限位（X6）到，并且1号断路器XB断开的时候（表示1号水泵正常）此时1号水泵星形起动并三角形运行，Y5、Y0、T1同时得电；如果1号断路器XB得电（表示1号水泵出现故障），则3号备用泵自动投入使用，Y6得电发出警报。当地下水池下限位（X5+X7）没有到，并且2号断路器XC断开（表示2号水泵正常），则T1时间到了以后要起动2号水泵。如果2号断路器XC得电，（表示2号水泵出现故障），那么3号备用泵自动投入使用，Y6得电发出警报。2号电机星形起动三角形运行，Y1、T2同时得电。如果此时高位水箱上限位或地下水池下限位（X5+X7）没有到，则T2时间到了以后要起动1号水泵。如果此时高位水箱上限位或地下水池下限位（X5+X7）没有到，那么3号电机要判断是1号故障还是2号故障。如果XB断开（表示1号水泵正常工作），那么时间到了以后3号就要和1号定时自动轮换工作，去起动1号水泵；如果XC断开（表示2号水泵正常工作），那么时间到了以后3号就要和2号定时自动轮换工作，去起动2号水泵。当高位水箱上限位或地下水池下限位（X5+X7）中任意一个到的时候就要停泵，同时Y7得电发出停泵指示，并且回到起始状态，等待下一次的动作。1号泵或者2号泵为备用的情况与此相似。4.3 符号梯形图设计整