王鹏20087128.doc

摘 要随着社会发展，科技进步，新的控制器件及其控制系统不断涌现。自从美国研制出世界上第一台PLC以后，日本、德国、法国等工业发达国家相继研制出各自的PLC。目前PLC已广泛应用于汽车制造、石油、化工、冶金、轻工业、机械、电力等各行各业，有人认为PLC已成为工业控制领域中占主导地位的基础自动化设备。目前PLC发展方向主要是朝着小型化、标准化、系列化、智能化、大容量化、网络化方向发展，这将使PLC功能更强，可靠性越高，使用更方便，使用更广泛。为了能更好的认识和理解PLC方面的知识，以便能更好的掌握PLC这门技术。学习PLC课程的主要目的是要学会使用，做这次课程设计可以使我们更好的了解及使用PLC技术。在这次课程设计中，我与小组另一名成员互相学习，共同商讨，查阅资料，全面投入到此次课程设计中，经过我们不断的学习和努力，按时完成了老师布置的任务。我们课程设计设计的题目是“某公共设备自动冲水装置的控制”，此次设计主要内容包括：工作过程分析，梯形图，接线图，电气原理图及情况说明。由于我们的知识及能力的有限，经验也不是很丰富，可能写的还不是很完美，还望任课老师们及同学们提出宝贵的意见和建议。关键词：感应器，冲水装置，PLC目 录摘要 1一、课题背景 11、课题背景 12、研究目的和意义 33、本文的主要工作 5二、已知情况、控制要求、设计要求 61、已知情况 62、控制要求 63、设计要求 7三、总体设计思路 8四、程序设计及调试 91、PLC的选型及I/0分配图 92、梯形图、程序工作过程简析及编程元件明细表 11五、电气设计 161、PLC外部接线原理图 162、自动冲水装置电气接线线原理图 163、自动冲水装置设备电气元件明细表 17六、安装、接线、及系统联合测试 18七、后期工作 191、操作过程简要说明 192、常见故障及排除方案 193、编写并提交（课程）设计说明书 20八、尚存在的问题及方案建议 21九、课程设计总结 22十、致谢 23十一、参考文献 24某公共设备自动冲水装置的控制某公共设备自动冲水装置的控制一、课题背景1、课题背景 1596年，英国贵族约翰哈灵顿发明了第一个实用的马桶一个有水箱和冲水阀门的木制座位。 1778年，英国发明家约瑟夫布拉梅改进了抽水马桶的设计，采用了如控制水箱里水流量的三球阀，以及U形弯管等。 19世纪，英国政府制定法律，规定每幢房屋都必须安装适当的污水处理系统，马桶才开始大幅改善。 1861年，英国一个管道工托马斯克莱帕发明了一套先进的节水冲洗系统，废物排放才开始进入现代化时期。 1885年，托马斯土威福在英国取得第一个全陶瓷马桶的专利，其后每年都有数十项改善的专利授出。 20世纪30年代的上海，晨光初现，许多人就会揉着睡眼，拎着马桶，依次走出家门，然后，就在一个公用的自来水龙头前排起长队。 20世纪六十年代抽水马桶开始在欧美盛行，后来传到日本、韩国等亚洲国家。80年代初在北京够点档次的宾馆里才见得到，但现在连北京稍像点样的收费厕所里都用上了它。2、研究目的和意义自动感应冲水器：又称感应冲水器。应用红外光反射原理，人站在尿盆前或蹲厕前，红外发射管发出的红外光经过人体反射到红外接收管，然后信号经过后续处理控制电磁阀打开放水。人离开尿盆，自然红外光就没有反射了，接着电磁阀自动关闭你注意观察一下尿盆上方那个金属盒，里面会有一个红色的发光二极管，人移动时，会有变化。公共厕所是为了方便群众的，但有些人没有用后冲水的习惯，就会产生异味，严重影响了我们的生活环境也不利于大家的使用。如何改善公共厕所的冲水问题使其更好的为大家服务，成为研究课题。主要有以下功能和特点：1、智能节水：采用单段冲水方式，人体离开感应范围后自动冲水5秒，更有效的避免水资源的浪费。 2、方便卫生：免接触使用，避免公共卫生间的细菌交叉感染，洁净卫生。 3、灵敏可调：可根据不同的使用环境调整感应灵敏度（范围）。 4、制作工艺：采用不锈钢材料制成，有效地避免锈蚀，简洁大方，经久耐用。 5、适用场所：酒店、宾馆、写字楼、机场等公共场所。3、本文的主要工作首先，回顾冲水装置的历史，随着社会经济的发展，冲水装置的要求越来越高，采用可编程程序控制器来代替中间继电器和过程控制的微型机，设计开发了自动冲水系统，才会满足人们不断提高的生活需求。然后，叙述了可编程程序控制器的产生、发展、应用的历程，通过论述可编程程序控制器的各种优点、 卓越性能、结构、原理，有一个感性的总体认识。然后，结合自动冲水系统的要求，进行硬件、程序设计，从主要部件的选择、流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。然后，通过对系统的调试和检测，再进行系统性梳理，将隐藏的不足之处加以修正和完善，确保系统能顺利运行。(1)要求本次设计的控制装置采用PLC技术实现;(2)要能完全满足控制要求；(3)要按照电气设计惯例，提供短路、过载、联锁等故障保护措施；二、已知情况、控制要求、设计要求1、已知情况某公共设备常采用一种自动冲水装置，即在设备上安装了一个传感器，当有人到来时，传感器常开触点闭合，当人离开时，传感器触点常闭断开。 2、控制要求自动冲水装置控制系统的控制要求如下：当传感器检测到有人时，传感器常开触点自动闭合（只要人未离开，传感器触点就一直保持闭合状态），当人离开后，传感器触点自常闭断开，从而进行冲水控制。控制要求：传感器触点闭合时延时3s后冲水装置启动，冲水2s；传感器触点断开时，冲水5s后自动停止。