基于PLC控制的生活给水泵系统设计

1、基于plc控制的生活给水泵系统设计摘 要 本文介绍了以可编程逻辑控制器为核心的控制系统，并对其工作原理、硬件设计、软件设计进行重点阐述，从而对传统的城市供水系统进行改造，可以有效的解决以前系统故障率高、可靠性差、能源浪费严重等一系列问题。同时，系统具有自动和手动两种控制方式，便于对系统进行维护修理，提高效率，实现自动化供水。 abstract this article has introduced the control system with programmable logical controller at the core, and emphatically describe this

2、 control systems work principle, the hardware design and software design. thus transformed the traditional city water-supply system. effective settlement the system publishes fault rate high, energy series waste such as these problems. meanwhile, the system has automatic and manual two kinds of cont

3、rol way. can be convenient maintain and repairing to the system. raise the efficiency, realize automation supplies water.关键词：plc ；给水系统；自动控制 key words: plc ；water-supply system； automatically control目录引言 (3)1 可编程序控制器（plc）的概述(4)1.1 plc的定义(4)1.2 plc的产生及发展趋势 (4)1.2.1 plc的产生 (4)1.2.2 plc的发展趋势 (4)1.3 plc的

4、特点 (4)1.4 plc的一般组成和基本工作原理 (5)1.4.1 plc的一般组成 (5)1.4.2 plc的基本工作原理 (5)1.5 plc的应用设计步骤 (5)1.6 松下电工可编程序控制器产品-fp1-c40简介 (6)1.7 fpwin-gr软件介绍 (6)2 系统设计总体方案 (7)2.1 设计思路 （7）2.2系统构成框图 (7)2.3系统工作原理 (8)3 硬件部分设计 （8）3.1 水泵主电路 （8）3.1.1 水泵起动方式的选取 (9)3.1.2 器件型号的选取 （10）3.2 水泵的控制回路设计 （11）3.2.1 手动控制 （11）3.2.2 自动控制 （12）3.

5、3 水位控制器的介绍(14)4 软件设计(15)4.1 程序流程图(15)4.2 顺序功能图sfc的设计及分析(16)4.3 符号梯形图设计(18)4.4 系统语句表(19)5 结束语（19）致谢 （20）参考文献（20）附录a 外文原文 （21）附录b 外文翻译 （25）附图（28）附录c程序清单（29）引言现代建筑的生活给水系统是整个建筑必不可少的重要组成部分，目前的供水方式1主要有二种(1)水池水泵（恒压变频或气压罐）管网系统用水点对于一、二层是商业群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前较多采用此种供水方案。一般设计有地下生活水池一座，集中恒压变频供水，不设屋顶水箱，最不利用水点是顶层住宅

6、。主水泵一般有三台，二开一备自动切换，副泵为一小流量泵，夜间用水量小时主泵自动切换到付泵，以维持系统压力基本不变（气压罐一般不用于生活用水）。气压罐的主要缺点是气压罐调节容积小，存在不能满足消防贮水的问题，一般作为消防给水系统中的经常性增压设备，对于高层建筑生活给水一般用于少数楼层水压不足时的增压。(2)水池水泵高位水箱用水点单幢次高层和高层建筑的高压供水区较多采用该种方案。一般也需要设计有一座地下水池，通过两台水泵（一用一备）抽水送至高水箱，再由高位水箱向下供水至各用水点。第一种方式从理论上说恒压变频供水是较为理想和先进的。首先它保证出水压力不变，根据用水量大小进行变频供水，既节约电能，又保

7、证水泵软启动（对电网电压冲击不大），延长了水泵寿命。但是在实际使用中却遇到了许多问题，给工作带来了麻烦，公司社会效益直接受到影响，例如水泵在自动切换时（卸载或加载时）水泵供水会出现短暂的低压，特别是电脑判断有故障需跳过故障泵运行时时间会更长，直接受害者就是顶层住户。一旦压力减低他们就无水，当跳过故障泵启动备用泵时压力又增大，所以顶层住户怨声不断。如果变频控制柜出故障，一般的电工无法处理，需要厂家专业技术人员来解决，造成设备不能及时维修，供水无法保证。虽然设备房管理简单了，但住户用水缺乏保障，社会效益受到影响。变频调速水泵不能满足消防贮水量，存在小流量和零流量供水问题，同时变频控制股价格较高。第

8、二种方式是较成熟的水泵、水箱供水方式。水泵控制柜采用最简单的电器元器件，如出现故障，普通的电工就能维修，而且元器件的费用也低。再加上有高位水箱，不会造成一停电就停水，供水保障率高。具有稳压2作用，使冷热水系统水压保持平衡，方便洗浴。由于以上诸多原因，目前绝大多数高层建筑采用高位水箱给水方式，尽管高位水箱存在增加建筑荷载和防止生活用水受到二次污染的问题。设置高位水箱给水方式对生活水泵的一般控制要求为： （1）在地下水池与高位水箱中均设置水位控制器3，由两处的水位控制器控制水泵的自动运行。当高位水箱水位升至高水位时，自动关闭水泵。生活水泵同时应受地下水池水位的制约，当地下水池水位处于低水位时，为了

9、避免水泵的空转运行，无论高位水箱的水位如何，生活水泵都不能起动。（2）为了保障供水可靠性，生活水泵分为工作泵和备用泵，工作泵发生故障时，备用泵应能自动投入使用。（3）为了防止一台泵长时间运行，需设定运行时间。当时间到时，自动切换到下一台泵，以防止泵长时间不用而锈死（4）要有完善的保护功能（5）为了检修和应急，应有手动控制功能。1 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、

10、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1.2.1 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

11、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。1.2.2 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

12、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

13、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/

14、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

15、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1.4.1 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

16、、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。1.4.2 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

17、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

18、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

19、) 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

20、 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

21、。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2 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

22、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

23、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.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

24、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

25、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

26、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。3 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

27、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

28、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

29、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

30、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

31、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）

32、.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 3.2.1 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：3.2.2 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

33、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

34、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、

35、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。4 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

36、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

37、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。（1） 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

38、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（2） 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、

39、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

40、（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

41、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 符号梯形图设计整个程序参见附录,程序运行结果如下图证明图4-3 符号梯形图运行结果4.4 系统语句表 见附录5 结束语通过模拟实验证明了该方案在智能化供水系统中，是切实可行的。生活水泵给

42、水控制系统用plc控制可以有效地保证其工作稳定、可靠，便于维护，且性能价格比高。 同时以plc为核心的高可靠的监控系统实现了对水泵的控制及三台电机之间的协调控制，把3台水泵的其中一台当作备用泵来用增加了应付突发事件的能力，具有先进、可靠、经济、灵活等显著特点。总之，供水系统在以后的发展过程中，自动化控制的程度将会越来越高，越来越专一化，各种功能也会更加完善。致谢在这篇论文完成之际，我衷心的感谢我的指导老师赖义汉老师。感谢老师在百忙之抽出时间来为我指导讲解，悉心指教，在我的系统设计，程序编程，论文撰写的过程中给我提出了许多宝贵的意见和建议，使我顺利的完成了所有的工作。并且得到其他几位老师的关心和

43、帮助在此一并谨致谢忱。在即将离开学校之际，再次衷心感谢我院所有老师对我的帮助，谢谢你们为我的大学生活划上一个完满的句号！参考文献1 作者不详. 次高层建筑二次增压供水方案探析j 超级考生网/articles/jyzyz_lw/2005-11-30/3654_1.htm2 魏福森 .高层建筑生活给水系统给水方式的选择j 中国论文下载中心 /huanjing/060309/13315453.html3 王再英等. 楼宇自动化系统原理与应用m. 北京：电子工业出版社. 20054 高鸿斌，孔美静，赫孟合. 西门子plc与工业控制

44、网络应用m.北京：电子工业出版社，2006，1-35 张兴国. 可编程序控制器技术及应用m.北京：中国电力出版社，2006，2-56秦曾煌 电工学m。北京：高等教育出版社，2004，319-3107li fenglian,ren qinglian application of plc in the elevator control system of intelligence buildingj8duan chengxian，huang huaming.the application of plc in modern communityj 外 文 原 文application of plc i

45、n the elevator control system of intelligence building abstract: the paper mainly discusses one subsystem of intelligence building system: the elevator control system. the plc strong ability in interference and so on makes the elevator industry one after another to apply the plc to the elevator cont

46、rol system in order to replace the relay being used in traditional elevator control system. the application of plc in the elevator control system reduces the breakdown rate and efficiently improves the operating reliability of the elevator with safety .the structure of system is also simple and tigh

47、tly packed.the working principle of the elevator control system is: the spot control information is send into the from the customer input devices firstly, then the plc control cabinet is required to send out the control signal to drive the equipments according to the system demands. the elevator can

48、 then proceed the homologous action according to the control request .the paper selects companys 200he series plc, introducing parts of signal hookup of the elevator control system and explaining the function of the control cabinet. lastly the automation programming is introduced. simulated experime

49、nts enunciates that the design method is viable. it can make the personnel of the industry management center to long-distance monitor and control the elevator in control center, to connect the elevator control system with intelligence building industry management system by ethernet or special-purpos

50、e network such as lon works.the elevator working state can also be timely watched.these not only can realize scientific centralized management of the elevator, but also can lower the elevator maintenance cost etc. it is one of the developing direction of intelligence building elevator control system

51、. keywords: plc; intelligence building; elevator control system; working principle; program design . introduction in 1980s the first intelligence mansion had been completed in america, then intelligence building has been abroadly taken attentions by the whole world.the concept of intelligence buildi

52、ng has been put different meanings along with the development of society. the early stage intelligence building had been thought that it is equal to the intelligent mansion, but now the intelligence building not only includes the intelligence mansions but also involves intelligence residential districts. this paper mainly discusses one subsystem of intelligence building s