3、设计要求 根据生产设备工作方面及其它方面的需要，本次设计要达到如下设计要求：传感器触点闭合时延时3s后冲水装置启动，冲水2s；传感器触点断开时，冲水5s后自动停止。三、总体设计思路根据已知情况、控制要求、设计要求， PLC-控制装置的设计可按照“大而化小，分而治之”的思路，划分为以下4个部分，依序进行，各部分的设计任务分配如下:1)程序设计及调试完成程序的设计，并在实验室环境中进行模拟调试；(2)电气设计完成电气接线图、程序梯形图、控制语句表、元件明细表的设计；（3）安装、接线、联合测试完成电气元件的安装、接线、并对程序与线路进行联合测试；(4)后期工作说明操作过程、拟定常见故障排除方案、编写设计说明书等。下面按照这个总体设计思路的任务安排，逐步展开。四、程序设计及调试1 、PLC选型及I/O分配图根据设计要求、控制要求，选定PLC的型号为：F1-M12I/O分配： 输入 输出传感器开关：X0 冲水装置：Y0由上述可得自动冲水装置的指令表如图1所示。图1PLC外部接线原理图如图2所示。 图2本程序的梯形图如图3所示 图3程序中，各定时器的定时顺序如表1所示；定时器定时顺序定时器时段1.1时段1.2时段1.3时段1.4T0有人来开始计时3秒T1T0完成计时开始计时2秒T2人离开后T2开始计时冲水5秒表13、 编程某公共设备自动冲水装置编程元件明细表本程序中所用到的PLC内部的编程元件及其作用如表2所示： PLC编程元件明细表编程元件作用X0传感器开关Y0冲水输出T0人来时开始计时T1人来3秒后计时冲水时间T2人离开后计时冲水时间M0中间继电器，为人离开开始冲水作准备 表2五、 后期工作1、操作过程简要说明(1) 输入信号受一个传感器开关控制，当传感器开关接通时，装置开始进行工作(2)传感器常开触电闭合，常闭触电断开，计时器计时三秒(3)计时三秒后，自动冲水两秒(4)装置等待人离开(5)待人离开后，装置自动冲水五秒(6)进行重复操作 2、常见故障及其排除方案(1) 程序进行时，当人到来时，三秒后不能实现冲水两秒原因：程序错误解决方案：程序重编(2)循环冲水两秒不能自行停止原因：程序错误解决方案：程序重编六、尚存在的问题及方案建议本设计方案虽然“设计简约，满足要求”，但至少存在以下问题尚未解决：(1)电源问题：若出现断电，则无法正常工作。(2)出水量控制问题：因为未考虑实际应用中的冲水问题，没有准确的出水量控制。建议采取以下方案解决：(1)针对电源问题，建议加一个手动开关。(2)针对出水量问题，建议加装冲水量控制开关的方案来解决。七、课程设计总结本学期学完PLC理论课程后我们利用几天时间做了课程设计，我们做的是一个某公共设备自动冲水装置的控制的PLC控制系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做，头脑一度太热，不知道如何下手。但后来通过各方面的查资料并学习。我们基本学会了PLC设计的步聚和基本方法，加之通过自己的努力和请问设计出自己的理想方案。通过这次对彩灯循环闪烁的PLC控制，让我对PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。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，我们对知道的掌握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到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相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。我是一个人一组，在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了一些困难，但收获颇丰。在整个设计过程中，我懂得了许多东西，也培养了我独立思考的能力，相信会对我以后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了自己的编程能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还是比较欠缺。我明白了学习是长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断学习，努力提高自己知识和综合素质。虽然这个设计做的并不完美，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。八、致谢在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。我们在这里向老师表示衷心的感谢！在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，做事要学思结合，这样才能提高做事的效率。这次课程设计基本上涵盖了我们所学习的PLC程序的大部分知识点，课程设计题目要求不仅要求对课本知识有较深刻的了解，同时要求程序设计者由较强的思维能力和操作动手能力。这次课程设计使我对PLC程序的编程、程序的录入、以及在上机操作调试有了很大的提高。大部分同学只关心程序运行的结果，而对程序的创新丝毫不在意。这是非常不可取的，因为往往在动脑思考创新中我们会有更多收获，学到更多的知识。做课程设计不仅让我们修补了以前学习的漏洞，也让我明白了一个道理：学习好PLC这门技术，需